Die Arteriosklerose ist ein chronisch entzündlicher Prozess der Gefäßwand, in dem CD4+CD25+FoxP3+ regulatorische T-Zellen („\(T_{reg}\)“) eine atheroprotektive Rolle spielen. Durch exogenen \(T_{reg}\)-Transfer konnten andere Gruppen eine Reduktion der Arteriosklerose nachweisen. In der vorliegenden Arbeit wurde die Aktivität der endogenen Treg durch spezielle Antikörper modifiziert, ihr Einfluss auf die Entwicklung arteriosklerotischer Plaques in ApoEko-Mäusen untersucht sowie eine mögliche Abhängigkeit dieser Wirkung vom zellulären Immunstatus des Wirts geprüft. Im Abstand von 28 Tagen wurde weiblichen ApoEko-Mäusen zweimal der CD28-spezifische superagonistische monoklonale Antikörper D665 injiziert, um eine polyklonale Vermehrung ihrer \(T_{reg}\) anzuregen. In einer zweiten Versuchsreihe wurden endogene \(T_{reg}\) zweimal im Abstand von 28 Tagen durch Gabe eines CD25-spezifischen Antikörpers (PC61) zunächst depletiert und jeweils 7 Tage später durch D665 geboostert, um den Effekt der \(T_{reg}\) auf ein initial Treg defizientes Tiermodell zu testen. Verglichen wurde mit der alleinigen Treg-Depletion durch PC61 sowie mit einem Kontrollantikörper (Isotyp-IgG, MOPC). Die Quantifizierung der Arterioskleroseentwicklung erfolgte mittels Planimetrie der Plaquefläche der Aorta. Die Wirksamkeit der Antikörper auf die \(T_{reg}\)-Konzentrationen wurde mittels FACS-Analysen aus Blut und Milz untersucht. Nach alleiniger \(T_{reg}\)-Amplifikation durch D665-Injektion zeigte sich kein Unterschied in der prozentualen Plaquefläche im Vergleich zur Kontrollgruppe. Auch eine alleinige Depletion mit PC61 zeigte keine Veränderungen in der Läsionsfläche. Durch Kombination beider Antikörper jedoch kam es nach Treg-Depletion mittels PC61, gefolgt von Treg-stimulierender D665-Behandlung, zu einer signifikanten Verminderung der prozentualen Plaquefläche der Aorta um 32,02% im Vergleich zur MOPC Kontrolle und um 28,73% im Vergleich zur alleinigen \(T_{reg}\)-Depletion mit PC61+MOPC. Die FACS-Analysen bestätigten eine signifikante Depletion durch PC61-Injektion sowie eine signifikante Zunahme der Treg eine Woche nach D665-Injektion. Die Stimulation regulatorischer T-Zellen in einem Treg-defizienten arteriosklerotischen Tiermodell reduzierte die aortale arteriosklerotische Läsionsfläche signifikant. In der immunkompetenten ApoEko Maus jedoch bewirkte die alleinige Vermehrung oder die alleinige Depletion regulatorischer T-Zellen keine messbare Veränderung in der Plaqueentwicklung. Diese Arbeit zeigt, dass ein Zusammenhang zwischen der Wirksamkeit regulatorischer T-Zellen und der inflammatorischen Veränderung der Gefäßwand besteht. / BACKGROUND: Atherosclerosis is a chronic inflammatory process of the vascular wall, where CD4+CD25+FoxP3+ regulatory T cells may play an atheroprotektive role. In the past a reduction of atherosclerotic lesion size following allogenic transfer of regulatory T cells has been reported. Here we tested the effect of T cell amplification by means of a superagonistic CD28-specific antibody on the development of atherosclerotic plaques in ApoE-/- mice. METHODS AND RESULTS: In order to simulate an immunocompromised \(T_{reg}\)-deficient disease model, six weeks old ApoE-/- mice were injected twice with the anti-CD25 antibody PC61. Intraperitoneal injection of the CD28-specific superagonistic antibody D665 seven days later caused a transient polyclonal antigen independent T cell amplification. The percentage aortic lesion area in these mice was reduced by 32% compared to the control group and by 29% compared to the Treg depletion alone. D665 injection without previous \(T_{reg}\) depletion showed no difference in plaque area. CONCLUSION: Boosting regulatory T cells in a \(T_{reg}\)-deficient animal model of atherosclerosis significantly reduces lesion area. Therefore, \(T_{reg}\) amplification may reduce the accelerated atherosclerosis in autoimmune disease associated with chronic \(T_{reg}\) reduction.

The Gram-positive bacterium Staphylococcus aureus is the leading cause of nosocomial infections. In particular, diseases caused by methicillin-resistant S. aureus (MRSA) are associated with higher morbidity, mortality and medical costs due to showing resistance to several classes of established antibiotics and their ability to develop resistance mechanisms against new antibiotics rapidly. Therefore, strategies based on immunotherapy approaches have the potential to close the gap for an efficient treatment of MRSA. In this thesis, a humanized antibody specific for the immunodominant staphylococcal antigen A (IsaA) was generated and thoroughly characterized as potential candidate for an antibody based therapy. A murine monoclonal antibody was selected for humanization based on its binding characteristics and the ability of efficient staphylococcal killing in mouse infection models. The murine antibody was humanized by CDR grafting and mouse and humanized scFv as well as scFv-Fc fragments were constructed for comparative binding studies to analyse the successful humanization. After these studies, the full antibody with the complete Fc region was constructed as isotype IgG1, IgG2 and IgG4, respectively to assess effector functions, including antibody-dependent killing of S. aureus. The biological activity of the humanized antibody designated hUK-66 was analysed in vitro with purified human PMNs and whole blood samples taken from healthy donors and patients at high risk of S. aureus infections, such as those with diabetes, end-stage renal disease, or artery occlusive disease (AOD). Results of the in vitro studies show, that hUK-66 was effective in antibody-dependent killing of S. aureus in blood from both healthy controls and patients vulnerable to S. aureus infections. Moreover, the biological activity of hUK-66 and hUK-66 combined with a humanized anti-alpha-toxin antibody (hUK-tox) was investigated in vivo using a mouse pneumonia model. The in vivo results revealed the