Der nach Leberoperation und -transplantation auftretende Ischämie-/ Reperfusionsschaden (I/R) und die konsekutive Inflammation des Lebergewebes stellen ein bedeutendes klinisches Problem dar. In der vorliegenden Arbeit wurden Einflüsse der warmen und kalten Ischämie (100% N2 bei 37°C bzw. 4°C) sowie der Exposition inflammatorischer Zytokine und Endotoxin (IL-1beta, 10 U/ml; IFN-gamma, 100 U/ml; TNF-alpha, 500 U/ml; LPS, 5 µg/ml) auf die Expression der Hämoxygenase-1 (HO- 1) mRNA und seines Proteins, einem Vertreter der Hitze-Schock-Proteine mit potentiell antioxidativer Wirkung, in humanen Hepatozytenprimärkulturen untersucht. Warme und kalte Ischämie stimulierten die HO-1 mRNA Expression in humanen Hepatozyten nach 0,5 bis 1h. Das HO-1 Protein wurde über 0,5-6h maximal exprimiert. Der Zellschaden, gemessen an der AST und LDH Freisetzung unter ischämischen Bedingungen wurde insbesondere nach 24 h beobachtet. Nach Zytokinexposition wurde die höchste Expressionsrate der mRNA durch IFN-gamma hervorgerufen, gefolgt von TNF-alpha, LPS und IL-1beta. Jedes einzelne Zytokin stimulierte die HO-1 mRNA Expression nach 0,5 h, erreichte ein Maximum nach 3 h und fiel nach 6 h ab. Nach Stimulation mit einem Zytokinmix (CM; IFN-gamma, TNF-alpha, IL-1beta, LPS) trat ein Maximum der HO-1 mRNA Expression erst nach 6 h ein, wobei ein signifikanter Zellschaden nach 12 h beobachtet wurde. Die HO-1 mRNA und Proteinexpression war nach Exposition von 6 h des Sauerstoffperoxides (H2O2, 200- 1000 µM) erhöht. Die HO-1 mRNA und Proteinexpression war nach S- nitrosoacetylpenicillamin (0.5 mM) Exposition, einem NO Donator, für 3-12 h verstärkt. Nach Cobalt-protoporphyrin (CoPP, 1µM) Exposition, einem potenten HO-1 Induktor, wurde eine erhöhte mRNA- und Proteinexpression beobachtet. Dass CoPP die HO-1 mRNA- und Proteinneusynthese induziert, konnte durch die selektive Blockade mit Actinomycin D und Cycloheximide bewiesen werden. Die Neusynthese konnte ebenfalls unter warmer und kalter Ischämie gezeigt werden. Hemin (10 µM), ein weiterer Induktor der HO-1, induzierte die HO-1 mRNA nach 3 h und das Protein nach 6 h. Die HO-1 Enzymaktivität wurde mittels Bilirubinbildung und Messung des Fe2+ Gehalts der Zellen bestimmt. Bei der Bilirubinbildung wurde die höchste Aktivität nach warmer Ischämie gemessen, gefolgt von kalter Ischämie, CM und der Kontrollgruppe. Die intrazelluläre Fe2+ Messung ergab ebenfalls die höchste Enzymaktivität nach warmer Ischämie. Die Vorbehandlung humaner Hepatozyten mit CoPP (1-50 µM) für 8 h, schützte die Zellen teilweise vor einer warmen und kalten Ischämie. Zusammenfassend zeigt diese Arbeit, dass die pharmakologische Induktion der HO-1 somit bei großen allgemeinchirurgischen Eingriffen, wie der Leberteilresektion oder der Transplantation, einen protektiven Effekt entfalten könnte. / Hepatic injury induced by ischemia/ reperfusion (I/R) and inflammation following surgeries or transplantations creates important clinical problems. In this study, the effect of inflammatory conditions such as cytokine/ endotoxin exposure (IL-1beta, IFN-gamma, TNF-alpha, LPS), warm and cold ischemia on HO-1 mRNA and protein, a member of heat shock proteins, was investigated. It was observed that IFN-gamma caused the highest HO-1 mRNA expression, followed by TNF-alpha, LPS and IL- 1beta. Each stimuli increased HO-1 mRNA expression after 0.5 h, peaked at 3 h and decreased after 6 h. Highest HO-1 protein expression was observed after 0.5 to 1 h of stimulation with IFN-gamma, which was followed by LPS, TNF-alpha and IL-1beta. The peak of HO-1 expression using all four stimuli (CM) was after 6 h. CM caused a significant increase in LDH and AST after 12 h. Warm and cold ischemia stimulated HO-1 mRNA expression in human hepatocytes at 0.5-1 h. HO-1 protein expression had its maximum between 0.5-6 h. Cellular damage measured as the release of LDH and AST was significant after 24 h. Mimicking oxydative stress, hepatocytes were exposed to 200-1000 µM H2O2 for 6 h which also showed an increased HO-1 mRNA and protein expression. HO-1 mRNA and protein expression revealed an increase after SNAP exposure at 3-12 h. Results with CoPP (10 µM), a potent inducer of HO- 1, displayed an increase in HO-1 mRNA and protein expression. It was proved, that CoPP induced new synthesis of mRNA and protein by its blocking agents such as actinomycin D and cycloheximide, respectively. Hemin (10 µM), another inducer of HO-1, triggered HO-1 mRNA expression after 3 h and protein expression after 6 h. The HO-1 enzyme activity was measured by bilirubin production after exposure to CM, as well as warm and cold ischemia. The highest enzyme activity was found after warm ischemia, followed by cold ischemia, CM and then by the control group. Fe2+ content of the cells, used as another method to judge HO-1 activity, confirmed our findings. Pre-treatment of human hepatocytes with different concentrations of CoPP (1-50 µM) protect cells against warm or cold ischemia. Therefore, we conclude that pharmacological induction of HO-1 may have therapeutic potential under inflammatory conditions such as seen during liver resection or liver transplantation.

