Rotatorenmanschettenrupturen stellen ein häufig auftretendes Krankheitsbild in der Bevölkerungsgruppe der „Über-40-Jährigen“ dar. Die führenden Methoden in der Diagnostik der Rotatorenmanschette sind neben der klinischen Untersuchung die Kernspintomographie und die Sonographie. Die Aussagekraft beider Methoden wurde im Rahmen von Untersuchungen an präoperativen und postoperativen Patienten verglichen. Die Ergebnisse zeigten eine ausgezeichnete Sensitivität (92,9%) und Spezifität (84,2%) der Sonographie in der Erkennung von Rupturen der Rotatorenmanschette, jedoch eine Abnahme der Sensitivität (71,4%) bei Differenzierung der Läsionen in partielle und komplette Rupturen. Bei der Beurteilung der postoperativen Rotatorenmanschette blieben kleine Läsionen aufgrund der Inhomogenität des Echomusters unerkannt, größere Rerupturen wurden in allen Fällen diagnostiziert. Die Treffsicherheit der Kernspintomographie ergab eine Sensitivität von 78.6% (64,3% bei Differenzierung, s.o.), eine Spezifität von 89,5%, wobei die Untersuchungen an einem Niederfeldgerät (0,2 Tesla) mit im Vergleich zu den in der Schulterdiagnostik standardmäßig eingesetzten Kernspintomographen geringerer Auflösung und verminderter Bildqualität durchgeführt wurden. Innerhalb des ersten postoperativen Jahres erschweren Artefakte die Diagnostik der rekonstruierten Rotatorenmanschette, danach erweist sich die Kernspintomographie als ein überaus spezifisches Verfahren, mit welchem auch kleine Läsionen dargestellt werden. Des Weiteren untersucht vorliegende Arbeit anhand von Patienten- und Probandenkollektiven mit rupturierten und intakten Rotatorenmanschetten, inwieweit sich bei unterschiedlichen Ausmaßen von Rotatorenmanschettenrupturen während einer passiven oder aktiven Abduktion des Armes eine Änderung der Biomechanik feststellen läßt. Bei Untersuchungen an einem offenen Kernspintomographen wurden erstmals Verhältnisse geschaffen, welche die aktive und passive Abduktion des Armes ohne und mit Belastung möglichst realitätsnah simulierten. Die Ergebnisse der dynamischen Untersuchung zeigen, daß Rupturen des M.supraspinatus alleine zu keiner signifikanten Veränderung des Bewegungsablaufs führen. Eine zusätzliche Beteiligung des M.infraspinatus dagegen verursachte sowohl im prä- als auch im postoperativen Kollektiv eine signifikante Verringerung des Subakromialraumes, bei zusätzlicher Belastung in den jeweiligen Abduktionsstellungen zeigte sich keine weitere signifikante Translation. Dies verdeutlicht die Rolle des M.infraspinatus, dessen Funktionsdefizit ein permanentes Höhertreten des Humeruskopfes zur Folge hat. Anhand vorliegender Ergebnisse besteht kein Hinweis auf die Bestätigung der These, biomechanische Veränderungen würden zeitlich vor morphologischen Sehnenläsionen auftreten. Sowohl in der präoperativen Diagnostik als auch in der Beurteilung postoperativer Rotatorenmanschetten besitzt die Kernspintomographie einen herausragenden Stellenwert. Durch die dynamische Untersuchung konnte die oft vernachlässigte Bedeutung des M.infraspinatus hervorgehoben werden, dessen Rekonstruktion bzw. Stärkung anzustreben ist, bevor es zu einer weiteren Störung der Biomechanik kommt. Die dynamische Kernspintomographie stellt somit eine wertvolle Methode zur Untersuchung physiologischer und pathologischer Bewegungsabläufe der Schulter dar.

