Shigellen sind enteroinvasive E. coli-Klone, die beim Menschen das Krankheitsbild der bakteriellen Ruhr verursachen. Wichtige Virulenzeigenschaften dieser Bakterien werden von dem 220 kb großen Plasmid pINV kodiert. Die für das Krankheitsbild typischen blutig-eitrigen Durchfälle sind Folge der retrograden Zerstörung der Kolon-Mukosa ausgehend von der initialen Infektion im Bereich des Recto-Sigmoids. Die Infektion der Darmmukosa erfolgt über M-Zellen und assoziierte Makrophagen, nach deren apoptotischem Untergang das Bakterium Zugang zum basolateralen Pol der Enterozyten erhält; eine direkte Infektion der Enterozyten vom Darmlumen über deren apikalen Pol wird nicht beobachtet. Das eigentliche Ziel der invasiven Shigellen ist das Zytoplasma des Enterozyten, da nur dort eine relevante Replikation der Bakterien stattfindet. Dabei wird die Ausbreitung der Bakterien durch ihre Fähigkeit begünstigt, von einer primär infizierten Epithelzelle ausgehend benachbarte Epithelzellen über Plasmamembran-Ausstülpungen zu infizieren, ohne dabei den geschützten Raum des epithelialen Zytoplasmas zu verlassen. Die Aufklärung des epithelialen Invasionsmechanismus auf molekularer Ebene ist deshalb von essenzieller Bedeutung für das Verständnis sowohl der Pathogenese der Erkrankung als auch der Ökologie des Erregers. Die Infektion humaner Epithelzellen durch Shigellen erfolgt durch bakterielle Induktion von Membranausstülpungen, die über dem Bakterium fusionieren und morphologisch der Makropinozytose ähneln. Die Ausbildung der zellulären Protrusionen geht mit bedeutenden Umbauvorgängen des Zytoskeletts einher. Wir konnten zunächst in einer mikromorphologischen Analyse die einzelnen Etappen des Zytoskelett-Umbaus sowie die Mikroarchitektur der Protrusionen beschreiben. Anschließend gelang es, mit T-Plastin, Rho und einem Myosin IX Struktur- und Regulations-Moleküle zu identifizieren, die für die bakterielle Invasion funktionell bedeutend sind. Dabei fielen unterschiedliche bakteriell induzierte Rekrutierungsmuster verschiedener Rho-Isoformen und verschiedener Proteine der Rho-Familie auf. Insbesondere wurden RhoA und RhoC in unterschiedliche Bereiche des Invasionskomplexes rekrutiert. Mit umfangreichen Mutationsanalysen dieser Rho-Isoformen gelang es schließlich erstmals, ein humanes Proteinmotiv mit Techniken der `zellulären Mikrobiologie´ zu charakterisieren. Das mit Hilfe unseres Shigellen-Infektionsmodells an Epithelzellen beschriebene Rekrutierungsmotiv von Rho dürfte von fundamentaler Bedeutung sein für die räumliche Aktivitätsregulation dieser Proteinfamilie in normalen und in stimulierten Zellen. / Shigella comprise enteroinvasive clones of E. coli and are the cause of bacillary dysentery in humans. Important virulence traits of these bacteria are encoded by the 220 kb pINV plasmid. The bloody-purulent diarrhea typically seen in this disease results from retrograde destruction of colonic mucosa after inital infection of the recto-sigmoid. Infection of intestinal mucosa is via M-cells and associated macrophages. After apoptotic degradation of macrophages the microorganism gains access to the basolateral pole of enterocytes. Direct infection of enterocytes from the intestinal lumen via the apical pole is not observed. Invasive shigella target the cytoplasm of enterocytes since relevant microbial replication only takes place in this compartment. Microbial spread within the epithelial cell layer is via protrusions of the cytoplasmic membrane that reach from cell to cell thus enabling intercellular transitions without leaving the safe cytoplasmic compartment of epithelial cells. Insight into the molecular mechanisms of epithelial cell invasion is therefore essential for the comprehension of the pathogenesis of the disease as well as the ecology of the microorganism. Infection of human epithelial cells by Shigella results from bacteria-induced formation of membraneous protrusions that finally fuse above the bacterium and morphologically resemble macropinocytosis. The formation of cellular protrusions is associated with important rearrangements of the cytoskeleton. In a micromorphological study we first described the different steps of cytoskeletal reorganization and the microarchitecture of the protrusions. We then could identify structure and regulatory molecules that are functionally involved in bacterial entry: T-plastin, Rho and a myosin IX. These studies also showed different bacteria-induced recruitment patterns of Rho isoforms and of various members of the Rho protein family. In particular, RhoA and RhoC were recruited into different regions of the invasion structure. Using exhaustive mutation analysis of these Rho isoforms, we for the first time characterized a human protein motif using methods of `cellular microbiology´. The recruitment motif described using our model of epithelial cell invasion by Shigella should be significant for the spatial regulation of activity of this protein family in normal and in stimulated cells.

