ZIEL: Die Miktionsurosonographie (MUS) entwickelte sich zu einer alternativen Untersuchungsmethode gegenüber der Miktionszystourethrographie (MCU) in der Diagnostik des vesikoureteralen Refluxes (VUR). Neuentwickelte stabile US-Kontrastmittel führen zu einer Dosis- und Kostenreduktion der MUS, Harmonic Imaging erhöht die Stabilität der US-Kontrastmittel. Diese Studie vergleicht die kontrastverstärkte sonographische Diagnostik des VUR unter Einsatz eines US-Kontrastmittels der 2. Generation [SonoVue®] mit der MCU. Zudem erfolgt ein Vergleich der Ultraschallmodalitäten Fundamental (F), Tissue Harmonic Imaging (THI) und Echo Contrast Imaging (ECI) bezüglich der Darstellbarkeit der Mikrobläschen des US-Kontrastmittels. MATERIAL und METHODEN: Es wurden 40 Patienten mit insgesamt 84 Nieren-Ureter-Einheiten (NUE) untersucht. Zunächst wurde die MUS und anschließend die MCU durchgeführt. Bei der MUS wurde zwischen den 3 Ultraschallmodalitäten F, THI und ECI gewechselt. Der mechanische Index (MI) wurde automatisch jeder Ultraschallmodalität angepasst. Als US-Kontrastmittel wurde SonoVue® eingesetzt, die Dosis betrug 1% des Blasenfüllungsvolumens. MUS und MCU wurden hinsichtlich der Detektionsrate des VUR verglichen. Beim Vergleich von F, THI und ECI wurden ein Ranking und ein Scoring durchgeführt. ERGEBNISSE: Es lag bei 11 Patienten in beiden Untersuchungen ein VUR vor, bei jeweils 3 Patienten konnte nur in einer der beiden Methoden ein Reflux diagnostiziert werden. Beim Vergleich der MUS mit der Standardmethode MCU zeigten sich eine Sensitivität von 85%, eine Spezifität von 92,2%, ein positiver Vorhersagewert (PVW) von 77,3% und ein negativer Vorhersagewert (NVW) von 95,2%. Beim Vergleich von F, THI und ECI zeigte sich ein signifikanter Vorteil von ECI gegenüber F, nicht aber gegenüber THI. Zwischen THI und F gab es keinen signifikanten Unterschied in der Darstellung der Mikrobläschen. SCHLUSSFOLGERUNG: Der Einsatz eines US-Kontrastmittels der 2. Generation (SonoVue®) in der MUS erzielt vergleichbare Ergebnisse in der Diagnostik des VUR wie die MCU. Die Dosisreduktion (1% des Blasenfüllungsvolumens) könnte zu einer Verringerung der Kosten einer MUS führen. Das Harmonic Imaging ermöglicht eine bessere Darstellung der Mikrobläschen im Vergleich zur fundamentalen Bildgebung. / PURPOSE: In diagnosis of vesicoureteric reflux (VUR), voiding urosonography (VUS) has become an alternative examination method to voiding cystourethrography (VCUG). However, US contrast agents are expensive and therefore the costs of a VUS are higher compared to VCUG. A reduction of the contrast agent dose and thus of the costs of a VUS should be achieved with the development of stable US contrast agents. Stability of the US contrast agents could be increased by introducing harmonic imaging. The aim of this study is the comparison of the contrast enhanced diagnosis of VUR using a 2nd generation US contrast agent [SonoVue®] with VCUG. Furthermore, the US modalities fundamental (F), tissue harmonic imaging (THI) and echo contrast imaging (ECI) are compared considering the visualization of the microbubbles of the US contrast agent. MATERIALS and METHODS: 40 patients have been examined for VUR, the number of kidney ureter units (KUU) was 84. All patients underwent VUS first, directly afterwards VCUG was performed. During VUS it was possible for the examiner to change between the three US modalities F, THI and ECI. The mechanical index (MI) was adapted to every US modality automatically. SonoVue® was used as US contrast agent, the dose being used amounted to 1% of the bladder filling volume. For the VCUG the contrast agent Imeron® was used. The evaluation of the results was carried out by using the statistical program SPSS 10.0.7. The two examination methods VUS and VCUG were compared concerning the detection of VUR. In addition, a ranking was used for the comparison of F, THI and ECI. RESULTS: A VUR was found in 11 patients in both examinations. In three patients each, only one of the examination methods could identify a VUR. Comparing the MUS with the standard method VCUG, the sensitivity was 85%, the specifity 92.2%, the positive predictive value (PPV) 77.3% and the negative predictive value (NPV) 95.2%. The Kappa value (0.746) was significant (p<0.001). No significant difference (p=0.114) could be found when examining whether one of both methods tended to rating basically higher reflux grades. There was a significant advantage of ECI versus F in the comparison of F ,THI and ECI, but not of ECI versus THI. No significant difference was found between THI and F considering the visualization of the microbubbles. CONCLUSION: In the diagnosis of VUR, comparable results to the VCUG can be achieved with VUS when using a 2nd generation US contrast agent (SonoVue®). By reducing the contrast agent dose (1% of the bladder volume) the costs of a VUS could be minimized. Harmonic imaging (THI, ECI) enables a better visualisation of the microbubbles in comparison to the fundamental imaging.