therapeutic efficacy of hUK-66 and the antibody combination of hUK-66 and hUK-tox to prevent staphylococcal induced pneumonia in a prophylactic set up. Based on the experimental data, hUK-66 represents a promising candidate for an antibody-based therapy against antibiotic resistant MRSA. / Staphylococcus aureus ist ein bedeutender nosokomialer Erreger, der eine Vielzahl von Infektionen im Menschen verursacht. Besonders Krankheiten, die durch Methicillin resistente S. aureus (MRSA) verursacht werden, sind mit einer erhöhten Morbidität, einer höheren Sterblichkeitsrate und hohen medizinischen Kosten verbunden. Seine besondere medizinische Bedeutung erlangte S. aureus durch die Ausbildung von Resistenzen gegen eine Vielzahl von Antibiotika und seiner Fähigkeit auch gegen neu entwickelte Antibiotika schnell Resistenzmechanismen auszubilden. Aus diesem Grund, ist die Entwicklung von neuen Therapieansätzen von besonderer Bedeutung, um die entstandene Lücke für eine effektive MRSA-Therapie zu schließen. In dieser Arbeit wurde ein humanisierter monoklonaler Antikörper entwickelt und charakterisiert, der spezifisch an das „immunodominant staphylococcal antigen A“ (IsaA) bindet. Dieser Antiköper wurde auf Grund seiner Eigenschaft, in einem Mausmodell effektiv S. aureus abzutöten, als vielversprechender Kandidat für eine Antikörper-Therapie ausgewählt. Der murine Vorläuferantikörper wurde mittels „CDR grafting“ humanisiert und durch die Generierung von humanisierten und murinen scFv und scFv-Fc Fragmenten, die in vergleichenden Bindungsstudien getestet wurden, konnte der Erfolg der Humanisierung beurteilt werden. Im Anschluss wurde der vollständige Antikörper mit vollständig funktionaler Fc-Region in den Isotypen IgG1, IgG2 und IgG4 hergestellt. Die Funktionalität des humanisierten Antikörpers wurde in vitro mittels aufgereinigter PMNs und Blutproben von gesunden Spendern und Patienten bestimmt, die ein hohes Risiko für S. aureus Infektionen besitzen wie Diabetiker, Dialyse-Patienten und Patienten mit arterieller Verschlusskrankheit. Die Ergebnisse der in vitro-Studien zeigen, dass der anti-IsaA-Antikörper hUK-66 nicht nur S. aureus effektiv in Blutproben von gesunden Spendern abtötet, sondern auch in Blutproben von Patienten mit erhöhter Anfälligkeit für S. aureus Infektionen. Darüber hinaus wurde die biologische Aktivität des humanisierten Antikörpers gegen IsaA als Monotherapie und in Kombination mit einem humanisierten anti-alpha-Toxin-Antikörper (hUK-tox) in vivo in einem Maus Pneumonie Modell untersucht. Hierbei konnte gezeigt werden, dass die prophylaktische Verabreichung von hUK-66 sowie die Kombination von hUK-66 und hUK-tox, die Bildung einer Staphylokokken-induzierten Pneumonie mit Todesfolge signifikant senkt.

Das Ziel der vorliegenden Arbeit war den Einfluss des Gewichts und des Rauchens auf die Pharmakokinetik der Psychopharmaka zu zeigen. Analysiert wurden Antidepressiva Amitriptylin, Doxepin, Es-Citalopram, Mirtazapin und Venlafaxin sowie Antipsychotika Clozapin, Quetiapin und Risperidon. Zur Erhebung der Daten wurden insgesamt 5999 TDM- Anforderungsscheine herangezogen, die in den Jahren 2009 - 2010 im Speziallabor für TDM in der Klinik und Poliklinik für Psychiatrie und Psychotherapie des Universitäsklinikums Wüzburg ausgewertet wurden. Ein signifikanter Einfluss von Rauchen konnte bei den Serumspiegeln von Amitriptylin, Doxepin, Mirtazapin, Venlafaxin und Clozapin festgestellt werden. Nichtraucher wiesen jeweils signifikant höhere dosiskorrigierte Serumkonzentrationen als Raucher auf. Diese Ergebnisse liefern somit Hinweise auf mögliche Induktion der Enzyme CYP2C19, CYP1A2 und CYP3A4 durch Tabakrauch. Bei der Analyse des Einflusses des Körpergewichts auf die Pharmakokinetik konnten signifikante Ergebnisse bei den Substanzen Amitriptylin, Doxepin, Mirtazapin und Venlafaxin gezeigt werden. Bei diesen Substanzen konnten wir niedrigere Serumspiegel mit zunehmenden Gewicht feststellen. Für diese Ergebnisse könnten zum einen die lipophilen Eigenschaften mancher Psychopharmaka (Nortriptylin, Doxepin) zuständig sein. Zum anderen hat das zunehmende Körpergewicht einen Einfluss auf den Metabolismus der Cytochrom-P450-Enzyme. Somit könnte die mögliche Induktion von CYP2D6, CYP2C19 und CYP3A4 bei Patienten mit höherem Körpergewicht für wirksam niedrigere Serumspiegel der Substanzen bzw. deren Metaboliten verantwortlich sein. / The aim of the present work was to show the influence of weight and smoking on the pharmacokinetics of psychotropic drugs. Antidepressants amitriptyline, doxepin, es-citalopram, mirtazapine and venlafaxine as well as antipsychotics clozapine, quetiapine and risperidone were analyzed. To collect the data, a total of 5999 TDM request forms were used, which were evaluated in the years 2009-2010 in the special laboratory for TDM in the clinic and polyclinic for psychiatry and psychotherapy of the Wüzburg University Clinic. A significant influence of smoking was found in the serum levels of amitriptyline, doxepin, mirtazapine, venlafaxine and clozapine. Non-smokers had significantly higher dose-corrected serum concentrations than smokers. These results thus provide indications of a possible induction of the enzymes CYP2C19, CYP1A2 and CYP3A4 by tobacco smoke. When analyzing the influence of body weight on pharmacokinetics, significant results could be shown for the substances amitriptyline, doxepin, mirtazapine and venlafaxine. With these substances, we were able to determine lower serum levels with increasing weight. On the one hand, the lipophilic properties of some psychotropic drugs (nortriptyline, doxepin) could be responsible for these results. On the other hand, the increasing body weight has an influence on the metabolism of the cytochrome P450 enzymes. Thus, the possible induction of CYP2D6, CYP2C19 and CYP3A4 in patients with higher body weight could be responsible for effectively lower serum levels of the substances or their metabolites.