Auch unter physiologischen Bedingungen finden sich T-Zellen und andere Leukozyten nicht nur in den Sinusoiden, sondern auch im Parenchym der Leber. Da die Leber u. a. verschiedene Aufgaben für das Immunsystem übernimmt (z. B. Deletion aktivierter T Zellen, Induktion peripherer Toleranz), könnte die Akkumulation der T-Zellen in der Leber - neben der immunologischen Überwachung der Leber - Voraussetzung für ihre Modulation sein. In der vorliegenden Arbeit wurde der Einfluss von Leber-sinusoidalen Endothelzellen (LSEC), der Barriere zwischen Blut und Leber-Parenchym, auf CD4+ T-Zellen untersucht. Zum einen zeigte sich, dass die LSEC sowohl die spontane Transmigration der T-Zellen, als auch ihre Chemotaxis zu CXCL9 und CXCL12 effizienter unterstützen als andere Endothelien. Eine endotheliale Aktivierung durch die Chemokine wurde als Mechanismus ausgeschlossen. Dagegen schien eine effiziente Präsentation der Chemokine auf der luminalen LSEC-Oberfläche nach Aufnahme von abluminal für die gesteigerte Transmigration der T Zellen verantwortlich zu sein. Die LSEC könnten somit in vivo an der Rekrutierung von T-Zellen in die Leber beteiligt sein, indem sie eine rasche Wanderung der T-Zellen aus dem Blut ins Parenchym und möglicherweise auch zurück in die Zirkulation zulassen. Des Weiteren konnte gezeigt werden, dass die LSEC fähig sind, naive CD4+ T-Zellen in vitro Antigen-spezifisch zu aktivieren. Im Vergleich zu professionellen APZ war hierfür eine höhere Antigen-Dosis notwendig, die Expansion schwächer und es waren kaum Effektorzytokin-Produzenten detektierbar. Diese konnten jedoch durch Restimulierung mit professionellen APZ induziert werden (reversibler Phänotyp), was auf einen unreifen Differenzierungsstatus der T-Zellen schließen ließ. Es bleibt zu prüfen, in welchem Maße die Aktivierung naiver CD4+ T-Zellen durch LSEC in vivo stattfindet und diese durch LSEC aktivierten CD4+ T-Zellen funktionelle Bedeutung, z. B. regulatorische Kapazität, für das Immunsystem besitzen. / The liver plays a major role for the metabolism, but it is also of general importance for the immune system, e.g. for the deletion of activated T cells or the induction of peripheral tolerance. Under physiological conditions T cells and other leukocytes can be found in the liver, in the sinusoids as well as in the parenchyma. This hepatic accumulation of T cells might be due to immunosurveillance, but it would also be a prerequisite for modulation of T cells by hepatic cells. The present study investigated two different aspects of the interaction of liver sinusoidal endothelial cells (LSEC), the barrier between the sinusoidal lumen and the hepatic parenchyma, and CD4+ T cells. In the first part of the study it could be demonstrated that LSEC support the spontaneous transmigration of CD4+ T cells as well as their chemotaxis to CXCL12 and CXCL9 more efficiently than other endothelial cells. Whereas a direct endothelial activation by chemokines could be excluded the efficient chemokine presentation at the luminal LSEC surface (after abluminal uptake) might be responsible for the enhanced T cell transmigration. The findings suggest that LSEC might be involved in the recruitment of T cells by supporting a rapid transendothelial migration. The second part of the study focused on the characteristics of LSEC in the context of antigen presentation. LSEC were able to prime and expand naïve CD4+ T cells in vitro but less effective than professional APC as proven by weaker expansion of cells, a requirement for higher antigen concentration and the lack of cytokine producing T cells. The “immature effector” phenotype of the CD4+ T cells primed on LSEC was reversible since it could be overcome by restimulation on professional APC. In conclusion these data suggest that antigen presentation by LSEC results in activation but incomplete differentiation of CD4+ T cells.