Das Gram negative Bakterium Neisseria meningitidis ist weltweit ein bedeutender Erreger der bakteriellen Meningitis. Obwohl das ausschließlich humanpathogene Bakterium in bis zu 25% der Europäischen Bevölkerung die oberen Atemwege als harmloser Kommensale besiedelt, kommt es unter bestimmten, noch nicht ganz verstandenen Bedingungen zu einer klinisch manifesten Infektion. In dieser Arbeit wurde die neue Technologie der DNA Mikroarray Technologie für die Untersuchung des Transkriptoms bei Neisseria meningitidis etabliert. Untersucht wurde die Reaktion von N. meningitidis auf einen Hitzeschock, eine plötzliche Steigerung der Temperatur. Während einer Infektion wird das Bakterium durch induziertes Fieber sehr ähnlichen Bedingungen ausgesetzt. Im Ergebnis erlaubten die RNA Expressionsanalysen nicht nur eine sichere Unterscheidung deregulierter Gene von Genen mit konstanter Expression, sondern es konnte auch das Ausmaß der Deregulation exakt bestimmt werden. Die Daten der DNA Mikroarray Experimente wurden mit der etablierten Technik der RT-PCR exakt bestätigt. Bei den Hitzeschock-Versuchen mit Neisseria meningitidis konnten zahlreiche ORFs als Hitzeschock-Gene identifiziert werden. Die Funktion dieser Gene, darunter groEL/groES und dnaJ/dnaK, war bereits bei anderen Organismen beschrieben worden, was die Qualität und Reproduzierbarkeit der Ergebnisse unterstreicht. Es konnte gezeigt werden, dass die Intensität des Hitzeschocks und damit die Deregulation der Hitzeschock-Gene mit steigender Temperatur zunimmt. Eine Erklärung für dieses interessante Ergebnis wäre, dass mit Steigerung der Temperatur der Schaden im Bakterium zunimmt und dadurch auch mehr Hitzeschock Proteine zur Reparatur benötigt werden. Daneben wurde erstmals die transkriptionelle Beeinflussung von Genen aus dem Bereich der Transformation durch einen Hitzeschock gefunden. Diese Daten konnten durch einen phänotypischen Nachweis der Verminderung der Transformationsaktivität von Meningokokken nach einem Hitzeschock bestätigt werden. Diese neue Technik wird eine der Schlüsseltechnologien für die Forschung in der postgenomischen Ära sein. Viele Fragen in dem noch lückenhaften Wissen über die Pathologie von Neisseria meningitidis sollen sich in Zukunft mit Hilfe der DNA Mikroarrays beantworten lassen. / The Gram negative bacteria Neisseria meningitidis is a major pathogen of meningitis throughout the world. Although N. meningitidis can be found in the upper airway of up to 30% of European population, it is unclear what exactly causes a clinical infection. Here we established the new technique of DNS microarrays to examine the transcriptional response of N. meningitidis to a rapid increase of temperature, a heat shock. During an infection, the bacteria could encounter similar stress situations when causing high fever. Using rising temperatures from 37oC up to 45oC an increasing number of the 59 selected N. meningitidis ORFs showed dereglulation. Deregulated and not deregulated ORFs were successfully confirmed using semi quantitative RT-PCR. Among these upregulated ORFs there were already known heat shock genes like groEL / groES and dnaJ / dnaK and the alternative sigma factors rpoD and rpoH. These ORFs showed an increasing upregualtion with rising temperatures. An explanation for this interesting result could be that higher temperatures cause more damage to the bacteria and therefore more heat shock proteins are needed for repair. The heat shock response of E. coli has been analysed using whole genome DNS microarrays and these data were in very good concordance with our results. This proofs the excellent quality of the data produced with N. meningitidis DNS microarrays. Besides we found a number of ORFs to be downregulated confronted with high temperatures during heat shock: Mainly ORFs of aerobic and anaerobic metabolism but also ORFs pilM – pilQ. A deregulation after heat shock of these 5 ORFs has not been reported before. These pil ORFs are essential for assembly of type IV pili. Type IV pili are responsible for binding of free DNS, the first step in the process of transformation. A downregulation of these ORFs should be followed be lowered synthesis of type IV pili and therefore decreased transformation activity. As expected, after exposure to a heat shock the transformation activity of Neisseria meningitidis was lowered up to 10% of normal activity. Summarizing, we successfully established the promising technique of DNS microarrays for Neisseria meningitidis, a technique that hopefully will proof as a beneficial tool for examining bacterial pathogenesis and finding new ways of treatment or prevention.

Die instrumentelle Funktionsanalyse dient heute der Programmierung justierbarer Artikulatoren vor umfangreichen prothetischen Restaurationen, sowie der Diagnostik von Kiefergelenkserkrankungen. Für diese Zwecke wurde das System Arcus Pro der Firma KaVO EWL, Leutkirch, Deutschland entwickelt. Ziel der vorliegenden Untersuchung ist eine Äquivalenzprüfung mit bereits erprobten und zuverlässigen Systemen. Dies ist der Achsiograph 2 der SAM Präzisionstechnik, München, Deutschland und der CondyloCom LR3 der Firma Dentron, Höchberg, Deutschland. Die Prüfung erfolgt anhand der Messung von 3 Standardparametern der Kieferglelenksdiagnostik: Des sagittalen Kondylenbahnneigungswinkels, des Bennettwinkels und der initialen Bennettbewegung ( immediate side shift, ISS). Die Mittelwerte für den sagittale Kondylenbahnneigungswinkel betrugen 52° +- 10° Standardabweichung für Arcus Pro, 49° +- 9° für Achsiograph und 40° +- 9° für CondyloComp. Das gemessene Minimum betrug 18°, das Maximum 65°. Bezüglich des Bennettwinkel betrugen die Mittelwerte 7° +- 3° für Arcus Pro, 6° +- 2° für Achsiograph und 2° +- 5° für Condylocomp. Das Minimum lag hier bei – 6°, das Maximum bei 12°. Beim ISS stellen sich die Werte folgendermaßen dar: Der Mittelwert betrug 0,12 +-0,09 mm für Arcus Pro 0,17 +- 0,08 mm für Achsiograph und 0,22 +- 0,21 mm für CondyloComp. Das Minimum bildete -0,20 mm, das Maximum 0,65 mm. Statistisch ergibt sich eine hohe Korrelation und signifikante Äquivalenz für Arcus Pro mit Achsiograph bezüglich sagittaler Kondylenbahnneigungswinkel und Bennettwinkel, die Einzelfallvorhersagen für das jeweils andere System zulassen. Im Vergleich zum Condylocomp und bezüglich der initialen Bennettbewegung ergeben sich moderate Korrelationen und signifikante Unterschiede, so dass nur Gruppenvorhersagen des jeweils anderen Systems zulässig sind. Auffällig ist die hohe Übereinstimmung der beiden mechanisch-graphischen Systeme Arcus Pro und Achsiograph im Gegensatz zu den abweichenden Ergebnissen des CondyloComp. Um die Messgenauigkeit des Arcus Pro evidenzbasiert zu belegen, sind weitere Studien nötig. / Objective of this study was the comparison of two established devices for measurement of jaw movements Achsiograph 2 (SAM Präzisionstechnik, München, Germany) and CondyloCom LR3 (Firma Dentron, Höchberg, Germany) with the newly developed Arcus Pro (KaVO EWL, Leutkirch, Germany). Three parameters of temporomandibular joint diagnostics were differenciated: sagittal condylar angles, Bennet angel and immediate side shift.