Parasiten durchlaufen in ihrem Lebenszyklus morphologisch verschiedene Stadien. Die Kontrolle des Übergangs zwischen den Stadien kann die Transmission in einen neuen Wirt begünstigen. Bei vielen Parasiten ist unbekannt, welche Faktoren die Progression des Lebenszyklus beeinflussen. Der Ablauf kann genetisch prädeterminiert sein (kanalisiert) oder von äußeren Einflüssen abhängen (phänotypische Plastizität). Hier wurde die Progression des Lebenszyklus zweier Darmparasiten in Mäusen untersucht. Die Oozysten von Eimeria falciformis wurden quantifiziert und die Transkriptome von Parasit und Wirt wurden in Mäusen unterschiedlicher Immunkompetenz analysiert. Wenngleich erwartet wurde, dass die Immunantwort einen Stressor für das Pathogen darstellt, hatte die Immunkompetenz des Wirts keine Auswirkungen auf den Zeitpunkt der Oozystenausscheidung und das Transkriptomprofil des Parasiten. E. falciformis konnte nicht von der Immunschwäche des Wirtes profitieren; ist also hinsichtlich der Immunantwort des Wirts genetisch kanalisiert. In G. duodenalis wurde untersucht, inwiefern die Progression des Lebenszyklus, d.h die Trophozoitenreplikation bzw. die Zystenausscheidung, von Arginin abhängt. Die Replikation der Trophozoiten war nicht von Arginin aus der Nahrung abhängig; die Ausscheidung infektiöser Zysten war unter argininarmen Bedingungen jedoch verringert. Dies lässt vermuten, dass der Ablauf des Lebenszyklus von G. duodenalis, insbesondere die Enzystierung, an die Argininzufuhr gekoppelt ist. Die Umstellung des Metabolismus von G. duodenalis hin zur Produktion eines wichtigen Zystenwandbestandteils wird hier als mechanistische Verbindung zwischen ATP-Erzeugung aus Arginin in Nichtsäugetieren (Arginindihydrolase-Stoffwechselweg), verringerter Glykolyse und der Zystenwandsynthese erörtert. Somit könnte Arginin als Stimulus für phänotypische Plastizität bei der Enzystierung von G. duodenalis dienen. / Eukaryotic parasites have life cycles with morphologically distinct stages. Accurate timing of the conversion from one stage into another can be beneficial for transmission into a new host. Often little is known about determinants for such life cycle progression or the genes involved. Timing can be genetically pre-determined (canalized) or depend on exposure to a stimulus (phenotypic plasticity). Here, life cycle progression of two unicellular intestinal parasites was investigated in mice. For Eimeria falciformis, oocyst stage parasites were quantified, and parasite and host transcriptomes analyzed in differently immune competent hosts. Host immune response stimuli are expected to induce stress on the pathogen, but different host immune competences did not change the timing of oocyst shedding or influence parasite transcriptome profiles. E. falciformis was unable to benefit from hosts with weakened immune responses. It is therefore an example of a genetically canalized parasite with regards to host immune stimulus. In Giardia duodenalis, dependence on arginine for life cycle progression was investigated. The in vivo relevance for parasite replication is unknown. Trophozoite stage replication and cyst shedding were assessed in hosts fed normal and arginine-free diets. G. duodenalis did not depend on dietary arginine for trophozoite replication, but infective cysts were reduced in number under arginine-poor conditions. Dependence on arginine for life stage switching suggests that G. duodenalis could time progression by encysting upon arginine exposure. G. duodenalis metabolic reprograming to generate a major cyst wall component is discussed as a strategy to mechanistically link 1) non-mammalian ATP generation (arginine dihydrolase pathway) from arginine with 2) decreased glycolytic flux and 3) cyst wall generation. Therefore, arginine may be an external stimulus for phenotypic plasticity of encystation in G. duodenalis.

