Die zunehmende Bedeutung der Molekularbiologie zeigt sich in der neuen WHO-Klassifikation von 2016 für ZNS-Tumoren und insbesondere astrozytäre Tumoren. Dabei gehört das Glioblastoma multiforme (GBM) mit einer äußerst ungünstigen Prognose zu den hoch-malignen Astrozytomen (WHO °IV) und ist durch eine ausgeprägte chromosomale Instabilität (CIN) gekennzeichnet. Der mitotische Spindelkontrollpunkt (SAC) und die zeitlich korrekte Auflösung der Schwesterchromatidkohäsion sorgen normalerweise für den fehlerfreien Ablauf der Mitose. Um der Ursache der CIN nachzugehen, wurden die Regulatorproteine des SAC Mad2A und Mad2B sowie der Schwesterchromatidkohäsion Pds5A und Pds5B in einem Patientenpanel immunhistochemisch untersucht. Alle vier Proteine wiesen eine hohe Expression in Proliferationszentren auf, die durch Ki67-Expression definiert wurden. Zusätzlich wurden Unterschiede in der Expressionsstärke bzw. der subzellulären Lokalisation detektiert. Pds5A könnte für die Ausbildung von Rezidiven niedriggradiger Astrozytome (low-grade astrozytoma, LGA) °II bzw. von sekundären GBM wichtig sein. Sein Ortholog war in allen Tumorentitäten gleichmäßig hoch exprimiert. Eine starke Mad2A-Expression war in allen GBM im Vergleich zu allen LGA °II signifikant vermindert und könnte durch den in GBM häufig vorkommenden Verlust von Chromosomenarm 4q bedingt sein, der das Mad2A-Gen enthält. Für sein Homolog Mad2B konnte ein signifikanter Anstieg in der Gesamt- bzw. Zytoplasmaexpression mit steigendem WHO-Grad ermittelt werden. Eine niedrige Gesamtexpression von Mad2A bzw. von Mad2B in Kern- und Zytoplasma könnte mit einem Überlebensvorteil für GBM-Patienten verbunden sein. Je nach Entität, Expressionsstärke und Expressionslokalisation gab es Korrelationen zwischen der Expression von Ki67, Pds5A, Pds5B, Mad2A und Mad2B. Die Expressionswerte dieser mitotischen Regulatorproteine könnten einerseits der Grund für, andererseits aber auch eine Konsequenz von CIN sein und eine Anpassung der Tumorzellen zur Ausbalancierung der Vor- und Nachteile genetischer Veränderungen darstellen, die ihr Überleben sichert (Rimkus et al., 2007). Damit könnten diese Regulatorproteine als neue Angriffspunkte einer noch spezifischeren Therapie in der Behandlung von astrozytären Tumoren und für die Prognose von Patienten Bedeutung erlangen. / The increasing relevance of molecular biology is shown in the latest 2016 WHO-Classification of Tumors of the Central Nervous System especially in regards to astrocytic tumors. Astrocytic tumors show aneuploidy. Pds5A, Pds5B, Mad2A and Mad2B have an important influence and impact on the correct segregation of chromosomes during mitosis. Precocious dissociation of sisters 5 A and B (Pds5A and B) bind to Cohesin and are part of the regulation of sister chromatid cohesion. Mitotic arrest deficient 2 A and B (Mad2A and B) are essential key-proteins for the spindle assembly checkpoint. Incorrect expression of these proteins leads to missegregation and aneuploidy. In this work I show the expression of the proteins Pds5A, Pds5B, Mad2A and Mad2B by immunohistochemistry in proliferating centers of tissue samples of 40 patients with astrocytic tumors (low-grade astroytoma (LGA °II) and glioblastoma multiforme (GBM)). Tissue samples comprise dormant LGA °II, recurrent LGA °II and their relapses, malignant progressing LGA °II developing to secondary GBM (IDH-mutant GBM), and primary GBM (IDH-wildtype GBM). All proteins showed high expression in the proliferating centers. The expressions of the different astrocytic grades have been statistically analysed (Comparison, Survival, Correlation). The results of the expression of the regulating proteins could be relevant for new therapies and the prognosis of patients.

