Diese Arbeit befasst sich tierexperimentell und klinisch mit Aspekten der Nierenfunktion bei der Behandlung angeborener Herzfehler. Von Patientenseite sind das Neonatal- und Säuglingsalter und ab der Adoleszenz eine chronische Zyanose, von Behandlungsseite Röntgenkontrastmittelgaben, Dauer, Blutviskositätsänderungen und Kreislaufstillstand am kardiopulmonalen Bypass Risikofaktoren. Cortikosteroidgaben, Optimierung von Blutviskosität und Hydratation sowie eine prophylaktische Peritonealdialyse sind Ansätze zur Behandlung eines Nierenschadens. Die Ergebnisse zeigen, dass Verbesserungen der Plasmaviskosität Nierenschäden am hypothermen kardiopulmonalen Bypass vermindern während eine Cortikosteroidgabe vor Kreislaufstillstand bei Ferkeln nicht nephroprotektiv wirkt. Bei Risikopatienten erweist sich der prophylaktische Einsatz einer Peritonealdialyse als günstig. Bei chronisch zyanotischen Patienten mit einer Glomerulopathie und einem erhöhtem Risiko für Röntgenkontrastmittelexposition und kardiopulmonale Byppassoperationen muss der Nierenstatus die Operationsplanung und postoperative Therapie beeinflussen. Nephroprotektion und Verbesserungsmöglichkeiten der Blutviskosität am kardiopulmonalen Bypass müssen weiter untersucht werden. / This work focusses on clinical aspects of kidney function in the treatment of congenital heart disease. Neonates and infants as well as adolescents with cyanosis may be especially at risk. Contrast agents, duration, blood viscosity changes, and circulatory arrest in cardiopulmonary bypass may be risk factors. Corticosteroids, optimized blood viscosity and hydration, and early onset of peritoneal dialysis are considerations of treatment. Our results demonstrate a reduction of renal damage with optimized plasma viscosity during hypothermia in cardiopulmonary bypass, while corticosteroids have no advantage in young pigs after circulatory arrest. Prophylactic treatment with peritoneal dialysis has advantages in patients at risk. In chronicly cyanotic patients with glomerulopathy the risk of contrast agents and cardiopulmonary bypass is elevated. Thus, renal status should influence operative procedures and postoperative treatment. The possibilities of nephroprotection and improvement of blood viscosity should be further evaluated.

Einleitung: Es wird angenommen, dass die zyklusbedingten, hormonellen Änderungen die vegetative Ansteuerung des Herzens bei normotensiven Frauen beeinflussen. Die Herzfrequenzvariabilität (HRV) stellt einen der am häufigsten untersuchten, nicht-invasiven Parameter des Herz-Kreislauf-Systems dar. Deshalb war es das Ziel dieser Studie, den Verlauf der HRV Parameter bei ausdauertrainierten als auch untrainierten normotensiven Frauen in Abhängigkeit vom Menstruationszyklus zu untersuchen. Methode: Normotensive, untrainierte als auch trainierte Frauen nahmen an der Studie teil. Die Athletinnen absolvierten individuell abgestimmte Trainingspläne (>5h/Woche) während der Studie. Die HRV Messungen wurden in den folgenden fünf Zyklusphasen aufgezeichnet: In der Menstruation (M), der Mitte der Follikel- (MidF), der Ovulations- (O), der Mitte der Luteal- (MidL) und der Pre-Menstruationsphase (PreM). Die Basaltemperatur als auch die Hormonanalysen des Luteinisierenden (LH) und des Follikelstimulierenden Hormons (FSH), des β-17 Östrogens (E2) und des Progesterons (P) dienten der Verifizierung der Zyklusphasen. Die HRV Messungen wurden bei Spontanatmung im Liegen (20 min) wie auch während eines Orthosthase Tests aufgezeichnet. Parameter der Zeit als auch der Frequenzdomäne für Kurzzeitmessungen wurden ausgewertet. Resultate: Alle Frauen hatten einen normotensiven Menstruationszyklus mit typischen hormonellen Schwankungen und einem signifikanten Verlauf (p / Introduction: The autonomic control of the heart is assumed to be affected by endogenous hormonal fluctuations in normal ovulatory females. Analyzing heart rate variability (HRV) had become a tool for the noninvasive measurement of cardiac autonomic control. The