In dieser Arbeit wurde die Tauglichkeit des Excimer-Lasers zur Präparation von Spendertransplantaten für die posteriore lamelläre Keratoplastik ex vivo untersucht. Von besonderem Interesse war daher der Effekt des Lasers auf die stromale Oberflächenbeschaffenheit und das Endothel des Transplantates. Material und Methoden: Zur Untersuchung wurden frisch enukleierte Schweinebulbi zunächst vor und nach einer Epithelabrasio mittel OLCR pachymetrisch vermessen. Die Korneae der Bulbi wurden dann unter standardisierten Bedingungen einer Excimer-Laserablation unterzogen und nach erneuter pachymetrischer Vermessung einer der Untersuchungsgruppen zugeordnet. Nach Präparation eines Hornhautlentikels, wie für eine posteriore lamelläre Transplantation erfolgte für 63 Präparate eine Alizarinrot-Trypanblau-Doppelfärbung, für 10 Präparate eine Inkubation für 48 Std. in Kulturmedium, um danach einen Spätschaden beurteilen zu können, für 12 Präparate eine Fixation für die histologische bzw. für 6 Präparate ein Fixation für die rasterelektronenmikroskopische Untersuchung. Ergebnisse: Die Beurteilung der Endothelvitalität ergab, dass der Schaden der gelaserten Lentikel der Restdicken 50 bis 400 µm (n = 54) mit im Mittel 7,1% untereinander nicht signifikant unterschiedlich war (p > 0,05). Bei bis zur Perforation behandelten Lentikeln wurde das Signifikanzniveau mit im Mittel 62,8 % Schaden (p < 0,05) allerdings erreicht, da eine erhebliche Endothelschädigung zu finden war. Die Endothelvitalität der Restdicken 50 bis 400 µm war am Präparat zentral und peripher gleichermaßen gegeben (p > 0,05). Das Signifikanzniveau mit p < 0,05 wurde erreicht beim Vergleich der gelaserten Lentikel (7,1% Schaden) mit der unbehandelten Kontrollgruppe (0,6% Schaden). Ebenfalls bei der Beurteilung des Spätschadens der Endothelvitalität zeigte sich ein signifikanter Unterschied zwischen der Kontroll- und der Lasergruppe (p < 0,05). Allerdings war der Spätschaden der Lasergruppe im Vergleich mit dem Sofortschaden der Lasergruppe nicht signifikant größer (p > 0,05). Es zeigten sich keine histologischen Unterschiede zwischen den Hornhautlentikeln die mittels Excimer-Laser-Ablation präpariert worden waren und den nichtbehandelten Kontrollhornhäuten Die Oberflächenbeschaffenheit des Stromas stellte sich im Rasterelektronenmikroskop unabhängig von der Tiefe der Laserablation einheitlich dar. Diskussion: Die Laser-Präparation könnte im Vergleich zu den herkömmlich Methoden eine weitere, ggf. schonendere Möglichkeit darstellen, Präparate für eine posteriore lamelläre Keratoplastik herzustellen. Die Vorteile eines solchen Vorgehens lägen in einer besonders präzisen/kontrollierten Präparationstechnik, die eine exakte Wahl der Spenderlentikeldicke ermöglichen würde. Die Ergebnisse belegen die Möglichkeit mit dem Laser saubere, kontrollierte Ablationen bis 8,75 mm Durchmesser ohne in der Histologie oder Oberflächenbeschaffenheit nachweisbaren Schaden durchzuführen, so dass aus diesen 8 mm große lamelläre Transplantate für eine posteriore lamelläre Keratoplastik trepaniert werden können. Selbst bei einer Restdicke deutlich unter 100 µm blieben dabei Schäden aus. Auch die Endothelvitalität nach Laserablation war von der Ablationstiefe unabhängig und lag mit 7,1 % noch in einem akzeptablen Bereich. / In this work the suitability of the excimer laser for the preparation of donor grafts for posterior lamellar keratoplasty ex vivo was investigated. Of particular interest was therefore the effect of the laser on the stromal surface condition and the endothelium of the graft. Material and methods: To examine freshly enucleated porcine corneas were first measured before and after a abrasio of the epithelium by OLCR pachymetry. The cornea of the eyeballs were then ablated with the excimer-laser under standard conditions and assigned one of the study groups. After preparation of a corneal graft for 63 grafts followed preparation with alizarinred trypanblue double staining; for 10 specimens, incubation for 48 h in culture medium in order to then assess a late injury; for 12 grafts a fixation for histological examination and for 6 grafts preparations for scanning electron microscopy study. Results: The results show that the damage of endothelium of the lasered lenticule with a thicknesses between 50 to 400 µm (n = 54) was an average of 7.1% . This was not significantly different (p> 0.05). With preparation up to perforation the significance level with an average of 62.8% cell loss (p <0.05) was reached. The vitality of the endothelium between 50 to 400 µm was centrally and peripherally not significant different (p> 0.05). The significance level of p <0.05 was achieved when comparing the lasered lenticule (7.1% damage) to the untreated control group (0.6% damage). Also, when assessing the damage after 48h there was a significant difference between the control and the laser group (p <0.05). However, the "late" loss of the laser group compared with the immediate damage of the laser group was not significantly greater (p> 0.05). There were no histological differences between the corneae which had been prepared by excimer laser ablation and non-treated control corneas, the surface texture of the stroma appeared equally in the scanning regardless of the depth of laser ablation. Discussion: The laser-dissection could be, compared to the conventional methods, another, more gentle way to make preparations for posterior lamellar keratoplasty. The advantages of such an approach would be in a particularly accurate / controlled preparation technique that would allow an exact choice of corneal graft thickness. The results show the possibility of using the laser for clean, controlled ablation up to 8.75 mm in diameter without alterations in the histology and surface characteristics, so that these are trepanned as lamellar grafst for posterior lamellar keratoplasty. Even with a residual thickness below 100 microns there was nodamage. The vitality of endothelium after laser ablation was independent of the ablation depth and at 7.1% still in an acceptable range.