This research aimed to obtain reliable data on the frequency of different types of renal toxicity findings in 28-day oral gavage studies in Wistar rats, their consistency across species and study duration, as well as the correlation between histopathological endpoints and routinely used clinical chemistry parameters indicative of kidney injury. Analysis of renal histopathological findings was carried out through extraction of information from the IMI eTOX database. Spontaneous renal histopathological findings in 28-day oral gavage studies in control Wistar rats and beagle dogs confirmed tubular basophilia and renal dilation as the most frequent incidental findings in controls, whereas necrosis and glomerulosclerosis were not identified at all or only rarely as a background lesion. Histopathological evidence of necrosis and glomerulosclerosis was associated with changes in clinical chemistry parameters in 28-day oral gavage Wistar rat studies. Necrosis was frequently accompanied by a statistically significant rise in serum creatinine and serum urea, whereas serum albumin was frequently found to decrease statistically significantly in treatment groups in which necrosis was recorded. In contrast to necrosis, glomerulosclerosis was not associated with statistically significant changes in serum creatinine and urea in any of the 28-day oral gavage Wistar rat treatment groups, but appears to be best reflected by a pattern of statistically significantly lowered serum albumin and serum protein together with a statistically significant increase in serum cholesterol. As might have been expected based on the high background incidences of tubular basophilia and dilation, no consistent changes in any of the clinical chemistry parameters were evident in animals in which renal lesions were con� fined to renal tubular basophilia or dilation. In summary, the routinely provided clinical chemistry parameters are rather insensitive - novel kidney biomarkers such as Cystatin C, β-trace protein and Kidney injury molecule 1 should further be evaluated and integrated into routine preclinical and clinical practice. However, evaluation of clinical chemistry data was limited by the lack of individual animal data. Even though an extensive amount of preclinical studies is accessible through the eTOX database, comparison of consistency across time was limited by the limited number of shorter- and longer term studies conducted with the compounds identified as causing renal histopathological changes within a 28- day study in rats. A high consistency across time for both treatment-related tubular basophilia and treatment-related dilation cannot be confirmed for either of the two effects as these two findings were both induced only rarely in studies over a different treatment-duration other than 28 days after administration of the compounds which provoked the respective effect in a 28-day study. For the finding of necrosis consistency across time was low with the exception of “AZ_GGA_200002321”, in which renal papillary necrosis was identified consist� ently throughout different treatment durations (2, 4, 26, 104 weeks). No shorter and longer-term studies were available for the compounds identified as causing glomerulosclerosis within a 28-day study in rats. No consistent findings of the selected histopathological endpoints were identified in any of the corresponding 28-day oral gavage beagle dog studies after treatment with the identical compounds, which caused the respective ef� fect after 28-day treatment in rats. However, in the overwhelming majority of cases, beagle dogs were administered lower doses in these studies in compar� ison to the corresponding 28-day Wistar rat studies. Searching the eTOX database yielded no 28-day oral gavage studies in Wistar and Wistar Han rats in which accumulation of hyaline droplets, tubular atrophy or hyperplasia was recorded. Only one 28-day oral gavage Wistar rat study was identified with the histopathological result of neutrophilic inflammation. Consequently, evaluation of these four renal findings in relation to clinical chemistry parameters and consistency across time and species cannot be made. In summary, this work contributes knowledge through mining and evaluating the eTOX database on a variety of specific renal endpoints that frequently occur after administration of trial substances in 28-day oral gavage studies in Wistar rats in the field of preclinical toxicity with specific focus on their frequency relation to background findings, as well as consistency across time and species. Targeted statistical evaluation of in vivo data within joint research ventures such as the eTOX project, presents an enormous opportunity for an innovative future way of aiding preclinical research towards a more efficient research in the preclinical stage of drug development. This could be achieved through the aug� mentation of methodological strategies and possibly novel software tools in order to predict in vivo toxicology of new molecular entities by means of information that is already available before early stages of the drug development pipeline begin. / Diese Arbeit zielte darauf ab, verlässliche Daten über die Häufigkeit verschiedener Arten von Nierentoxizitätsbefunden in 28-tägigen oralen Sondenstudien an Wistar-Ratten zu erhalten. Untersucht wurde weiterhin die Konsistenz der Toxizitätsbefunde unterschiedlicher Spezies und Studiendauer sowie die Korrelation zwischen histopathologischen Endpunkten und routinemäßig verwendeten klinisch-chemischen Parametern, die auf eine Nierenschädigung hinweisen. Die Analyse der histopathologischen Nierenbefunde wurde durch Extraktion von Informationen aus der IMI eTOX-Datenbank durchgeführt. Spontane renale histopathologische Befunde in 28-tägigen oralen Sondenstudien an Wistar-Ratten und Beagles bestätigten tubuläre Basophilie und renale Dilatation als häufigste Nebenbefunde bei den Kontrolltieren, während Nekrose und Glomerulosklerose gar nicht oder nur selten als Hintergrundläsion identifiziert wurden. Der histopathologische Nachweis von Nekrose und Glomerulosklerose war mit Änderungen der klinisch-chemischen Parameter in 28-tägigen Wistar-Rattenstudien mit oraler Sonde verbunden. Nekrose ging häufig mit einem statistisch signifikanten Anstieg von Serumkreatinin und Serumharnstoff einher, während Serumalbumin in Behandlungsgruppen, in denen Nekrose aufgezeichnet wurde, häufig statistisch signifikant abnahm. Im Gegensatz zur Nekrose war Glomerulosklerose in keiner der 28-tägigen Wistar-Ratten-Behandlungsgruppen mit oraler Sonde mit statistisch signifikanten Veränderungen von Serumkreatinin und Harnstoff assoziiert, sondern scheint sich am besten in einem Muster von statistisch signifikant erniedrigtem Serumalbumin und Serumprotein zusammen mit einem statistisch signifikanten Anstieg des Serumcholesterins widerzuspiegeln. Wie aufgrund der hohen Hintergrundinzidenzen von tubulärer Basophilie und Dilatation zu erwarten war, waren bei Tieren, bei denen Nierenläsionen auf renale tubuläre Basophilie oder Dilatation beschränkt waren, keine konsistenten Änderungen der klinisch-chemischen Parameter erkennbar. Zusammenfassend sind die routinemäßig bereitgestellten klinisch-chemischen Parameter eher unempfindlich - neuartige Nieren-Biomarker wie „Cystatin C“, „β-trace protein“ und „Kidney injury molecule 1“ sollten weiter evaluiert und in die routinemäßige präklinische und klinische Praxis integriert werden. Die Auswertung der Daten zur klinischen Chemie war jedoch durch das Fehlen individueller Tierdaten begrenzt. Trotz der umfangreichen Anzahl an präklinischen Studien in der eTOX-Datenbank wurde der zeitliche Vergleich der Konsistenz durch die begrenzte Anzahl von Kurz- und Langzeitstudien eingeschränkt, welche mit denselben Substanzen durchgeführt wurden, die innerhalb einer 28-Tage-Studie an Ratten als Verursacher von renalen histopathologischen Veränderungen identifiziert wurden. Eine hohe zeitliche Konsistenz sowohl für die behandlungsbedingte tubuläre Basophilie und Dilatation kann für keinen der beiden Effekte bestätigt werden, da diese beiden Befunde nur selten in Studien über eine andere Behandlungsdauer als 28 Tage nach Verabreichung derselben Substanzen, die den jeweiligen Effekt in einer 28-Tage-Studie hervorriefen, induziert wurden. Für den Befund der Nekrose war die zeitliche Konsistenz gering. Eine Ausnahme stellte Substanz "AZ_GGA_200002321" dar, bei der über verschiedene Behandlungsdauern (2, 4, 26, 104 Wochen) hinweg konstant renale papilläre Nekrose festgestellt wurde. Für die Substanzen, die in einer 28-Tage-Studie an Ratten als glomeruloskleroseauslösend identifiziert wurden, waren keine Kurz- und Langzeitstudien verfügbar. In keiner der korrespondierenden 28-Tage-Studien an Beagles mit oraler Sonde wurden konsistente Befunde der ausgewählten histopathologischen Endpunkte nach Behandlung mit den identischen Verbindungen, die den jeweiligen Effekt nach 28-tägiger Behandlung in Ratten verursachten, festgestellt. In der überwiegenden Mehrheit der Fälle wurden den Beagles in diesen Studien im Vergleich zu den entsprechenden 28-Tage-Wistar-Rattenstudien niedrigere Dosen verabreicht. In der eTOX-Datenbank konnten keine 28-tägigen oralen Sondenstudien an Wistar- und Wistar-Han-Ratten gefunden werden, in denen eine Akkumulation von hyalinen Tröpfchen, tubuläre Atrophie oder Hyperplasie aufgezeichet wurde. Nur eine 28-tägige Wistar-Rattenstudie wurde mit dem histopathologischen Ergebnis einer neutrophilen Entzündung identifiziert. Folglich kann eine Bewertung dieser vier Nierenbefunde in Bezug auf klinische Chemie und Konsistenz über Zeit und Spezies nicht vorgenommen werden. Insgesamt zeigt dieser Arbeit, dass eine gezielte statistische Auswertung von in vivo-Daten im Rahmen von Forschungsverbünden wie dem eTOX-Projekt eine enorme Chance bietet, die präklinische Forschung in Zukunft auf dem Weg zu einer effizienteren Forschung in der präklinischen Phase der Arzneimittelentwicklung zu unterstützen. Dies könnte außerdem durch die Erweiterung methodischer Strategien und möglicherweise neuartiger Software-Tools erreicht werden, um die In-vivo-Toxikologie neuer molekularer Entitäten mit Hilfe von Informationen vorherzusagen, die bereits vor Beginn der Arzneimittelentwicklungspipeline verfügbar sind.

