The human pathogen Helicobacter pylori colonizes half of the global population. Residing at the stomach epithelium, it contributes to the development of diseases like gastritis, duodenal and gastric ulcers, and gastric cancer. It has evolved a range of mechanisms to aid in colonization and persistence, manipulating the host immune response to avoid clearance. A major factor in this is the secreted vacuolating cytotoxin VacA which has a variety of effects on host cells. VacA is endocytosed and forms anion-selective channels in the endosome membrane, causing the compartment to swell. The resulting VacA-containing vacuoles (VCVs) can take up most of the cellular cytoplasm. Even though vacuolation is VacA's most prominent and namesake effect, the purpose of the vacuoles is still unknown. VacA exerts influence on the host immune response in various ways, both pro- and anti- inflammatorily. Most importantly, it disrupts calcium signaling in T-lymphocytes, inhibiting T-cell activation and proliferation and thereby suppressing the host immune response. Furthermore, VacA is transported to mitochondria, where it activates the mitochondrial apoptosis pathway. Within the cell, VacA has only been shown to localize to endocytic compartments/VCVs and mitochondria. Considering its diverse effects, however, the existence of other cellular sites of action seems plausible. In this study, the VCV proteome was comprehensively analyzed for the first time in order to investigate VCV function. To this end, three different strategies for VCV purification from T-cells were devised and tested. Eventually, VCVs were successfully isolated via immunomagnetic separation, using a VacA-specific primary antibody and a secondary antibody coupled to magnetic beads. The purified vacuoles were then measured by mass spectrometry, revealing not only proteins of the endocytic system, but also proteins usually localized in other cellular compartments. This apparent recruitment of proteins involved in all kinds of cellular pathways indicates a central function of VCVs in VacA intoxication effects. In a global evaluation, the VCV proteome exhibited an enrichment of proteins implicated in immune response, cell death, and cellular signaling; all of these are processes that VacA is known to influence. One of the individual proteins contained in the sample was STIM1, a calcium sensor normally residing in the endoplasmic reticulum (ER) that is important in store- operated calcium entry (SOCE). This corroborates the findings of a concurrent report, in which VacA severely influenced SOCE and colocalized with STIM1. A direct interaction of STIM1 with VacA was examined in a pull-down assay, but could be neither shown nor excluded. Immunofluorescence experiments conducted in HeLa cells confirmed the presence of VacA in the ER and also found it to traffic to the Golgi apparatus, identifying these two cellular compartments as novel VacA target structures. The exact route of VacA transport remains unclear, but the involvement of both the ER and the Golgi suggests the possibility of retrograde trafficking, analogous to other bacterial toxins like shiga and cholera toxins. In summary, the elucidation of the VCV proteome and the discovery of the ER and the Golgi apparatus as VacA target structures have generated intriguing starting points for future studies. The detection of many proteins implicated in VacA intoxication effects in the VCV proteome leads to the proposal of VCVs as signaling hubs that may coordinate the complex meshwork of VacA effects. Further investigation of individual proteins is expected to help greatly in illuminating this matter.

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Im klinischen Alltag stellt das hämodynamische Monitoring ein absolut zentrales Element der Patientenüberwachung dar, wobei vor allem bei der Betreuung von kritisch kranken Patienten Parameter des erweiterten hämodynamischen Monitorings als fachlicher Standard gelten. Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Durchführung und Auswertung entscheidender Arbeitsschritte bei der Neuentwicklung eines nicht-invasiv arbeitenden Medizinprodukts zur Erfassung von hämodynamischen Parametern. Dieses seit 2009 von der UP-MED GmbH entwickelte Flexicuff-System basiert auf einer pulssynchronen Erfassung des Oberarmgewebedrucks. Mittels spezieller mathematischer Algorithmen wird es ermöglicht, auf die Pulsdruckkurve der Arteria brachialis zu schließen und letztlich durch Analyse der so generierten Pulswelle hämodynamische Parameter zu ermitteln. Im Speziellen erfolgt die Ableitung der Gewebedruckkurve über ein mit Flüssigkeit befülltes Sensorelement, das im Gegensatz zu einer herkömmlichen pneumatischen Blutdruckmanschette auf die Verwendung des komprimierbaren Mediums Luft zur Signalerfassung verzichtet, woraus ein zehn- bis fünfzehnfach höheres Pulssignal resultiert, das einer Pulsdruckkurve entspricht. Dieses Prinzip der hydraulischen Kopplung erfordert jedoch eine möglichst perfekte Anpassung an die individuelle Oberarmbeschaffenheit, sodass im Rahmen dieser Arbeit ein Schwerpunkt auf der Analyse der Oberarmgeometrie lag und als Ergebnis daraus eine konisch geformte Manschette konstruiert werden konnte. Zwar ist dieser Sachverhalt bereits in der Fachliteratur beschrieben, jedoch bis dato völlig unzureichend in der klinischen Alltagspraxis berücksichtigt. Der zweite Schwerpunkt liegt auf der Fragestellung mit welchen zielführenden und gleichzeitig ökonomisch sinnvollen, konstruktiven Maßnahmen ein adäquater Anpressdruck der Flexicuff-Manschette an den Oberarm erzeugt werden kann um möglichst exakte Messergebnisse zu erzielen. Die daraus resultierenden Prototypentestreihen ergaben ein durch drei separate Kunststoffschalen verstärktes Flexicuff-System, das in weiterführenden klinischen Vergleichsstudien eingesetzt werden wird.