purpose of the present study was to investigate the course of the HRV parameters in moderately active as well as in long time endurance trained women during the menstrual cycle. Methods: Normal ovulatory females, untrained and trained were enrolled. Female athletes were involved in individually different training patterns (>5h/week) during the study. HRV recordings were obtained during five different menstrual cycle phases: menstruation (M), middle of follicular (MidF), ovulation (O), middle of luteal (MidL) and pre menstruation phase (PreM). Phases were verified by basal body temperature and analysis of luteinizing hormone (LH), follicular stimulation hormone (FSH), β-17 estrogen (E2) and progesterone (P). HRV measurements took place at subjects’ spontaneous breathing frequency in supine position (20 min) as well as during an orthostatic test. Parameters of short-term recording were calculated in time and frequency domain. Results: All women had normal ovulatory menstrual cycles including typical endogenous hormonal fluctuations; levels of LH, FSH, E2 and P were significantly different (p

Faktoren, die die funktionelle Erholung von hibernating myocardium nach aortokoronarem Venen Bypass (ACVB) beeinflussen, werden gegenwärtig untersucht. Von 3/2000 bis 3/2003 untersuchten wir prospektiv 41 Patienten mit einer linksventrikulären Ejektionsfraktion (LVEF) / Objectives: Factors that influence functional recovery of hibernating myocardium after coronary artery bypass grafting are at present under investigation. Methods: From 3/2000 to 3/2003 we prospectively analyzed 41 patients with ejection fraction (EF) 15% during DE in group I preoperatively; the increase was < 15% in group II. MRI hyperenhancement was measured with a mean of 16,7±11,6% of the left ventricle in group I compared to a mean of 27,4±14,4% in group II (p 19µm) in group I than in group II (< 17µm). Gene expression of pro-apoptotic genes such as BAK and BAX was lowered (0.5±0.1/0.8±0.1) compared to "normal" myocardium (1.0±0.1) (p

Die Linksventrikuläre Noncompaction des Myokards (LVNC) ist eine seltene primäre Herzmuskelerkrankung. Es wird angenommen, dass es sich um eine embryonale Entwicklungsstörung des Myokards handelt. Mutationen in dem X-chromosomalen Gen TAZ sind verantwortlich für Fälle von frühkindlicher LVNC während die genetische Ursache autosomal-dominant vererbter adulter LVNC weitgehend unbekannt ist. In dieser Arbeit wurde die genetische Ursache der LVNC in der Familie LVNC-105 untersucht. Weiterhin wurden in einem großen Kollektiv von LVNC-Indexpatienten Kandidatengenanalysen durchgeführt. Bei der Familie LVNC-105 zeigte die genomweite Kopplungsanalyse nur signifikant hohe 2-Punkt-LOD-Werte auf Chromosom 11p15. Der maximale 2-Punkt-LOD-Wert betrug 5,06 bei D11S902 und der Lokus konnte auf 3,2 Mb (4,9 cM) eingeengt werden. Unter den 40 Genen des Erkrankungslokus war das Kandidatengen CSRP3, das bereits für 2 andere Kardiomyopathien, die dilatative und die hypertrophe Kardiomyopathie (DCM und HCM), als Krankheitsgen beschrieben wurde. Die Sequenzierung des genomischen Bereichs von CSRP3 zeigte keine Mutation bei den betroffenen Familienmitgliedern. Auch die Analyse von weiteren, im Lokus enthaltenen Gene ergab keine Mutation in kodierenden Exons. Auch Untersuchungen auf Transkriptebene offenbarten keine genetische Veränderung. Bei der Sequenzierung der LVNC-Kandidatengene LDB3, LMNA, Nkx2.5 und\linebreak BMP10 bei 63 erwachsenen Indexpatienten mit isolierter LVNC wurde nur eine Mutation in LDB3 gefunden. Erstmals wurden auch 7 Gene, die für sarkomere Proteine kodieren und als Krankheitsgene für HCM und DCM bekannt sind, mittels DHPLC untersucht. Es wurden Mutationen in einem großen Anteil der LVNC-Indexpatienten (19%) in MYH7, ACTC, TPM1 und TNNT2 identifiziert. Klinische Untersuchungen zeigten bei 7 von 12 Patienten mit Mutationen das Vorliegen einer familiären LVNC. In 4 autosomal-dominanten LVNC-Familien kosegregierten die MYH7 Mutationen mit der Erkrankung. MYH7 war