Eine intakte Endothelbarriere ist eine unabdingbare Voraussetzung für die uneingeschränkte Funktion sämtlicher Organe. Wird die Barrierefunktion durch entzündliche Prozesse gestört, so kommt es zum Austritt von Gefäßflüssigkeit ins Interstitium. Dies resultiert in Organversagen und ist Mitverursacher der hohen Sterblichkeit bei systemischen Entzündungsreaktionen und Sepsis. Vorangehende Untersuchungen haben bereits wichtige Mechanismen aufgedeckt, die zum Barriereverlust führen (Schlegel et al., 2009). In dieser Studie wurde untersucht, ob die Aktivierung des Transkriptionsfaktors NF ĸB für den LPS-induzierten Zusammenbruch der Endothelbarriere von Bedeutung ist. In der vorliegenden Arbeit wurde gezeigt, dass die Einwirkung von LPS in zwei verschiedenen Endothelzelllinien, den makrovaskulären PSEC sowie den mikrovaskulären HDMEC, zu einer signifikanten Aktivierung von NF ĸB führte. Dies wurde sowohl mittels Kernextraktionsversuchen als auch durch Immunfluoreszenzfärbungen nachgewiesen. Messungen des TER zeigten eine Abnahme des endothelialen Widerstands und folglich der Barrierefunktion nach Applikation von LPS, gefolgt von einer spontanen Regeneration der Barriere nach einer Inkubationszeit von 24 h. Eine Erhöhung des intrazellulären cAMP Spiegels durch Applikation von Forskolin/Rolipram verhinderte zwar die LPS induzierte Bildung interzellulärer Lücken, nicht jedoch die Aktivierung des Transkriptionsfaktors NF ĸB. Vielmehr verstärkte eine cAMP Erhöhung sogar eine NF ĸB Aktivierung in HDMEC nach 4 h, ohne die Morphologie der Endothelzelljunktionen zu schädigen. Der selektive NF ĸB Inhibitor NBD Peptid vermochte im Gegensatz dazu die LPS induzierte NF ĸB Aktivierung deutlich zu hemmen, verhinderte allerdings weder die interzelluläre Lückenbildung noch den Abfall des TER durch LPS. Im Gegenteil – da unter Einwirkung von NBD Peptid die spontane Regeneration des TER nach LPS Applikation ausblieb, schienen barrierekompromittierende Effekte von LPS durch Hemmung der NF ĸB Aktivierung mittels NBD-Peptid sogar verstärkt zu werden. In Übereinstimmung mit diesen Ergebnissen hemmte auch die Repression von NF ĸB p65 durch eine spezifische p65 siRNA den LPS induzierten Zusammenbruch der Endothelbarriere nicht. Weitere NF ĸB abhängige Proteine wie VASP und Caveolin 1, deren Beteiligung am Pathomechanismus von anderen Arbeitsgruppen vorgeschlagen wurde, blieben in unseren Experimenten unter LPS Exposition unverändert. Zusammenfassend scheint die NF ĸB Aktivierung initial nicht entscheidend am LPS induzierten Zusammenbruch der Endothelbarriere beteiligt zu sein. Unsere Ergebnisse legen vielmehr nahe, dass die Aktivierung des Transkriptionsfaktors möglicherweise Teil eines „Rescue“ Mechanismus sein könnte. / An intact endothelial barrier is indispensable for the functioning of all organs. Inflammatory processes like sepsis lead to increased endothelial permability, causing edema which often result in organ failure. Previous studies uncovered important mechanisms leading to endothelial barrier breakdown (Schlegel et al., 2009). This study analyses if activation of NF ĸB is involved in LPS-induced damage to intercellular junctions. It is demonstrated that LPS leads to activation of NF ĸB in two different endothelial cell lines, PSEC and HDMEC, shown by nuclear extraction and immunofluorescence experiments. Measurements of TER visualise reduction of endothelial resistance and thus integrity of the endothelial barrier after application of LPS, followed by spontaneous regeneration after 24 hours. Increase of intracellular cAMP levels by application of Forskolin/Rolipram prevented LPS-induced intercellular gap formation, while activation of NF ĸB was not affected. Rather, increased cAMP levels intensified activation of NF ĸB in HDMEC after 4 h, without damaging morphology of endothelial cell junctions. The selective NF ĸB-inhibitor NBD-peptide prevented LPS-induced NF ĸB activation but not intercellular gap formation and reduction of TER. Because NBD-peptide blocked spontaneous regeneration of TER after LPS application, barrier compromising effects of LPS appeared to be intensified by inhibition of NF ĸB activation. In accordance with these results repression of NF ĸB p65 by siRNA did not prevent LPS-induced barrier breakdown. Other NF ĸB-dependent proteins like VASP and Caveolin-1, both suggested to be involved in the pathomechanism, remained unaffected. In summary, NF ĸB activation appears not to be initially involved in LPS-induced endothelial barrier breakdown. The results of this study suggest activation of NF ĸB might be part of a “rescue” mechanism.