Diese Dissertation befaßt sich mit der Frage, ob der Transkriptionsfaktor Blimp-1 ebenso wie sein humanes Äquivalent PRDI-BF1 die Interferonproduktion reprimiert und somit die Virusvermehrung in Zellen erleichtert. An Blimp-1 exprimierenden L929-Zellen wurde die Interferonproduktion mit Hilfe des RNase Protection Assay auf mRNA-Ebene quantifiziert und die Virusvermehrung im Plaquetest untersucht. In beiden Fällen bestand kein signifikanter Unterschied zu einer Kontrollpopulation ohne Blimp-1-Expression, so daß die funktionelle Äquivalenz der beiden Transkriptionsfaktoren angezweifelt werden kann. / This thesis treats with the question whether the transcription factor Blimp-1 inhibits interferon expression and facilitates intracellular virus replication, as has been shown for its human equivalent PRDI-BF1. In L929 cells the RNase Protection Assay was used to quantify the transcription of interferon mRNA, and virus replication was shown in the plaque-test. In both cases there was no significant difference between cells with and without Blimp-1 expression, which indicates that the functional equivalence of Blimp-1 and PRDI-BF1 may be questioned.

Hintergrund: Durch anaerobe bakterielle Fermentation resistenter Stärke entstehen im Dickdarm des Menschen kurzkettige Fettsäuren (KKFS). Zu diesen zählt auch Butyrat, welches den Kolonepithelien als Hauptenergieträger dient. Mehrere klinische Studien konnten zeigen, daß eine lokale Therapie der Colitis ulcerosa (CU) mit Butyrat zu einer deutlichen Abnahme der Entzündungsaktivität führt. In nahezu sämtlichen entzündlichen Prozessen ist der nukleäre Faktor kappa B (NF-kappa B) an der transkriptionellen Regulation proinflammatorisch wirkender Genprodukte beteiligt. Durch Mediatoren wie TNF alpha oder IL-1 beta wird eine nukleäre Translokation von normalerweise im Zytoplasma an inhibitorische I kappa B-Proteine gebundenem NF-kappa B hervorgerufen. Im Rahmen der CU ist NF-kappa B u. a. in Lamina propria-Makrophagen (LPMNC) und intestinalen Epithelzellen (IEC) aktiviert. Zielsetzung: In Zellkulturversuchen mit Adenokarzinomzelllinien (HeLa 229, SW480, SW620) sowie an Biopsien von Patienten mit einer distalen CU sollte aufgezeigt werden, inwieweit Butyrat die Aktivierung von NF-kappa B zu inhibieren vermag und welcher Mechanismus hier möglicherweise zugrunde liegt. Ergebnisse: Nach Stimulation von HeLa 229 mit TNF alpha oder IL-1 beta kommt es in ca. 90 % der Zellen zu einer nukleären Translokation von NF-kappa B, welche mittels einer Immunfluoreszenzmarkierung nachgewiesen wurde. Durch Vorinkubation mit 2 bzw. 4 mM Butyrat über 12, 24, 36 und 48 Stunden ließ sich sowohl eine zeit- als auch dosisabhängige Inhibition dieser Translokation erzielen. Bei Anwendung von 4 mM Butyrat war, verglichen mit unbehandelten Zellen, eine signifikante Reduktion des Anteils von nukleärem NF-kappa B bereits nach einer 24stündigen Inkubation (TNF alpha; IL-1 beta: 36 h), bei 2 mM Butyrat erst nach 36 h (TNF alpha; IL-1 beta: 48 h) festzustellen. Im direkten Vergleich von 2 und 4 mM Butyrat zeigte sich nach TNF alpha-Stimulation bereits nach 24 h ein signifikanter Vorteil der höheren Dosis, bei Verwendung von IL-1 beta erst nach 36 h. Die qualitativen Ergebnisse von HeLa 229 ließen sich ebenfalls an den Zelllinien SW480 und SW620 nachweisen. Bei Untersuchung des inhibitorischen I kappa B alpha-Proteins mittels Western Blot konnte für die o. g. Zelllinien eine TNF alpha-induzierte Phosphorylierung von I kappa B alpha aufgezeigt werden. Durch eine 24stündige Präinkubation mit 4 mM Butyrat war diese effektiv hemmbar. Nachweise von Ikappa B alpha an IL-1 beta-stimulierten HeLa 229-Zellen erbrachten, gemeinsam mit den Ergebnissen zur NF-kappa B-Translokation, Hinweise auf mögliche alternative I kappa B alpha-unabhängige Wege der NF-kappa B-Aktivierung. Hinsichtlich der klinischen Anwendung von Butyrat wurden LPMNC in Biopsien von Patienten mit einer distalen CU durch eine immunhistochemische Doppelfärbung von NF-kappa B und CD68 untersucht. Bei unbehandelten Erkrankten ließ sich in nahezu 80 % der LPMNC eine nukleäre Translokation von NF-kappa B nachweisen. Eine topische Behandlung mit 100 mM Butyrat (Klysmen) führte nach 4 Wochen zu einer signifikanten Reduktion der Anzahl von aktivierten LPMNC sowohl innerhalb der Butyrat- als auch im Vergleich mit der Placebogruppe. Dieser Effekt war auch nach 8 Wochen noch nachweisbar. Zur weiteren Objektivierung der Befunde wurden die Biopsien