mit einem Anteil von 13% das häufigste Krankheitsgen. Die Mutationen in MYH7 lagen vorwiegend in der ATP-Bindungsstelle. LVNC gehört damit zum Spektrum der Kardiomyopathien, die durch Mutationen in sarkomeren Proteinen hervorgerufen werden können. / Left ventricular noncompaction of the myocardium (LVNC) constitutes a rare primary cardiomyopathy. The mechanistic basis is assumed to be an arrest in embryonic cardiac development. Mutations in the X-linked TAZ gene are responsible for cases of infantile LVNC whereas the genetic base of late-onset LVNC in most patients is still unresolved. The objectives of this dissertation were to investigate the genetic defect in family LVNC-105 with autosomal dominant inherited LVNC and to screen a large cohort of patients with isolated LVNC for mutations in candidate genes. In kindred LVNC-105 genome wide linkage analysis revealed significant two-point LOD scores only at chromosome 11p15. A peak 2-point LOD score of 5.06 was obtained with marker D11S902 and a critical interval of 3.2 Mb (4.9 cM) was determined. Among the 40 genes within the disease region one candidate gene was CSRP3, a disease gene for hypertrophic (HCM) and dilated (DCM) cardiomyopathy. Sequence analysis of the genomic CSRP3 region did not reveal mutations in affected family members. Also, analysis of the coding region of further candidate genes contained within the disease locus did not show mutations. Investigations of the genes on transcript level did not detect alterations. Candidate gene analysis of LDB3, LMNA, Nkx2.5 and BMP10 in 63 index patients with isolated LVNC only one mutation was detected in LDB3. For the first time 7 genes encoding sarcomere proteins, known as disease genes for HCM and DCM, were screened for mutations by DHPLC in LVNC patients. Mutations were found in a significant proportion of the cohort of LVNC index patients (19%) in MYH7, ACTC, TPM1 and TNNT2. Clinical evaluations demonstrated familial disease in 7 of 12 probands with sarcomere gene mutations. MYH7 mutations segregated with the disease in 4 autosomal dominant LVNC kindreds. MYH7 was identified as the most prevalent LVNC disease gene (13%) in this cohort. Modified residues in MYH7 were mainly located within the ATP binding site. In conclusion, LVNC belongs to the spectrum of cardiomyopathies originating in molecular defects of the sarcomere.

Einleitung: Das ARDS (acute respiratory distress syndrome) stellt mit einer schweren Hypoxämie aufgrund eines hohen pulmonalen Recht-Linksshunts, mit einer pulmonalen Hypertonie und einer diffusen inflammatorischen Reaktion der gesamten Lunge trotz einiger etablierter Therapieansätze ein häufig letal endendes Krankheitsbild dar. Neben zahlreichen neuen klinisch-experimentellen Therapieansätzen erlangt die i.v.-Aplikation von Almitrindimesilat größere Beachtung. Zuerst verabreicht bei chronisch obstruktiven Atemwegserkrankungen erkannte man bald, daß neben der ventilationssteigernden Wirkung auch Effekte an der pulmonalen Gefäßstrombahn im Sinne einer Optimierung des Ventilations-Perfusions-Verhältnisses für die zu beobachtende Verbesserung der pulmonalen Oxygenation verantwortlich sind. Eine Potentierung der Hypoxischen Pulmonalen Vasokonstriktion (HPV) wird dafür verantwortlich gemacht. Kontrovers diskutierte Dosierungen in Tierversuchen und vereinzelten Anwendungen am Menschen legten nahe, daß systemische Dosis-Wirkungsanalysen erfolgen mußten. Desweiteren sollte untersucht werden ob die im Rahmen des ARDS zu beobachtende Pulmonalarterielle Hypertonie durch das Medikament zunimmt. Methoden: Mit Hilfe eines durch repetitive saline bronchoalveoläre Lavage induzierten ARDS-Modells am Schwein wurden an 14 Schweinen in Narkose prospektiv randomisiert entweder sechs ansteigende Dosen (0,5, 1, 2, 4, 8, und 16 (g/kgKG/min) Almitrindimesilat oder dessen Solvens Apfelsäure appliziert. Während des Versuches wurde volumenkontrolliert beatmet (FiO2 1,0 , PEEP 5 cm H2O). Nach je 30 minütiger Infusion der entsprechenden Dosierungen