QTc-Zeit Verlängerungen sind aufgrund potentieller Übergänge in lebensbedrohliche Tachyarrhythmien Gegenstand vieler Arbeiten. Einer der Häufigsten Risikofaktoren ist die Einnahme von typischen bzw. atypischen Antipsychotika. Mehrere Studien belegen darüber hinaus genetische Einflüsse und zeigen, dass das homozygote Vorhandensein von rs12143842(T) und rs10494366(G) in NOS1AP einen verlängernden Einfluss auf die QTc-Zeit hat. Zudem scheinen oben genannte Polymorphismen von NOS1AP bei der Entwicklung schizophrener Psychosen eine Rolle zu spielen. In bisherigen Studien wurde immer nur getrennte Analysen hinsichtlich der genannten Risikofaktoren vorgenommen. In dieser Arbeit soll erstmals der gemeinsame Einfluss von Psychopharmaka und den zwei beschriebenen Polymorphismen von NOS1AP bei Patienten mit Schizophrenie untersucht werden. / The prolongation of the QTc-Time interval is a well examined phenomenon due to the risk of suffering a life threatening tachyarrhythmia. In patients with schizophrenia, several risk factors have been identified one of which is taking antipsychotic medication. Genetic variation in NOS1AP polymorphisms rs12143845 (T) and rs10494366 (G) are also found to be significant risk factors. Furthermore, NOS1AP is associated with a higher risk of developing schizophrenic psychosis. This study aims to detect the impact on QTc prolongation in an analysis of combined risk factors in patients with schizophrenia.

Bereits bestehende wissenschaftliche Literatur weist in präklinischen Ergebnissen darauf hin, dass das sympathische Nervensystem eine entscheidende Rolle bei der Mobilisierung von hämatopoetischen Stammzellen spielt. Mehrere Vorarbeiten lieferten Hinweise, dass psychischer Distress bei Stammzelltransplantation mit einem langsameren Anstieg der absoluten Leukozytenzahl während Aplasie einhergehen könnte. Die Dauer der Aplasie ist von klinischer Relevanz. In der vorliegenden Arbeit wurden Zusammenhänge zwischen Distress in Form von depressiven Symptomen und hämatologischer Rekonstitution nach erster autologer Stammzelltransplantation bei Patienten mit Multiplem Myelom (n = 47) untersucht. Mit Hilfe des Fragebogens PHQ-9 wurden die Patienten mit Multiplem Myelom am Tag ihrer ersten autologen Stammzelltransplantation auf depressive Symptome gescreent. Patienten mit Multiplem Myelom wiesen ein hohes Maß an Distress auf. In der Stichprobe aus 47 konsekutiven Patienten lag bei 12 Patienten (26%) Distress in Form von Symptomen einer Depression vor. Es ließ sich kein Zusammenhang zwischen psychischer Belastung und verlängerter hämatologischen Rekonstitution (r = 0.025; n = 37; p = 0.882) feststellen. Erstmalig wurde der Zusammenhang zwischen psychischer Belastung und klinischen Parametern während hämatologischer Rekonstitution untersucht. Dabei ergaben sich klinisch relevante Resultate. Es zeigte sich eine Tendenz mit einem größeren Bedarf an Erythrozytenkonzentraten bei Verdacht auf Depression (V = 0.387; p = 0.071). Nebenbefundlich ergab sich in der multivariaten Analyse der signifikante Zusammenhang, dass ein hohes molekulargenetisches Risiko mit einer größeren Anzahl an verabreichten Erythrozytenkonzentraten einhergeht (p = 0.046). Darüber hinaus ergab sich ein relevanter Zusammenhang zwischen Verdacht auf Depression nach PHQ-9 und Aufenthaltsdauer. Depressive Patienten waren demnach tendenziell kürzer im Krankenhaus (r = -0.25; n = 47; p = 0.09). / Subject: Preclinical results indicate the crucial role of the sympathetic nervous system in the mobilization of haematopoietic stem cells. Several preliminary studies suggest that psychological stress in stem cell transplantation could be associated with a slower increase in absolute leukocyte counts during aplasia. The duration of aplasia is of clinical relevance. In the present work, correlation between distress in the form of depressive symptoms and haematological reconstitution after the first autologous stem cell transplantation in patients with multiple myeloma (n=47) was examined. Methods: Patients with multiple myeloma were screened for depressive symptoms on the day of their first autologous stem cell transplant using the PHQ-9. Results: In patients with multiple myeloma a high degree of distress can be observed. In our sample of 47 patients, 12 patients (26%) experienced distress in the form of depressive symptoms. We could not establish a correlation between psychological stress and prolonged haematological reconstitution (r = 0.025; n = 37; p = 0.882). To the best of our knowledge, the correlation between psychological stress and clinical parameters during haematological reconstitution was examined for the first time. Clinically relevant results were shown. There was a trend with an increased requirement of erythrocyte concentrates when depression was suspected (V = 0.387; p = 0.071). Incidentally, the multivariate analysis showed the significant and clinically relevant connection that a high molecular genetic risk is associated with a larger number of administered erythrocyte concentrates (p = 0.046). There was also a relevant correlation between suspected depression after PHQ-9 and duration of hospitalisation. Hospitalisation of depressed patients tended to be shorter (r = -0.25; n = 47; p = 0.09).