Ausgehend von Benzvalen wurden zwei an der Doppelbindung difunktionalisierte Bicyclo[2.1.1]hex-2-ene synthetisiert, die in Anlehnung an Literaturmethoden jeweils zu einem Benzolderivat trimerisiert werden sollten. Durch dreifachen Ringschluss in den Anellanden unter Ausbildung von Bicyclobutansystemen sollte daraus dann ein Octahydro-trimetheno-trinden hervorgehen, von dem aufgrund der Spannungsenergie in den anellierten Systemen eine signifikante Bindungslängenalternanz im Benzolring erwartet wurde. Zur Untersuchung der Natur der zentralen Bindung in [1.1.1]Propellanen wurde aus Benzvalen und Adamantanon in Anlehnung an die Literatur ein neues [1.1.1]Propellan dargestellt. Weiterhin wurden verschiedene aromatische Azide in einer 1,3-dipolaren Cycloaddition an Hexamethyl-Dewar-Benzol (HMDB) addiert. Unter Thermolysebedingungen lagerten die resultierenden Produkte in Abhängigkeit vom aromatischen Rest zu unterschiedlichen Verbindungen um. / Starting from benzvalene two bicyclo[2.1.1]hex-2-enes have been prepared that were difunctionalized at the double bond. According to literature these compounds were supposed to be trimerized to a benzene derivative. Afterwards threefold ringclosure to yield bicyclobutane systems should lead to an octahydro-trimetheno-trindene derivative, which was expected to exhibit a significant bondlength alternation in the benzene ring, due to the high strain in the anellated systems. According to the preparation of a related compound in the literature a new [1.1.1]propellane was prepared from benzvalene and adamantanone to examine the nature of the central bond of the [1.1.1]propellane moiety. Furthermore different aromatic azides have been reacted with hexamethyl-Dewar-benzene in a 1,3-dipolar cycloaddition. On conditions of thermolysis the resulting adducts rearranged to various structures, depending on the nature of the aromatic moiety.

In der vorliegenden Arbeit wurde die Rolle der NFAT-Transkriptionsfaktoren NFATc2 und NFATc3 beim AICD (Activation induced cell death) von peripheren T-Lymphozyten untersucht. Dazu wurde die Auslösbarkeit der Apoptose mittels Anti-CD3-Antikörper bei Wildtyp- bzw. Knock-out-Mäusen mit folgender NFAT-Ausstattung verglichen: NFAT c2+/+c3-/-, c2-/-c3+/+, c2-/-c3-/+, c2-/-c3-/-. Mittels FACS-Analyse von T-Helfer-Zellen aus den Lymphknoten dieser Mäuse zeigte sich, dass die CD3-vermittelte Apoptose - im Gegensatz zur Fas-vermittelten - mit dem Gesamtgehalt der Zellen an NFATc2 und NFAT c3 korreliert und diesbezüglich eine direkte Proportionalität angenommen werden kann. / This thesis is abot the role of NFAT transkription faktors (NFATc2 and NFATc3) in the activation induced cell death of peripheral T-cells. Therfore we looked at the inducability of apoptosis by anti-CD3-antibodies in wildtype- or knock-out-mice with respect to specific NFAT-genes: NFAT c2+/+c3-/-, c2-/-c3+/+, c2-/-c3-/+, c2-/-c3-/-. With FACS-analysis of CD4-positive T-cells taken from lymphnodes of these mice we found, that CD3-mediated apoptosis - contraty to Fas-mediated - correlates with the amount of NFATc2 and NFAT c3 in the cell in a direct proportional manner.

1. Zusammenfassung Neisseria meningitidis ist weltweit ein bedeutender Erreger invasiver Infektionen bei Kindern und Heranwachsenden. Der in vielen Ländern niedrigen Inzidenz stehen hohe Raten asymptomatischer Kolonisation des menschlichen Nasopharynx mit Meningokokken gegenüber. Während die Pathogenese durch Meningokokken ausführlich untersucht ist, wurde dem Trägertum von Meningokokken bisher wenig Aufmerksamkeit geschenkt, nicht zuletzt auch wegen des Fehlens eines geeigneten Tiermodells. Kürzlich publizierte Daten lassen die asymptomatische Persistenz von Meningokokken in einem Biofilm-ähnlichen Stadium auf und innerhalb des Tonsillengewebes vermuten. Ziel der vorliegenden Arbeit war daher die Etablierung eines Biofilmmodells für Meningokokken als ein Modell für asymptomatisches Trägertum. Es wurde zudem die Biofilmbildung von Meningokokken unterschiedlichster klonaler Linien mit dem Ziel untersucht, auf molekularer Ebene die Biofilmbildung bei Meningokokken zu verstehen. In statischen Biofilmtests konnte gezeigt werden, dass Biofilmbildung eine ubiquitäre Eigenschaft von Meningokokken ist, solange diese keine Kapsel exprimieren. Hierbei war es unerheblich, ob Trägerisolate oder Isolate aus invasiven Meningokokkenerkrankungen untersucht wurden. Durch die Konstruktion fluoreszierender Meningokokkenstämme und die Etablierung eines Minimalmediums konnte für Meningokokken ein standardisiertes Biofilmmodell unter Flussbedingungen erstellt werden. Das Flussmodell für Meningokokkenbiofilme erwies sich als äußerst robust und reproduzierbar. Es wurde deutlich, dass Meningokokken Biofilme unterschiedlicher Struktur