wurde Parameter des Gasaustausches und der pulmonalen sowie der systemischen Hämodynamik erhoben. Innerhalb der Gruppen wurde mittels des einfachen ANOVA-Test mit Bonferonikorrekturfaktor, zwischen den Gruppen mit dem Mann-Whitney-Test auf signifikante Unterschiede hin untersucht. Signifikanz der Unterschiede wurde bei einer Irrtumswahrscheinlichkeit p ( 0,05 angenommen. Ergebnisse: Niedrige Dosierungen, 0,5 - 2 (g/kgKG/min, reduzieren die venöse Beimischung und führen zu einem statistisch signifikanten Anstieg des Sauerstoffpartialdruckes mit einem Optimum für diesen günstigen Einfluß bei einer Infusionsrate von 1 µg/kgKG/ min. Hohe Dosierungen hingegen erhöhen die venöse Beimischung und senken den Sauerstoffpartialdruck und führen damit zu einer erheblichen Verschlechterung des Krankheitsbildes im Vergleich zu niedrigen Dosen und der Ausgangssituation bzw. dem nichttherapierten Tieren. Der Pulmonalarterielle Mitteldruck nahm nach Almitrindimesilatgabe geringfügig zu. Mit zunehmender Dosierung erreichte der MPAP höhere Werte als zum Zeitpunkt des stabilen Lungenschadens, jedoch waren keine dieser Steigerungen statistisch signifikant. Diskussion: Almitrindimesilat zeigte einen dosisabhängigen Einfluß auf den pulmonalen Gasaustausch. Dieser wirkt sich in niedrigen Dosierungen positiv auf die Hypoxämie aus. Der Pulmonalarterielle Druck bleibt konstant. Als Mechanismus der positiven Auswirkung liegt eine Potenzierung der HPV für niedrige Dosierungen nahe. / Objectives: The ARDS (acute respiratory distress syndrome) is characterized by a diffuse inflammatory response, a pulmonary hypertension and a severe hypoxemia mainly because of ventilation-perfusion-mismatching. Despite of some new therapeutical strageties the mortality remains high. Almitrine bismesylate was first described to improve arterial oxygenation in COPD- patients primary by increasing alveolar ventilation due to a stimulating effect on peripheral chemoreceptors. Furthermore several experimental studies have confirmed that almitrine improves PaO2 possibly because of reducing the ventilation- perfusion-mismatching by enhancing the hypoxic pulmonary vasoconstriction (HPV). Controversal results have been reported concernig the doses of intravenous Almitrine to be beneficial. Furthermore it remains unclear to what extend the pulmonary hypertension is augmented by a drug which is inhancing or restroring the HPV. Therefore we determined a dose-response-curve of almitrine in a animal model of ARDS. Methods: After induction of anaesthesia the ARDS-Modell was induced by repeated saline wash-0,5-2 ?g/kgKG/minout of surfactant. 14 swine received almitrine or the solvent in a prospective randomized manner. During the experiment the volume controlled mode of mechanical ventilation remained unchanged (FiO2 1,0 , PEEP 5 cm H2O). After the increasing doses of 0,5, 1, 2, 4, 8 and 16 ?g/kgKG/min each for 30 min we investigated the effects of i.v. almitrine on the pulmonary gasexchange and the pulomanry and systemic hemodynamics. Statistics were carried out by Two way Analysis of Variance p

Ziel: Methergin und Ergonovin werden in der Literatur als gleichwertige Substanzen zum Nachweis koronarer Hyperreagibilität (VSAP) während der Koronarangiographie betrachtet. Ziel dieser Studie ist 1) die Sensitivität der 2 Substanzen zu vergleichen und 2) ihren vasokonstriktorischen Effekt auf menschliche Koronararterien quantitativ zu analysieren. Methoden: 1) Für die Ermittlung der Sensitivität wurden 340 Patienten ohne Koronararterienstenosen >50% mittels Provokations-Test untersucht. Davon 182 mit Ergonovin und 158 mit Methergin. Es erfolgten Subgruppenanalysen nach Geschlecht, Alter, Koronarrisikofaktoren und klinischer Symptomatik. 