Multi-Antigen-Komplexe wurden in der Vakzinologie als effizientes Modell genutzt, um eine breite Impfstoffabdeckung gegen mehrere Stämme desselben Pathogens zu erzielen. Hier werden die Ergebnisse zur menschlichen B-Zell-Reaktion auf einen Multi-Antigen-Komplex (Bexsero) in drei Impfstoffen (Vax1, Vax2 und Vax3) dargestellt. Bexsero ist ein Impfstoff, der aus vier Antigenen (fHbp-GNA2091, NHBA-GNA1030, NadA und OMV (NZ98-254)) für Neisseria meningitidis (Nm) B besteht. Bei allen drei Impfstoffen konnten außerordentlich diverse Immunglobuline (Ig) beobachtet werden, die als Reaktion auf Bexsero mit einzigartigen Ig-Genselektionsmustern erzeugt wurden. Die Daten zeigen auch Igs, die eine Reihe von Spezifitäten aufweisen (Bexsero-spezifisch-reaktive Igs (nur Vax3) oder polyreaktive Igs (Vax2, Vax3 und Vax4)) und Affinitäten (hochbindende, mäßig bindende, schwach bindende und nicht reaktive Igs). Es wurde keine eindeutige Korrelation zwischen spezifischen Ig-Genmerkmalen und Ig-Reaktivitätseigenschaften beobachtet, obwohl Igs von allen Impfstoffen kollektiv unterschiedliche Affinitäten innerhalb/zwischen Cluster-Igs und zwischen Nicht-Clustern von Bexsero aufweisen, was potenzielle Vorteile für einen breiten Schutz mit sich bringt. Ig-Gen-Merkmale und Antigen-Reaktivitätseigenschaften von Igs, die gegen NHBA (22 Igs), fHbp (2 Igs) und NadA (2 Igs) erzeugt wurden, sind ebenfalls gezeigt. Diese Ig zeigten schwache Bindungsaffinitäten, wenn sie an endogen exprimierten Antigenen auf Nm mc58 getestet wurden, möglicherweise aufgrund eines ungeordneten N-Terminus von NHBA. Es wurde eine Anreicherung von hochmutierten polyreaktiven Ig beobachtet. Es werden unterschiedliche Immunoselektivitätsgrade für die verschiedenen Antigene beobachtet, was auf eine Antigenimmunodominanz sowie auf Hinweise auf eine Epitopmaskierung hindeutet. Mit einem kontrollierbaren System von 4 Antigenen eröffnen die Daten die Möglichkeit die menschliche B-Zell-Reaktion auf Multi-Antigen-Komplexe zu verstehen und zeigen, dass ein umfassendes Verständnis über die feinen zellulären und humoralen Einzelheiten der Immunantworten des Impfstoffs während klinischer Studien erforderlich ist. / Multi-antigen complexes have been exploited in vaccinology as an efficient model, to achieve broad vaccine coverage against multiple strains of the same pathogen. Here, the findings on the human B cell response to a multi-antigen complex (Bexsero) in three vaccinees (Vax1, Vax2 and Vax3) are shown. Bexsero is a vaccine comprising of four antigens (fHbp-GNA2091, NHBA-GNA1030, NadA and OMV (NZ98-254)) for Neisseria meningitidis (Nm) B. Immensely diverse (isotype distribution, IgVH and IgJH gene usage, CDR3 length distribution and clonal selection) immunoglobulins (Igs) generated in response to Bexsero with unique Ig gene selection patterns in all three vaccinees was observed. The data also shows Igs that exhibit a range of specificities {Bexsero-specific-reactive Igs (Vax3 Only) or polyreactive Igs (Vax2, Vax3 and Vax4)} and affinities (highly binding, moderately binding, weakly binding and unreactive Igs). No unique correlation between specific Ig gene features and Ig reactivity properties was observed, albeit Igs from all vaccinees collectively exhibit varied affinities within/between cluster Igs, and amongst non-clusters to Bexsero, with potential advantages for broad protection. Ig gene features and antigen-reactivity properties of Igs generated against NHBA (22 Igs), fHbp (2 Igs) and NadA (2 Igs) are also shown. These Igs exhibited weak binding affinities when tested on endogenously expressed antigens on Nm mc58, potentially due to disordered N-terminal of NHBA. Enrichment of highly mutated polyreactive Igs was observed. Varying degrees of immunoselectivity to the different antigens, suggesting antigen immunodominance as well as evidence of epitope masking are observed. With a controllable system of 4 antigens, the data opens a potential window to understanding the human B cell response to multi-antigen complexes and evinces the need for expansive understanding of the fine cellular and humoral details of vaccine immune responses during clinical trials.

Toxoplasma gondii weist eine weltweite Verbreitung auf und kann fast alle Wirbeltiere, vor allem Vögel und Menschen infizieren. Felide sind Endwirte von T. gondii, welche das infektiöse und umweltresistente Oozysten-Stadium ausscheiden können. T. gondii kann auch ohne sexuelle Vermehrung unterschiedlichste Zwischenwirte und Zwischenwirtspezies infizieren. Obwohl eine sexuelle Phase ein Teil des Lebenszyklus ist, werden rekombinierte Genotypen nur selten beobachtet. Dies ist ein Grund dafür, warum T. gondii eine klonale Populationsstruktur erkennen lässt. Während in Nordamerika und Europa drei klonale Genotypen (Typ I, II und III) dominieren, werden in Südamerika und Asien, neben den drei bekannten auch atypische und andere Genotypen beobachtet. Auch innerhalb der atypischen Genotypen lässt sich eine klonale Populationsstruktur erkennen. Die Linien I, II und III weisen Unterschiede in ihrer Virulenz für Mäuse auf. Typ-I-Stämme sind hochvirulent. Die Infektion mit nur einem Organismus führt bereits zum Tod. Klonale Typ-II- und Typ-III-Stämme sind avirulent für Mäuse. Nur Infektionen mit mehr als 103 Organismen führen zum Tod. In dieser Studie zeige ich, dass die Mehrzahl isolierter T. gondii-Oozysten dem Typ II zuzuordnen ist. Es wurde keine Typ-I-, dafür aber eine Typ-III-Infektion und vereinzelte Hinweise auf Mischinfektionen und nicht-kanonische T. gondii Genotypen beobachtet. Erstmalig kann gezeigt werden, dass aus einer Rekombination zwischen den Typen II und III genetisch unterschiedliche T. gondii in