Protektive MHC II Allele sind sowohl für den Menschen als auch für die Maus beschrieben worden und verhindern die Entstehung von Autoimmunerkrankungen. Hier untersuche ich die differentielle Expression von MHC II Allelen auf den unterschiedlichen Antigen-praesentierenden Zellen als Wirkmechanismus, der das Typ 1-Typ 2 Gleichgewicht der T-Helferzellen beeinflusst. Ich konnte zeigen, dass die als protektiv geltenden murinen I-Ab und I-Ek Molekuele auf fast allen Knochenmark-Makrophagen fuer 5 - 8 Tage stark exprimiert werden und dass die Expression dann langsam abnimmt. Im Gegensatz dazu fanden wir eine etwa 100-fach schwaechere Expression des mit der Kollagen-induzierten Arthritis (CIA) assoziierten I-Aq. Diese Expression war von nur kurzer Dauer und nahm rasch ab. Eine aehnlich differentielle Expression konnten wir weder auf B- noch auf dendritischen Zellen (DZ) nachweisen. Zusätzlich konnte in in vitro Restimulationsexperimenten gezeigt werden, dass Makrophagen durch diese differentielle Expression die T-Zell-Zytokinantwort massgeblich beeinflussen. Unsere Ergebnisse deuten an, dass Makrophagen eines protektiven Haplotyps MHC II Molekuele in hoher Zahl exprimieren und damit bevorzugt Typ 1 Antworten hervorrufen, wohingegen eine niedrige MHC II Expression Typ 2 Antworten beguenstigt. Wir schliessen daraus, dass das Ausmass der MHC II Expression das Signal, welches von den T-Zellen zu den Makrophagen zurückgesendet wird, steuert und damit die Aktivitaet der Makrophagen reguliert. Dieser durch polymorphe, jedoch nicht-kodierende MHC II-Gensegmente hervorgerufene Effekt koennte bei der Empfaenglichkeit fuer Autoimmunerkrankungen sowohl beim Menschen als auch bei der Maus eine Rolle spielen. Tatsaechlich konnten wir auch auf menschlichen Monozyten und B-Zellen eine differentielle Expression von HLA II Genen nachweisen und sie scheint sich hier auf die nur gering-polymorphen DRB4 Gene, die sowohl mit dem Rheumatoide Arthritis (RA) assoziierten DR4 als auch mit dem neutralen DR7 koexprimiert werden, zu beschraenken. In meinem letzten Teil ziele ich darauf ab, das den Verlauf der RA und der CIA begleitende Typ 1 Übergewicht in ein Gleichgewicht mit Typ 2 zu revertieren. Dazu wurde ein Mausmodell etabliert, bei dem bereits polarisierte Typ 2 Th-Effektorzellen als Manipulatoren der für die Entstehung der CIA verantwortlichen, Kollagen-spezifischen Typ 1 Zellen eingesetzt wurden. Tatsaechlich konnte die CIA dann am effektivsten verhindert werden, wenn beide T-Zellpopulationen, die Manipulierer und die Kollagen-spezifischen, im selben Zellcluster aktiviert wurden. Diese Aktivierung im selben Zellcluster konnte dadurch erreicht werden, dass DZ gleichzeitig Kollagen und das fuer die Manipulierer spezifische Epitop praesentieren. / Protective/suppressive MHC class II alleles have been identified in man and mouse where they exert a disease-protective and immunosuppressive effect. As a mode of action we here investigate differential expression of MHC class II genes in different types of antigen-presenting cells impacting on the Type 1-Type 2 balance. We found that the murine I-Ab and I-Ek molecules, both well characterized as protective/suppressive, are expressed at a high level on almost all bone marrow derived macrophages for five to eight days after which expression slowly declines. In contrast, the collagen-induced arthritis (CIA) associated I-Aq-expression is lower, peaks over a shorter period and declines more rapidly. No differential expression could be detected on B cells or dendritic cells (DC). In addition, the differential MHC class II expression found on macrophages skews the cytokine response of T cells as shown by an in vitro restimulation assay. The results indicate that macrophages of the protective/ suppressive haplotypes express MHC class II molecules at a high level and exert Type 1 bias whereas low level expression favors a Type 2 response. We suggest that the extent of expression of the class II gene gates the back-signal from T cells and in this way controls the activity of macrophages. This effect mediated by polymorphic non-exon segments of MHC class II genes may play a role in determining disease susceptibility in mouse and man. Indeed, we also found differential expression of HLA II genes on human antigen presenting cells. However, in humans, differential expression affects both, B cells and monocytes and seems to be restricted to the non-polymorphic DRB4 gene coexpressed with the rheumatoid arthritis (RA) associated DR4 and the neutral DR7. We finally aimed at reverting the Type 1 bias characteristic of RA and CIA. A murine system was developed where polarized Type 2 cells were used to manipulate collagen II-specific type 1 T cells responsible for the development of collagen induced arthritis. The polarized inducer cells indeed exerted their maximum effect when the two T-cell populations were activated within the same cluster, implemented by allowing a single DC to present both their epitopes.