In unseren Untersuchungen zogen wir einen Vergleich zwischen dem Verlauf der Immunkonstitution bei Kindern nach CD3/19 depletierter Stammzell-Transplantation und historischen Daten von Kindern nach CD34+ selektionierter Stammzell-Transplantation. In der Frühphase nach Transplantation zeigen sich in unseren Ergebnissen signifikante Vorteile nach CD3/19 Depletion, insbesondere hinsichtlich des numerischen NK- sowie der T-Zell-Rekonstruktion. Auch qualitativ sahen wir vor Tag +100 anhand unserer Ergebnisse der CDR3-Längen-Analyse des TZR-Repertoires eine höhere Komplexizität nach CD3/19-Depletion. Zu einem späteren Zeitpunkt (>200d) zeigte sich auf Seite der CD34+-Selektionierten eine etwas bessere Repertoirekomplexizität. Zusammenfassend sehen wir die CD3/19-Depletion als eine positive Weiterentwicklung der T-Zell-Depletion bei haploidenter Stammzelltransplantation. / In our studies we compared the process of childrens immune reconstitution between CD3/19 depleted stem cell Transplantation and historical data of children after CD34+ selected stem cell Transplantation. In the early Phase according to Transplantation, significant benefits were shown in the patients after CD3/19 depleted stem cell Transplantation, particularly regarding the numeric natural killer cells as well as within the T-cell reconstitution. Before day +100 we recognized, based on our results of a CDR3-lengths Analysis of the T cell receptor-Repertoire, a higher Quality of complexicity according to a CD3/19-depletion. Later in time (>day +200)a slight improvement could be discovered on side of the patients after CD34+ selected stem cell Transplantation regarding the repertoire-complexicity. As a summary we recognise the CD3/19-depletion as a positive development in the t-cell-depletion within haploidentical stem cell transplantation.

Kardiomyopathien sind Erkrankungen des Herzmuskels, die mit einer kardialen Funktionsstörung einhergehen. Formen, die ohne erkennbare Ursache zu einer progredienten Dilatation und Reduktion der Kontraktilität des linken Ventrikels führen, werden als idiopathische dilatative Kardiomyopathie (DCM) bezeichnet. Sie ist der Hauptgrund für schwere Herzinsuffizienz und die damit assoziierten Einschränkungen der Lebensqualität bei jungen Erwachsenen. Neben der beeinträchtigten kardialen Funktion weisen diese Patienten oftmals auch Veränderungen im Bereich der humoralen und zellulären Immunität auf. Ein Teil der Patienten entwickelt Autoantikörper, die sich gegen den kardialen β1-adrenergen Rezeptor richten und ihn ähnlich wie der natürliche Ligand Adrenalin aktivieren. Hieraus resultiert eine chronische Überstimulation des Rezeptors, die über eine initiale Hypertrophie dann zu einer eingeschränkten Pumpfunktion führt. Nachdem sich die Therapie der Antikörper-vermittelten Immunkardiomyopathie bisher auf die Behandlung der Herzinsuffizienz und die Kontrolle der Herz-insuffizienzsymptome beschränkt, könnten β1-ECII-homologe Peptide als Antikörper-Fänger bei Antikörper-positiven Patienten nun einen kausalen Therapieansatz darstellen. In diesem Zusammenhang wurden ein aus 25 Aminosäuren bestehendes zyklisches Peptid, eine aus 18 Aminosäuren bestehende Zyklopeptid-Mutante und ihre jeweiligen linearen Äquivalente im Rattenmodell auf Antikörper-neutralisierende Effekte und potentielle therapeutische Wirksamkeit getestet. Das Rattenmodell ist hierfür besonders geeignet, da die Aminosäuresequenz der funktionell wichtigen zweiten extrazellulären Domäne des β1-adrenergen Rezeptors (β1-ECII) bei Mensch und Ratte absolut identisch ist. Auf immunologischer Ebene konnte der Titer der krankheitsinduzierenden β1-ECII-Antikörper bereits nach der ersten Applikation zyklischer Peptide relevant gesenkt werden und nahm im weiteren Verlauf der Behandlung kontinuierlich ab. Nach Zyklopeptidgabe kam es am Herzen zu einer Reduktion des linksventrikulären Durchmessers und zu einer fast vollständigen Normalisierung der anatomischen Proportionen. Auf die Morphologie der Myozyten selbst und auch den Kollagengehalt des Gewebes hatte die Zyklopeptidtherapie keinen wesentlichen Einfluss. Die funktionellen Eigenschaften des Herzens ließen sich durch die Neutralisation stimulatorischer β1-ECII-Antikörper mittels intravenöser Zyklopeptidapplikation deutlich verbessern: Die Verkürzungsfraktion des linken Ventrikels und der Herzindex als Parameter für die kardiale Leistungsfähigkeit konnten durch die Behandlung wieder weitgehend normalisiert werden. Diese im Tiermodell erzielten Ergebnisse lassen einen therapeutischen Effekt der Zyklopeptide vermuten. Der Ansatz einer spezifisch gegen Antikörper gerichteten Therapie zur Behandlung von Patienten mit β1-Antikörper-positiver Herzinsuffizienz erscheint daher vielversprechend. / Cardiomyopathies are disorders of the heart with particular morphological and physiological characteristics. Cardiomyopathies with unknown origin resulting in progressive left ventricular dilatation and reduced cardiac contractility are named idiopathic dilated cardiomyopathy (DCM). It is the most common cause of heart failure with its associated severe limiting symptoms in young adults. Besides the compromised cardiac function, those patients frequently also exhibit alterations in the humoral and cellular immunity. Some of them develop autoantibodies targeting and activating the cardiac β1-adrenergic receptor similar to its natural ligand epinephrine with a subsequent chronic overstimulation and a decline in left ventricular contractile function. Since the therapy of antibody mediated immune cardiomyopathy has been restricted to the treatment of the heart failure and its concomitant symptoms β1-ECII homologous peptides may constitute a new approach by neutralizing harmful antibodies. Therefore, a 25 amino acid cyclic peptide, a 18 amino acid cyclic peptide mutant, and their linear equivalents were tested for antibody scavenging and potential therapeutic effects in the rat. The rat model was chosen because the amino acid sequence of the functionally important second extracellular loop of the β1-adrenergic receptor (β1-ECII) is completely homologous between human and rat. In contrast to linear peptides, cyclic peptides significantly reduced the β1-ECII antibody titer despite continuous immunization with the disease inducing antigen. Cyclopeptides also achieved a nearly complete restitution of the left ventricular proportions without a significant change in cardiomyocyte morphology or collagen content. In addition, important cardiac parameters such as fractional shortening and cardiac index were clearly improved. The results obtained suggest a therapeutic effect of the applied cyclopeptides. Thus, epitope mimicking cyclic antibody scavengers may open up new perspectives in the treatment of β1-antibody positive heart failure in humans.