einer natürlich infizierten Katze entstanden sind. Die identifizierten nicht-kanonischen T. gondii Klone weisen unterschiedliche, meist hohe Virulenz im Mausmodell auf. Eine geringe Anzahl von T. gondii-DNA Proben von humanen Toxoplasmose-Fällen deutet auf eine Infektion mit T. gondii des Typs II hin. Ich zeige mit dieser Studie, dass sexuelle Rekombination von T. gondii in Deutschland möglich ist, und diese zur Entstehung von hochvirulenten T. gondii führen kann. / Toxoplasma gondii is a protozoan parasite that can infect almost all warm-blooded animals, including birds and humans. The definitive host is the cat which excretes the highly infectious and environmental resistant oocyst stage. Equally important for the spread of T. gondii is the transmission of T. gondii by ingestion of contaminated food (prey) between host species. Sexual recombination is a rare event observed in T. gondii. This is one of the reasons why a clonal population structure of T. gondii is observed. In Europe and North America the majority of genotypes (types) of T. gondii are members of only three clonal types, designated type I, type II and type III. In South America and Asia, T. gondii is shown to have an increased genetic diversity with a high prevalence of atypical genotypes. However, even within those atypical genotypes, a clonal population structure can be observed. More importantly, mouse virulence of types I, II and III differ markedly. While infection with T. gondii type I is always lethal in mice, infections with 104–106 parasites of type II or type III are needed to have the same effect in mice. This study shows that the majority of cats in Germany excrete T. gondii oocysts of type II. We have not observed any type I T. gondii, but show that type III and, importantly, mixed type infection as well as non-canonical T. gondii are present in Germany. For the first time we demonstrate that a sexual cross between T. gondii type II and type III in a single, naturally infected cat occurred in Germany resulting in excretion of many genetically different non-canonical T. gondii. Most of the identified non-canonical T. gondii show a high virulence in mice. The RFLP-typing analysis of a limited number of T. gondii-DNA isolated from human samples revealed only alleles of T. gondii type II. I show that genetic recombination of different T. gondii types in Germany can lead to a higher genetic diversity and generation of highly mouse-virulent T. gondii.

Toxoplasma gondii ist wohl der am besten an den Menschen und Tieren angepasste Parasit der Welt und eine der Hauptursachen für Abtreibungen und opportunistsiche Infektionen. Das Verständnis der Stoffwechselflexibilität dieses Parasiten ist essentiel um seine Anpassungsfähigkeit nachzuvollziehen. Lipide sind Grundbestandteile der biologischen Membranen. Doch in den letzten Jahrzehnten sind neben der Biogenese der Membranen noch weitere Funktionen entdeckt worden. Hier berichten wir zum ersten Mal über Phosphatidylthreonin (PtdThr) als Hauptphospholipid von T. gondii und zeigen seine Beziehung mit seinem archetypischen Analogon, Phosphatidylserin (PtdSer). Wir identifizieren auch ein neues Parasitenenzym (TgPTS), welches von der regulären PtdSer-Synthase-Familie abgewichen ist und dieses sonst selten vorkommende Lipid synthetisiert. Die Gendeletion von TgPTS stoppte nicht nur die Synthese von PtdThr, sondern auch stark beeinträchtigt den lytischen Zyklus von T. gondii, insbesondere beim Aus- und Eintritt in die Wirtszellen, ohne dabei die Replikation des Parasiten zu verhindern. Unsere Arbeit zeigt, dass entweder ein niedriger Ca2+-Pool oder eine verminderte Ca2+-Mobilisierung aus dem endoplasmatischen Retikulum des Parasiten eine reduzierte Motilität verursachen, welche den beobachteten Phänotypen zugrunde liegt. Darüber hinaus fehlt es den mutierten Parasiten an PtdThr (Δtgpts), sie sind avirulent und üben vollständigen Schutz gegen akute und chronische Toxoplasmose in einem Mausmodell aus. Diese Ergebnisse verdeutlichen die Bedeutung der Parasitenlipide als therapeutisches Ziel und von genetisch abgeschwächten Stämmen für die Entwicklung von wirksamen Impfstoffen gegen Kokzidien. / Toxoplasma gondii is arguably the most succesful parasite in Earth and a major cause of abortion and opportunistic infections in humans and livestock. Understanding the metabolic flexibility of this parasite is essential to comprehend its adaptability. Lipids are basic components of biological membranes. However, in the last decades non-customary roles for lipids beyond membrane biogenesis have been recognized. Here we report for the first time phosphatidylthreonine (PtdThr) as a major phospholipid in T. gondii and show its relationship with its archetypical analog, phosphatidylserine (PtdSer). We also identify a novel parasite enzyme (TgPTS), which diverged from the mainstream PtdSer-synthase family to produce this otherwise rare lipid. Genetic ablation of TgPTS not only abolished PtdThr synthesis, but also impaired severely the lytic cycle of T. gondii, particularly the egress but also the invasion into host cells without affecting the parasite replication. Our work indicates that, either a lower Ca2+ pool and/or a diminished Ca2+ mobilization from the parasite endoplasmic reticulum cause a reduced gliding motility, which underlies the observed phenotypes. Moreover, the mutant parasites lacking PtdThr (Δtgpts) are avirulent and exert full protection against both, acute and chronic toxoplasmosis in a murine model. These results highlight the importance of parasite lipids as therapeutic targets and of genetically-attenuated strains in the development of effective vaccines against coccidian parasites.