ausbildeten, die teilweise über 120 Stunden in vitalem Zustand gehalten werden konnten. Die Mehrzahl der Stämme bildete heterogene Biofilme mit distinkten Mikrokolonien aus, während andere Stämme homogene Biofilme ohne Mikrokolonien ausbildeten. Diese strukturellen Unterschiede hatten keinen Effekt auf die Antibiotika-Empfindlichkeit der Biofilme. Es konnte gezeigt werden, dass Meningokokkenbiofilme durch Ciprofloxacin und Rifampicin, nicht aber durch Penicillin im Wachstumsmedium abgetötet werden konnten. Diese Ergebnisse passen zu in vivo-Befunden, die zeigen, dass Ciprofloxacin und Rifampicin im Gegensatz zu Penicillin sehr zuverlässig das Trägertum von Meningokokken eradizieren können. Durch die Untersuchung der Biofilmbildung von PilX- und PilE-Mutanten konnte die Bedeutung der Twitching Motility für die Mikrokoloniebildung im Meningokokkenbiofilm aufgezeigt werden. Ausgeprägte Motilität führte zu Mikrokoloniebildung, während weitgehend unbewegliche Stämme flache unstrukturierte Biofilme bildeten. In der vorliegenden Arbeit konnte der Verlust der Mikrokoloniebildung bei der PilX-Mutante durch Reduktion der Piliierung, die zu verminderter Motilität führte, erklärt werden. Autoaggregation der Zellen spielte für die Mikrokoloniebildung keine Rolle, was im Widerspruch zur kürzlich publizierten Rolle von PilX steht. Initiale Schritte der Biofilmbildung bei Meningokokken könnten von extrazellulärer DNA (exDNA) abhängen, da die Zugabe von DNase zur Vorkultur die Biofilmbildung verhinderte, jedoch bestehende reife Biofilme nicht auflöste. Die Funktion, der Mechanismus der Freisetzung, sowie die Menge und Verteilung dieser exDNA in Meningokokkenbiofilmen wird Gegenstand zukünftiger Untersuchungen sein. / 2. Summary Neisseria meningitidis worldwide contributes significantly to childhood and adolescent morbidity and mortality. The low incidence of disease in many countries is in opposition to the high rates of asymptomatic meningococcal colonization of the human nasopharynx. While meningococcal pathogenesis has been studied extensively, only little attention has been paid to meningococcal carriage so far, not least because of the lack of an appropriate animal model. Recently published data lead to the assumption that meningococci persist asymptomatically on top of and within tonsillar tissue in a biofilm-like stage. Therefore, the aim of the present study was the establishment of a biofilm model for meningococci as a model for asymptomatic carriage. Biofilm formation of different clonal lineages was investigated to better understand meningococcal biofilm formation on a molecular level. First experiments using static biofilm assays revealed that biofilm formation is a ubiquitous property of meningococci, as long as no polysaccharide capsule is expressed. In this regard it was irrelevant whether carriage isolates or isolates from invasive meningococcal disease were investigated. By constructing fluorescent meningococcal strains and by establishing a suitable minimal growth medium, a meningococcal biofilm model under standardized flow conditions could be established. The flow model for meningococcal biofilms turned out to be very robust and reproducible. It became apparent that meningococci formed biofilms with different structures, which could partly be maintained in a vital state for more than 120 hours. The majority of strains formed heterogeneous biofilms with distinct microcolonies, while other strains formed homogeneous biofilms without microcolonies. These structural differences had no impact on the antibiotic susceptibility of the biofilms. All meningococcal biofilms were killed by ciprofloxacin and rifampin, but not by penicillin in the growth medium. These results fit to in vivo-findings, where ciprofloxacin and rifampin in contrast to penicillin very reliably eradicated meningococcal carriage. By investigating the biofilm formation of PilX and PilE mutants the impact of twitching motility for microcolony formation could be highlighted. Pronounced motility led to microcolony formation, while almost non-motile strains formed flat unstructured biofilms. In the present work the loss of microcolony formation by reduced motility in the PilX mutant could be explained by a reduction of the piliation status. Autoaggregation had no impact on microcolony formation, which is in conflict to the recently published role of PilX. Early steps of meningococcal biofilm formation might depend on extracellular DNA (exDNA) as a matrix substance, since the addition of DNase prevented biofilm formation, but did not dissolve pre-existing mature biofilms. The function of this exDNA, the mechanism of release, as well as the amount and distribution on meningococcal biofilms will be the subject to further investigations.