Adenosin steuert seine physiologische Funktionen über die vier G-Protein gekoppelten Adenosinrezeptoren A1, A2A, A2B und A3 und kann enormen Einfluss auf die Zellphysiologie und das Immunsystem haben. Hohe Adenosinkonzentrationen in Tumorgeweben haben das Interesse vieler Forschungsgruppen geweckt und den Nachweis von AR und dessen tumorfördernde sowie -hemmende Wirkung auf diverse Krebszellen nach sich gezogen. Melanome sind für 90% der letal ausgehenden Hautkrebsformen verantwortlich, da bereits kleinste Formen metastasieren können und vielmals eine rein chirurgische Therapie keine Heilung verspricht. Bei ungünstiger Prognose schränken adjuvante und systemische Therapieergänzungen die Lebensqualität erheblich ein. Auf der Suche nach gezielteren und schonenderen Therapieansätzen gilt es, die Rolle des Adenosins im Tumorgeschehen weiter aufzuklären, was den Nachweis und die Charakterisierung von AR und deren rezeptorspezifisch-gekoppelte Effekte voraussetzt. Daher sollten in der hier vorliegenden Arbeit die fünf humanen Melanomzelllinien A375, Brown, MV3, SK MEL23 und MEL2A auf die Expression von AR untersucht werden. Zu Beginn wurden die Zellen mit Hilfe von Bindungsexperimenten unter Einsatz radioaktiv markierter Liganden ([3H]HEMADO, [3H]CCPA, [3H]NECA und [3H]ZM 241385) auf das Vorliegen der vier AR-Subtypen untersucht. A1- und A3-AR wurden nach Bindungsstudien mit [3H]CCPA bzw. [3H]HEMADO ausgeschlossen und nicht weiter untersucht. Durch Bindungsstudien mit [3H]ZM 241385 konnten in den Zellen Brown, MV3, SK-MEL23 und MEL2A geringe Mengen von A2B-Rezeptoren detektiert werden. Es folgten funktionelle Untersuchungen zur Stimulation der AC mit den Liganden NECA und CGS 21680 unter besonderem Blick auf die Differenzierung zwischen einer A2A- oder A2B vermittelten Stimulation. Ein NECA vermittelter Anstieg des c[32P]AMP im AC-Versuch bestätigte die Anwesenheit von A2B-Rezeptoren in den Zellen A375, Brown, MV3 und SK-MEL23. Durch CGS 21680 kam es hingegen zu keiner AC-Stimulation, was eine A2A-AR-Beteiligung ausschloss. Zur Bestätigung einer A2B gekoppelten AC-Aktivität wurde zum Abschluss der Versuche die Wirkung von drei selektiven Antagonisten (DPCPX, SCH 58261 und MRE 3008 F20) auf ein NECA induziertes cAMP-Signal überprüft. Mit den drei Antagonisten konnte an den Zelllinien A375, Brown und MV3 die für A2B-AR zu erwartende Wirkung nachgewiesen und damit die Expression von A2B-AR in diesen Zellen bestätigt werden. Die gewonnenen Daten können als Ausgangspunkt weiterführender Untersuchungen genutzt werden, um die Rolle von AR in Krebszellen besser zu verstehen. Sie könnten als Grundlage für die Suche nach potenziellen Angriffspunkten für neue Therapieansätze dienen und so einen Beitrag für Fortschritte in der Behandlung von Tumoren leisten. / Adenosine regulates its physiological function through four G protein-coupled adenosine receptors: A1, A2A, A2B and A3. Adenosine can have a tremendous impact on cell physiology and the immune system. A high concentration of adenosine in tumour tissue has drawn the interest of many research groups which then led to the detection of AR and its tumour-promoting and tumour-inhibiting effect on various cancer cells. Melanomas are responsible for 90% of all fatal skin cancers since already the smallest types can metastasise and, in many cases, surgical treatment alone will prove insufficient. In case of an unfavourable prognosis, adjuvant and systemic additional therapeutic measures will considerably impair the patient’s quality of life. In the search for more targeted and gentle therapeutic approaches it is crucial to further investigate the role of adenosine in tumour development which implies the detection and characterisation of AR and their receptor-specific coupled effects. Hence, in this thesis, the five human melanoma cell lines A375, Brown, MV3, SK-MEL23 and MEL2A will be tested for the expression of AR. In the beginning, the cells were tested for the presence of four AR-subtypes with the help of binding experiments employing radioactively marked ligands ([3H]HEMADO, [3H]CCPA, [3H]NECA and [3H]ZM 241385). A1- and A3-AR were excluded after binding studies with [3H]CCPA and [3H]HEMADO and were not further investigated. Binding studies with [3H]ZM 241385 showed that small amounts of A2B-receptors were detectable in the cell lines Brown, MV3, SK-MEL23 and MEL2A. This was followed by functional analyses regarding the stimulation of the AC with the ligands NECA and CGS 21680. Particular attention was paid to a differentiation between an A2A- or A2B-induced stimulation. A NECA-induced increase of the c[32P]AMP in the AC-test confirmed the presence of A2B-receptors in the cell lines A375, Brown, MV3 and SK-MEL23. CGS 21680, however, did not cause an AC-stimulation, which excluded an A2A-AR-involvement. In order to confirm an A2B-coupled AC-activity, the impact of three selective antagonists (DPCPX, SCH 58261 and MRE 3008-F20) on a NECA-induced cAMP-signal was tested to complete testing. The expected impact for A2B-AR could be proven on the cell lines A375, Brown and MV3 with the three antagonists and thus confirming the expression of A2B-AR in these cells. The data obtained can be used as a basis for further investigating the role of AR in cancer cells. They could be used in the search forpotential points of application for new therapeutic approaches and thus contribute to making progress in the treatment of tumours.

