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Um die beiden Hypothesen, dass (1) die Anzahl der Doppelbindungen der veresterten Fettsäuren einen Einfluss auf die Mutagenität der DME hat, und (2) dass die Oxidation (künstliche Alterung) verschiedener FAME und Blends höhere Mutagenität der DME bewirkt, zu untersuchen, wurden Abgasproben der folgenden Kraftstoffe verwendet: DK, PME, RME, LME, B20, B20alt, B20E2, B20altE2, RMEalt. Die Abgasproben wurden über Testläufe mit einem Mercedes-Benz OM 906 Euro-IIIMotor, der im ESC Testzyklus betrieben wurde, gewonnen. Die Mutagenität der Abgasproben wurde mittels des Ames-Tests untersucht. Sowohl die Positiv- als auch die Negativkontrollen bestätigten, dass die Reagenzien und Teststämme für die Versuche geeignet waren. Die Ergebnisse zeigten, dass sich die unter Punkt 1.5.1 (S. 17) beschriebene Hypothese, dass die Anzahl der Doppelbindungen der veresterten Fettsäuren einen Einfluss auf die Mutagenität der DME hat, bestätigte. Sowohl bei den Kondensaten, als auch den Partikulaten konnte gezeigt werden, dass die DME der FAME mit der geringeren Anzahl an mehrfach ungesättigten Fettsäuren signifikant geringer mutagen waren, als die DME der FAME mit der höheren Anzahl an mehrfach ungesättigten Fettsäuren. So ergab sich eine Reihenfolge der FAME mit aufsteigender Mutagenität ihrer DME: PME < RME < LME. Dieses Ergebnis war vor allem bei den Kondensaten in beiden Teststämmen (TA98, TA100) mit als auch ohne metabolische Aktivierung und bei den Partikulaten im Stamm TA98 ohne metabolische Aktivierung zu sehen. Die zweite Hypothese, dass die Oxidation (künstliche Alterung) verschiedener FAME und Blends höhere Mutagenität der DME bewirkt, wurde widerlegt. Zur Untersuchung dieser Hypothese wurden neben FAME (RME, RMEalt) folgende Blends verwendet: B20, B20alt, B20E2, B20altE2. Es konnten zwei signifikante Unterschiede erzielt werden, die jedoch für einen Beweis nicht ausreichten. Zusätzlich traten die signifikanten Unterschiede nicht im selben Teststamm auf und die Abgase der gealterten Form waren nicht durchgängig mutagener als die Abgase der nicht gealterten Form. Der Beweis eines signifikanten Unterschiedes, dass die Oxidation von FAME höhere Mutagenität der DME der dadurch gealterten FAME hervorruft, war daher nicht möglich. Weiterhin wurde ein Blend mit 2% Ethanol und 2% Butanol verschnitten. Der erhoffte Effekt der Alkoholadditivierung, eine Homogenisierung des FAME-Anteils durch Sedimentauflösung von oxidativen Abbauprodukten von FAME-Blends zu bewirken, blieb ebenso aus. Bei der Betrachtung der GPM zeigte sich, dass die FAME nicht die höchste GPM, aber die größte LOF besitzen. Dies spiegelte sich in der Mutagenität der DME der FAME verglichen mit denen des DK wieder. DK hatte zwar einen höheren Wert der GPM, aber einen kleineren Anteil der LOF. Die Abgase der FAME zeigten sich tendenziell mutagener als die des DK, jedoch ohne signifikante Ergebnisse. Dieser Effekt war v.a. bei den Kondensaten zu sehen. Die erhöhte Mutagenität der FAME-Abgase gegenüber den DK-Abgasen lässt sich anhand verschiedener Hypothesen erklären, die aber noch nicht ausreichend untersucht oder bewiesen sind.

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Der Hedgehog (Hh)-Signalweg ist an der Entstehung verschiedener Tumorentitäten beteiligt. Es wird vermutet, dass die Signalwegskomponente Patched (Ptch) physiologischerweise als Oxysterolpumpe dient und ein Molekül - vermutlich ein Vitamin D3 Derivat - sezerniert, welches den Hh Signalweg durch Bindung an das Transmembranprotein Smoothened (Smo) hemmt. Durch inaktivierende Ptch Mutationen wird die Sekretion dieses Moleküls vermutlich gestört, was zu einer Aktivierung des Signalwegs führt. Vorarbeiten lassen vermuten, dass es sich bei dem sezernierten Vitamin D3-Derivat um 1α,25(OH)2D3 (Calcitriol) handeln könnte. Da Calcitriol seine antitumorale Wirkung neben der Hemmung der Hh-Signalkaskade auch über die Aktivierung des Vitamin-D-Rezepor (Vdr) -Signalwegs vermitteln kann, sollten in dieser Arbeit mögliche Schnittpunkte der Hh-Signalkaskade, des Vdr-Signalwegs und des Calcitriol Metabolismus untersucht werden. Zunächst ergaben die Untersuchungen, dass Ptch-defiziente Rhabdomyosarkom Zellen, verglichen mit Wildtyp-Ptch Zellen, eine verminderte Calcitriol-Synthese aufweisen, die vermutlich durch eine herabgesetzte Aktivität der 1α Hydroxylase bedingt ist. Die dadurch verminderte Calcitriol Konzentration ist wahrscheinlich die Ursache der gleichzeitig erhöhten Hh Signalwegsaktivität in den Zellen. Dies bestätigten weitere Untersuchungen mit dem 1α Hydroxylaseinhibitor Itraconazol an Ptch-/- Zellen. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass Itraconazol mit Calcitriol hinsichtlich der Hemmung des Hh-Signalwegs kooperiert. Die verstärkte Hemmung ist aber unabhängig von einer Itraconazol-abhängigen Herabsetzung der 24 Hydroxylaseaktivität. Zudem zeigten die Untersuchungen, dass Calcitriol (neben der Aktivierung des Vdr Signalwegs) den Hh-Signalweg in Ptch / Zellen effizienter hemmt als Cyclopamin. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass Calcitriol auch mit Cyclopamin bezüglich der Hemmung der Hh-Signalkaskade kooperiert. Weitere Untersuchungen bekräftigen die Hypothese, dass Calcitriol, ähnlich wie der bekannte Smo-Inhibitor Cyclopamin, an Smoothened (Smo) bindet. Daneben weisen die Untersuchungen darauf hin, dass 1α,25(OH)2D3 den Hh-Signalweg zusätzlich über einen nicht-kanonischen, Suppressor of fused-unabhängigen Weg hemmen könnte. Transfektionsuntersuchungen an Gli-Knock-Out-Zellen zeigten, dass Gli3 möglicherweise die Vdr-Expression und dadurch auch die Calcitriol/Vdr-vermittelte Proliferationshemmung von Calcitriol reguliert. Schließlich konnte im Tiermodell für BCC die antitumorale Wirkung von 100 ng/kg/d Calcitriol gezeigt werden. Die Studie zeigte die effektive Wirkung von Calcitriol, wenn die Substanz ab einem frühen Tumorstadium verabreicht wird. Daneben scheint die Dauer der Behandlung eine entscheidende Rolle für die antiproliferative in vivo Wirkung von Calcitriol zu spielen.

