Zugl.: Giessen, Universiẗat, Diss., 2008.

Frankfurt (Main), Univ., Diss., 2002.

Techn. University, Diss., 2004--Berlin.

Bei der Implantation des Fetus in den Uterus und während der Schwangerschaft kommt es zu einer Interaktion fetaler Trophoblastzellen mit dem mütterlichen Immunsystem. Trotz vieler verschiedener Studien ist bis heute nicht grundlegend geklärt, welche Mechanismen zur immunologischen Akzeptanz des (semi-)allogenen Fetus durch die Mutter beitragen. Zur wechselseitigen Kommunikation zwischen Kind und Mutter tragen Zytokine bei, die von allen immunkompetenten Zellen sezerniert werden können und regulatorisch auf die Immunantwort wirken. Eine Störung im Gleichgewicht der Zytokine kann zu Aborten, Präeklampsie oder anderen Pathologien führen. Eine wichtige Quelle von Zytokinen stellen u.a. die reifen und unreifen dendritischen Zellen (DC), die in der humanen Dezidua nachgewiesen wurden, dar. DC übernehmen als effiziente Antigen präsentierende Zellen eine entscheidende Funktion im Immunsystem und können inflammatorische Immunantworten induzieren. Jedoch spielen sie auch eine wichtige Rolle bei der Vermittlung immunologischer Toleranz. Die menschliche Plazenta weist eine auffällig starke Expression verschiedener humaner endogener Retroviren (HERV) auf. Immunmodulierende Eigenschaften von HERV wurden bereits beschrieben, jedoch nicht die direkte Wirkung von HERV-Proteinen der Plazenta auf Zellen des Immunsystems. Im Rahmen der Arbeit sollte daher die Wirkung des Hüllproteins des HERV-K, das in den Zytotrophoblastenzellen und in den Zellen des extravillösen Trophoblasten nachgewiesen wurde, auf die Zytokinproduktion unreifer (iDC) und reifer DC (mDC) untersucht werden. Als Modellsystem wurden in-vitro aus Monozyten des peripheren Blutes differenzierte DC gewählt. Die DC wurden in unreifem und reifem Zustand mit unterschiedlichen Konzentrationen von HERV-K-Peptiden (rekombinante Proteine (TM05.04 und TM12.12) bzw. Peptide aus 22 Aminosäuren (K120 und K177)) behandelt. Untersucht wurden die Veränderungen der Zytokinspiegel in den Zellkulturüberständen mittels Cytometric Bead Assay und Durchflusszytometrie. Die Messungen zeigten z.T. signifikante Veränderungen der Zytokinproduktion. So wurde die TNF-α-Sekretion der mDC durch K120 und K177 signifikant vermindert. Dieselben Peptide supprimierten ebenfalls signifikant die IL-8-Sekretion der mDC. Jedoch kam es durch alle vier HERV-Peptide (bei drei Peptiden signifikant) zu einer Steigerung der IL-8-Produktion in den iDC. Auch IL-6 wurde von den iDC durch HERV-K mehrheitlich signifikant vermehrt ausgeschüttet. Bzgl. IL-6 ergaben sich jedoch keine signifikanten Veränderungen in den mDC. In allen Ansätzen kam es zu einer konzentrationsabhängigen Stimulation der Sekretion des immunsuppressiven IL-10 (bei je drei Peptiden signifikante Ergebnisse). Keine signifikanten Veränderungen ergaben sich für IL1-β und IL-4. Die Erkenntnis, dass die HERV-Peptide die Zytokinproduktion der DC z.T. signifikant modulieren und diese Veränderung in den unterschiedlichen Reifestadien der DC variieren, lässt vermuten, dass die in der humanen Plazenta exprimierten Proteine einen Einfluss auf den Verlauf einer Schwangerschaft nehmen. Bei einer Schwangerschaft sind extrem fein abgestimmte, komplexe Vorgänge, bei denen viele verschiedene Faktoren eine Rolle spielen, für einen Erfolg vonnöten. Eine Übertragung der in-vitro-Ergebnisse auf in-vivo-Zustände ist nicht leicht zu vollziehen. Die vorliegenden Ergebnisse sprechen jedoch für einen Einfluss des HERV-K auf die Kommunikation zwischen Fetus und Mutter. Inwiefern genau und wie wichtig bzw. essentiell die Expression der HERV-K-Peptide für einen physiologischen Verlauf der Schwangerschaft ist, ob sie einen Einfluss auf Pathologien während der Gestation hat und ob dem HERV-K eine Bedeutung in der humanen Evolution zukommt, kann mit dieser Arbeit nicht geklärt werden. Jedoch gibt diese Arbeit Anlass dafür, den Einfluss des HERV-K auf die menschliche Fortpflanzung weitergehend zu untersuchen. / During the implantation of the fetus in the uterus and during pregnancy fetal trophoblast cells interact with the maternal immune system. Despite a multitude of studies, so far it is not completely clear, which mechanisms contribute to the immunological acceptance of the (semi)allogeneic fetus by the mother. Cytokines are vital to an intact communication between child and mother. They have a significant regulatory influence on the maternal immune response. A disturbance in the balance of cytokines can lead to miscarriage, preeclampsia or other pathologies. Among others, an important source of cytokines are the mature and immature dendritic cells (DC), which were detected in the human decidua. DC have a crucial function in the immune system: They are efficient antigen presenting cells and are able to induce inflammatory immune responses. However, they also play an important role in the mediation of immunological tolerance. The human placenta shows a remarkably high expression of various human endogenous retroviruses (HERV). Immunomodulating properties of HERV have been described. The direct effect of placental HERV proteins on cells of the immune system, however, has not been analyzed yet. Hence this study examines the effect of the transmembrane envelope protein of HERV-K, which was detected in cytrophoblast and extravillous trophoblast cells, on the cytokine production of human immature (iDC) and mature (mDC) DC. The significant changes in cytokine release suggest that the expression of the HERV-K peptides have an influence on the course of human pregnancy.