Die Ischämischen Herzerkrankungen sind die führende Todesursache in Deutschland. Die Entwicklung kardioprotektiver Strategien zur Minimierung des Reperfusionsschadens nach Wiedereröffnung des Gefäßes stellt eine therapeutische Ergänzung dar. Für volatile Anästhetika konnte diese Wirkung bereits in vielen Studien im Tiermodell gezeigt werden. In der Vermittlung dieser Effekte spielen ADRB1 eine ambivalente Rolle. Ziel dieser Arbeit war es, den Einfluss einer ADRB1-Blockade auf die Desfluran-induzierte Postkonditionierung unter Berücksichtigung nachgeschalteter Signaltransduktionswege zu untersuchen. In der vorliegenden Studie wurde hierfür ein Modell zur Langzeitapplikation von Metoprolol mittels osmotischer Pumpen und einer nicht-invasiven Blutdruckmessung durch Volumen-Druck-Aufzeichnung zur Interventionsüberwachung etabliert. Die planimetrische Infarktgrößenbestimmung erfolgte im in vivo-Herzinfarktmodell der Maus. Mittels Western-Blot wurde die Proteinkonzentration des ADRB1 und durch Real-Time PCR der mRNA-Gehalt von ADRB1, Arrb1 und Gnas bestimmt. Die Ergebnisse bestätigen die kardioprotektiven Wirkeigenschaften Desflurans, zeigen aber auch, dass Metoprolol allein in diesem Modell nicht kardioprotektiv ist und darüber hinaus die APost durch Desfluran aufhebt. Die Langzeitblockade von ADRB1 hat keinen Einfluss auf dessen Proteinkonzentration. Auf traskriptioneller Ebene wurde gezeigt, dass unter β-Langzeitblockade der ADRB1, Arrb1 und Gnas-mRNA-Gehalt signifikant hochreguliert werden. Desfluran scheint nach Ischämie-Reperfusion diesen Effekt wieder aufzuheben. Daraus resultiert, dass Metoprolol in der Lage ist, auf mRNA-Ebene sowohl den G-Protein-abhängigen Signaltransduktionsweg über Gnas, als auch den G-Protein-unabhängigen Signaltransduktionsweg über Arrb1 hochzuregulieren. / Ischemic heart disease is the leading cause of death in Germany. The development of cardioprotective strategies to minimize reperfusion injury following reopening of the blood vessel represents a therapeutic supplement. For volatile anesthetics, this effect has already been demonstrated in many studies using animal testing. In mediating these effects, the role played by ADRB1 is ambiguous. The aim of this paper is to investigate the influence of an ADRB1 blockade on desflurane-induced post-conditioning, taking into consideration downstream signal transduction pathways. For the current study, a model was established for the long-term application of metoprolol with osmotic pumps as well as for non-invasive blood pressure measurement using volume pressure recording for intervention monitoring. Planimetric determination of the size of the infarct was performed in the in vivo mouse model for myocardial infarction. The ADRB1 protein concentrations were determined using western blot; real-time PCR was used to establish the mRNA levels of ADRB1, Arrb1 and Gnas. The results confirm the cardioprotective efficacy of desflurane, but also reveal that, in this model, metoprolol alone does not have a cardioprotective effect and further, that it abolishes desflurane-induced A-Post. The long-term blockade of ADRB1 has no effect on its protein concentration. At the transcriptional level, it has been shown that with long-term β-blockade, ADRB1, Arrb1, and Gnas mRNA levels are significantly upregulated. Desflurane appears to nullify this effect following ischemia reperfusion. As a result, at the mRNA level, metoprolol is able to upregulate not only the G-protein-dependent signal transduction pathway via Gnas, but also the G-protein-independent signal transduction pathway via Arrb1.

Diese Dissertation analysiert BMP2 und BMP2-Derivate als neue therapeutische Strategien für die Behandlung des Multiplen Myeloms (MM). Das MM ist eine maligne neoplastische Erkrankung des Knochenmarks mit Plasmazellvermehrung und erhöhten Leveln an Aktivin A im Blutserum, wobei eines der Hauptsymptome das Auftreten von schmerzvollen Osteolysen ist. In den letzten Jahren rückte Aktivin-A als interessantes Target zur Behandlung des Multiplen Myeloms in den Vordergrund. Die Reduzierung der Aktivin-A Level durch decoy-Rezeptoren führte zu einer signifikanten Verbesserung der Osteolysen und einem reduzierten Proliferationsverhalten der neoplastischen B-Zellen, sowohl im Tierexperiment als auch in Studien der klinischen Phase II. Die Aktivin-A-Antagonisierung ist somit ein neuer und vielversprechender Ansatz in der Therapie des Multiplen Myeloms. Das Bone Morphogenetic Protein 2 ist aufgrund seiner molekularen und biologischen Eigenschaften ein interessantes Target für die Therapie des Multiplen Myeloms. Es ist auf molekularer Ebene ein Aktivin-A-Antagonist, besitzt aber auch osteoinduktives Potential und apoptotische bzw. anti-proliferative Eigenschaften auf neoplastische B-Zellen. Da die in der Literatur bereits beschriebenen, durch Mitglieder der TGF-β-Familie induzierten Apoptosemechanismen, noch nicht genauer untersucht waren, wurde in dieser Arbeit die BMP2-induzierte Apoptose in 10 unterschiedlichen humanen MM-Zellen analysiert. Erstens konnte dabei nachgewiesen werden, dass 7 von 10 Zelllinien nicht BMP2-responsiv waren. Eine genauere Untersuchung ergab, dass neben der Expression spezifischer BMP-Rezeptoren auch die Expression von inhibitorischen Smad-Proteinen über die BMP2-Responsivität entscheidet. Zweitens zeigte die genauere Analyse der Apoptosemechanismen, dass entgegen der in der Literatur publizierten Ergebnisse, BMP2 keine apoptotische Wirkung auf die von uns untersuchten Zelllinien hat. Mehrere verschieden durchgeführte Experimente, u.a. die Verwendung von spezifischen Inhibitoren des programmierten Zelltodes, unterstützen dieses Ergebnis und klassifizieren BMP2 als einen rein anti-proliferativen Faktor. Der letzte Teil der Arbeit befasst sich mit der Analyse von potentiellen Aktivin-A-Antagonisten in Form verschiedener BMP2- und GDF5-Derivate und inwiefern sie sich zum Einsatz in der Therapie des Multiplen Myeloms eignen. Die unterschiedlichen Eigenschaften der einzelnen Mutanten wurden in verschiedenen Zellsystemen getestet. So konnte aufgezeigt werden, dass neben einer erhöhten biologischen Aktivität in