2) Die quantitative spastische Wirksamkeit der 2 Testsubstanzen wurde verglichen anhand der Analyse der Reaktion der Segmente mit diffusem Spasmus, der Segmente mit lokalem Spasmus und der benachbarten normalen Segmente aus Koronarangiographien von Patienten mit nachgewiesener VSAP. Das Testkollektiv besteht aus 17 Patienten. Bei 10 wurde der Spasmus mit Ergonovin ausgelöst, bei 7 mit Methergin. Die Kontrollgruppe bestand aus 18 Patienten (10 untersucht mit Ergonovin, 8 mit Methergin). Es erfolgten Subgruppenanalysen nach Geschlecht und Gefäßgröße. Resultate: 1) Die Sensitivität des Ergonovin-Tests (18%) ist signifikant (p / Objects: Methergine and Ergonovine are described in literature as similar for recognizing coronary hyperreagibility (VSAP) during coronary angiography. The purpose of this study is 1) to compare the sensitivity of both the substances and 2) to analyze the quantitative effect of arterial vasocontraction in human coronary arteries. Methods: 1) 340 patients without coronary stenosis where examined by provocation-tests to ascertain the sensitivity. 182 of them were treated with Ergonovine and 158 with Methergine followed by analysis of subgroupspecifications like gender, age, coronary risk factors and clinical symptoms. 2) The quantitative spasmodic effects of both testsubstabces were compared by means of analyses of the reaction of the segments with diffuse spasm also of the segments with local spasm and the near by localised normal segments from coronary angiographys from patients with variant angina (VSAP). 17 patients were in the testcollective. In 10 the spasm was triggered by Ergonovine, in 7 with Methergine. 18 patients were in the controlgroup (10 examined on Ergonovine, 8 on Methergine). The analysis of subgroups were carried out regarding gender and vasculardiameter. Results: 1) The sensitivity of the Ergonovine-tests (18%) is significantly (p

Legionella pneumophila ist ein fakultativ intrazellulär replizierendes Bakterium und der Erreger der Legionärskrankheit, einer schweren Pneumonie. Das Typ IVB Dot/Icm Proteinsekretionssystem und dessen Effektoren sind wesentlich an der Virulenz des Bakteriums beteiligt. Das Ziel der vorliegenden Arbeit war die Charakterisierung der Patatin-ähnlichen Proteine von L. pneumophila - insbesondere von PatA, das vom Dot/Icm Sekretionssystem in Wirtszellen eingeschleußt wird. Im Rahmen dieser Arbeit wurden folgende Ergebnisse erzielt: Die 11 Patatin-ähnlichen Proteine von L. pneumophila zeigen hauptsächlich Lysophospholipase A-Aktivität. PatA besitzt außerdem Phosphatidylglyzerol-spezifische Phospholipase A-Aktivität. Serin-72, welches in ein G-X-S-X-G Lipasemotiv eingebettet ist, ist für die Aktivität des Proteins essentiell. PatA ist nach Expression in A549 Epithelzellen in der Zytoplasmamembran oder einer damit eng assoziierten Struktur lokalisiert, die lipolytische Aktivität ist hierfür nicht entscheidend. Die Deletion einer C-terminalen Proteinregion führt zum Verlust der membranständigen Lokalisation. Virulenzattenuierte L. pneumophila Mutanten bilden unter Präsenz von Amöben - im Gegensatz zu Wildtypstämmen - eine Koloniemorphologie aus, die Scattermorphologie genannt wurde. Auf Basis der Scattermorphologie wurde eine Transposon-mutagenisierte Legionella Klonbank auf Wirtszellkolonisationsdefekte überprüft. Dabei wurden 119 kolonisationsdefekte Mutanten isoliert und 70 neue putative Wirtszellkolonisationsgene, darunter zwei Gene Patatin-ähnliche Proteine (patD, patF), identifiziert. patD befindet sich in einem Operon mit bdhA, dem Gen einer putativen 2-Hydroxybutyrat-Dehydrogenase. Das Operon spielt eine Rolle im Poly-Beta-Hydroxybutyrat (PHB) Stoffwechsel des Bakteriums und wird für die Replikation in Wirtszellen benötigt. Die Studie liefert die ersten experimentell fundierten Ergebnisse, die die Bedeutung des PHB-Metabolismus für die Virulenz des Bakteriums belegen. / Legionella pneumophila is the causative agent of Legionnaires’ disease, a potentially fatal pneumonia. One mayor virulence determinant is the Dot/Icm Type IVB secretion system and its effector proteins. Aim of the present work was the characterization of patatin-like proteins of L. pneumophila, and in particular PatA, which is carried by the Dot/Icm secretion system into host cells. Within