Techn. Univ., Habil.-Schr., 2005--Dresden

Techn. Universiẗat, Diss., 2006--München.

Universiẗat, Diss., 2004--München.

Endogenous clocks regulate physiological as well as behavioral rhythms within all organisms. They are well investigated in D. melanogaster on a molecular as well as anatomical level. The neuronal clock network within the brain represents the center for rhythmic activity control. One neuronal clock subgroup, the pigment dispersing factor (PDF) neurons, stands out for its importance in regulating rhythmic behavior. These neurons express the neuropeptide PDF (pigment dispersing factor). A small neuropil at the medulla’s edge, the accessory medulla (AME), is of special interest, as it has been determined as the main center for clock control. It is not only highly innervated by the PDF neurons but also by terminals of all other clock neuron subgroups. Furthermore, terminals of the photoreceptors provide light information to the AME. Many different types of neurons converge within the AME and afterward spread to their next target. Thereby the AME is supplied with information from a variety of brain regions. Among these neurons are the aminergic ones whose receptors’ are expressed in the PDF neurons. The present study sheds light onto putative synaptic partners and anatomical arrangements within the neuronal clock network, especially within the AME, as such knowledge is a prerequisite to understand circadian behavior. The aminergic neurons’ conspicuous vicinity to the PDF neurons suggests synaptic communication among them. Thus, based on former anatomical studies regarding this issue detailed light microscopic studies have been performed. Double immunolabellings, analyses of the spatial relation of pre- and postsynaptic sites of the individual neuron populations with respect to each other and the identification of putative synaptic partners using GRASP reenforce the hypothesis of synaptic interactions within the AME between dopaminergic/ serotonergic neurons and the PDF neurons. To shed light on the synaptic partners I performed first steps in array tomography, as it allows terrific informative analyses of fluorescent signals on an ultrastructural level. Therefore, I tested different ways of sample preparation in order to achieve and optimize fluorescent signals on 100 nm thin tissue sections and I made overlays with electron microscopic images. Furthermore, I made assumptions about synaptic modulations within the neuronal clock network via glial cells. I detected their cell bodies in close vicinity to the AME and PDFcontaining clock neurons. It has already been shown that glial cells modulate the release of PDF from s-LNvs’ terminals within the dorsal brain. On an anatomical level this modulation appears to exist also within the AME, as synaptic contacts that involve PDF-positive dendritic terminals are embedded into glial fibers. Intriguingly, these postsynaptic PDF fibers are often VIIAbstract part of dyadic or even multiple-contact sites in opposite to prolonged presynaptic active zonesimplicating complex neuronal interactions within the AME. To unravel possible mechanisms of such synaptic arrangements, I tried to localize the ABC transporter White. Its presence within glial cells would indicate a recycling mechanism of transmitted amines which allows their fast re-provision. Taken together, synapses accompanied by glial cells appear to be a common arrangement within the AME to regulate circadian behavior. The complexity of mechanisms that contribute in modulation of circadian information is reflected by the complex diversity of synaptic arrangements that involves obviously several types of neuron populations / Endogene Uhren steuern sowohl physiologische als auch verhaltensbedingte Rhythmen bei allen Organismen. In