ebenfalls histologisch untersucht. Die Dichte der neutrophilen Granulozyten im Krypten- und Oberflächenepithel wurde durch Butyrat gegenüber Placebo signifikant reduziert; alle übrigen morphologischen Entzündungsparameter änderten sich mitunter zwar deutlich, jedoch wurde hier nicht das Signifikanzniveau erreicht. Klinisch konnte unter Butyratbehandlung bereits nach 4 Wochen eine signifikante Abnahme des Disease Activity Index (DAI) festgestellt werden, nach 8 Wochen auch im Vergleich mit der Placebogruppe. Signifikante endoskopische Veränderungen ergaben sich nach einer Behandlungsdauer von 8 Wochen nur innerhalb der Butyratgruppe. Schlussfolgerung: Was die Anwendung von Butyrat in der Behandlung der CU angeht, so konnte in der vorliegenden Arbeit gezeigt werden, daß mit dieser KKFS sowohl in vitro (zytokinstimulierte Adenokarzinomzelllinien als Entzündungsmodell) als auch in vivo ein potenter und gleichzeitig kostengünstiger Inhibitor der NF-kappa B-Aktivierung zur Verfügung steht. So korreliert die im klinischen Teil dieser Untersuchung nachweisbare Reduktion der Entzündungsaktivität (DAI, Endoskopie-Score) mit einer signifikanten Hemmung der NF-kappa B-Translokation in LPMNC. Dennoch erscheinen, auch vor dem Hintergrund der geringen Fallzahlen, weitere Untersuchungen zur Anwendung von Butyrat bei Patienten mit einer CU sinnvoll. / Background: The short chain fatty acid (SCFA) butyrate as main energy source for colonocytes is produced by anaerobic bacterial fermentation of resistant starch within the colonic lumen. Several clinical trials suggest that topical treatment of ulcerative colitis (UC) with butyrate can be effective in ameliorating symptoms and controlling chronic inflammation of the intestinal mucosa. Nuclear factor kappa B (NF-kappa B) is a central mediator of inflammation and enhances the transcriptional regulation of several proinflammatory genes. In most unstimulated cells NF-kappa B is confined to the cytoplasm bound to its inhibitor I kappa B alpha. Stimuli such as TNF alpha or IL-1 beta lead to release of NF-kappa B from I kappa B alpha and nuclear translocation. In UC activated NF-kappa B was demonstated in lamina propria macrophages (LPMNC) and intestinal epithelial cells (IEC). Aims: The intention was to show if butyrate is able to inhibit NF-kappa B-activation and by which mechanism this might be achieved. Cultured adenocarcinoma cells (HeLa 229, SW480, SW620) and biopsy specimens of patients suffering from distal UC were investigated. Results: Stimulation of HeLa 229 with TNF alpha or IL-1 beta caused nuclear translocation of NF-kappa B in 90 % of the cells, detected by immunofluorescence staining. Preincubation with 2 and 4 mM butyrate for 12, 24, 36 and 48 hours lead to a time and dose dependent inhibition of NF-kappa B translocation. Using 4 mM of butyrate caused a significant decrease of nuclear NF-kappa B after 24 hours of pretreatment (TNF alpha; IL-1 beta: 36 h), using 2 mM of butyrate only after 36 hours (TNF alpha; IL-1beta: 48 h) compared to untreated cells. Direct comparison of both 2 and 4 mM butyrate treatment followed by a stimulation with TNF alpha showed a significant advantage of the higher dose after 24 hours, using IL-1beta this effect was observable only after 36 hours. Qualitive results of HeLa 229 could also be achieved in SW480 and SW620 cells. The investigation of inhibitory I kappa B alpha protein in the above mentioned cells by using a western blot system showed a TNF alpha-induced phosphorylation of I kappa B alpha. A 24 hour preincubation with 4 mM butyrate achieved an actual inhibition of I kappa B alpha-phosphorylation. Investigating IL-1 beta-stimulated HeLa 229 cells revealed an alternative and I kappa B alpha-independent way of NF-kappa B activation especially in correlation to the results of NF-kappa B -translocation experiments. Regarding the clinical application of butyrate an immunohistochemical double-staining of NF-kappa B and CD68 in LPMNC was established. In untreated patients nearly 80 % of the LPMNC showed a nuclear translocation of NF-kappa B. Topical treatment with 100 mM butyrate (klysma) for 4 weeks lead to a significant reduction of activated LPMNC in the verum-group as well as compared to placebo. This effect was still detectable after 8 weeks. In addition a detailed analysis of histological changes was performed. After treatment with butyrate a significant decrease in both the number of neutrophils in crypt and surface epithelia