Form eines gesteigerten osteoinduktiven und anti-proliferativen Potentials auf neoplastische B-Zellen (Superagonisten), sich die verschiedenen Derivate als Super-Antagonisten zu Aktivin A eignen und damit unterschiedlichen Ansprüchen der adjuvanten Therapie im Multiplen Myelom gerecht werden. / This dissertation analyses BMP2 and BMP2 derivatives as new therapeutic agents in multiple myeloma (MM). MM is a malignant neoplastic disease of bone marrow with plasmatic cell proliferation and increased Activin-A-level in blood serum. A particular symptom of this disease is the occurrence of painful osteolysis. In the last few years Activin A has become an important target for the treatment of multiple myeloma. Reducing Activin A levels by decoy receptors led to a significant improvement in osteolysis and reduced proliferation behavior of neoplastic B cells, both in animal experiments and clinical phase II trials. Activin A antagonization is thus a new and promising approach in the treatment of multiple myeloma. Bone Morphogenetic Protein 2 is a promising prospect for the treatment of multiple myeloma due to its molecular and biological properties. It is an Activin-A-antagonist at the molecular level, but also has osteoinductive potential and apoptotic or anti-proliferative properties on neoplastic B cells as already described in literature. Since the apoptotic mechanisms, which members of the TGF-β family induced in MM-cells, have not yet been investigated in detail, the BMP2-induced apoptosis was analyzed in 10 different human MM cells. Firstly it was shown that 7 out of 10 cell lines were not responsive to BMP2. A more detailed analysis revealed that, besides the expression of specific BMP receptors, the expression of inhibitory Smad proteins determines BMP responsiveness. Secondly the more precise analysis of the apoptotic mechanisms revealed that, contrary to the results published in the literature, BMP2 has no apoptotic effect on the cell lines we have examined. Several different experiments, e.g. the use of specific inhibitors of programmed cell death, support this result and classify BMP2 as a purely anti-proliferative factor. The last part of this research deals with the analysis of potential Activin-A-antagonists in form of different BMP2 and GDF5 derivatives and how they are suitable for use in the therapy of multiple myeloma. The different properties of the individual mutants were tested in diverse cell systems. The results demonstrate that in addition to increased biological activity in form of increased osteoinductive and anti-proliferative potential on neoplastic B cells (superagonist), the various derivatives are suitable as super-antagonist to Activin A and cope with different requirements of adjuvant therapy in context of multiple myeloma.

In dieser Arbeit wurde ein Verfahren zur effizienten Herstellung von (−)-trans-Cannabidiol (CBD, 10), (−)-trans-Δ9-Tetrahydrocannabinol (Dronabinol, 21) und (−)-trans-Cannabidivarin (CBDV, 30) durch kontinuierliche Synthese untersucht und entwickelt. CBD konnte durch kontinuierliche Synthese in drei Schritten aus Olivetolcarbonsäuremethylester (OM, 6) und Menthadienol G (3) mit einer Ausbeute von 41 % synthetisiert werden. Bei optimierten Bedingungen betrug die Reinheit nach Kristallisation > 99 %. Die Stereochemie konnte durch Röntgenstrukturanalyse eindeutig als 1R,6R bestimmt werden. Vorteilhaft war dabei, dass Toluol anstatt eines chlorierten Lösungsmittels verwendet werden konnte. Weitere Vorteile waren die kurze Reaktionszeit und die Tatsache, dass die Synthese bei Raumtemperatur durchgeführt werden konnte. Es konnten fünf Nebenprodukte detektiert und identifiziert werden, wovon eines Dronabinol war. Bei optimierten Reaktionsparametern konnte eine Ausbeute an Dronabinol von 64,5 % erreicht werden. Durch Simulated Moving Bed (SMB)-Chromatographie konnte Dronabinol kontinuierlich mit einem Gehalt von > 95 % hergestellt werden. Nach der Synthese waren vier Verunreinigungen detektierbar, und zwar Olivetol (17), CBD, Exo-Tetrahydrocannabinol (Exo-THC, 23) und Δ8-Tetrahydrocannabinol (Δ8-THC, 22). Durch die SMB-Aufreinigung konnten alle Verunreinigungen auf einen monographiekonformen (USP 37) Gehalt abgereichert werden. Nach der finalen destillativen Aufarbeitung trat eine noch nicht identifizierte Verunreinigung in einem Gehalt von ca. 0,4 Flächen-% auf. CBDV konnte durch kontinuierliche Synthese in drei Schritten aus Divarincarbonsäuremethylester (DM, 25) und Menthadienol G synthetisiert werden. Die Ausbeute betrug ca. 30 %, die Reinheit nach Kristallisation > 99 %. Es konnten fünf Nebenprodukte detektiert werden, die im Rahmen dieser Arbeit nicht weiter charakterisiert wurden. Der Syntheseweg bietet durch Modifikation der Seitengruppen an Position 6 (R1) und Position 5 (R2) der Alkylbenzol-Gruppe Zugang zu synthetischen Cannabinoiden mit einem CBD- oder CBDV-Grundgerüst. Es wurden neun neue Cannabinoide hergestellt: 2-Hydroxyethylcannabidiolat (2-HEC, 31), 2-Hydroxypentylcannabidiolat (2 HPC, 32), Glycerylcannabidiolat (GCBD, 33), Cyclohexylcannabidiolat (CHC, 34), Hexylcannabidiolat (HC, 35), N-Methylsulfonylcannabidiolat (NMSC, 36), 2 Hydroxyethylcannabidivarinolat (2-HECBDV, 37), Cyclohexylcannabidivarinolat (CHCBDV, 38) und Hexylcannabidivarinolat (HCBDV, 39). Die Bindungsaffinität wurde in Cannabinoid-Rezeptor-transfizierten HEK293EBNA-Zellen untersucht, die intrinsische Aktivität in CHO-Zellen, die Induktion von NF-κB (nuclear factor kappa B) sowie von NFAT (nuclear factor of activated T cells) in Jurkat-T Zellen, die Induktion proinflammatorischer Zytokine und Chemokine (Interleukin(IL)-6, IL-1β, CC Chemokinligand 2' (CCL2) und Tumornekrosefaktor(TNF)-α) auf mRNA-Ebene in RAW264.7-Makrophagen und die Expression von proinflammatorischen Zytokinen (IL-1β, IL-6, IL-8, TNF-α) und Prostaglandin E2 (PGE2) auf Proteinebene in primären humanen Monozyten. Die CBD-Derivate zeigten eine höhere Selektivität für CB2-Rezeptoren. Die CBDV-Derivate HCBDV und CHCBDV zeigten eine spezifische Bindung an CB1- und CB2-Rezeptoren im nanomolaren Bereich. 