In this thesis we have investigated the effect of NFAT (Nuclear Factor of Activated T Cell) transcription factors on the expression of Rag-(Recombination Activating Genes) genes in murine thymus. The protein products of Rag genes, RAG1 and RAG2, are critical for the recombination and generation of the TCR (T Cell Receptor) repertoire during thymocyte development, and their expression can be suppressed by the activity of NFAT factors. In thymus, the expression of Rag1 and Rag2 genes is induced at the double-negative (DN, CD4-8-) 3 stage, down-regulated at the DN4 stage, re-induced at the double-positive (DP, CD4+8+) stage, and suppressed again at the single-positive (SP, CD4+8- or CD4-8+) stage. Although it is known that TCR signaling suppresses the expression of Rag1 and Rag2 at the SP stage, the signals that mediate the Rag gene down-reulation remain elusive. Here we report that both the calcineurin-NFAT-signaling and MAPKinase signaling pathways, which are activated by TCR signaling during positive selection, mediate the Rag gene down-regulation in DP thymocytes. The calcineurin-NFAT pathway suppresses both the Rag1 and the Rag2 gene expression. This pathway has a stronger suppressive effect on the Rag1 than the Rag2 gene. A synergistic activity between the two NFAT factors NFATc2 and NFATc3 is essential for calcineurin-NFAT signaling to efficiently suppress the Rag gene expression in DP thymocytes. It is likely that the calcineurin-NFAT signaling down-regulates Rag gene expression by suppressing both the Rag anti-silencer element (ASE) activity and the Rag promoter activity. Similarly, MEK-ERK signaling of MAPK signaling pathway mediates the Rag gene suppression in DP thymocytes although the mechanism through which MEK-ERK mediates the Rag gene down-regulation has to be elucidated. In DN thymocytes, it appears that neither the calcineurin-NFAT signaling nor MAPK signaling is involved in the Rag gene down-regulation. However, a role for these two signaling pathways in the Rag gene up-regulation in DN thymocytes is not excluded. In DN thymocytes, pre-TCR signaling stimulates the expression both Nfatc1 and Nfatc2 genes but has no effect on Nfatc3 gene expression. In DN thymocytes, pre-TCR signaling activates Nfatc1&#945; expression but not Nfatc1ß expression, i.e. the two promoters controling Nfatc1 gene xpression are differently controled by pre-TCR signals. Nfatc1&#945; gene expression in DN thymocytes is mainly regulated by the MAPK signaling pathway because activation of Nfatc1&#945; is mediated by MEK-ERK signaling but opposed by JNK signaling. Calcineuirn-NFAT and p38 signaling pathways are not involved in Nfatc1&#945; promoter regulation in DN thymocytes. In DP thymocytes, TCR signaling up-regulates Nfatc1 and Nfatc2 expression but down-regulates Nfatc3 expression. In DP thymocytes, TCR signaling activates Nfatc1&#945; expression. The activation of Nfatc1&#945; in DP thymocytes is mediated by NFATc1, but not or to a less degree by NFATc2 and NFATc3. MEK-ERK, JNK, and p38 signaling pathways are involved in Nfatc1&#945; gene activation in DP thymocytes, probably by activating NFAT trans-activation activity. All these findings illustrate that in thymocytes the expression of NFAT transcription factors – which are essential for thymic development - is controled at multiple levels. / Wir haben in den experimentellen Arbeiten zu dieser Dissertation den Effekt der NFAT (Nuclear Factor of Activated T Cell)-Transkriptionsfaktoren auf die Expression der Rag (Recombination Activating)-Gene im Thymus der Maus untersucht. Die Proteine der beiden Rag-Gene, RAG1 und RAG2, sind entscheidend für die Bildung des TCR (T Zell-Rezeptor)-Repertoires, und ihre Expression wird durch die NFATs supprimiert. Während der Thymozyten-Entwicklung wird die Expression der Rag1- und Rag2-Gene in DN (double negative, CD4-8-) 3-Thymozyten induziert, in DN4-Thymozyten „herunterreguliert“, re-induziert in DP (double positive, CD4+8+)-Thymozyten und supprimiert in SP (single positive, CD4+8- oder CD4-8+) Thymozyten. Obwohl bekannt ist, dass der TCR-Signalweg die Expression von Rag1 und Rag2 in SP-Thymozyten supprimiert, sind die daran beteiligten Signale weitgehend unbekannt. In der vorliegenden Arbeit wurde gezeigt, dass sowohl der Calcineurin-NFAT-Signalweg als auch der MAP Kinase-Signalweg die Rag-Gen- „Herunterregulierung“ in DP-Thymozyten vermitteln. Beide Wege werden über TCR-Signale während der positiven Selektion aktiviert. Der Calcineurin-NFAT-Signalweg supprimiert die Genexpression von Rag1 und Rag2, wobei Rag1 stärker betroffen ist. Dabei ist eine synergistische Aktiviät zwischen den beiden NFAT-Transkriptionsfaktoren NFATc2 und NFATc3 im Calcineurin-NFAT-Signalweg notwendig, um die Rag Genexpression in DP Thymozyten „herunterzuregulieren“. Der Calcineurin-NFAT-Signalweg reguliert offensichtlich die Rag-Genexpression durch eine Unterdrückung der Rag anti-silencer-element-(ASE)-Aktivität und der Rag-Promotoraktivität. Auch die MEK-ERK-Signalkaskade des MAPK-Signalwegs ist an der Suppression des Rag- Gens in DP Thymozyten beteiligt, wobei der Mechanismus zu untersuchen bleibt. In DN-Thymozyten hingegen scheinen weder der Calcineurin-NFAT-Signalweg noch der MAPK-Signalweg an der Hemmung der Rag-Genaktivität beteiligt zu sein. Eine Beteiligung dieser beiden Signalwege bei der Rag-Gen-Aktivierung in DN-Thymozyten kann hingegen nicht ausgeschlossen werden. In DN-Thymozyten regulieren Prä-TCR-Signale eine stärkere Expression der beiden NFAT-Faktoren Nfatc1 und Nfatc2, wohingegen Nfatc3 unbeeinflusst bleibt. In DN-Thymozyten aktivieren die Prä-TCR-Signale die Expression von Nfatc1&#945;, aber nicht von Nfatc1ß. Die Nfatc1&#945; Genexpression wird vermutlich hauptsächlich über den MAPK-Signalweg reguliert, da eine Aktivierung von Nfatc1&#945; über MEK-ERK Signale vermittelt wird und JNK Signale gegensätzlich wirken. Der Calcineurin-NFAT- und der p38-Signalweg spielen keine Rolle bei der Regulation von Nfatc1&#945; in DN-Thymozyten. In DP-Thymozyten erfolgt durch TCR-Signale eine Aktivierung der Nfatc1- und Nfatc2- sowie eine Represson der Nfatc3-Genexpression. In DP-Thymozyten aktivieren die TCR-Signale die Nfatc1&#945; Expression. Die Aktivierung von Nfatc1&#945; in DP Thymozyten wird über NFATc1 autoreguliert. NFATc2 und NFATc3 sind daran wenig oder gar nicht beteiligt. Hingegen sind MEK-ERK-, JNK- und p38-Signalwege bei der Nfatc1&#945;&#8722;Genaktivierung in DP-Thymozyten - wahrscheinlich durch die Aktivierung der NFAT Transaktivierungsaktivität - beteiligt. All diese Daten zeigen, dass die NFAT-Transkriptonsfaktoren einer komplexen Regulation in Thymozyten unterzogen sind, deren Entwicklung sie andererseits – wie z.B. durch die Suppression der Rag-Gene – maßgeblich beeinflussen.