could be observed compared to placebo; however other butyrate-related morphological changes were clearly remarkable but not significantly different to those found in placebo-treated patients. Regarding the clinical course the comparison of DAI scores after 4 weeks already revealed a significant decrease in the butyrate-treated group, as well as after 8 weeks by between-group comparison. After 8 weeks a significant reduction of the endoscopic score of mucosal inflammation could be noticed in the butyrate-treated patients as compared to entry. Conclusions: Applying butyrate to treat UC, the presented work gives evidence for this SCFA to act in vitro (cytokine stimulated adenocarcinoma cells as a model for inflammation) and in vivo as a potent and inexpensive inhibitor of NF-kappa B activation. According to these data the clinically observed reduction of inflammation (DAI, endoscopic score) is significantly correlated to inhibition of NF-kappa B translocation in LPMNC. However the clinical results are preliminary and - especially regarding the case numbers - confirmation by a larger trial on the application of butyrate to patients with UC is necessary.

Zur Abschätzung der Wachstums- und Progressionstendenz des Harnblasenkarzinoms ist die Erforschung neuer diagnostischer Marker notwendig. Kriterien wie Staging und Grading erweisen sich oftmals als unzureichend, da Tumoren mit ähnlichen Stadien unterschiedliche klinische Verläufe zeigen können. Der VEGF (Vascular Endothelial Growth Factor) wurde als wichtiger angiogenese-stimulierender Mediator beim Harnblasenkarzinom identifiziert. Bisher konnte zeigt werden, dass die Expression von VEGF im Harnblasenkarzinom gegenüber unauffälligem Blasengewebe erhöht ist. Um die Expession von VEGF in verschieden Tumorstadien zu evaluieren, wurde Tumormaterial von 52 Harnblasenkarzinompatienten untersucht, das durch transurethrale Resektion (TUR-B) und durch Cystektomie gewonnen wurde. Die Tumoren zeigten invasives Wachstum und eine urotheliale Differenzierung. Die Schnitte wurden mit einem polyklonalen Antikörper gegen die Splicing-Varianten VEGF189, 165, 121 gefärbt, und die VEGF-positiven Tumorzellen ausgezählt. Im Stadium pT1 und pT4 wurden die höchsten Werte VEGF-positiver Zellen gefunden. Im Stadium pT2 wurde der niedrigste Wert ermittelt. G2-Tumoren unterscheiden sich statistisch nicht signifikant von den G3-Tumoren. Bei Tumoren mit lymphogener Metastasierung lag der Wert VEGF-positiver Zellen niedriger als bei denen ohne Lymphknotenmetastasen. Tumoren mit hämatogener Metastasierung wiesen höhere Werte auf als die ohne Fernmetastasen. Vergleiche der Ergebnisse der Tumorpräparate gewonnen durch TUR-B und Cystektomie ergeben für die Stadien pT1 und pT2 vergleichbare Werte. Deutliche Unterschiede ergeben sich für das Stadium pT3 und pT4. Durch Interpretation der Ergebnisse muss davon ausgegangen werden, dass die Auswertung der VEGF-Protein-Expression keinen unabhängigen prognostischen Indikator darstellt. VEGF scheint beim Blasenkarzinom nicht der alleinige Mediator in der Tumorausdehnung und Filialisierung zu sein. / For predicting stage progression and recurrence of bladder cancer, new prognostic markers are necessary. Criteria like staging or grading are not sufficient because tumors with similar staging have different outcomes. VEGF (Vascular Endothelial Growth Factor) was identified as a molecular mediator of angiogenesis in bladder cancer. The expression of VEGF in cancerous bladder cells is higher than in their normal counterparts. To evaluate the expression of VEGF in different stages, we analyzed invasive urothelial carcinomas of 52 patients obtained by transurethral resection and cystectomy. After staining by using a polyclonal antibody against the isoforms VEGF189, 165, 121, the number of VEGF-positive tumor cells was enumerated. The highest values of VEGF-positive cells were found in stages pT1 and pT4. The lowest value was detected at the pT2 stage. There were no differences in regard to the grading. Tumors with lymph node metastases showed less VEGF-positive cells than tumors without lymph node metastases. Tumors with distant metastases showed higher VEGF values than tumors without distant metastases. Our data indicate that the expression of VEGF in bladder cancer is not a sufficient index for predicting relapse and stage progression. Furthermore, VEGF is likely not the only mediator of angiogenesis leading to tumor growth and stage progression.