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In den letzten Jahrzehnten haben sich die so genannten Biologika auch zur Therapie der Psoriasis etabliert. Zu diesen Medikamenten gehört auch Adalimumab, welches als vollständig humaner Antikörper eines der Schlüsselzytokine in der Pathogenese der Psoriasis, TNFα, neutralisiert. Allerdings führt die Therapie nicht bei allen Patienten zu ausreichendem Wirkerfolg. Da bisher vor Beginn der Therapie nicht zwischen den Patienten, die von der Therapie profitieren, und denen, die keine ausreichende Wirkung erfahren, unterschieden werden kann, werden die letzteren unnötigerweise den Risiken und Nebenwirkungen dieser Therapie ausgesetzt. In dieser Arbeit wurden die Interaktionen kultivierter Endothelzellen und Lymphozyten ex vivo unter dem Einfluss von Adalimumab untersucht. Insbesondere auf mögliche Unterschiede zwischen „Respondern“ und „Non-Respondern“ wurde im Hinblick auf die mögliche Entwicklung eines prädiktiven Tests für das Ansprechen auf Adalimumab ein Schwerpunkt gelegt. Lymphozyten gesunder Probanden und von Psoriasis-Patienten wurden ex vivo hinsichtlich ihrer Interaktion mit kultivierten Endothelzellen (HUVEC), mit und ohne TNFα-Stimulation, untersucht. Hierbei wurden sowohl frisch isolierte als auch kryokonservierte Lymphozyten verwendet, da sich zwischen diesen keine Unterschiede in den funktionellen Flusskammer-Versuchen zeigten. Nach Stimulation der Endothelzellen mit TNFα kam es zu einem deutlichen Anstieg des Rollens und der festen Adhäsion aller Lymphozyten an den Endothelzellen. Allerdings zeigten sich im Ausmaß dieser Interaktion deutliche inter-individuelle Unterschiede. Obwohl diese auch bei Psoriasis-Patienten auftraten, konnten keine signifikanten Unterschiede zwischen „Respondern“ und „Non-Respondern“ beobachtet werden. In den Untersuchungen zum Einfluss von Adalimumab auf TNFα-stimulierte Endothelzellen sowie die Interaktion dieser mit Lymphozyten ex vivo zeigte sich eine deutliche Abhängigkeit der Auswirkung vom Zeitpunkt der Behandlung. Erfolgte die Adalimumab-Behandlung vor oder gleichzeitig mit der TNFα-Stimulation der Endothelzellen, kam es zur Aufhebung der TNFα-induzierten Effekte sowohl in der Transkription der Adhäsionsmoleküle (PCR), der Expression dieser (Immunfluoreszenz-Mikroskopie) sowie der dynamischen Interaktionen mit Lymphozyten (Flusskammer). Eine dem TNFα nachfolgende Behandlung blieb ohne Wirkung, sodass davon auszugehen ist, dass sich die bereits induzierten Prozesse nicht mehr rückgängig machen lassen. Hier könnte eine Erklärung für das späte Eintreten der Adalimumab-Wirkung in vivo liegen. Somit konnten in dieser Arbeit vier zentrale Ergebnisse erzielt werden: Erstens, es wurde erstmals gezeigt, dass wichtige funktionelle Eigenschaften humaner Lymphozyten während der Kryokonservierung erhalten bleiben. Zweitens, es wurden erstmals deutliche inter-individuelle Unterschiede im Ausmaß der Interaktion zwischen Lymphozyten ex vivo mit TNFα-stimulierten Endothelzellen nachgewiesen. Adalimumab unterdrückte diese dynamischen Interaktionen, sofern seine Zugabe vor oder gleichzeitig mit der TNF-Exposition erfolgte. Drittens, diese inter-individuellen Unterschiede bestanden gleichermaßen bei gesunden Probanden und Psoriasis-Patienten. Viertens, die funktionellen Unterschiede erlaubten keine Unterscheidung zwischen Psoriasis-Patienten, deren Erkrankung sich durch Adalimumab besserte („Responder“), und denen, deren Erkrankung nicht auf diese Therapie ansprach („Non-Responder“).