TNF (Tumor Nekrose Faktor) vermittelt seine biologischen Funktionen durch Interaktionen mit TNFR1 (TNFRezeptor 1) und TNFR2 (TNFRezeptor 2). In früheren Arbeiten konnte gezeigt werden, dass der TNFR2 sowohl durch die Induktion von membrangebundenem TNF als auch durch die proteasomale Degradation von TRAF2 (TNFRezeptor-assozierter Faktor 2) die TNFR1-vermittelte Apoptose verstärken kann. Des Weiteren war bekannt, dass TRAF1 (TNFRezeptor-assozierter Faktor 1), ein anderes Mitglied der TRAF-Familie, mit TRAF2 Heterotrimere bilden kann und zudem nach TNF-induzierter NFkappaB- (nuclear factor kappaB) Aktivierung verstärkt exprimiert wird. In der vorliegenden Arbeit konnte nun erstmals gezeigt werden, dass TRAF1 in beide TNFR-Signalkomplexe rekrutiert wird und darin in einem TRAF2/TRAF1-Heterotrimer TRAF2 funktionell ersetzen kann. Darüber hinaus verhindert TRAF1 die Rekrutierung von TRAF2 in lipid rafts sowie dessen anschließende proteasomale Degradation. Auf diese Weise kann TRAF1 die TNFR2-abhängige Verstärkung der TNFR1-induzierten Apoptose verhindern. Im zweiten Teil der vorliegenden Arbeit wurde die TNF-vermittelte Aktivierung der JNK (c-Jun N-terminale Kinase), dessen Regulation durch ROS (reactive oxygen species), Caspasen (Cysteinyl-Aspartat-spezifische Proteasen) sowie NFkappaB-induzierte Faktoren untersucht. TNF induziert in den meisten Zellen zunächst nach zehn bis 30 Minuten eine transiente JNK-Aktivierung, woraufhin bei NFkB-inhibierten Zellen eine zweite andauernde JNK-Aktivierung folgt. Die meisten in der Literatur beschriebenen Studien gehen dabei von einem ROS-abhängigen, Caspase-unabhängigen Mechanismus der persistierenden JNK-Aktivierung aus. Des Weiteren wurde in den vor allem bei embryonale Mausfibroblasten durchgeführten Untersuchungen davon ausgegangen, dass bestimmte NFkappaB-induzierte Radikalfänger die andauernde Aktivierung der JNK verhindern. In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass in den humanen Zelllinien KB, Jurkat und HaCaT die andauernde Aktivierung der JNK, im Gegensatz zur transienten JNK-Aktivierung, Caspase-abhängig verläuft. Es ergab sich überdies, dass die inhibierende Wirkung des NFkB-Signalweges auf die persistierende JNK-Aktivierung in diesen Zelllinien in erster Linie auf die indirekte Verhinderung der Apoptose durch die Induktion von antiapoptotischen Proteinen wie Flip-L (FLICE-inhibitory protein long) und IAPs (inhibitor of apoptosis) zurückzuführen ist, als auf die direkte Expression von Radikalfängern. Zudem wurde in den untersuchten Zelllinien die Caspase-vermittelte Spaltung von MEKK-1 (MAP/ERK kinase kinase-1) und p21WAF/Cip 1 nachgewiesen, von denen bekannt ist, dass die Spaltprodukte eine JNK-stimulierende Wirkung haben. Dennoch müssen künftige Studien zeigen, ob die Spaltung von p21WAF/Cip 1 und MEKK-1 in Fragmente mit JNK–stimulierender Aktivität oder andere Caspasesubstrate für die Caspase-vermittelte andauernde Aktivierung der JNK verantwortlich sind. / TNF (tumor necrosis factor) induces its biological functions by interactions with TNFR1 (TNF receptor 1) and TNFR2 (TNF receptor 2). In recent studies it has been shown that stimulation of TNFR2 results in an enhancement of the TNFR1-induced apoptosis. The reason of this finding is the transcriptional induction of membrane-bound TNF as well as the proteasomal degradation of TRAF2 (TNF receptor associated factor 2). Furthermore it was known that TRAF1 (TNF receptor associated factor 1), those expression is induced by TNF mediated NFkB (nuclear factor kappaB) activation, can interact with TRAF2. In the first part of this thesis it could be demonstrated that TRAF1 co-recruits with TRAF2 to TNFR1 and TNFR2 without affecting the downstream signalling pathways. Moreover, TRAF1 expression inhibits TNFR2 induced recruitment of TRAF2 into lipid rafts and its subsequent depletion. In this manner, TRAF1 abrogates the TNFR2-mediated enhancement of TNFR1-induced apoptosis. In the second part of this thesis the TNF-induced activation of JNK (c-Jun N-terminal kinase) as well as its regulation by ROS (reactive oxygen species), caspases (cysteinyl-aspartat-specific proteases) and NFkB-induced proteins were examined. In most cell types TNF induces a transient activation of the JNK pathway, whereas in NFkB-inhibited cells a second sustained activation of JNK is observed. Based on previous studies, it has been suggested that TNF-induced prolonged JNK activation is predominantly mediated by ROS. Moreover, in some studies based on mouse embryonal fibroblasts it has been suggested that expression of NFkB-induced antioxidants prevents prolonged JNK activation upon TNF stimulation. In this thesis it could be shown in various human cellular systems, including KB, Jurkat and HaCaT, that TNF-induced prolonged activation of JNK is in contrast to the transient activation mediated by caspases. Furthermore, it was demonstrated that NFkB induction inhibits the TNF-induced prolonged JNK activation indirectly by inhibiting apoptosis rather than directly by expression of antioxidants. In addition, caspase-dependent cleavage of MEKK-1 (MAP/ERK kinase kinase-1) and p21WAF/Cip 1 was found in these cellular systems. As it is known from previous studies, cleavage of these proteins results in fragments with high JNK-stimulating activity, these caspase substrates could therefore play an important role in TNF-induced prolonged JNK-activation. However, further studies have to evaluate if the cleavage of MEKK-1 and p21WAF/Cip 1 or other caspase substrates mediates the TNF-induced caspase-dependent prolonged JNK-activation.