Die invasive Aspergillose ist eine gefürchtete Erkrankung besonderes bei immunsupprimierten Patienten, die eine Stammzelltransplanation erhalten sollen. Diese Patienten leiden in der Regel an einer hämatologischen Grunderkrankung wie einer Leukämie oder einem Lymphom. Das Prinzip der Stammzelltransplanatation ist es, das kranke Knochenmark mittels Chemotherapie und Bestrahlung zu zerstören und es dann mit gesunden Stammzellen zu ersetzen. Während dieser Konditionierung ist der Patient also ohne eigene Abwehrzellen. In dieser Phase gestaltet sich die rechtzeitige Diagnose häufig als schwierig, weil die konventionellen Diagnosemethoden von der Anwesenheit von neutrophilen Granulozyten abhängen. Häufig ist die Infektion bei der Entwicklung von unspezifischen Symptomen wie Fieber oder Dyspnoe schon weit fortgeschritten. Hat sich der Pilz in der Lunge ausgebreitet, so kommt es zur Ausbildung einer Hypoxie und im Verlauf auch zu einer Hypoxämie aufgrund einer Diffusionsstörung in den entzündeten Lungenabschnitten. Ziel dieser Arbeit war es, den Einfluss von Hypoxie auf die Interaktion zwischen dendritischen Zellen und T-Zellen besser zu verstehen. Dendritische Zellen spielen eine entscheidende Rolle bei der Immunabwehr von Pilzinfektion und bilden das Verbindungsstück zwischen angeborenen und erworbenen Immunsystem. T-Zellen übernehmen ebenfalls wichtige Aufgaben bei der Abwehr von Pilzinfektionen, indem sie Interferon gamma produzieren. Zudem sollte die Funktion verschiedener Botenstoffe in Signalkaskaden näher untersucht werden. Es konnte gezeigt werden, dass die Infektion von dendritischen Zellen mit Aspergillus fumigatus unter Hypoxie, die dendritischen Zellen anschließend unter Normoxie dazu befähigt, eine verstärkte adaptive Immunantwort hervorzurufen. Hypoxie könnte somit als zusätzlicher Faktor verwendet werden, um dendritische Zellen als effektive Adjuvantien in einer Impfung gegen Aspergillus fumigatus zu verwenden. Ursächlich für die verstärkte Fähigkeit naive T-Zellen zu aktivieren, scheint zum einen die Apoptose und zum anderen eine verstärkte Produktion von Interleukin 12p70 zu sein. / The invasive pulmonary aspergillosis is a dreaded disease particularly in immunocompromised patients. These patients often receive a stem cell transplantation because they suffer from leukemia or lymphoma. If patients receive a stem cell transplantation, the sick bone marrow is destroyed by chemotherapy and radiation and replaced with healthy stem cells. During this conditioning, the patients have no cells against pathogen organism. When the patient shows symptoms like fever or dyspnea, in most cases the infection has already progressed and is at an advanced stage. In case of the spreading of the mold, a hypoxia occurs as reason of the diffusion impairment in the infected sections of the lungs. Aim of the present study was to understand the influence of hypoxia on the interaction between dendritic cells and t cells in a better way. Dendritic cells play a crucial role in the immune defense against fungal infections and form the link between the innate and adaptive immune system. T cells also have a main part in the defense against such infections. In addition, the function of different messengers in signal cascades should be further explored. We could show that an infection of dendritic cells by Aspergillus fumigatus under hypoxic conditions leads to an enhanced adaptive immune response. Thus, hypoxia could be an additive factor to use dendritic cells as an effective adjuvant in a vaccination against Aspergillus fumigatus. Apoptosis and an increased production of interleukin 12p70 appears to be the cause of the increased ability to activate naïve t cells.