Die in Europa und Asien verbreiteten humanpathogenen Hantaviren sind mit dem "Hämorrhagischen Fieber mit renalem Syndrom" (HFRS) assoziiert, während die humanpathogenen Hantaviren in Nord- und Südamerika das "Hantavirale Pulmonale Syndrom" hervorrufen. In Mitteleuropa kommen die humanpathogenen Hantavirus-Spezies Puumalavirus (PUUV) und Dobravavirus (DOBV) vor. Infektionen mit dem PUUV führen zu milden klinischen Verläufen des HFRS, die auch als "Nephropathia epidemica" bezeichnet werden. Für das DOBV konnte in Mitteleuropa die sympatrische Existenz von 2 genetischen Linien, DOBV-Aa und DOB-Af, nachgewiesen werden, die von unterschiedlichen Nagetierwirten (Apodemus agrarius und A. flavicollis) getragen werden und möglicherweise unterschiedlich virulent für den Menschen sind. Chimäre Hepatitis B Virus-Corepartikel und Hefe-exprimiertes, rekombinantes PUUV-Nukleokapsid (N)-Protein stellen vielversprechende Impfstoffkandidaten dar, die in der Rötelmaus, dem natürlichen Wirt und Überträger des PUUV, eine schützende Immunantwort induzieren können. Eine hauptprotektive Determinante konnte im N-Protein des PUUV zwischen den Aminosäuren (AS) 1-45 lokalisiert werden; eine zweite, schwach protektive Determinante ist zwischen AS 75-119 lokalisiert. Die schwache Protektivität der 45 aminoterminalen AS des PUUV-N-Proteins (Stamm Vranica/Hällnäs) konnte durch Verwendung eines 120 AS-langen Segments deutlich verbessert werden. Ein Hefe-exprimiertes PUUV-N-Protein mit aminoterminalem Hexahistidinschwanz induzierte bei Verwendung von komplettem Freund´schen Adjuvans in allen vakzinierten Rötelmäusen eine schützende Immunität. Bei Verwendung von Aluminiumhydroxid, einem für humane Anwendungen zugelassenen Adjuvans, wurden alle immunisierten Tiere mindestens partiell, darunter 75 % der Tiere sogar komplett, vor einem nachfolgenden Viruschallenge geschützt. An der Induktion einer schützenden Immunität sind wahrscheinlich nicht nur zelluläre, sondern auch humorale N-Protein-spezifische Immunantworten beteiligt. / Human infections with European hantaviruses are associated with the "Haemorrhagic fever with renal syndrome" (HFRS), whereas North and South-American hantaviruses cause in human the "Hantavirus pulmonary syndrome". In Central Europe two hantavirus species, Puumala virus (PUUV) and Dobrava virus (DOBV), are pathogenic to human. PUUV infections result in milder clinical courses of HFRS, designated also as "Nephropathia epidemica". For DOBV the sympatric occurrence of two genetic lineages, DOBV-Aa and DOBV-Af, has been detected. These lineages are carried by two different rodent hosts (Apodemus agrarius and A. flavicollis) and might be of different pathogenicity to human. Chimaeric hepatitis B virus core particles and yeast-expressed recombinant PUUV nucleocapsid (N) protein are promising vaccine candidates. They are able to induce a protective immune response in bank voles, the natural host of PUUV. A major protective determinant has been localized between amino acids (aa) 1-45; a second, minor protective determinant is located between aa 75-119. The low protectivity of the 45 amino-terminal aa of the N protein of PUUV (strain Vranica/Hällnäs) can be overcome by the use of a larger, 120 aa-long segment of this N protein. A yeast-expressed PUUV N protein harboring an amino-terminal hexahistidin tag is able to induce a protective immunity in all immunized bank voles when applied with Freund´s complete adjuvant. Using alum, an adjuvant certified for human use, all immunized animals were protected at least partially, 75% even completely, against a subsequent virus challenge. Likely, the protective immunity is mediated not only by cellular but also by humoral immune responses against the N protein.