Die karzinogene Aktivität von Östradiol wurde bereits in mehreren Studien nachgewiesen und scheint das Ergebnis einer Kombination von hormonellen und genotoxischen Mechanismen zu sein. In der vorliegenden Arbeit konnte ein weiterer Mechanismus der Induktion chromosomaler Schäden durch Östradiol festgestellt werden. Es kam in der östrogenrezeptorpositiven Zelllinie MCF-7 zu einer konzentrationsabhängigen Steigerung der Zellproliferation und Mikrokernsteigerung, als Maß für die chromosomale Schädigung. In der östrogenrezeptornegativen Zelllinie MDA-MB231 konnte weder einer Steigerung der Zellproliferation, noch eine vermehrte Mikrokerninduktion nachgewiesen werden. Die Vermutung ist, dass die Zellen, durch den Proliferationsdruck den Zellteilungszyklus schneller durchlaufen und infolgedessen vermehrt Fehler im Replikationsablauf entstehen können. Zudem können wichtige Reparaturmechanismen oder Zellzykluskontrollpunkte nicht mehr adäquat agieren. / The carcinogenicity of sex hormones is considered to be the result of a combination of genotoxic and epigenetic modes of action. In this work are data presented on the induction of micronuclei in estrogen receptor-positive (MCF-7) and -negative (MDA-MB231) human breast cancer cell lines treated with estradiol to support an additional mechanism of chromosomal damage. MCF-7 cells, but not MDA cells, treated with estradiol in the picomolar concentration range showed an increase in micronucleus formation which correlated with the estradiol-induced cell proliferation. Addition of the specific estradiol-receptor antagonist hydroxytamoxifen suppressed the estradiol-induced formation of micronuclei in MCF-7 cells. The induced genomic damage may be explained by a hormone-specific forcing of responsive cells through the cell cycle, thereby overriding checkpoints operating under homeostatic control of the cell cycle.

Auf der Suche nach neuen Therapiemöglichkeiten für Tumorpatienten stellt die Immuntherapie mit gd T-Lymphozyten einen innovativen Ansatz dar. In vitro Zytotoxizität von Vg9Vd2 T-Lymphozyten wurde gegen eine Vielzahl von Tumorzellen belegt. Mit den Aminobisphosphonaten steht eine Reihe zugelassener und langjährig erprobter Medikamente zur Verfügung, die im Bereich therapeutisch verwendeter Dosierungen Vg9Vd2 T-Lymphozyten auch in vivo aktivieren können. Zudem ist Bromohydrin (BrHPP) als hochaffines synthetisches Phosphoantigen ein weiterer attraktiver Kandidat zur Aktivierung von gd T-Zellen und befindet sich am Menschen bereits in klinischen Studien. Strategien einer auf gd T-Zellen beruhenden Immuntherapie umfassen zum einen die in vitro Expansion von gd T-Lymphozyten mittels BrHPP oder Aminobisphosponaten mit anschließendem Transfer, dem so genannten adoptiven Zelltransfer auf den Patienten. Zum anderen kann die Anti-Tumoraktivität von Vg9Vd2 T-Lymphozyten auch direkt in vivo mittels Bisphosphonaten induziert werden, wie in einer Pilotstudie mit einem Anti-Lymphom- bzw. Anti-Myelom-Effekt bis hin zu einer klinischen partiellen Remission durch die Therapie mit einem Bisphosphonat (Pamidronat) und IL-2 eindrucksvoll gezeigt werden konnte. In der hier vorliegenden Arbeit wurde eine effektive Methode zur in vitro Proliferation von Vg9Vd2 T-Zellen mit Ausbildung ihrer Anti-Tumoraktivität durch BrHPP und durch das Bisphosphonat Zoledronat in Anwesenheit von IL-2 gezeigt. Weitergehend konnte mit Zytotoxizitätstestungen – basierend auf der Messung der Laktatdehydrogenase-Aktivität – die zytolytische Aktivität dieser expandierten gd T-Zellen gegenüber den primären Tumorzellen von insgesamt 8 Leukämie-Patienten, sowie je einem Patienten mit einem Lymphom und einem Plasmozytom nachgewiesen werden. Dadurch wurde einerseits das besondere Potential der gd T-Lymphozyten gegenüber hämatologischen Neoplasien unterstrichen, andererseits konnte ein Testverfahren gezeigt werden, mit dem das Spektrum empfindlicher Tumorzellen und Einflussgrößen untersucht werden können. In einem Experiment wurde dargestellt, wie die myelomonozytäre Zelllinie THP1 im Gegensatz zu ihrer sonst vorliegenden Anergie nach Vorbehandlung mit Zoledronat durch gd T-Zellen lysiert werden konnte. In einem autologen Versuchsansatz konnte die Anti-Tumoraktivität der gd T-Zellen eines Patienten mit der Diagnose eines follikuläres B-NHL durch Vorbehandlung der Lymphomzellen mit Zoledronat noch gesteigert werden. gd T-Zellen unterliegen als Teil des komplexen