Die vorliegende Studie befasst sich mit der medikamentösen Langzeittherapie der Endotheldysfunktion im Rahmen der klinisch manifesten Herzinsuffizienz nach Myokardinfarkt mit dem sGC-Aktivator Ataciguat. Im Rahmen der chronischen Herzinsuffizienz nach abgelaufenem Myokardinfarkt kommt es als Folge der eingeschränkten linksventrikulären Funktion und der verminderten Schubspannung am Gefäßendothel zur Endotheldysfunktion. Die Vasodynamik gerät aus dem Gleichgewicht und führt zur erniedrigten Bioverfügbarkeit von NO, zur verminderten Expression des NO-synthetisierenden Enzyms (eNOS) und zur Entkopplung der eNOS. Dieses als „eNOS-uncoupling“ bekannte Phänomen führt zur vermehrten Bildung von reaktiven Sauerstoffradikalen, welche den oxidativen Stress auf das beschädigte Endothel erhöhen. Die reaktiven Sauerstoffradikale oxidieren zusätzlich in den glatten Muskelzellen die lösliche Guanylatzyklase und reduzieren somit die Vasodilatation. Verschiedene neurohumerale Systeme beeinflussen das Gleichgewicht zwischen vasodilatativen und vasokonstriktiven Substanzen am Endothel und somit die Endothelfunktion. Diese neurohumeralen Systeme spielen wichtige Rollen in der aktuellen medikamentösen Therapie der chronischen Herzinsuffizienz und bieten zahlreiche verschiedene Therapieoptionen. Ein relativ neuartiger Therapieansatz beinhaltet die medikamentöse Therapie mit sogenannten sGC-Aktivatoren, einer Wirkstoffklasse, die durch direkte Interaktion mit der löslichen Guanylatzyklase sowohl die Bildung von Sauerstoffradikalen verringert, als auch die NO-Sensibilität am Gefäßendothel verbessert. Hierzu gehört auch das in dieser Studie untersuchte Ataciguat. Neben den direkten, „endothel-abhängigen“ Effekten am Gefäßendothel beeinflußt Ataciguat über die sogenannten „endothel-unabhängigen Effekte“ die Funktion der Blutplättchen, welche im Rahmen der Herzinsuffizienz durch die verminderte Bioverfügbarkeit von NO eine vermehrte Aktivierung und Adhäsion erfahren. Die Folge sind erhöhte Risiken für thrombembolische Ereignisse und die Formation artherosklerotischer Läsionen. Ataciguat vermindert diese Risiken. Mit den Ergebnissen dieser Studie konnten sowohl die endothel-abhängigen als auch die endothel-unabhängigen Effekte der medikamentösen Langzeittherapie mit Ataciguat im experimentellen Modell der chronischen Herzinsuffizienz nach Myokardinfarkt bestätigt werden. / Chronic pharmacologic sGC-activation with Ataciguat in an experimental setting of congestive heart failure (CHF) after myocardial infarction (MI) improves vascular function and reduces platelet activation. Direct sGC-activation shows both endothelium-dependend and endothelium-independend effects by normalising endothelial function, improving NO-sensitivity and lowering platelet activation

Universiẗat, Diss., 2006--Frankfurt (Main).

Würzburg, Univ., Diss., 2009 / Erscheinungsjahr an der Haupttitelstelle: 2008

Ulm, Univ., Diss., 2001.

Tübingen, Univ., Diss., 2005.

Ulm, Univ. Diss., 2005.

University, Diss., 2008--Frankfurt (Main). / Dt. Übers. des Hauptsacht.: Rolle von endothelialen Cytochrom-P450-Epoxygenasen in der Regulation der Angiogenese.

Würzburg, Univ., Diss., 2005. / Erscheinungsjahr an der Haupttitelstelle: 2004