Die vorliegende Arbeit setzt sich mit dem Einsatz der 31P-Magnetresonanzspektroskopie (MRS) zur Untersuchung des menschlichen Herz- und Skelettmuskelstoffwechsels auseinander: [1] Mit der Anwendung und Implementierung der akquisitionsgewichteten CSI (AW-CSI) am menschlichen Herzen konnten wir den Einsatz dieser neuen Methode zur 31P-MR-Bildgebung am klinischen MR-Gerät etablieren. [2] Mit dem erstmaligen Einsatz von SLOOP am Skelettmuskel zur nicht-invasiven Quantifizierung des Energiestoffwechsels mit 31P-MRS erarbeiteten wir neue Untersuchungsprotokolle und konnten sie erfolgreich bei Probanden anwenden. [3] Mit der 31P-MRs konnten wir durch Bestimmung des PCr/ATP Verhältnisses Einflüsse und Veränderungen im Energiestoffwechsel sowohl im infarzierten als auch im nicht-infarzierten Myokard bei Patienten mit vitalem und avitalem anterioren Infarkt nachweisen (FAST). [4] Mit der klinischen Anwendung von SLOOP wurden subklinische Stoffwechselveränderungen bei Patienten mit multipler Sklerose (MS) und bei mit Mitoxantron (MX) therapierten MS-Patienten eruiert. [5] Mit dem erstmalig kombinierten Einsatz von SLOOP bei neuromuskulären Erkrankungen wie myotoner Dystrophie (DM1) und proximaler myotoner Myopathie (PROMM/DM2) wurden Zusammenhänge zwischen Krankheitsdauer, Krankheitsverlauf, Muskelschwäche und dem kardialen und skelettmuskulären Energiestoffwechsel untersucht, um zusätzliche Informationen zum Verständnis der Pathogenese und Entwicklung von DM1 und PROMM/DM2 zu gewinnen. / The purpose of the study was

In der vorliegenden In-vitro-Studie wurde der Einfluss von Speichel und Öl auf die marginale Adaptation von zwei verschiedenen Adhäsivsystemen und Kompositen anhand von Klasse-II-Füllungen im Vergleich untersucht. Es sollte geklärt werden, ob und in welcher Phase eine Speichel- beziehungsweise Ölkontamination Einfluss auf den adhäsiven Verbund nimmt. Außerdem sollte eruiert werden, welches der beiden Adhäsiv- beziehungsweise Kompositmaterialien weniger sensibel auf eine Kontamination mit Speichel oder Öl während des Restaurierungsprozesses reagiert. In 60 menschliche, kariesfreie Molaren wurden insgesamt 120 Kavitäten präpariert, welche nach einem Zufallsprinzip in 12 Versuchsgruppen verteilt wurden. Nach einer rotierenden Vorpräparation erfolgte die eigentliche Gestaltung der Kavitäten an den Approximalflächen der Versuchsmolaren mittels hochfrequent oszillierender Technik durch die speziell geformte Geometrie der Sonicsys approx Präparationsspitze Nr.40 bzw. Nr.41. Durch einen zylindrischen Finierdiamanten wurde der Kavitätenboden ungefähr einen Millimeter unterhalb der Schmelz-Zementgrenze ins Wurzeldentin verlegt. Nach dem Legen und der Ausarbeitung der Kompositfüllungen wurden die gefüllten Molaren einer Temperaturwechselbelastung ausgesetzt. Nach dem Thermocycling wurden Kunstharzreplikate angefertigt, welche nach einer Goldbeschichtung im Rasterelektronenmikroskop auf verschiedene Füllungsrandschlussqualitäten untersucht wurden. Die Auswertung der Füllungsränder erfolgte durch ein Vermessen der Randqualitäten im Zahnschmelz, Dentin und beiden insgesamt bezogen auf die Füllungsrandlänge des Schmelzes, des Dentins und der gesamten Kavität. Die statistische Auswertung der erhaltenen Daten wurde mittels des Mann- Whitney-U-Tests und Bonferoni-Korrektur durchgeführt. Für jedes Komposit wurde jede Kontaminationsbedingung (Störung 1-5) mit der entsprechenden Kontrollgruppe (ohne Kontamination mit Speichel oder Öl) verglichen. Zusätzlich wurden die beiden Restaurationssysteme (Optibond FL/Herculite XRV, EBS-Primer&Bond/Pertac II) für jede Kontaminationsbedingung separat verglichen. Bei der vorliegenden Arbeit konnten eklatante Unterschiede zwischen den Materialien Optibond FL/Herculite XRV und EBS-Primer&Bond/Pertac II festgestellt werden. Die Proben, welche ohne Speichel- oder Ölkontamination mit dem Material Optibond FL/Herculite XRV gefüllt wurden, zeigten weder im Zahnschmelz noch im Dentin Randspaltbildungen. Die gleichen Versuche mit den Materialien EBS-Primer&Bond/Pertac II zeigten deutlich mehr Randspaltbildungen an den Füllungsrändern. Von allen „Störungen“ scheint sich die Kontaminationsbedingung „Speichelkontamination nach Bondingapplikation“ am wenigsten auf den Randschluss auszuwirken. Bei Betrachtung der ganzen Kavität hatte eine Kontamination der frisch geätzten Oberfläche mit Speichel (Störung 2) den größten Einfluss auf die Entstehung von Randspalten. Zusammenfassend lässt sich sagen, daß sowohl mit als auch ohne Verarbeitungsfehlern (Speichel- oder Ölkontamination) das Restaurationssystem von Optibond FL/Herculite XRV gravierend bessere Ergebnisse bezüglich der