Immunsystems verschiedenen Regulationsmechanismen, die auch manipuliert werden können. In vitro Testverfahren – wie in dieser Arbeit – sind die Voraussetzung für eine Grundlagenforschung, mit deren Hilfe man in Zukunft zu einer hoffnungsvollen, auf gd T-Zellen basierenden Immuntherapie maligner Erkrankungen gelangen könnte. / During the last few years, knowledge about the innate effector lymphocytes – such as natural killer (NK) cells, NK T cells and gd T cells – has advanced enormously, while immunotherapeutic strategies based on gd T cells have received increasingly more attention. The main subset of gd T cells in the human peripheral blood – the Vg9Vd2 T cells – possess a cytotoxic effector activity against a variety of tumor cells in vitro. Aminobisphosphonates – licensed and widely used antiresorptive drugs in malignant and nonmalignant bone disease – have been identified as potent synthetic stimulators of Vg9Vd2 T cells in vitro and in vivo. Furthermore, bromohydrin pyrophosphate (BrHPP) is another highly potent synthetic phosphoantigen for gd T cells. Two strategies for the potential use of gd T cells in tumor immunotherapy are presently being envisaged. On one hand, in vitro expansion of gd T cells by aminobisphosphonates (ABP) or BrHPP in the presence of IL-2 with a resultant cell transfer – the so-called adoptive transfer – to the patient, has shown promising results in animal models. On the other hand, there is the possibility of in vivo therapeutic administration of gd-stimulating synthetical phosphoantigens (ABP or BrHPP) in combination with low dose IL-2 in cancer therapy. In a pioneer pilot study, treatment with a second-generation ABP, Pamidronate, in combination with IL- 2 induced an objective antitumor activity in patients with low-grade non-Hodgkin lymphoma or multiple myeloma. The correlation of expansion of gd T cells in vivo with the clinical response (tumor stabilization or partial remission) demonstrated in this study the feasability of gd T-cell immunotherapy. Phase 1 clinical trials designed to evaluate BrHPP combined with low-dose IL-2 in patients with renal cell carcinoma and relapsed lymphoma are ongoing. In the presented medical thesis, peripheral Vg9Vd2 T cells were activated and expanded to large in vitro clones by stimulation of peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) with BrHPP in the presence of low-dose IL-2. After 12 to 16 days, cultures derived from patient’s PBMCs contained a percentage of gd T cells ranging between 75 % and 92 % (from an initial 4 % – 6 %) with an accompanying 2 to 4-fold increase in the absolute cell counts. Through this protocol, numerous gd T cells can be made available for in vitro experiments or for potential adoptive cell transfers. Furthermore, the capacity of expanded gd T cells from healthy donors to lyse primary tumor cells from patients were analysed with a cytotoxicity assay, based on the release of the enzyme lactate dehydrogenase (LDH). Our examinations displayed a strong cytotoxic effector activity of gd T cells against tumor cells from eight patients with acute myeloid and acute lymphocytic leukemia. The CD69 expression – as an early activation marker – of native gd T-cells induced through the tumor cells was not correlated to the antitumor effect of BrHPP-activated gd T cells against these tumor cells. This may be a consequence of distinct pathways – a TCR-dependent pathway and a natural killer-like pathway - for antitumor immunity. In an autologous experiment, gd T cells of a patient with a non-Hodgkin’s lymphoma showed cytotoxicity against the malignant cells. Additionally, the gd T-cells from this patient exhibited a markedly enhanced cytotoxicity against lymphoma cells pretreated with Zoledronate – currently the most potent third-generation ABP – as compared with untreated lymphoma cells. Further, we showed that the THP-1 tumorline (myelomonocytic leukemia) became susceptible to gd T cell-mediated cytotoxicity following pretreatment with Zoledronate, while normal THP-1 cells remained resistant. These observations outline the critical role of gd T cell population in immune surveillance, particularly against hematopoietic malignancies and the possibility to benefit from synthetical phosphoantigens for this immunotherapeutic approach. In vitro analysis – as demonstrated here – are the presupposition for evaluating future immunotherapeutic strategies with gd T lymphocytes.