Die in dieser Arbeit isolierten und hochaufgereinigten, humanen dermalen Mastzellen wurden mit UVB, UVA-1 und PUVA-1 bestrahlt und anschließend entweder mit Substanz P oder anti-IgE stimuliert. Dadurch sollten Einblicke in die unterschiedlichen Wirkmechanismen der bei zahlreichen mastzellassoziierten Erkrankungen eingesetzten UV Licht Therapie gewonnen werden. Ein Schwerpunkt dieser Arbeit lag in der Erforschung der Histamin-, Tryptase- und Zytokinfreisetzung von menschlichen Mastzellen. Zusätzlich wurde die Expression von Lysosomen-assoziierten Membran Proteinen (LAMPs) auf der Oberfläche dieser Zellen untersucht. Im Gegensatz zu der durch UV Licht induzierbaren spontanen Histaminfreisetzung zeigte sich die anti-IgE stimulierte Histaminausschüttung durch UVB, UVA-1 und PUVA-1 signifikant und dosisabhängig inhibierbar. Auch die durch Substanz P stimulierten Mastzellen gaben nach UVA-1 Bestrahlung deutlich weniger Histamin ab. Demgegenüber blieb die sezernierte Menge des Mediators nach UVB und PUVA-1 konstant. Analog zu den erhobenen Histaminergebnissen konnte eine signifikante Inhibition der anti-IgE induzierten Tryptasefreisetzung nachgewiesen werden. Ebenso zeigte sich eine signifikante Verringerung, der innerhalb von vierundzwanzig Stunden basal freigesetzten Menge an Interleukin-6 und Interleukin-8, nach UV Bestrahlung. Die spontane Ausschüttung vom Tumornekrosefaktor-a verblieb in dem Untersuchungszeitraum auf sehr geringem Niveau, so dass eine relevante Beeinflussung durch UV Licht nicht stattfand. Des weiteren konnte eine vermehrte basale Expression von CD107a und CD63 auf der Mastzellmembran durch UV Bestrahlung demonstriert werden. Auch die anti-IgE induzierte Mehrexpression der LAMPs konnte bei den drei Bestrahlungsarten nachweisbar supprimiert werden. Die in dieser Arbeit gewonnenen Erkenntnisse zeigen, dass die Auswirkungen der UV Licht Therapie auf Mastzellen sehr komplex sind. Zu beachten ist, dass unter physiologischen Bedingungen nicht nur isolierte Mastzellen, sondern auch weitere bestrahlte Zellverbände eine Veränderung erfahren. Erst durch das Zusammenspiel aller Zellen lassen sich Rückschlüsse auf Krankheitsbilder und die anzuwendende Therapien ziehen. Letztendlich soll diese Arbeit dazu beitragen, dass das Verständnis der unterschiedlichen Wirkungen von UV Licht begriffen und so ein sinnvolles und gezieltes Einsetzen im klinischen Alltag ermöglicht wird. / For all experiments highly purified dermal mast cells were used. The aim of the current study was to systematically investigate the effects of UVB, UVA-1 and PUVA-1 on skin derived human mast cells. Baseline and stimulated release of histamine, tryptase and of the proinflammatory cytokines IL-6, IL-8 and TNF-a were examined. Furthermore, the CD 107a and CD 63 surface levels in UV treated cells were investigated representing two members of lysosome associated membrane proteins which were found to appear on mast cell surface during degranulation. Prior treatment with UV resulted in a striking suppression of the anti-IgE induced release of preformed mediators such as histamine and tryptase in a dose dependent manner. This inhibition was accompanied by a diminished, anti-IgE mediated increase in CD 107a and CD 63 surface expression. In sharp contrast, UV-light slightly preactivates mast cells as indicated by a marginal but statistically significant direct UV-caused histamine release. Theses findings matched the observation of slightly enhanced CD 107a and CD 63 surface levels in UV treated but unstimulated cells. After UVA-1 treatment the histamine release of substance P stimulated mast cells is statistically significant reduced which contrasts to the unchanged liberation of this preformed marker after UVB and PUVA-1 irradiation. Furthermore the release of mediators that are not or only partially preformed was examined. In the present study all types of UV-irradiation inhibits baseline IL-6 and IL-8 secretion from mast cells. The very low baseline level of TNF-a remained unaffected. Taken together, the present findings identify cutaneous human mast cells as important targets of UV-induced immunomodulation. They help explain both the dose-dependent adverse effects of UV-light and the beneficial and desired antiinflammatory effects during therapy.

Der Wasserhaushalt von Dialysepatienten bewegt sich ondulierend zwischen Überwässerung vor der Behandlung und gezielter Dehydratation nach der Dialyse. Das Ziel der Behandlung ist ein e Flüssigkeitsbalance. Das Gewicht nach der Dialyse bei dem dieser Zustand erreicht ist, wird als Trockengewicht oder Dialysezielgewicht bezeichnet. Zur Zeit ist kein einzelner Parameter verfügbar, von dem sich ein adäquates Trockengewicht der Dialysepatienten ableiten ließe. Die Einschätzung des Trockengewichtes von dialysepflichtigen Kindern stützt sich auf die sorgfältige klinische Untersuchung. Die Bioimpedanzanalyse und die Messung des Durchmessers der Vena cava inferior sind zwei nicht invasive Verfahren, die bereits an erwachsenen Dialysepatienten untersucht und zur Beurteilung des Trockengewichtes sowie des Extrazellulärvolumens angewandt werden. Für Kinder sind keine Referenzwerte für beide Verfahren verfügbar. Aus diesen Grund entschlossen wir uns, Normalwerte für diese Altersgruppe (6,8 bis 16 Jahre) zu erheben. Es zeigte sich ein enger Zusammenhang zwischen Resistanz (BIA) und Durchmesser der Vena cava inferior auf der einen und Werten wie z.B. Alter, Gewicht und Körperoberfläche auf der andren Seite. Resistanz und Durchmesser stehen ebenfalls in enger Beziehung zueinander. Bei der Untersuchung von 31 Dialysepatienten zeigten sich Wachstumsverzögerung und verspätete Pubertät. Daraus wird deutlich das altersbezogene Referenzwerte zu einer falschen Einschätzung des Wasserhaushaltes führen würden. Die kombinierte Anwendung beider Verfahren mit der Körperoberfläche als Bezugswert, kann im Vergleich zu den Veränderungen des Körpergewichtes wertvolle Informationen zur Optimierung des Trockengewichtes geben. / The hydration state of a dialysis patient reflects the balance between fluid overload, normovolemia and underhydration. The goal of the treatment is a fluid balance that is close to normal. The weight after dialysis in which this is achieved is the so called "dry weight". However, there is no single parameter to define the adequate dry body weight of a dialysis patient. In the assessment of dry body weight in dialysis-dependent children one must rely on careful and repeated clinical observation. Bioimpedance analysis and inferior vena cava diameter (IVCD) have been evaluated and utilized in adults as noninvasive parameters for the assessment of dry weight and extracellular volume. Since there are no data available for normal children, we performed a prospective study to establish reference standards for a pediatric population (111 females and 95 males, aged 6.8-16 years). We found strong correlations of both resistance (BIA) and IVCD with age, height, weight, and, in particular, with body surface area. IVCD and resistance also correlated with each other. We also investigated 31 pediatric dialysis patients who showed growth retardation and delayed puberty. Applying age-related reference intervals to pediatric dialysis patients resulted in an underestimation of overhydration. The combination of both methods using body surface area-corrected values with the clinical features of deviation of dry weight will serve as an adjunct to the assessment of post-dialysis dry weight.