Füllungsrandqualitäten zeigt als EBSPrimer& Bond/Pertac II. Trotz der guten Ergebnisse bei der Materialkombination Optibond FL/Herculite XRV sollte eine Kontamination mit Speichel oder Öl während des Restaurationsvorganges vermieden werden. / Saliva contamination of etched enamel and dentin during application of bonding agents is the most frequently cited reason for sealant failure. This in vitro study investigated bond strength in 120 cavities of human molars, when two different bonding agents (Optibond FL, EBS-Primer&Bond) were used beneath two different resins (Herculite XRV, Pertac II) under varied conditions of contamination: - contamination with oil before etching with 37% phosphoric acid gel - contamination with human saliva after etching, washed with water, air dried - saliva-contamination after etching, air dried - saliva-contamination after application of Primer, air dried - saliva-contamination after application of the bonding agent, air dried All contamination conditions were tested for bond strength. Scanning electron microscopy was used to examine the enamel/dentin – material interface. Bonding agents without contaminations yielded bond strengths significantly greater than the bond strength with contamination.

In maligne transformierten Zellen fördert die kurzkettige Fettsäure Butyrat Differenzierung, induziert Apoptose und hemmt Proliferation. Dabei moduliert Butyrat die Expression von verschiedenen Zellzyklus- und Apoptoseregulatoren. Wie Butyrat seine Wirkungen auf chromosomaler Ebene vermittelt, ist bisher nicht ausreichend geklärt. Bekannt ist, dass Butyrat Histondeacetylasen nichtkompetetiv hemmt und durch Hyperacetylierung von nukleären Histonproteinen die Chromatinstruktur moduliert. Die „high-mobility-group“ (HMG) Proteine sind neben Histon-Proteinen strukturelle Bestandteile des Chromatins. Die vermehrte Expression des HMGA1-Proteins ist eine Gemeinsamkeit vieler humaner Malignome und die HMGA1-Proteinfamilie wurde selbst als neue Gruppe von Onkogenen erkannt. Die HMGA1 Proteine beeinflussen die Expression zahlreicher Gene und stehen selbst wiederum unter der Kontrolle von Onkogenen, wie z.B. dem c-myc. Im Rahmen dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass Butyrat und der Histon-deacetylase-Inhibitor Trichostatin A die Expression von HMGA1 in humanen Adenokarzinomzellen des Gastrointestinaltraktes modulieren. Butyrat-Konzentrationen von 2mM und 4mM führten erstmals nach 24-stündiger Inkubation zu einer deutlichen Reduktion der mRNA-Expression von HMGA1. In der Magenkarzinomzelllinie 23132/87 und der Kolonkarzinomzelllinie Sw-480 wird die HMGA1 mRNA Expression durch Butyrat zeit- und dosisabhängig reduziert. In der Kolonkarzinomzelllinie Sw-620 konnte für die untersuchten Konzentrationen keine Dosisabhängigkeit festgestellt werden. Auch Trichostatin A bewirkt eine Reduktion der mRNA-Expression von HMGA1 in den untersuchten Zelllinien. Wie Butyrat die Expression von HMGA1 moduliert, ist nicht geklärt. Denkbar ist, dass Butyrat über Modulation vorgeschalteter Signalkaskaden, wie z.B. im Falle des c-myc, die HMGA1-Expression beeinflusst. Aber auch über eine Modulation der Chromatinstruktur durch Hemmung der Histondeacetylasen mit nachfolgenden Veränderungen der Expression verschiedener Gene könnte Butyrat die Expression von HMGA1 beeinflussen. Da die gleiche Wirkung auf die HMGA1-Expression durch den spezifischen Histondeacetylase-Inhibitor Trichostatin A vermittelt wird, könnte die Hemmung dieser Enzyme der Mechanismus sein, über den Butyrat seine Wirkungen ausübt. In vitro- und in vivo- Untersuchungen zeigen, dass eine Hemmung der HMGA1-Proteinsynthese die maligne Transformation verhindern, das metastatische Potential verringern und sogar das Wachstum bereits existenter Tumoren verlangsamen kann. Der protektive Effekt von Butyrat hinsichtlich der malignen Transformation und die Wirkung von Butyrat auf bereits maligne transformierte Zellen könnten zumindest teilweise dadurch erklärt werden, dass Butyrat die Expression von HMGA1 in Tumorzellen reduziert und damit dessen malignes Potential vermindert. Auch die Nicht-Histon-Proteine HMGN1 und HMGN2 stellen wichtige strukturelle Elemente des Chromatins dar. Sie werden sowohl in Normalgewebe als auch in maligne transformierten Zellen exprimiert. Auch die untersuchten Zelllinien Sw-480, Sw-620 und 23132/87 exprimieren HMGN1 und HMGN2. Signifikante Unterschiede zwischen der Primärtumorzelllinie Sw-480 und der Metastasenzelllinie Sw-620 des Sw-480 Kolonkarzinoms waren nicht feststellbar. Sowohl Butyrat als auch Trichostatin A senken in den untersuchten Karzinomzelllinien die Expression von