D. melanogaster sind sie nicht nur auf molekularer sondern auch auf anatomischer Ebene bereits gut erforscht. Das neuronale Uhrnetzwerk im Gehirn stellt das Zentrum der Steuerung der rhythmischen Aktivität dar. Eine Uhrneuronengruppe sticht allein schon durch ihre besonderen anatomischen Eigenschaften hervor. Diese Neurone exprimieren das Neuropeptid PDF (pigment dispersing factor), welches zudem besonderen Einfluss auf die Lokomotionsaktivität der Fliege hat. Ein kleines Neuropil am Rande der Medulla, die akzessorische Medulla (AME) ist von besonderem Interesse, da neben seiner intensiven Innervation durch die PDF-Neurone auch Terminale aller anderen Uhrneuronengruppen zu finden sind. Zudem wird sie durch Terminale der Photorezeptoren mit Informatonen über die Lichtverhätnisse versorgt. Die AME erreichen des Weiteren Informationen aus vielen anderen Hirnregionen. Eine Vielzahl von Neuronentypen laufen in ihr zusammen, um sich anschließend wieder in verschiedenste Hirnareale zu verteilen. So wird die AME auch durchzogen von Fasern mit aminergem Inhalt, dessen Rezeptoren wiederum auf den PDF-Neuronen zu finden sind. Die vorliegende Arbeit gibt Aufschluss über vermutliche synaptische Partner und anatomische Anordnungen innerhalb des neuronalen Uhrnetzwerkes, insbesondere innerhalb der AME. Solch Wissen stellt eine Grundvoraussetzung dar, um zirkadianes Verhalten verstehen zu können. Die auffällige Nähe der aminergen Neurone zu den PDF Neuronen lässt eine synaptische Interaktion zwischen ihnen vermuten. Deshalb wurden basierend auf vorangegangen Studien detailiertere Untersuchungen dieser Thematik durchgeführt. So wird die Hypothese über synaptische Interaktionen innerhalb der AME zwischen dopaminergen/ serotonergen Neuronen und den PDF Neuronen bestärkt mittels Doppelimmunofärbungen, gegenüberstellende Analysen über die räumlichen Nähe von prä- und postsynaptischen Stellen der jeweiligen Neuronenpopulationen und durch die Identifikation vermutlicher synaptischer Partner unter Verwendung von GRASP. Zur möglichen Identifikation der synaptischen Partner unternahm ich erste Schritte in der Array Tomographie, welche hochinformative Analysen von fluoreszierenden Signalen auf einem ultrastrukturellen Level ermöglicht. Dazu testete ich verschieden Wege der Gewebepräparation, um Flureszenzsignale zu erhalten bzw. zu optimieren und bildete erste Überlagerungen der Fluoreszenz- und Elektronenmikrskopbilder. Die Auswertung der elektronenmikroskopischen Bilder erlaubten Mutmaßungen über mö- gliche synaptische Modulationen innerhalb des neuronalen Uhrnetzwerkes durch Gliazellen. Ihre Zellkörper fand ich in unmittelbarer Nähe zu den PDF Neuronen. Im dorsalen Hirn wurden neuronale Modulationen an den kleinen PDF Neuronen durch Gliazellen bereits festgestellt. Auf anatomischer Ebene scheint diese Modulation auch innerhalb der AME zu erfolgen, da synaptische Kontakte, welche PDF-positive Dendriten involvieren, von Gliafasern umgeben sind. Interessanterweise sind diese postsynaptischen PDF Fasern dabei oftmals Teil dyadischer oder sogar multipler Kontakte, die sich gegenüber einer ausgedehnten aktiven Zone befinden. Um mögliche Mechanismen solcher synaptischer Anordnungen zu erklären, versuchte ich den ABC Transporter White im Hirn von Drosophila zu lokalisieren. Seine Präsenz in Gliazellen würde auf einen Recyclingmechanismus hindeuten, welcher eine schnelle Wiederbereitstellung des Transmiters ermöglichen würde. Zusammengefasst scheinen Synapsen mit postsynaptischen PDF-Neuronen in Begleitung von Gliazellen, ein gebräuchliches synaptisches Arrangement innerhalb der AME dazustellen. Diese komplexe Diversität der synaptischen Anordnung reflektiert die komplexen Mechanismen, welche der Verarbeitung der zirkadianen Informationen zugrunde liegen