Nach der Ansicht des Verfassers, weist das bestehende Schutzdauersystem im Urheberrecht vor allem vier Problembereiche auf, die von zentraler Bedeutung sind: • Die Regelschutzdauer ist sehr lang und starr. • Der Interessenausgleich im Rahmen der Schutzdauer führt zu einem unausgewogenen Ergebnis. • Eine Regelschutzdauer, die nach dem Motto One-Size-Fits-All ausgestaltet ist, passt letztendlich nur in wenigen Fällen. • Das bestehende Schutzdauersystem sieht kein Registrierungserfordernis vor. Die Zielsetzung der vorliegenden Arbeit ist es daher zu analysieren, wie das bestehende Schutzdauersystem im Urheberrecht optimiert werden könnte. Der Gegenstand der Untersuchung konzentriert sich dabei zunächst auf einen Vergleich der Schutzdauersysteme im Urheberrecht, im US-amerikanischen Copyright und im gewerblichen Rechtsschutz. Die Fragestellung lautet, inwiefern die Ausgestaltung des Schutzfristsystems bei den gewerblichen Schutzrechten einen Modellcharakter für das Urheberrecht offenbart und übertragen werden kann. Die vorliegende Arbeit zeigt auf, dass das US-amerikanische Copyright insoweit eine Mittelstellung zwischen dem Urheberrecht und dem gewerblichen Rechtsschutz einnimmt. Einerseits regelt es – wie das Urheberrecht – den Umgang mit geistigen Gütern auf kulturellem Gebiet. Andererseits weist seine traditionelle Herangehensweise an die Schutzdauer zahlreiche Aspekte auf, die der Herangehensweise im gewerblichen Rechtsschutz sehr nahe stehen. Darüber hinaus zeigt die Literatur in der US-amerikanischen Forschung Ansatzpunkte auf, mit denen die Problembereiche entschärft werden könnten. Die Arbeit kommt zu dem Ergebnis, dass die Ausgestaltung des Schutzfristsystems bei den gewerblichen Schutzrechten einen Modellcharakter für das Urheberrecht offenbart und übertragen werden kann. Angesichts dieser Erkenntnisse plädiert die Arbeit für eine Reform des Schutzdauersystems im Urheberrecht. Das bestehende Schutzdauersystem im Urheberrecht könnte vor allem durch ein Verlängerungserfordernis optimiert werden. / From the author’s point of view, the current copyright’s system of duration of protection shows particularly four problems of essential importance: • The duration of protection is very long and fixed. • The balance of interests within the scope of copyright’s duration of protection leads to an unbalanced result. • Duration of protection shaped like One-Size-Fits-All, ultimately fits few. • The current system of duration of protection does not provide a registration requirement. Therefore the objective of this study is to analyse, how the current system of duration of protection in copyright law could be optimized. First of all, the subject matter of the analysis focuses on a comparison of the systems of duration of protection in Urheberrecht, in industrial property and in US-copyright law. The question is to what extent the design of the term of protection system of industrial property rights reveals a model for Urheberrecht and can be transferred. In this respect the study shows, that US-copyright has a middle position between Urheberrecht and industrial property law. On the one hand it regulates – like Urheberrecht – the handling of intellectual goods in the field of culture. On the other hand its traditional approach to the duration of protection shows numerous aspects which are very close to the approach in industrial property law. Moreover, literature in US-research shows starting-points with which the problems could be mitigated. The study arrives at the conclusion, that the design of the term of protection system of industrial property rights reveals a model for Urheberrecht and can be transferred. In view of these findings, this study advocates a reform of the duration of protection system in Urheberrecht. The current system of duration of protection in Urheberrecht could particularly be optimized by a renewal requirement.

Kernpunkt dieser Arbeit ist die interessante pharmakologische Regulation der 2PDK+- Kan�le durch Inhalationsan�sthetika. �ber die molekularen Grundlagen dieser Interaktion und deren Bedeutung in vivo ist noch immer sehr wenig bekannt. Am Beispiel von Halothan, das in der aktuellen Literatur in diesem Zusammenhang am h�ufigsten verwendete Inhalationsan�sthetikum, soll im Hauptteil der Arbeit mit elektrophysiologischen Methoden die Wirkung der Inhalationsan�sthetika auf den Aktivit�tszustand der unterschiedlichen Subgruppen der 2PD-K+-Kan�le beschrieben werden. Die in Xenopus-Oozyten exprimierten 2PD-K+-Kan�le dienen hierbei als Modell nativer 2PD-K+-Kan�le. Es wird eine pharmakologische Konzentrations-Wirkungs-Beziehung erstellt, mit der anschlie�end R�ckschl�sse auf die Bedeutung der 2PD-K+-Kan�le f�r die Vermittlung der Narkose gezogen werden k�nnen. Es soll auch untersucht werden, ob diese Halothanwirkung durch andere physiologische Regulatoren der 2PD-K+- Kan�le beeinflusst wird. Im zweiten Teil dieser Arbeit soll anhand von Mutagenese bestimmter Kanalabschnitte der molekulare Wirkmechanismus von Halothan genauer charakterisiert werden: Liegt dem beobachteten Ph�nomen eine Ligandenbindung nach dem Schl�ssel-Schloss-Prinzip zugrunde oder vermitteln kompliziertere Mechanismen, etwa ein Ionenkanal-Gate oder komplexe intrazellul�re Signalwege, die Wirkung von Halothan auf die 2PD-K+-Kan�le? / Two-pore domains potassium channels (K2P) are substrates for resting K+ currents in neurons. Thus, they play integral roles in cell signaling pathways by modifying cell membrane resting potential and represent important targets for multiple endogenous modulators, as well as for clinically important compounds such as volatile anesthetics. In electrophysiological studies in the heterologous expression system of Xenopus laevis, a pharmacological profil of this interaction is characterised for certain members of this family. Additionally, the current work investigates the molecular basis of this interaction using site directed mutagenesis experiments.