Leukoplakien der Stimmlippe können verschiedene histopathologische Diagnosen wie beispielsweise Hyper- oder Parakeratosen, dysplastische Prozesse oder invasive Karzinome des Epithels zugrunde liegen. Bisher werden klinisch detektierte Leukoplakien nach Probeexzision und histologischer Aufarbeitung anhand verschiedener histomorphologischer Klassifikationssysteme, wie zum Beispiel dem System der WHO oder dem „Ljubljana classification“-System, eingeordnet. Hinsichtlich der Aussagekraft in Bezug auf die Prognose einer Entwicklung eines invasiven Plattenepithelkarzinoms sind die genannten Systeme jedoch eingeschränkt. In der Raman-Spektroskopie wird das zu untersuchende Gewebe mit einem Laser bestrahlt. Die beim Durchdringen des Materials entstehende Raman-Streuung ist charakteristisch für verschiedene Moleküle und Bindungen. So kann mithilfe dieser Methodik auf die molekularbiologische Zusammensetzung des Gewebes geschlossen werden. In dieser Arbeit wurde die Klassifikation verschiedener Dysplasiegrade des Stimmlippenepithels mittels Spektraldaten aus der Raman-Spektroskopie nachvollzogen und erörtert, ob aus den gewonnenen Informationen auf das Risiko der Entstehung eines invasiven Plattenepithelkarzinoms geschlossen werden kann. Durch den Vergleich der Mittelwertspektren dysplasiefreier, dysplastischer und maligne entarteter Gewebeproben sowie der Methodik einer Hauptkomponentenanalyse kann auf eine unterschiedliche Zusammensetzung der Studiengruppen an Bestandteilen der DNA, Proteine, Lipide und Kohlenhydrate geschlossen werden. Unter Verwendung einer linearen Diskriminanzanalyse wurden Modelle erstellt, um die Klassifizierbarkeit der verschiedenen Studiengruppen nachzuvollziehen. Außerdem wurden die Modelle auf die Aussagekraft einer Prognose hinsichtlich einer möglichen Karzinomentwicklung überprüft. Durch diese Modelle können gute Differenzbarkeiten durch die Spektraldaten der einzelnen Studiengruppen untereinander erreicht werden. Zudem kann mit hoher Spezifität, Sensitivität und Genauigkeit prognostiziert werden, ob sich beim jeweiligen Patienten ein invasives Plattenepithelkarzinom der Stimmlippe entwickeln wird. Um die erlangten Erkenntnisse zu validieren und das Verfahren in den klinischen Alltag zu integrieren, bedarf es jedoch prospektiver Studien. / Leukoplakias of the vocal cord can lead to various diagnoses like keratosis, dysplasias or an invasive squamous cell carcinoma. Clinically detected leukoplakias are examined histologically after excision and can be graded with cellular and histological criteria, e.g. the WHO classification scheme or the “Ljubljana classification“. These classifications are often limited regarding a prognosis of the development of an invasive squamous cell carcinoma. With the method of Raman spectroscopy biological tissue can be further analysed on a molecular level through characteristic Raman scatterings of molecules and bonds. In this thesis, classification of dysplastic grades was retraced by information of the Raman spectra leading to further results which could deliver a prognosis of possible development of a squamous cell carcinoma. In comparison of the average spectra and with a subsequent principal component analysis of tissue without dysplastic changes, different dysplastic grades or invasive squamous cell carcinoma could be discriminated by means of detecting a specific composition of DNA, proteins, lipids or carbohydrates. Furthermore, with a linear discriminant analysis, good differentiation of the various groups could be confirmed and patients who developed a squamous cell carcinoma of the vocal cord could be identified in the follow-up examination. To verify these conclusions and implement these findings into clinical procedures and therapeutic measures, more prospective studies are needed.

Die chronische Rhinosinusitis (CRS) ist eine entzündliche Erkrankung der Nase und Nasennebenhöhlen mit einem Bestehen von Symptomen über zwölf Wochen im Jahr. In Europa sind über 10% der erwachsenen Bevölkerung von ihr betroffen und leiden unter einer stark verminderten Lebensqualität. Nach dem Phänotyp lassen sich zwei Formen unterscheiden: die chronische Rhinosinusitis mit Polypen (CRScNP) und ohne Polypen (CRSsNP). Meist wird unter europäischen Probanden bei der CRScNP eine hauptsächlich eosinophile Th2- vermittelte und bei der CRSsNP ein gemischtes Profil aus Th1/Th17/Th2-vermittelter Entzündung beschrieben. Doch dies erfasst nicht die Vielfalt dieser Erkrankung. Erst kürzlich konnten Endotypen, basierend auf der Zytokinsekretion, identifiziert werden, die auf ein multifaktorielles Geschehen schließen lassen. Nachdem im Nasensekret von über 90% der CRS Patienten Pilze nachgewiesen werden konnten erscheint es wichtig, deren Rolle in der Pathogenese der CRS zu ergründen. Besonders interessant sind dabei Aspergillus fumigatus und Candida albicans. Als opportunistische Pilze könnten sie im Rahmen der CRS in der Lage sein bei einigen Endotypen durch eine verstärkte Aktivierung von Immunzellen die lokale Entzündungsreaktion aufrecht zu erhalten. Es wurden lokale und periphere CD4+ und CD8+ T-Zellen von Patienten mit