Einleitung: Die im Genom der Schweine integrierten porzinen endogenen Retroviren (PERV) gehören zu den potentiellen humanpathogenen Erregern, die eines der Risiken bei der Xenotransplantation darstellen. Für die Abschätzung des Infektionsrisikos von PERV sind drei Verfahrensweisen von Bedeutung: Erstens die Evaluierung der PERV-Freisetzung aus porzinen Zellen und Geweben; Zweitens die Etablierung eines In vivo-Infektionsmodells und Drittens ein retrospektives Screenen von Patienten. Methoden: Die PERV-Expression in Inselzellen von Schweinen der Deutschen Landrasse wurde in vitro und in vivo evaluiert. Anschließend wurde PERV auf nicht-humanen Primatenzellen passagiert. In einem zweiten Modellversuch wurde murinen Zellen in vitro und SCID-Mäusen in vivo zellfreies PERV appliziert. Schließlich wurden Seren von Patienten analysiert. Ergebnisse: Die untersuchten Inselzellen setzten keine Viruspartikel frei und konnten somit weder humane Zellen noch BALB/c-Mäuse infizieren. Die verwendeten Affenzellen produzierten infektiöses PERV mit geringer Replikation. Weder in den murinen Modellversuchen noch in den untersuchten Patienten wurde eine Übertragung von PERV beobachtet. Schlussfolgerung: Schweine der Deutschen Landrasse könnten als Ausgangsbasis für die Zucht sicherer Schweine für die Xenotransplantation dienen. Da keine Infektion verschiedener muriner Zellen mit PERV beobachtet wurde, muss angenommen werden, dass Publikationen anderer Arbeitsgruppen, die eine PERV-Infektion in SCID-Mäusen diagnostizierten, ein falsch-positives Ergebnis aufgrund von Mikrochimärismus oder aufgrund von Pseudotypisierungen mit murinen endogenen Retroviren wiedergeben. Unsere Befunde werden dadurch erhärtet, dass der Rezeptor für PERV-A auf murinen Zellen nicht exprimiert wird und diese auch in vitro nicht infiziert werden konnten. In Übereinstimmung mit den weltweit etwa 200 behandelten Patienten konnte auch in den beiden neuen Studien keine Übertragung von PERV festgestellt werden. / Objective: Porcine endogenous retroviruses (PERVs) are integrated in the porcine genome and are able to infect human cells in vitro. Therefore, PERVs are one of the possible pathogens which poses a risk for xenotransplantations. In this study three significant methods were used to evaluate the infectious risk of PERV: The release of PERV particles from porcine cells and tissues, the formation of an in vivo infection model and a retrospective screening of patients. Methods: Islet cells from german landrace pigs were co-cultivated with human cells in vitro and were transplanted in BALB/c mice in vivo. Serial passaging experiments were performed with nonhuman primate cells. Murine cells were incubated in vitro and SCID mice in vivo with PERV. Sera of patients who were treated ex vivo with porcine liver cells and who had received islet cells were investigated for antibodies against PERV. Results: No virus release were observed in german landrace islet cells, thus they were neither able to infect human cells nor BALB/c mice. The used nonhuman primate cells released low replicating PERVs. None of the murine cells could be infected by PERV and no provirus integration was observed in different SCID mice organs. PERV-specific antibodies were found in none of the investigated patients. Conclusion: German landrace pigs could be used as a source for breeding safe genetically modified pigs suitable for xenotransplantation. Since there were no detectable PERV infection of different murine cells and SCID mice, it have to be supposed, that previously reported PERV transmissions to SCID mice might be due to microchimerism or to pseudotyping of murine endogenous retroviruses. Our results were confirmed by the fact, that the receptor for PERV-A is not expressed on murine cells and that these cells could not be infected in vitro. The absence of a PERV transmission in the investigated patients, correspond to the results obtained from approximately twohundred treated patients worldwide.