Die rheumatoide Arthritis (RA) ist die häufigste entzündliche Gelenkerkrankung der Welt. Sie verläuft meist chronisch-progressiv und kann schließlich zu Gelenkdestruktion und Invalidität führen. Trotz intensiver Forschungen bleibt die Pathogenese der RA weiterhin unklar. Neuere Untersuchungen weisen auf die wichtige Rolle des angeborenen Immunsystems hin, insbesondere der Toll-like-Rezeptoren (TLRs) TLR2 und TLR9. Genetische Polymorphismen in TLR2 und TLR9 könnten daher zur Erkrankung einer RA prädisponieren, davor schützen oder den Verlauf der RA beeinflussen. Zielsetzung dieser Arbeit war es, die Assoziation zwischen RA-Erkrankung, dem Rheumafaktor (RF)-Serostatus und der Höhe des RF im Serum und genetischen Polymorphismen im TLR2- und TLR9-Gen zu analysieren. Zur Untersuchung der TLR9-Polymorphismen T-1237C und T-1486C wurde ein real-time-PCR-basiertes Verfahren am LightCycler (LC) etabliert, das den schnellen Nachweis beider Polymorphismen in einer Reaktion mittels fluoreszenzmarkierter Hybridisierungssonden ermöglicht. Desweiteren wurde ein neues Puffersystem verwendet, das die LC-PCR unter Verwendung einer konventionellen Taq-Polymerase zu erheblich günstigeren Kosten ermöglicht. Die Genotypisierung der DNA von 118 RA-Patienten (89 weiblich, 29 männlich, Durchschnittsalter 56,2 Jahre) und einer geschlechtsgematchten Kontrollgruppe von 118 Personen (Durchschnittsalter 44,1 Jahre) zeigte, dass die TLR9-Polymorphismen T-1486C und T-1237C sowie der TLR2-Polymorphismus G2408A nicht für das Auftreten von RA prädisponieren. Träger des seltenen C-Allels sind signifikant häufiger RF-positiv (p=0,049) und ihre RF-Antikörperspiegel sind höher als bei Patienten, die das C-Allel nicht aufweisen (p=0,023). Der TLR9-Polymorphismus T-1486C könnte daher die Krankheitsausprägung beeinflussen. / Rheumatoid arthritis (RA) is the most common inflammatory joint disease worldwide. It is a chronic progressive disease which can eventually lead to joint destruction and disability. The pathogenesis of RA remains uncertain in spite of the intensive research in this field. Recent data indicate the important role of the innate immune system, especially of the toll like receptors (TLRs) TLR2 and TLR9 in the pathogenesis of RA. Genetic polymorphisms in the TLR2 and TLR9 gene could therefore predispose to RA, protect against it or influence its course. The aim of this work was to analyse the association of RA, the serostatus of rheumatoid factor (RF) and its levels with genetic polymorphisms in the TLR2 and TLR9 gene. A new real time PCR based method was developed on the LightCycler (LC) in order to analyse the TLR9 polymorphisms T-1237C and T-1486C. This method permits the fast detection of both polymorphisms in a single reaction using fluorescence labelled hybridization probes. Furthermore, a new reaction mix was developed which allows the use of a conventional Taq polymerase for the LC-PCR at much lower costs. The genotyping of 118 RA patients (89 female, 29 male; average age 56.2 years) and a control group of 118 healthy individuals (average age 44.1 years) showed that the TLR9 polymorphisms T-1237C and T-1486C and the TLR2 polymorphism G2408A do not predispose to RA disease. The TLR9 polymorphism T-1486C might influence the course of the disease as individuals with the rare C-allele are significantly more frequent RF-positive (p=0.049) and their RF-antibody levels are higher than in patients who do not bear the C-allele (p=0.023).