Die Effektivität und Verträglichkeit von Triclabendazol wurde in einer klinischen Phase 2 Studie untersucht. 81 Patienten (51 weiblich, 30 männlich, Alter 15-81 Jahre) mit chronischer oder latenter Fasciola hepatica Infektion, bei denen mindestens eine antihelminthische Therapie fehlgeschlagen war wurde in die Studie aufgenommen. Die Patienten erhielten 20mg/Kg Triclabendazol in 2 Dosierungen a 10 mg/Kg im Abstand von 12 h postprandial. Der Therapieerfolg wurde durch mikroskopische Stuhluntersuchungen, Bestimmung exkretorisch-sekretorischer Antigene im Stuhl und Ultraschall überprüft. Bei Siebzig (92%) von 76 Patienten konnten in der Nachuntersuchungsperiode (60 Tage) keine Fasciola hepatica-Eier in den mikroskopischen Stuhluntersuchungen nachgewiesen werden. Die häufigsten unerwünschten Wirkungen waren kolikartige Oberbauchbeschwerden, die bei 40 Patienten (49%) zeitgleich mit der Passage der Parasiten durch die Gallengänge beobachtet wurden. Triclabendazol ist eine effektive Therapie für Patienten mit Fasziolose bei denen andere antihelmithische Therapien nicht wirksam sind. / The efficacy and tolerability of triclabendazole (TCZ) was assessed in a clinical phase 2 study. Eighty-one patients (51 female, 30 male, age 15- 81 years) with chronic or latent F. hepatica infection refractory to previous anti-helminthic chemotherapy were enrolled in a 60 day open, non-comparative trial. Patients received 20 mg/kg TCZ as two doses of 10 mg/kg administered after food 12 hr apart. Efficacy of treatment was assessed by stool microscopy, determination of fasciola excretory-secretory antigen in feces, and by ultrasonography. Seventy (92%) of the 76 patients who completed the 60 day follow up period became egg negative. The most important adverse event was colic-like abdominal pain (40 patients [49%]) consistent with the expulsion of the parasite through the bile ducts as confirmed by US on Days 2 - 7. Triclabendazole is an effective therapy for the treatment of F. hepatica infection in patients who have failed to respond to other antihelminthic agents.

Legionellen sind stäbchenförmige Bakterien, die in nennenswerten Konzentrationen und als Krankheitserreger vorrangig in technischen Systemen in Erscheinung treten. Ziel dieser Arbeit ist es, die bisher erschienene Literatur sowohl aus dem mikrobiologisch-hygienischen Bereich als auch aus dem technischen Bereich zu sichten, zu vergleichen und auf dieser Basis, unter Berücksichtigung der ökonomischen Konsequenzen an dem konkreten Beispiel des Carl-Thiem-Klinikum Cottbus, ein sinnvolles Konzept zur Legionellenprävention vorzuschlagen. Das Konzept ist so aufgebaut, daß es durch Betrachtung verschiedener Risikobereiche leicht auf andere Pflegeeinrichtungen oder auch Wohnanlagen bzw. Industriebetriebe übertragbar ist. Regelmäßige Messungen werden von verschiedenen Arbeitsgruppen alternativ oder zusätzlich zu Präventionsmaßnahmen gefordert. In dieser Arbeit werden jährliche Messungen in jedem Kollektor zur Beurteilung des Gesamtsystems, 1/2-jährliche Kontrollen in den Gebäuden, in denen sich Pflegestationen befinden, und 1/4-jährliche Kontrollen in Bereichen mit hohem Risiko, wie zum Beispiel den Isolierzimmern der Hämatologie, empfohlen. Die tolerierten Grenzwerte variieren entsprechend des Riskobereiches, in dem sie auftreten. Das in dieser Arbeit am Beispiel des Carl-Thiem-Klinikum Cottbus dargestellte Präventionskonzept beruht im wesentlichen auf regelmäßigen Kontrollen und sieht die Durchführung einer differenziert angewandten Präventionsmaßnahme nur bei nachgewiesener erhöhter Belastung des Systems durch Legionellen vor. Hier hat sich die Dezentralisierung des Warmwassersystems mit Hilfe dezentral installierter Plattenwärmetauscher in das zentrale Heiznetz als die wirtschaftlichste der hygienisch sinnvollen Maßnahmen herausgestellt. Aber auch diese Art der Prävention entbindet nicht von den weiterhin durchzuführenden Kontrollmessungen - mindestens zur Qualitätssicherung. Insgesamt bleibt jedoch jede Festlegung von Grenzwerten, jede Anwendung einer Präventionsmaßnahme immer ein Kompromiß zwischen dem technisch Machbaren und dem ökonomisch Realisierbaren. Große Studien, die hierzu detailliertere Auskunft geben könnten fehlen bis heute, so daß auch weiterhin jeder Betreiber einer Warmwasseranlage seine eigenen Festlegungen treffen muß. / Legionella is a rod-shaped bacteria, that occur with priority in considerable numerus aswell as pathogens concentration in technical systems. Target of this work is to sight the literature appeared so far both from the micro-biological-hygenic area and from the technical area to compare and on this base to suggest with consideration of the economic consequences by the concrete example Carl Thiem clinical center (Cottbus), a meaningful concept to the Legionella - prevention. The concept is structured by view of different risk areas and therefor easily portable to other nursing facilities or also housing estates and industrial companies. Regular measurements are required by different working groups alternatively or additionally to prevention measures. Recommended in this work are annual measurements in each central warmwater line for the evaluation of the total system, 1/2-annual checks in the buildingswith maintenance stations, and 1/4-annual checks within areas with high risk, like for example, the isolating rooms of the Haematology. The tolerated limit values vary according to the risk-area, in which they occur. The prevention concept put up for Carl Thiem clinical center (Cottbus) has been based essentially on regular checks and more detailed means of prevention for areas with proven increased numbers of Legionella. Here the decentralization of the warm-water system by means of peripherally installed plate-type heat exchanger fed by the central heating network has prooven to be the most economical and aswell hygenically meaningful measure. Never the less, this concept of prevention does not relieve of the regularly check on Legionella - at least for quality assurance. Altogether however each definition of Legionella limit values as well as each prevention concept always is a compromise between the technically feasible means and the economically realizable ones. Large studies, to gain more information on this problem are missing until today, so that further on each operator of a warm water system must find his own definitions out of the broad possibilities of regulations.