CRScNP, CRSsNP und einer gesunden Kontrollgruppe isoliert. Eine Kultivierung mit den Antigenen von C. albicans und A. fumigatus erfolgte in einer Konzentration von 1 µg/ml über 6 Tage. Im Anschluss daran wurden die Zellen für das Durchflusszytometer angefärbt und ihre Aktivität über die Ki67+ Expression gemessen. In den Überständen der Kultivierung wurde durch das Durchflusszytometer mittels Multiplexassay die produzierten Zytokinkonzentrationen der Zellen bestimmt. In dieser Arbeit konnte eine Stimulierung der lokalen und peripheren T-Zellen durch die beiden Antigene gezeigt werden... / The chronic rhinosinusitis (CRS) is an inflammatory desease with an incidence of over 10 % among the European population. There are two phenotypes – the chronic rhinosinusitis with polyps (CRScNP) and the chronic rhinosinusitis without polyps (CRSsNP). In Europe the CRScNP is usually regarded as a Th2- driven eosinophilic inflammation and the CRSsNP as a mixed Th1/Th17 driven inflammation. In recent years several endotypes (based on their cytokine production) have been identified, which suggest that there are many factors influencing the development of the desease. There can be found fungi In the nasal secret of over 90 % of the patients with CRS – do some of them play a role in the pathophysiology of the desease? In this study peripheral (PBMC) and local (tissue) CD4+ and CD8+ T-cells from patients with CRScNP and CRSsNP as well as from an healthy control group were cultivated with the antigens of Aspergillus fumigatus and Candida albicans. After six days the cells were separated from their supernatant and their activation was analysed by the marker Ki-67 by flow cytometry. Using a Th1,Th2,Th17 assay the concentration of 13 cytokines was measured in the supernatant. This paper shows the positive stimulation of local T-cells by the antigens Candida albicans and Aspergillus fumigatus. The cytokine production couldn’t significantly be raised by C. albicans. After the cultivation with A. fumigatus the production of IL-17a, IL-5 and IL-4 from the CD4+ t-cells of patients with CRScNP was significantly increased. Additionally there were groups of patients who reacted more than others, so there must be suspected, that some subgroups of the phenotype CRScNP show a higher response to A. fumigatus than others. More experiments are needed to explore whether A. fumigatus could act as an superantigen in some subgroups of the CRScNP. With the results of this and further experiments there may be found additional treatments for patients with CRScNP.

Diese Arbeit beschäftigt sich mit den Biomarkern Osteopontin und CD44 Standard, sowie CD44 Isovariante 6 beim Rektumkarzinom. Wir konzentrierten uns auf die prognostische Bedeutung von Osteopontin und CD44 Standard, sowie CD44 Isovariante 6. In einigen Vorgängerarbeiten zeigten sich Zusammenhänge vor allem bei der Tumorinduktion, Metastasierung und Überleben. In unserer Arbeit konnten wir bestätigen, dass sich hohe Serumkonzentrationen von OPN bei Patienten mit Rektumkarzinom hochsignifikant negativ auf das Gesamtüberleben auswirken. Niedrigere Serumkonzentrationen sind daher mit einer günstigeren Prognose assoziiert. Dies zeigte sich auch in der durchgeführten multivariaten Analyse. Wir kommen daher zu dem Schluss, dass sich OPN als prognostischer Marker eignet. In der Literatur zeigte sich CD44v6 mit verstärkter Metastasierung assoziiert. Dies konnten wir nicht bestätigen. Wir sahen CD44std und auch CD44v6 weder mit Gesamtüberleben, noch mit Tumorstadium und Metastasierung assoziiert. Auch wenn wir CD44 mit OPN gemeinsam auf das Gesamtüberleben untersuchten, fanden wir keinen signifikanten Einfluss. Als mögliche Schlussfolgerung dieser Arbeit könnte man die aktuelle Therapie des Rektumkarzinoms bei hohen OPN Werten reevaluieren. Bei hohen Osteopontin Werten wären dann ggfs. aggressivere Therapieprotokolle vorstellbar. / This thesis deals with the biomarkers osteopontin and CD44 standard, as well as CD44 isovariant 6 in rectal carcinoma. We focused on the prognostic importance of osteopontin and CD44 standard, as well as CD44 isovariant 6. In some previous studies, correlations were found, especially with tumor induction, metastasis and survival. In this thesis, we were able to confirm that high serum concentrations of osteopontin have a highly significant negative effect on overall survival in patients with rectal cancer. Lower serum concentrations are therefore associated with a better prognosis. This was also reflected in the multivariate analysis that was carried out. We therefore conclude that osteopontin is useful as a prognostic marker. In the literature, CD44v6 is shown to be associated with increased metastasis. We could not confirm this. We saw CD44std and CD44v6 associated neither with overall survival nor with tumor stage and metastasis. Even when we tested CD44 with OPN together on overall survival, we found no significant impact. As a possible conclusion of this thesis, therapy for rectal carcinoma could be re-evaluated with high OPN values. In the case of high OPN values, more aggressive therapy protocols might be conceivable.