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Anwendung der sonographischen Lungenbiometrie in der Pränataldiagnostik zur Erkennung einer Lungenhypoplasie. Im ersten Abschnitt wurden anhand definierter Messebenen Normwerte für verschiedene biometrische Parameter (Durchmesser, Länge) der fetalen Lunge erstellt. Im zweiten Abschnitt wurde diese Meßmethode mit Hilfe eines Hochrisikokollektivs (N=29) für die intrauterine Entwicklung einer Lungenhypoplasie hinsichtlich ihrer prognostischen Aussagekraft untersucht. Es konnte nur eine sehr geringe Sensitivität und Spezifität der verschiedenen Messebenen festgestellt werden. Die Vierkammerblickebene wies mit Werten für die Sensitivität von 57% und 44 % sowie für die Spezifität von 42 % und 50 % noch die höchste Validität auf. Eine Fehlbildung, die typischerweise mit der Ausbildung einer Lungenhypoplasie einhergeht, ist die kongenitale Zwerchfellhernie. Da die beschriebenen Messebenen bei dieser Fehlbildung nur schwer zu verwenden sind, wurde in der Literatur ein neuer Parameter, die Lung-to-Head-Ratio, in die pränatale Diagnostik eingeführt. In einem dritten Abschnitt wurde die Lung-to-Head-Ratio (LHR) prospektiv in ihrer prognostischen Aussagekraft bei 18 Feten mit isolierter Zwerchfellhernie untersucht. Neben dem Outcome (Überleben) wurden auch neonatale Ventilationsparameter sowie das Risiko der Entwicklung einer pulmonalen Hypertonie untersucht. Für die LHR konnte kein signifikanter Einfluß auf das Outcome gefunden werden. Es konnte kein signifikanter Zusammenhang zwischen der pränatal bestimmten Lungengröße und dem postnatalen Verlauf der Beatmungsparameter bzw. dem Risiko der Entwicklung einer pulmonalen Hypertonie gefunden werden. Die sonographische Erkennung einer Lungenhypoplasie ist möglich. Mit den derzeit vorhandenen Messebenen ist jedoch eine Einschätzung der Prognose einer Lungenhypoplasie pränatal nicht möglich. Die Ergebnisse unterstützen die Überlegungen, dass die kongenitale Zwerchfellhernie ein sehr komplexes Krankheitsbild ist, welches in seinem Schweregrad nicht nur durch einen Parameter (Lungengröße) eingeschätzt werden kann. / This study analysed the application of the sonographic lung biometry on the prenatal detection of pulmonary hypoplasia. The first chapter defined sonographic levels for the measurement of different biometric parameter (diameter, length) of the fetal lung. The second chapter analysed the application of this method regarding its predictive value in a group with high risk for developing pulmonary hypoplasia (N=29). The sensitivity and specificity of the various measurement levels was low. The level of the four chamber view had the highest validity with a sensitivity of 57 % and 44 % and with a specificity of 42 % and 50 %. The congenital diaphragmatic hernia is a malformation which typically develope pulmonary hypoplasia. The above described measurement levels are difficult to reproduce in congenital diaphragmatic hernia. Therefor a new biometric parameter has been introduced in the literature, the lung-to-Head-Ratio (LHR). In the third chapter the LHR was analysed concerning the evaluation of the prognosis in 18 fetuses with isolated diaphragmatic hernia. The following parameters were examined: outcome of the fetuses; neonatal ventilation parameters; occurance of pulmonary hypertension. There was no significant correlation between the LHR at time of diagnosis of the diaphragmatic hernia and these parameters. The prenatal detection of a pulmonary hypoplasia using the method of sonographic lung biometry is possible. But it is not possible to predict the severity of pulmonary hypoplasia in these cases. It would seem that the lung is a too complex organ for it to be prognostically judged only by measuring a single biometric parameter.

Einleitung: Fehlbildungen der Nieren und ableitenden Harnwege gehören zu den häufigsten angeborenen Anomalien. Ihr Anteil an den pränatal diagnostizierten Fehlbildungen wird mit bis zu 50% angegeben. Die Behandlung urogenitaler Fehlbildungen hat sich nicht zuletzt unter dem Einfluss der Pränatalen Diagnostik erheblich gewandelt. Nach einer Phase der Übertherapie nach Einführung der pränatalen Diagnostik ergab sich nach modernen diagnostischen Kriterien und im Ergebnis von Langzeitstudien des natürlichen Ganges der Fehlbildungen eine wesentlich differenziertere Indikationsstellung für das aktive therapeutische Vorgehen Fragestellung: In der retro- und prospektiv angelegten Studie sollte untersucht werden, inwieweit die pränatale Diagnostik das postnatale Vorgehen beeinflusst. So sollte untersucht werden, aus welchen pränatalen Befunden welche pränatalen Verdachtsdiagnosen gestellt wurden und wie sich diese zu den definitiven postnatalen Diagnosen verhalten. Des weiteren sollte der Aussagewert einzelner pränataler Befunde herausgearbeitet werden. Besondere Beachtung sollte dabei die Frage finden, inwieweit aus den pränatalen Befunden eine Aussage über die postnatale Therapiebedürftigkeit und schließlich auch für die Prognose der Nierenfunktion möglich ist. Patienten und Methoden: Ausgangspunkt waren 21.616 in der Abteilung für pränatale Diagnostik und Therapie in der Zeit von 1984 bis 1996 untersuchte Schwangerschaften. Unter diesen fanden sich 1.574 Feten mit angeborenen Anomalien mit fraglich kinderchirurgischer Relevanz. 1077 Fälle konnten ausgewertet werden. Mit 990 Fällen dominierten die Fehlbildungen des Urogenitalsystems, von denen 693 in die komplette Analyse mit einbezogen werden konnten. Ergebnisse: Bei 7,28% aller untersuchten Feten fanden sich Organfehlbildungen außerhalb des Zentralnervensystems. Unter diesen dominierten Harntraktfehlbildungen mit 63%. Als häufigste Diagnose wurde pränatal eine "Hydronephrose" angegeben. Dieser Begriff umschreibt jedoch in dem hier verwandten Sinne eine Harntransportstörung jeglicher Ursache. Echte Diagnosen obstruktiver Uropathien wurden lediglich zu 30% in den einzelnen Gruppen gestellt. Die pränatalen Verdachtsdiagnosen bestätigen sich zu zwischen 80 und 90% wenn: - eine isolierte Hydronephrose mit einem Nierenbeckendurchmesser von über 10 mm als Ureterabgangsstenose befundet wurde - die typische Konfiguration einer Multizystischen Nierendysplasie gefunden wurde - aus der Kombination von Oligohydramnion, Megazystis und bilateraler Harntransportstörung des männlichen Feten auf Urethralklappen geschlossen wurde. Lediglich bei der unilateralen multizystischen Nierendysplasie und der subpelvinen Obstruktion wird im pränatalen Befund bezüglich der definitiven Diagnose eine akzeptable Sensitivität und Spezifität erreicht. Alle anderen Diagnosen werden zu 70% postnatal gestellt. Der Einfluss der pränatalen Diagnostik auf das postnatale Management bezieht sich in erster Linie auf die Aufdeckung vorerst symptomloser Fehlbildungen. Eine pränatale Aussage über die zu erwartende Nierenfunktion ist bei einseitigen Fehlbildungen derzeit nicht möglich. Zusammenfassung: Obstruktive Uropathien sind häufige, zumeist benigne