Anliegen dieser prospektiven Studie war es, den Stellenwert der Arthrosonographie im Rahmen der Frühdiagnostik der Psoriasisarthritis und im Krankheitsverlauf unter Therapie zu erarbeiten. 60 therapienaive Patienten im Frühstadium der Erkrankung wurden in die Studie eingeschlossen. Die klinischen, sonographischen sowie radiologischen Befunde wurden in 3monatigen Abständen bis zu 12 Monaten erhoben und die sonographischen Befunde mit denen der klinischen Untersuchung auf Ebene einzelner Gelenke verglichen. Die individuelle Behandlung der Patienten erfolgte nach Maßgabe des behandelnden Rheumatologen auf Grundlage gängiger Empfehlungen. Für jede Visite erfolgte eine Kategorisierung des klinischen Ansprechens nach EULARResponse- Kriterien und der für die Psoriasisarthritis validierten MDA-Kriterien. Es konnte gezeigt werden, dass sich die Arthrosonographie als valides Instrument zur Beurteilung des Therapieansprechens sowie zur Prognoseabschätzung bei früher Psoriasisarthritis eignet.

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Die Wundheilung stellt einen physiologischen Vorgang zur Regeneration zerstörten Gewebes dar. Der reibungslose Ablauf der Heilung wird durch ein komplexes Zusammenspiel von Zellen und extrazellulären Komponenten gewährleistet. Durch vielfältige Faktoren kann dieser fein abgestimmte Prozess zum Erliegen kommen, so dass eine chronische Wundheilungsstörung resultiert. Trotz zahlreicher Behandlungsmöglichkeiten chronischer Wunden bleibt jedoch die erfolgreiche Heilung oftmals aus. Die Anwendung von biodegradierbaren Materialen (Biomaterialien) in der Wundheilung wurde in den vergangenen Jahren intensiv erforscht und teilweise erfolgreich am Patienten eingesetzt. An dem Ziel, ein Biomaterial herzustellen, welches alle funktionellen und strukturellen Fähigkeiten gesunder menschlicher Haut mit sich bringt, wird jedoch nach wie vor gearbeitet. In verschiedenen Studien konnte die gute Verträglichkeit und Biodegradierbarkeit des Biopolymers PLGA, bestehend aus Lactat und Glycolsäure, bereits gezeigt werden. In der vorliegenden Dissertation wurden dreidimensionale (3D)-Gerüste (Scaffolds) aus PLGA hinsichtlich ihrer Wechselwirkungen mit humanen dermalen Fibroblasten (Fb) untersucht. Dermale Fb leisten einen entscheidenden Beitrag zur erfolgreichen Wundheilung, da sie unter der Einwirkung diverser Wachstumsfaktoren zur Migration ins Wundgebiet sowie zur Neusynthese und Reorganisation extrazellulärer Matrix (ECM) befähigt sind. In den Untersuchungen wurden grundlegende Kenntnisse zum Verhalten der Zellen bezüglich Proliferation sowie Synthese nativer ECM in den PLGA-Scaffolds gewonnen und das Migrationsverhalten der Fb in das Biomaterial untersucht. Dabei zeigte sich, dass dermale Fb in den PLGA-Scaffolds nicht nur proliferieren sondern auch einen ausgeprägten Matrixstoffwechsel aufweisen. Sie sind in der Lage, Kollagen und Hyaluronsäure, wichtige Bestandteile der ECM, abzulagern. Zudem konnte mit Hilfe der Arbeit der Einfluss von Wachstumsfaktoren sowohl auf relevante ECM-Komponenten im 3D-Kultursystem als auch auf das Migrationsverhalten der Fb in das Biomaterial verdeutlicht werden. Aus den Ergebnissen geht hervor, dass 3D-PLGA-Scaffolds geeignete Substrate zur Kultivierung dermaler Fb darstellen. Die zukünftig geplante Weiterentwicklung und Funktionalisierung dieses Biopolymers für den Einsatz in der Wundheilung scheint somit viel versprechend.

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