Die Inzidenz von chronisch entzündlichen Darmerkrankungen (CED), insbesondere von Morbus Crohn (MC), nimmt weltweit zu, was auch eine Vielzahl an Kindern betrifft. Obwohl die Krankheit in den letzten Jahrzehnten Gegenstand zahlreicher Forschungsarbeiten war, ist die Pathogenese nicht abschließend geklärt. Diese Arbeit vergleicht T-Zellen gesunder pädiatrischer Probanden mit T-Zellen pädiatrischer CED Patienten mittels Flowcytometrie unter Berücksichtigung von Differenzierungsstadium, Krankheitsaktivität, Therapie und CMV-Status. Die Verteilung der T-Zell-Subpopulationen zeigt keine signifikanten Unterschiede zwischen Patienten und Kontrollen, jedoch zeigen sich für TH1 und TH17 Zellen Unterschiede zwischen MC Patienten und Kontrollen, welche auch mit Krankheitsaktivität und Therapie korrelieren. Der Anteil von CXCR3+ Zellen ist innerhalb der CD4+ Memory-Populationen und innerhalb der CD8+ Memory- und Effektor-Populationen bei MC Patienten – vor allem mit aktiver Erkrankung bzw. ohne Therapie – deutlich geringer als bei Kontrollen. Gleichzeitig zeigt sich der Anteil an CCR6+ Zellen sowie der Anteil an IL 17+CCR6+ Zellen bei MC Patienten in Remission sowie unter Therapie mit TNFα-Blockern höher als bei Kontrollen. Zudem sind die Effektor-Zell-Gleichgewichte bei MC zugunsten von TH17 Zellen verschoben. Somit unterstützt die Arbeit die weitverbreitete Hypothese einer gesteigerten TH17-Antwort bei MC. Auch zeigt sich eine Verminderung der TH1-Zellen im peripheren Blut bei aktiv erkrankten MC Patienten im Vergleich zu Kontrollen, was sich möglicherweise durch eine Abwanderung oder Umwandlung dieser Zellen bei aktivem MC erklären lässt. Desweiteren zeigt sich, dass CED Patienten eine verstärkte Neigung zur vorzeitigen Immunoseneszenz aufzuweisen scheinen, was durch eine latente CMV-Infektion nochmals verstärkt erscheint. Einige CMV-assoziierte Veränderungen der T-Zell-Differenzierung, wie z.B. die CD45RA-Reexpression sowie die TNFα- und IFNγ-Mehrexpression, zeigen sich bei CMV+ CED Patienten zudem ausgeprägter als bei CMV+ Kontrollen. Interessant ist daher, dass CMV+ Probanden und CED Patienten Veränderungen aufweisen, die sich teilweise zu addieren scheinen. / There is a globally increasing incidence of Inflammatory Bowel Disease (IBD), especially of Crohn’s disease, which can also be seen in children. Despite the disease being studied intensively over the recent decades, the pathogenesis is not yet completely understood. This study compares t cells isolated from pediatric IBD patients with those of healthy donors using flow cytometry and taking into account cell differentiation status, disease activity, current therapeutic regime and the donor’s CMV status. T cell subsets show no significant distributional differences between patients and controls. However, TH1 and TH17 cells show differences between patients with Crohn’s disease and controls, which correlate with disease activity and therapy. The proportion of CXCR3+ cells is reduced within CD4+ memory subsets and CD8+ memory and effector subsets, especially in patients with active disease or without therapy. At the same time CCR6+ and IL-17+CCR6+ subsets are increased in patients with Crohn’s disease in remission or under therapy compared to controls. Furthermore, effector cell balances are shifted towards TH17 cells in patients with Crohn’s disease, supporting the widespread hypothesis of an increased TH17 response in Crohn’s disease. Additionally, TH1 cells are diminished in peripheral blood of patients with active Crohn’s disease compared to controls, possibly suggesting a migration of these cells into tissue or a differentiation into other subsets. As an additional finding, IBD patients exhibited an increased tendency for premature immunosenscence, which was even more distinct in patients with latent CMV infection. Some changes in t cell differentiation commonly attributed to CMV infection, like reexpression of CD45RA and increased expression of TNFα and IFNγ, are more pronounced in CMV positive IBD patients, than in CMV positive healthy donors. Interestingly, the combination of IBD with CMV infection partially add up to more pronounces changes in CD4+ t cells and especially in CD8+ t cells.