Fehlbildungen. Sie sind der pränatalen Diagnostik gut zugänglich. Konkrete Diagnosen mit Aussagen zur postnatalen therapeutischen Relevanz können jedoch nur gestellt werden, wenn sonografisch pathognomonische Konstellationen dies ermöglichen. In allen anderen Fällen muss die pränatal beschriebene Auffälligkeit Anlass zu postnataler sorgfältiger Diagnostik sein, um im präsymptomatischen Intervall die Entscheidung zu konservativer oder operativer Therapie stellen zu können. / Introduction: Among congenital dysplasias the anomalies of kidney and urogenital tract are among the most frequent encountered. Their rate in prenatally made diagnoses is about 50 %. Modern prenatal diagnostic facilities have changed the therapeutic access to these anomalies in the last decade. After a phase of overtreatment in the beginning, nowadays new insights in the natural course of these dysplasias and the results of long-term follow-up studies resulted in a more differentiated apporach. Questions and methods: In this retro- and prospective study we looked for the the influence of prenatal diagnostics on the postnatal course and management. The question was to examine the relationship between the prenatal ultrasound results, the suggested prenatal diagnosis and then the defintive postnatal disease. Of interest was the prognostic impact of typical prenatal sonographic imaging on the postnatal course of the baby. Because of its frequency we focused on anomalies of the kidney and urogenital tract. Patients: Between 1984 and 1996 21.616 pregnancies were examined by ultrasound in our Department of Prenatal Medicine. Among these, 1.574 anomalies of surgical relevance were described. 1.077 cases were available for follow-up including 990 cases of urogenital anomalies. Among these, the records of 693 cases were complete and these patients form the collective of this study. Results: When the CNS was excluded we found organic anomalies in 7,28 % of these cases. Among them 63% were attributed to the urogenital system. The most common prenatal diagnosis was "hydronephrosis". But this term was used only in a descriptive manner because proof of a real obstructive uropathy postnatally was made only in 30% of these cases. Concerning all anomalies of the urogenital tract, the prenatal diagnosis proved correct in the overwhelming majority of cases ( 90%) if these sonographic signs have been described: - diameter fo the renal pelvis of more than 10 mm in isolated hydronephrosis predicted ureteropelvic junction obstruction - typical formation of a multicystic dysplastic kidney - combination of oligohydramnion, megacystis and bilateral kidney anomalies in a male fetus predicted posterior urethral valve disease Sensitivity and specifity in regard to the definitive diagnosis were acceptable in multicystic dysplasia of the kidney and ureteropelvic junction obstruction. In all other cases, the correct diagnosis was made postnatally in 70 %. Therefore, the main value of prenatal sonography was to reveal otherwise symptomless dysplasias. Until now, a prenatal prediction of kidney function in the unilateral case is not possible. Conclusion: Obstructive uropathies are common an in most cases benign anomalies. They are easily detected by prenatal ultrasound. Therapeutical consequences, however, only arise in selected cases if typical sonographic signs can be seen. In the majority of cases, therefore, the main purpose of prenatal diagnostic ultrasound points out the necessity for postnatal diagnostic workup in order to detect and treat severe diseases before symptoms occur.

Initialement poussées par le marché résidentiel, les évolutions du réseau d’accès optique sont aujourd’hui également stimulées par l’expansion du réseau mobile. Comme le montre le premier chapitre de ce document, l’introduction d’un multiplexage en longueur d’onde dense constitue l’une des solutions privilégiées pour permettre la montée en débit dans les réseaux d’accès optique. Dans cette thèse, l’impact de l’introduction du multiplexage en longueur d’onde dense est étudié sous trois axes :• Une prochaine étape de l’évolution des technologies pour les réseaux d’accès passerait par une hybridation entre d’une part, un multiplexage temporel (hérité des précédentes générations), et d’autre part, un multiplexage en longueur d’onde dense. Cette technologie, appelée NGPON2-TWDM, permet aujourd’hui d’envisager des débits de 40Gb/s à 80Gb/s grâce à 4 ou 8 canaux. Les difficultés liées à la stabilité de la longueur d’onde lors de l’émission de données en mode paquet dans le sens montant du lien, ainsi que les solutions associées, sont étudiées dans le second chapitre.• L’importance du marché que représente le réseau d’accès optique (aussi bien pour les clients résidentiels que pour les réseaux mobiles), induit la nécessité pour les différentes générations de technologies de coexister au sein d’une même infrastructure. Du fait des fortes puissances optiques en jeu et des plages spectrales allouées à chaque technologie, cette coexistence peut induire des interactions entre technologies par émission Raman stimulée, dont le principe et les impacts sont décrits dans le troisième chapitre.• Enfin, la quatrième partie de ce document est dédiée à l’étude des limites et potentialités de la technologie self-seeded pour le multiplexage en longueur d’onde dense en bande O, capable de stabiliser automatiquement et passivement la longueur d’onde d’émission de chacun des émetteurs du système. / Initially led by the residential market, today’s optical access network evolutions are stimulated by mobile network expansion. As shown in the first chapter of this document, dense wavelength division multiplexing is one of the favorite solutions in order to increase optical access networks throughput. In this thesis, we propose a study of dense wavelength division multiplexing introduction according to three main topics :• Service providers and equipment suppliers have decided that the next step in residential market evolution will consist in a hybridization between, on one hand, a legacy time division multiplexing, and on the other hand, a dense wavelength division multiplexing. Named NG-PON2, this technology allows today 40Gb/s to 80Gb/s thanks to 4 to 8 channel pairs. Wavelength stability of the upstream emitter under burst mode operation, and related solutions, are studied in the second chapter.• Market importance (for both residential market and mobile networks) requires the different technologies generations to coexist on the same infrastructure. Due to the high optical power and the wavelength spans allocated to each technology, this coexistence can lead to technologies interactions by stimulated Raman scattering, as described in the third chapter.• Finally, the fourth part of this document describes the limits and potentialities of the self-seeded emitter technology for O-band dense wavelength division multiplexing, able to automatically and passively self-stabilize the wavelength of each emitter.