this work following results were obtained: The 11 patatin-like proteins of L. pneumophila possess majorly lysophospholipase A activity. L. pneumophila PatA additionally shows Phosphatidylglycerole-specific phospholipase A activity. Serin-72, which is embedded in an G-X-S-X-G lipase motiv is essential for the lipolytic activity of PatA. PatA locates to, or close to, the cytoplasmic membrane when expressed in A549 epithelial cells. The lipolytic activity of PatA is not required for membrane targeting and deletion of a C-terminal region abolishes proper targeting. Virulence attenuated L. pneumophila mutants, develop an easy recognizable phenotype during co-culture with A. castellanii on agar plates that was named „scatterphenotype“. On the basis of the scatterphenotype, a new assay was developed allowing screening of huge clone banks with respect to amoebae sensitivity, a marker for reduced virulence. Here, a collection of several thousand transposon mutagenized L. pneumophila clones was screened and a total of 119 amoebae sensitive mutants was isolated. Among those, 70 novel putative host cell colonization and virulence genes were identified including two members of the patatin-like protein family (patD, PatF). patD is cotranscribed with bdhA, therefore forming an operon. bdhA encodes a putative 3-hydroxybutyrate dehydrogenase. The operon is involved in the poly-beta-hydroxybutyrate (PHB) metabolism of L. pneumophila and is needed for replication in host cells. The study provides the first experimentally funded data showing the linkage of PHB metabolism and virulence of L. pneumophila.

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Die Ausbildung und der Schweregrad einer Anaphylaxie kann durch verschiedene Co-Faktoren beeinflusst werden. Zu diesen zählen die nichtsteroidalen Antiphlogistika (NSAIDs), die ihre Wirkung über die Inhibition der COX entfalten. Wie NSAIDs den Schweregrad der Anaphylaxie beeinflussen, ist bisher nicht genau bekannt. Interessanterweise zeigen Anaphylaxie-Patienten mit einer NSAID-Hypersensibilität niedrige Konzentrationen des regulatorischen Prostaglandins E2 (PGE2). Zudem zeigen ASA-tolerante und –intolerante Asthma-Patienten variable anaphylaktische Sensitivitäten. Anhand der vorliegenden Arbeit sollte untersucht werden, ob sich eine PGE2-Dysregulation auf die Ausbildung und den Schweregrad der Anaphylaxie auswirkt und ob diese durch genetische Prädispositionen gefördert werden kann. Dazu wurden zunächst die PGE2 Konzentration im Serum von ANA-Patienten und gesunden Individuen gemessen. ANA-Patienten zeigten reduzierte PGE2 Level, die invers mit dem Schweregrad der ANA korrelierten. Unterstützend weisen zwei in der Allergieforschung häufig verwendete Mauslinien, Balb/c und C57BL/6, unterschiedliche PGE2 Level auf, die wiederum invers mit dem ANA-Schweregrad korrelierten. Eine Stabilisierung der PGE2 Konzentration mittels eines pharmakologischen Inhibitors der Hydroxyprostaglandin-Dehydrogenase (15-PGDH-I) in vivo führte zu einer Verbesserung des ANA Schweregrades. Um in diesem Zusammenhang den Einfluss von ASA und PGE2 besser zu verstehen, wurde das Model der systemisch passiven ANA im Mausmodel eingesetzt. ASA verschlimmerte den Schweregrad der ANA durch die Inhibition der COX1/2. PGE2 konnte diese Verschlimmerung über die EP Rezeptoren 2, 3 und 4 reduzieren. Um die zugrundeliegenden Mechanismen der Wirkweise von exogenem PGE2 und EP-Agonisten besser zu verstehen, wurden diese Zusammenhänge in murinen und humanen Mastzellen untersucht. PGE2 reduzierte die Schwere der ANA durch Inhibition der Mastzell-Aktivität in diesem System über die Rezeptoren EP2 und EP4. Anhand der vorliegenden Arbeit konnte gezeigt werden, dass bereits homöostatische PGE2 Konzentrationen die Aktivität der Mastzelle verändern und vor einer schweren ANA schützen. Zudem kann der Grad der ANA und der Einfluss des PGE2 auf die Mastzellantwort durch genetische Prädisposition beeinflusst werden. Die pharmakologische Stabilisierung des PGE2 könnte