Le retrait de la pâte de ciment est souvent à lorigine de nombreuses fissurations observées<br />dans les structures en béton. Dans le cadre de cette étude nous nous sommes intéressés<br />uniquement à létude du retrait endogène aux jeunes âges, ses effets sur la microstructure, les<br />paramètres qui influencent sa cinétique, lamplitude et lorigine de ce type de retrait.<br />Le retrait endogène, conséquence de la contraction « Le Chatelier », est un phénomène bien<br />connu de lindustrie cimentière. Dans les bétons confectionnés avec un rapport E/C de lordre<br />de 0.5, les effets de ce retrait sont inexistants. Le développement et lutilisation de plus en<br />plus fréquente des bétons à hautes et à très hautes performances posent de nouveaux<br />problèmes sur lapparition et la mesure du retrait endogène.<br />Dans les premier et second chapitres, nous avons examiné la littérature concernant la<br />structuration de la pâte de ciment à différentes étapes, les mécanismes dhydratation, les<br />différents types de retraits, les techniques de mesure associées et les facteurs qui influencent<br />ce dernier.<br />Dans le troisième chapitre, nous avons présenté une méthode que nous avons mise au point.<br />Elle permet de mesurer les variations volumiques dès la fin du gâchage et sur une période de<br />temps allant jusqu'à trois jours. Dans ce mémoire, nous présentons les résultats obtenus à<br />partir dune formulation de mortier à ultra hautes performances (UHP) et des résultats obtenus<br />à partir de pâtes de ciment et de mortiers.<br />Dans le quatrième chapitre, des analyses microstructurales, chimiques, minéralogiques, et<br />physiques sont également présentées. Elles permettent de donner quelques indices sur<br />lorigine du retrait endogène. Parallèlement nous avons présenté des résultats obtenus sur<br />leffet dajout de C3A dans un clinker, leffet de la finesse Blaine et finalement les résultats de<br />létude comparative entre différentes catégories de ciment.