HMGN1- bzw. HMGN2-mRNA, wobei dieser Effekt teilweise zeit- und dosisabhängig ist. Da die gleiche Wirkung auf die Expression von HMGN1 und HMGN2 durch den spezifischen Histondeacetylase-Inhibitor Trichostatin A vermittelt wird, könnte die Hemmung der Histondeacetylasen auch in diesem Fall der Mechanismus sein, über den Butyrat seine Wirkungen ausübt. Es gibt zunehmend Hinweise, dass HMGN1 und HMGN2 und die Modulation ihrer Expression eine bedeutende Rolle bei der Regulation zellulärer Vorgänge, wie z.B. Transkription und Replikation, haben. Nachdem in den letzten Jahren gezeigt wurde, welche Bedeutung Veränderungen der Chromatinstruktur durch Modifikation der Histonproteine für die Karzinogenese haben, ist zu vermuten, dass auch die Modulation der Chromatinbestandteile HMGN1 und HMGN2 in diesem Zusammenhang von Bedeutung sein könnte. Über die Bedeutung der HMGN-Expression, deren Modulation bzw. die der posttranslationalen Modifikation in humanen Karzinomen ist bis jetzt wenig bekannt. Von Bedeutung könnte dabei z.B. die kürzlich nachgewiesene Butyrat-induzierte Hyperacetylierung von HMGN2 sein. Unklar ist noch das unterschiedliche Ausmaß der Acetylierung der HMGN-Proteine in verschieden differenzierten Karzinomen, der Vergleich zwischen Normalgewebe und maligne transformierten Zellen und die Dynamik der Acetylierung in der Tumorprogression. Denkbar ist, dass zumindest ein Teil der bekannten Wirkungen von Butyrat auf einer Modulation dieser Chromatinbestandteile mit nachfolgend veränderter Genexpression beruht. / Butyrate, a short-chain-fatty-acid (SCFA), is generated by anaerobic fermentation of undigested carbohydrates within the colon. In human carcinoma cells butyrate causes apoptosis, differentiation and growth inhibition. The molecular mechanisms by which butyrate mediates its effects are not yet fully understood. The family of non-histone nuclear proteins (high-mobility-group (HMG) proteins) is divided into three subfamilies, HMG-B, HMG-A and HMG-N, respectively. HMG-N proteins bind to chromatin and induce structural changes that affect DNA-dependent activities, such as transcription and replication. The HMG-A proteins are involved in gene expression during development and immune response. In normal epithelial cells HMG-A protein expression is low, however, HMG-A is overexpressed in several human carcinomas. In this study we examined the effects of butyrate on HMG protein expression in human gastrointestinal carcinoma cells. Treatment of human gastrointestinal carcinoma cells with butyrate and Trichostatine A led to a significant reduction of HMG-mRNA levels. The effect was observed in all examined cell lines, independent of origin or degree of differentiation. Butyrate mediates a wide range of effects in vitro and in vivo, such as inhibition of colon carcinogenesis and induction of apoptosis and differentiation. Modulation of the expression of transcription factors as well as the induction of changes within chromatin structure and composition are potential pathways of butyrate action. Butyrate is known to induce acetylation of core histones and non-histone nuclear proteins. Alterations of the chromatin structure caused by histone hyperacetylation or deacetylation may play an important role in changes of gene expression patterns and may consequently promote cancerogenesis. Modulation of HMG-mRNA expression constitutes an additional step in the modification of the chromatin structure. Therefore, it may at least in part be responsible for the wide range of butyrate associated effects.

Anhand konsekutiver Zellzyklen wird das Proliferationsmuster PHA-stimulierter Lymphozyten bei Fanconi Anämie (FA), Ataxia teleangiectasia (AT), AT-verwandter Syndrome und Aplastischer Anämie untersucht und die Zellzyklusdaten als Funktion von Probandenalter und klinischer Diagnose dargestellt. Die Ergebnisse der Arbeit zeigen, dass die Alterseinflüsse auf die Zellkinetik sehr viel geringer sind als die Einflüsse von Genotyp und Krankheitstyp. Die Methode der mehrparametrigen Duchflußzytometrie konnte in der Differentialdiagnostik der aplastischen Anämien des Kindesalters sowie in der Erfassung der Genotypen mit erhöhter Sensitivität gegenüber ionisierender Strahlung validiert werden. / Peripheral blood mononuclear cells from patients with known fanconi anemia (FA), ataxia teleangiectasia (AT), AT-related syndromes and aplastic anemia were investigated. Mitogen response and cell cycle progression were assessed by BrdU-Hoechst flow cytometry. The results show, that this method used to detect such induced and spontaneous cell cycle changes is a highly sensitive technique for the assessment of genetic cell damage.