Multidrug Resistenz (MDR), die simultane Resistenz gegenüber strukturell und funktionell nicht-verwandten Zytostatika, stellt eine wesentliche Ursache für unzureichende Behandlungserfolge maligner Erkrankungen dar. Die inherente Resistenz bzw. Resistenzentwicklung gegenüber chemotherapeutischen Substanzen ist vor allem die Folge der Präsens und Regulation unterschiedlicher Transportproteine wie MDR1, MRP1, BCRP und MVP. In der Konsequenz kommt es zu alteriertem Influx und/oder Efflux von Zytostatika, verminderter Akkumulation und Effektivität von Chemotherapeutika. Sowohl Zytostatika als auch Zytokine zeigten modulierende Einflüsse auf die Expression der MDR-Gene MDR1, MRP1 und MVP (Kapitel 2-9). Zytostatika wie Adriamycin resultierten vorwiegend in induzierten MDR1-Expressionen, dem hauptsächlichen Interventionstarget zur Überwindung des klassischen MDR-Phänotyps. Zytokine wie TNFa führten, extern appliziert als auch durch Gentransfer, zur Chemosensitivierung der Tumorzellen, verbunden mit Down-Regulationen von MDR1 und MVP. Die Zytokin-vermittelte Überwindung des klassischen MDR-Phänotyps weist auf die Inklusion definierter Zytokine in etablierte Chemotherapieprotokolle hin, wie bereits angewendet bei der hyperthermen isolierten Extremitätenperfusion mit TNFa (Kapitel 13). Die Verwendung BCRP-spezifischer Ribozyme demonstrierte deren Potential zur Überwindung des BCRP-bedingten, atypischen MDR-Phänotyps. Darüber hinaus wurde gezeigt, dass die Expression der ABC-Transporter als auch des MVP durch Hyperthermie temperatur- und zeitabhängig induzierbar ist (Kapitel 10-13). Diese Hyperthermie-Induktion wird für MDR1 und MRP1 über den Transkriptionsfaktor YB-1 zeitnah zum Stressereignis vermittelt. In der klinischen Situation konnte anhand verfügbarer Biopsien von Kolonkarzinomen, Sarkomen und Melanomen, jeweils mittels Hyperthermie im Kontext multimodaler Behandlungsregime behandelt, kein direktes, generelles Risiko einer MDR1- oder MRP1-vermittelten, Hyperthermie-bedingten Induktion/Verstärkung einer MDR beobachtet werden. Die Analyse der Promotoren MDR-assoziierter Gene wie MDR1 und MVP zeigte deren Induzierbarkeit durch unterschiedliche Therapie-relevante Faktoren wie Zytostatika und Hyperthermie in verschiedenen in vitro- und in vivo-Modellen (Kapitel 10,14-20). Spezifische Sequenzmotive sind für die Stressfaktor-induzierte Bindung von Transkriptionsfaktoren wie YB-1 verantwortlich; Mutationen in diesen Sequenzbereichen modulierten die Induzierbarkeit (Kapitel 14,15,20). Der Einsatz Therapie-induzierbarer Promotoren unterschiedlicher MDR-Gene wie MDR1 (Kapitel 14-18) und MVP (Kapitel 19,20) erlaubt somit generell die Anpassung an etablierte Behandlungsprotokolle verschiedener Tumorentitäten. In fortführenden Arbeiten bleibt die erfolgreiche Anwendung von Therapie-induzierbaren MDR-Promotorsequenzen zur Expression therapeutisch relevanter Gene im Kontext einer Gentherapie maligner Erkrankungen zu prüfen. / Multidrug resistance, the simultaneous resistance towards structurally and functionally unrelated cytostatic drugs, still represents a major cause of cancer treatment failure. Inherent or acquired resistance against a wide variety of chemotherapeutic drugs depends mainly on the presence and regulation of different transporter proteins, such as MDR1, MRP1, BCRP, and MVP. Thus, decreased uptake and/or increased efflux, lowered net accumulation, and in consequence, less efficiency of anti-cancer drugs is the clinical hurdle to struggle with. Cytostatics as well as cytokines showed modulating effects on the expression of the MDR-associated genes MDR1, MRP1, and MVP (chapter 2-9). Cytostatics such as adriamycin resulted mainly in increased expression of the MDR1 gene, the most prominent intervention target for the reversal of the classical MDR phenotype. Cytokines such as TNFa, externally applied or by gene transfer, led to chemosensitization of tumor cells, and to down regulation of MDR1 and MVP. This cytokine-mediated reversal of the classical MDR phenoype refer to the inclusion of defined cytokines into established chemotherapy protocols, as already realized by the hyperthermic isolated limb perfusion with TNFa (chapter 13). The employment of BCRP-specific ribozymes demonstrated their potential to reverse the BCRP-mediated atypical MDR phenotype. Furthermore it was shown, that the expression of the ABC transporters as well as of MVP was inducible by hyperthermia in a temperature and time-dependet manner (chapter 10-13). This hyperthermia-caused induction of MDR1 and MRP1 is mediated by the transcription factor YB-1 timely close to the stress event. However, no direct, general risk of a MDR1- or MRP1-mediated hyperthermia-caused induction/enhancement of the MDR phenotype was observed in clinical settings, analyzed by using biopsies available from colon carcinomas, sarcomas, and melanomas, which were treated with hyperthermia in the context of multimodal regimes. The analyses of promoters of the MDR-associated genes MDR1 and MVP revealed their inducibility by different therapy-related factors such as cytostatics and hyperthermia in several in vitro- and in vivo models (chapter 10,14-20). Specific sequence motifs were found to be responsible for the stress-induced binding of transcription factors; mutations within these sequence regions modulated their inducibility (chapter 14,15,20). Thus, the employment of therapy-inducible promoters of different MDR genes such as MDR1 (chapter 14-18) and MVP (chapter 19,20) allows the improvement of established treatment protocols for different tumor localizations. Based on this, the succesful use of therapy-inducible MDR promoter sequences for the expression of therapeutically relevant genes in the context of a gene therapy of cancer represents an ambitious goal for the future.