Anämie (A), Niereninsuffizienz (RI) und Eisenmangel (ID) sind häufige Komorbiditäten der Herzinsuffizienz. Zum ersten Mal wurden in dieser Analyse die Prävalenz sowie der Einfluss auf Mortalität aller drei Komorbiditäten einzeln sowie koinzident in einer Population aus akut dekompensierten Herzinsuffizienzpatienten untersucht. Ebenso fehlten in der Literatur bisher Studien über die Prävalenz und den Einfluss auf die Mortalität von Anämie und Niereninsuffizienz abhängig von den vier AHA/ACC-Stadien bzw. von den verschiedenen Herzinsuffizienztypen HFrEF, HFpEF und dem hinsichtlich Herzinsuffizienz bisher asymptomatischen AHA/ACC-Stadium A/B. A, RI und ID sind häufig und treten bei Überlebenden nach Hospitalisierung mit akut dekompensierter HFrEF oft zusammen auf. Patienten mit A und RI mit oder ohne ID haben das höchste Risiko für Mortalität. Die Definition und prognostische Rolle des ID nach akuter kardialer Dekompensation erfordert weitere Forschungsbemühungen. Die Prävalenz von A und insbesondere von RI ist bereits in den aymptomatischen AHA / ACC-Stadien A und B hoch und nimmt mit dem Schweregrad der Herzinsuffizienz zu. Sowohl A als auch RI haben einen individuellen und kumulativen prognostischen Einfluss über das gesamte AHA / ACC-Spektrum. A und RI waren bei allen Herzinsuffizienztypen häufig. Mehr als 20% der asymptomatischen AHA / ACC-Patienten im Stadium A und B hatten bereits RI. A und RI zeigten einen negativen individuellen und kumulativen prognostischen Einfluss bei allen Herzinsuffizienztypen, einschließlich der asymptomatischen Patienten (bei HFpEF gab es nur einen Trend, höchstwahrscheinlich aufgrund der geringeren Patientenzahl). Bei Bestehen von A, RI oder ID ist eine sorgfältige Ursachenforschung indiziert im Rahmen eines ganzheitlichen Managements der Herzinsuffizienz mit dem Ziel, die Prognose der Herzinsuffizienz zu verbessern. / Anaemia (A), renal insufficiency (RI) and iron deficiency (ID) are frequent comorbidities of heart failure. In this analysis the prevalence and the impact on mortality of all three comorbidities were examined individually and cumulative in a population of acutely decompensated heart failure patients for the first time. Likewise, studies on the prevalence and the impact on mortality from anemia and renal insufficiency depending on the four AHA / ACC stages or on the different types of heart failure HFrEF, HFpEF and the aymptomatic AHA / ACC precursor stages A and B have so far been lacking in the literature. A, RI, and ID are common and often coincide in survivors of the in-hospital phase after acutely decompensated HFrEF. Patients with A and RI with or without ID have the highest risk of all-cause mortality. The definition and prognostic role of ID after acute cardiac decompensation requires further research activities. The prevalence of A and in particular of RI is high already in the aymptomatic AHA/ACC precursor stages A and B, and increases with heart failure severity. Both, A and RI have an individual and cumulative prognostic impact across the entire AHA/ACC spectrum. A and RI were common in all types of heart failure. More than 20% of asymptomatic AHA/ACC stage A and B patients already had RI. A and RI showed adverse individual and cumulative prognostic effects in all heart failure types including also asymptomatic patients (in HFpEF patients there was only a trend, most likely due to the smaller number of patients). If there are the comorbidities of A, RI, or ID we need to do thorough causal research as part of a holistic heart failure management, with the aim to improve heart failure outcomes.

Die Calcineurin/NFAT-Signalkaskade spielt eine wichtige Rolle bei der Entwicklung einer kardialen Hypertrophie. Im Zytoplasma von Kardiomyozyten wird die Phosphatase Calcineurin nach Stimulierung der Zellen, z. B. durch Dehnungsreize, Angiotensin II (Ang II) oder Endothelin I (ET-1), und einen daraus folgenden intrazellulären Ca2+-Strom aktiviert. Dies führt zur Dephosphorylierung von NFAT und zu dessen nukleärer Translokation. In früheren Arbeiten von Ritter et al. wurden sowohl eine nukleäre Lokalisationssequenz (NLS) als auch eine nukleäre Exportsequenz (NES) innerhalb von Calcineurin identifiziert, die den Transport von Calcineurin zwischen dem Zytoplasma und dem Nukleus ermöglichen. Basierend auf diesen Ergebnissen wurde das Import Blocking Peptid (IBP) entwickelt. Dieses Peptid entspricht der NLS von Calcineurin und blockiert die Calcineurin-Bindungsstellen des Shuttleproteins (Karyopherins) Importin β1. So wird die Translokation von Calcineurin in den Nukleus unterbunden und die Signalkaskade zur Aktivierung von Hypertrophie-Genen in Kardiomyozyten unterbrochen. Dabei blieb die Phosphatase-Aktivität von Calcineurin unbeeinflusst. Eines der Ziele dieser Arbeit war, IBP weiter zu optimieren und den „proof of principle“ auch in vivo zu führen. Hierfür wurden u. a. ein geeignetes Lösungsmittel bestimmt (biokompatibel und an die Peptidcharakteristika angepasst), die Peptidstruktur modifiziert (Erhöhung der Spezifität/Wirksamkeit) und die erforderliche Dosis weiter eingegrenzt (Belastungs- und Kostenreduktion). Unter Verwendung einer TAMRA-markierten Wirkstoffvariante konnten der Weg des Peptids in Mäusen nachverfolgt und die Ausscheidung quantifiziert werden. Aufbauend auf den Ergebnissen von Burkard et al., die die Entstehung einer konstitutiv-aktiven und nukleären Calcineurin-Isoform nach proteolytischer Spaltung durch Calpain nachwiesen, wurde die Rolle von Calcineurin im Zellkern genauer untersucht. Außerdem sollte die Frage beantwortet werden, wie (über Calcineurin?) die Herzmuskelzelle zwischen Calciumschwankungen im Zuge der Exzitations-Kontraktions-Kopplung (ECC) und vergleichsweise schwachen Calciumsignalen zur Transkriptionsteuerung unterscheidet. Mit Hilfe von nukleären Calcineurin-Mutanten, die einen Defekt in der Ca2+-Bindung aufwiesen, konnte die Bedeutung von Calcineurin als Calciumsensor für die NFAT-abhängige Transkription nachgewiesen werden. Im Mausmodell waren unter Hypertrophie-Bedingungen die Ca2+-Transienten in der nukleären Mikrodomäne signifikant stärker als im Zytosol, wodurch die Hypothese, dass die Aktivierung der Calcineurin/NFAT-Signalkaskade unabhängig von zytosolischem Ca2+ erfolgt, gestützt wird. Messungen von nukleären und zytosolischen Ca2+-Transienten in IP3-Sponge-Mäusen zeigten im Vergleich zu Wildtyp-Mäusen keine Erhöhung des Ca2+-Spiegels während der Diastole, was auf eine Rolle von Inositoltrisphosphat (IP3) in der Signalkaskade deutet. Außerdem zeigten isolierte Zellkerne ventrikulärer adulter Kardiomyozyten eine erhöhte Expression des IP3-Rezeptors 2 (IP3R2) nach Ang II-Stimulierung. Diese gesteigerte Expression war abhängig von der Calcineurin/NFAT-Kaskade und bestand sogar 3 Wochen nach Entfernung des Ang II-Stimulus fort. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass nukleäres Calcineurin als ein Ca2+-Sensor agiert, dass die lokale Ca2+-Freisetzung im Kern über IP3-Rezeptoren detektiert wird und dass dies im Zusammenspiel mit NFAT die Transkription von Hypertrophiegenen initiiert. / The Calcineurin/NFAT signaling pathway plays an important role in the development of cardiac hypertrophy. Calcineurin is activated in the cytoplasm of cardiac myocytes by the interaction of different factors, e.g. Ang II or ET-1, with structures of the cell surface, this leads to the desphosphorylation of NFAT and its translocation into the nucleus. Previous works by the working group led to the detection of a nuclear localization sequence (NLS) and a nuclear export signal (NES) within the Calcineurin domains. They are required for the transport of Calcineurin through the nuclear membrane. Supported by these findings the import blocking peptide (IBP) was conceived. IBP mimics the NLS of Calcineurin and binds to the shuttle protein Importin β1, thereby blocking the binding sites for Calcineurin and inhibiting the transport of Calcineurin to the nucleus. One characteristic of the peptide is that it does not affect the phosphatase activity of Calcineurin. The aim of this project was to improve the peptide and to investigate its efficacy in vivo. We identified the optimal solvent and were able to significantly improve the solubility of IBP. We developed new isoforms of IBP with higher specificity. We were able to identify the minimal effective dose and studied the degradation and excretion of the substance in vivo. As shown by Burkard et al., Calcineurin is proteolytically cleaved by calpain, which leads to a constitutively active Calcineurin form. We investigated the role of this isoform in the nucleus. Furthermore, we investigated how Calcineurin is able to differentiate between Ca2+ fluctuations in the course of excitation contraction coupling (ECC) and Ca2+ signals for a hypertrophic response. Nuclear Calcineurin mutants defective for Ca2+ binding failed to activate NFAT-dependent transcription. Under hypertrophic conditions Ca2+ transients in the nuclear microdomain were significantly higher than in the cytosol providing a basis for sustained Calcineurin/NFAT mediated signaling uncoupled from cytosolic Ca2+. Measurements of nuclear and cytosolic Ca2+ transients in IP3 sponge mice showed no increase of Ca2+ levels during diastole as we detected in wildtype mice. Nuclei, isolated from ventricular myocytes of mice after chronic Ang II treatment, showed an elevation of IP3R2 expression which was dependent from calcineurin/NFAT signaling and persisted for 3 weeks after removal of the Ang II stimulus. Thus, we demonstrate that nuclear calcineurin was able to act as a nuclear Ca2+ sensor detecting local Ca2+ release from the nuclear envelope via IP3R.