Transforming growth factor beta 1 (TGF-beta1) ist ein multifunktionales Zytokin, welches eine Rolle in der Sepsis und in der Sepsis-induzierten Myopathie spielen könnte. Weiterhin könnten erhöhte TGF-beta1-Level zur Muskelschwäche, die mit der Intensivpflege assoziiert ist (engl. intensiv care unit-acquired weakness, ICUAW), beitragen. Der TGF-beta1- Signalweg wurde in Skelettmuskelbiopsien von ICUAW-Patienten heraufreguliert. Secreted frizzled related protein 2 (SFRP2) wurde in einer Gen-Set-Anreicherungsanalyse als das am höchsten regulierte Gen identifiziert. Im Mausmodell führten Sepsis und Hunger zu einer verringerten Sfrp2-Expression, während dies in der Denervation-induzierten Skelettmuskelatrophie nicht festzustellen war. In differenzierten C2C12-Myotuben führte TGF-beta1 zu einer verringerten Sfrp2-mRNA- und Proteinexpression. Luciferase-Assays deuteten auf eine TGF-beta1-abhängige Herunterregulation von Sfrp2 hin, welche auf Promoterebene durch mögliche negative regulatorische Elemente im Sfrp2-Promoter vermittelt wurde. Weiterhin wurde eine TGF-beta1 induzierte Muskelatrophie durch transkriptionelle Repression der myosin heavy chain Gene beobachtet. Im Gegensatz dazu veränderte TGF-beta1 nicht den proteasomalen Abbau muskulärer Proteine. Die Genexpression von Tripartite motif containing 63 und F-box only protein 32 war hingegen leicht herunterreguliert. TGF-beta1-induzierte Atrophie in differenzierten C2C12-Myotuben wurde teilweise durch rekombinantes Sfrp2 aufgehoben. Weiterhin wurde eine direkte physikalische Interaktion zwischen Sfrp2 und TGF-beta1 gefunden, welche diesen Effekt verursacht haben könnte. Zusammengefasst lässt sich feststellen, dass der TGF-beta1- Signalweg eine wichtige Rolle in der ICUAW durch Inhibition der myosin heavy chain Expression spielt. TGF-beta1-abhängige Herunterregulation von Sfrp2 könnte zu einer Feedback-Antwort, die das Ausmaß der Atrophie durch TGF-beta1 verstärkt, führen. / Transforming growth factor beta 1 (TGF-beta1) is a multifunctional cytokine that may play a role in sepsis and in sepsis-induced myopathy. Our group speculated that increased TGF-beta1 could contribute to intensive care (ICU)-acquired weakness (ICUAW), a catastrophic muscle disease in critically ill patients. We found that TGF-beta1 signaling in skeletal muscle biopsies of ICUAW patients was upregulated. Secreted frizzled related protein 2 (SFRP2) was the most regulated gene identified by gene set enrichment analysis (GSEA). I then studied the regulation and function of SFRP2 in different skeletal muscle atrophy models. In three mouse models, downregulated Sfrp2 expression was observed in sepsis and starvation, but not in denervation-induced skeletal muscle atrophy. In differentiated C2C12 myotubes, TGF-beta1 downregulated Sfrp2 expression on both mRNA and protein levels. Luciferase assays suggested that TGF-beta1-dependent downregulation of Sfrp2 was mediated at the promoter level through possible negative regulatory elements in the Sfrp2 promoter. I also observed that TGF-beta1-induced muscle atrophy was accompanied by transcriptional repression of myosin heavy chain genes. In contrast, TGF-beta1 did not increase proteasomal degradation of muscular proteins since gene expression of Tripartite motif containing 63 (Trim63) and F-box only protein (Fbxo32) was not upregulated; instead, they were slightly downregulated. TGF- beta1-induced differentiated C2C12 myotube atrophy was partially reversed by recombinant Sfrp2. This inhibitory effect could have resulted from direct interaction between Sfrp2 and TGF-beta1, since I found a physical interaction between these two proteins. Taken together, TGF-beta1 signaling pathway could play an important role in ICUAW via inhibition of myosin heavy chain expression. TGF-beta1-dependent downregulation of Sfrp2 may establish a feedback loop augmenting the atrophic effect of TGF-beta1.