Im Mittelpunkt dieser Arbeit stand die Analytik eines monoklonalen Antikörpers, der spezifisch auf Cisplatin-behandelte DNA reagiert und bereits routinemäßig zu diagnostischen Zwecken bei der Krebstherapie mit ebendiesem Zytostatikum eingesetzt wird. Zu diesem Zweck wurden vor allem massenspektrometrische Methoden eingesetzt, um einerseits den genauen Aufbau sowie die Zusammensetzung des Antikörpers zu untersuchen und andererseits die Antigenspezifität einer genaueren Betrachtung zu unterziehen. Mit Hilfe von nano-ESI-MS konnte der Antikörper unter Erhalt der nativen Struktur in der Gasphase analysiert werden. Tandem-MS-Experimente lieferten nicht nur einen Einblick in typische Fragmentierungs-muster, sondern generierten z. T. auch Informationen über die Primärsequenz einiger Bereiche des Antikörpers. Die im Fc-Teil gebundenen Glycanstrukturen, die sowohl für die Struktur als auch die Funktionalität des Antikörpers eine entscheidende Rolle spielen, wurden nach enzymatischer Abspaltung separat mit Hilfe von MALDI-MS analysiert. Die vollständige Antikörpersequenz wurde durch proteolytische Spaltung des Antikörpers, Analytik mittels hochaufgelöster Tandem-MS und anschließendem Vergleich mit Daten aus der Sequenzierung auf DNA-Ebene bzw. bekannten Antikörpersequenzen aus Proteindatenbanken aufgeklärt. Im selben Zug konnten auf Peptidebene eine Vielzahl verschiedener posttranslationaler Modifikationen nachgewiesen werden. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass der Antikörper unter Erhalt seiner Struktur und der antigenbindenden Eigenschaften an den Zuckerstrukturen mit einem eigens synthetisierten Metallkomplex markiert werden kann. Die für die Spezifitätsstudie des Antikörpers notwendigen Antigene wurden durch Inkubation synthetischer einzel- und doppelsträngiger DNA-Oligomere mit Cisplatin erzeugt und analysiert. Anschließend wurden die verschiedenen Antikörper-Antigen-Komplexe unter nativen Bedingungen hergestellt und massenspektrometrisch charakterisiert. Um einen Eindruck von der Komplexstabilität zu erhalten wurden zusätzlich MS/MS-Untersuchungen des Komplexes mit der platinierten doppelsträngigen DNA durchgeführt. Wie bei der Analytik des freien Antikörpers konnten auch hier spezifische Fragmente detektiert werden. / The focus of the thesis was the characterization of a monoclonal antibody, which binds specifically to cisplatin-treated DNA and is already used for diagnostic purposes in cancer therapy. The structure and composition of the antibody, as well, as the antigen specificity were investigated by mass spectrometry. Using nano-ESI-MS it was possible to analyse the antibody in its native state. Tandem-MS experiments revealed not only specific antibody fragments but also gave information on the primary structure of the antibody. The Fc-bound glycans that are responsible for antibody structure and functionality, were cleaved enzymatically and studied with MALDI-MS. For a detailed determination of the primary structure, the antibody was proteolysed with different enzymes and analyzed via high resolution Tandem-MS. The data was evaluated by comparism with results from sequence analysis on DNA level and known antibody sequences from protein databases. Simultaneously many different posttranslational modifications were identified. Furthermore, the antibody was successfully labelled with a metal complex at its sugar structures without loss of its structure and function. For investigation of the antibody specificity antigens were generated by incubation of well-defined single and double stranded DNA oligomers with cisplatin. Antibody-antigen-complexes were synthesized and analyzed by mass spectrometry under native conditions. The stability of the complex with double stranded DNA was also investigated by MS/MS-experiments. Thus, it was also possible to determine the specific fragmentation behavior for the complex just as for the free antibody.