daher eine vielversprechende, therapeutische wie auch vorbeugende Strategie zur Behandlung risikoreicher ANA- Patienten sein. / The clinical outcome of anaphylaxis (ANA) can be affected by several co-factors. Non-steroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs) are well-known co-factors of ANA acting via COX-inhibition. The NSAIDs-mediated mechanisms altering the severity of ANA are not well-defined. It is reported that patients of ASA (NSAID)-hypersensitivity show low levels of the regulatory prostaglandin E2 (PGE2). Moreover, the effectiveness of PGE2 administration in such patients suggests a critical role of PGE2 in ASA hypersensitivity. In addition, patients of ASA-tolerant and ASA-intolerant asthma show variable ANA sensitivities suggesting a role of genetic variation in susceptibility. The aim of this thesis was to study whether and how PGE2 dysregulation predisposes to ANA and whether genetic pre-dispositions affect the PGE2 system and therefore ANA susceptibility. First, sera from ANA patients and healthy individuals were analyzed for PGE2 levels. ANA patients were characterized by reduced PGE2 levels which inversely correlated with the severity of ANA. This disparity was confirmed by differential PGE2 levels between Balb/c and BL/6 strains, two genetic mouse strains frequently employed in allergy research. PGE2 levels in these mice were again inversely related with the severity of ANA. Results were confirmed by in vivo PGE2 stabilization using 15-hydroxyprostaglandin dehydrogenase inhibitor (15-PGDH-I). Pharmacological PGE2 stabilization ameliorated ANA severity in mice. A passive systemic ANA (PSA) model was applied to study the impact of ASA on ANA severity and the role of PGE2 in this context. ASA aggravated ANA by inhibiting COX-1/COX-2, while PGE2 reduced the aggravation through EP receptors 2, 3 and 4. To delineate the underlying mechanisms, murine and human mast cells were used to study the impact of exogenous PGE2 and EP agonists. PGE2 attenuated ANA severity by inhibiting MC activation through EP2 and EP4 receptors and interfering with MC signaling. In summary, this thesis demonstrates that homeostatic levels of PGE2 modulate MC activation and protect against ANA severity. The impact of PGE2 on MC responses and ANA susceptibility is governed by genetic variation. Pharmacological stabilization of PGE2 may prove to be a therapeutic or preventive strategy in the management of high-risk ANA patients.

Despite recent advances in antiretroviral therapy, nearly 37 million people continue to live with human immunodeficiency virus (HIV). Basic and applied research on the assembly of HIV could be enhanced by using a genetically tractable organism, such as yeast, rather than mammalian cells. While previous studies showed that expression of the HIV Gag polyprotein in Saccharomyces cerevisiae spheroplasts resulted in the production of virus-like particles (VLPs), many questions regarding the utility of yeast in HIV assembly remain uninvestigated. Here, we report use of S. cerevisiae for both the production of VLPs with selectively packaged RNA and to evaluate the human Y-box-binding protein 1 (YB-1) in selective RNA packaging into VLPs. Our data reveal: (1) When co-expressed alongside HIV-1 Gag, an RNA mammalian expression cassette is selectively encapsidated and released in VLPs produced from spheroplasts; (2) Inclusion of the 5’UTR-5’Gag RNA upstream of the mammalian expression cassette greatly increased the selectivity to which non-viral RNA was packaged into VLPs; and (3) heterologous expression of the human YB-1 protein in S. cerevisiae did not facilitate the selective packaging of viral RNA into VLPs, likely due to inability to bind upstream elements in the HIV-1 viral RNA. Overall, this research provides a key first step in the use of yeast for the production of viral vectors used in gene therapy, and lays a foundation for further experiments investigating the role of YB-1 and other host proteins in selective RNA packaging.