2-HEC, 2-HPC, GCBD und NMSC wirkten als Agonisten an CB2- und als Antagonisten am CB1-Rezeptor. CHC band an CB1 und CB2 im submikromolaren Bereich und schien ein Agonist für beide Rezeptoren zu sein. 2- HECBD wirkte als Agonist auf CB2-Rezeptoren und als Antagonist auf CB1-Rezeptoren. In Jurkat-T Zellen hemmte NMSC dosisabhängig die Aktivität von NF-κB sowie von NFAT. 2-HEC, 2-HPC und GCBD hemmten die Expression von NFAT ebenfalls dosisabhängig. CHC und HC reduzierten dosisabhängig die Expression von IL-1β- und CCL2-mRNA in RAW264.7-Makrophagen. NMSC hemmte in geringeren Dosen IL-1β, CCL2 sowie TNF-α und induzierte in höheren Dosen einen starken Anstieg der IL-6-mRNA. In primären humanen Monozyten hemmten 2 HEC und GCBD konzentrationsabhängig die Synthese von IL-1β, IL-6 und TNF-α. 2-HPC hemmte dosisabhängig die Bildung von TNF-α und IL-6. HC verminderte dosisabhängig die Freisetzung von TNF-α und IL-6. NMSC steigerte die durch LPS erhöhte Freisetzung von IL-1β noch weiter, hemmte aber TNF-α, IL-8 und PGE2. Die hier untersuchten CBD- und CBDV-Derivate sind geeignet, gezielt an Cannabinoid-Rezeptoren zu wirken. Einige der Derivate könnten als selektive CB2-Agonisten genutzt werden. Die Länge des aliphatischen Rests an R2 von CBD (Pentyl-Cannabinoiden) und CBDV (Propyl-Cannabinoiden) korrelierte nicht mit der Bindungsaffinität. Eine höhere Polarität an R1 (2-HECBDV > NMSC > GCBD > 2-HEC) schien demgegenüber die agonistische Aktivität an CB2 zu begünstigen. Um den Ergebnissen zur Beziehung zwischen Struktur und Wirkung noch mehr Bedeutung zu geben, wären weitere synthetische Derivate und deren Testung notwendig. / In this thesis a process for the efficient production of (−)-trans-cannabidiol (CBD, 10), (−)-trans-Δ9-tetrahydrocannabinol (dronabinol, 21) und (−)-trans-cannabidivarin (CBDV, 30) by means of continuous synthesis was researched and developed. CBD was synthesized in three steps using a continuous synthesis process from olivetol-carboxylic acid methyl ester (OM, 6) and Menthadienol G (3) with a yield of 41%. With optimized conditions, the purity after crystallization was >99%. The stereochemistry was distinctly determined as 1R,6R by X-ray crystal analysis. Beneficial was the fact that toluene was used instead of a chlorinated solvent. Further advantages comprised a short reaction time and the fact that the synthesis can be carried out at room temperature. Five by-products were detected and identified, one of them being dronabinol. With optimized reaction parameters, a yield of up to 64.5% of dronabinol was achieved. By simulated moving bed (SMB) chromatography, dronabinol was produced repeatedly with a purity of >95%. After the synthesis process, four impurities were detectable, namely olivetol (17), CBD, exo-tetrahydrocannabinol (exo-THC, 23) and Δ8-tetrahydrocannabinol (Δ8-THC, 22). All impurities were depleted to a monograph (USP 37) conforming level through SMB purification. After the final distillation, one further unidentified impurity occurred with a content of about 0.4 area%. CBDV was synthesized through continuous synthesis in three steps from divarin-carboxylic acid methyl ester (DM, 25) und Menthadienol G. The yield was approximately 30%, the purity after crystallization >99%. Five by-products were detected which were not further characterized within the scope of this thesis. Through modification of the side groups at position 6 (R1) and position 5 (R2) of the alkyl benzene moiety, the synthesis route offers access to synthetic cannabinoids with a CBD or CBDV scaffold. Nine new cannabinoids have been produced: 2-hydroxyethyl cannabidiolate (2-HEC, 31), 2-hydroxypentyl cannabidiolate (2-HPC, 32), glyceryl cannabidiolate (GCBD, 33), cyclohexyl cannabidiolate (CHC, 34), hexyl cannabidiolate (HC, 35), N-methyl-sulfonyl cannabidiolate (NMSC, 36), 2-hydroxyethyl cannabidivarinolate (2-HECBDV, 37), cyclohexyl cannabidivarinolate (CHCBDV, 38), hexyl cannabidivarinolate (HCBDV, 39). Binding affinity was studied in CB receptor-transfected HEK293EBNA cells, the intrinsic activity in CHO cells, the induction of nuclear factor kappa B (NF-κB) and nuclear factor of activated T cells (NFAT) in Jurkat T cells, the induction of pro-inflammatory cytokines and chemokines (interleukin (IL)-6, IL 1β, CC chemokine ligand 2 (CCL2) and tumor necrosis factor (TNF)-α) on the mRNA level in RAW264.7 macrophages and the expression of pro-inflammatory cytokines (IL-1β, IL-6, IL-8, TNF-α) and prostaglandin E2 (PGE2) on the protein level in primary human monocytes. The CBD derivatives showed higher selectivity for CB2. The CBDV derivatives HCBDV and CHCBDV showed specific binding at CB1 and CB2 receptors in the nanomolar range. 2-HEC, 2-HPC, GCBD and NMSC acted as agonists at CB2 and as antagonists at CB1 receptors. CHC bound CB1 and CB2 at the submicromolar range, and acted as an agonist for both receptors. 2-HECBDV was demonstrated to be an agonist at CB2 and an agonist at CB1. In Jurkat T cells, NMSC inhibited both NF-κB and NFAT activity in a dose-dependent fashion. 2-HEC, 2-HPC and GCBD inhibited the expression of NFAT, also in a dose-dependent manner. CHC and HC dose-dependently reduced the expression of IL-1β and CCL2 mRNA in RAW264.7 macrophages. NMSC inhibited at lower doses IL-1β, CCL2 and TNF-α and at higher doses induced a pronounced increase in IL-6 mRNA. In human primary monocytes, 2-HEC and GCBD inhibited IL-1β, IL-6 and TNF-α synthesis in a dose-dependent fashion. 2-HPC dose-dependently prevented the expression of TNF-α and IL-6 in high concentrations. HC decreased TNF-α and IL-6 release in a dose-dependent fashion. NMSC further increased LPS-elevated IL-1β release but inhibited TNF-α, IL-8 und PGE2. The CBD and CBDV derivatives studied here are suitable for targeting CB receptors. Some of the derivatives might be used as selective CB2 agonists. The length of the aliphatic rest at R2 of CBD (pentyl) and CBDV (propyl) did not correlate with binding affinity. Higher polarity at R1 (2-HECBDV > NMSC > GCBD > 2 HEC) however appeared to favor the agonistic activity at CB2 receptors. To give the results on the relationship between structure and effect more significance, further synthetic derivatives and their testing would be necessary.