Gefährdete Spezies in Menschenobhut zu reproduzieren und zu erhalten soll dem weltweiten Rückgang zahlreicher Papageienarten entgegenwirken. Der Erfolg solcher Zuchtprogramme wird unter anderem durch begrenzte Kenntnisse über physiologische und pathologische Vorgänge im Fortpflanzungssystem dieser Vogelordnung erschwert. Ziel der vorliegenden Arbeit war die Etablierung aussagekräftiger Parameter zur Einordnung des Reproduktionsstatus von männlichen Papageienvögeln. Dabei wurde ein Probenumfang fixierter, männlicher Reproduktionsorgane acht verschiedener Gattungen mit standardisierten histologischen und immunzytochemischen Methoden untersucht. Im Vordergrund stand die morphologische Beurteilung der untersuchten Gonaden im Bezug auf Fortpflanzungsaktivität und -status. Gleichzeitig sollten die immunzytochemischen Analysen Aufschluss über die beteiligten Hormone und Enzyme geben. Für die Etablierung vogel-spezifischer Marker wurde als Vertreter der Psittaciformes der Wellensittich (Melopsittacus undulatus, n=45) als Modellspezies ausgewählt. 15 verschiedene Antikörper aus der Gruppe der Steroidrezeptoren, steroidogenen Enzyme, Relaxinpeptide und Proliferationsmarker wurden an dieser Art getestet. Anschließend erfolgte der Transfer der erarbeiteten Methodik auf sieben weitere Papageiengattungen (Nymphicus, Eolophus, Cacatua, Psittacus, Amazona, Ara, Cyanopsitta). Anhand der Histologie konnten alle untersuchten Gonaden den drei verschiedenen Reproduktionsstadien aktiv, intermediär und inaktiv zugeordnet werden. Hierbei wurden Kriterien wie die Ausdehnung von Samenkanälchen und Interstitium, Morphologie des Keimepithels, Vorhandensein von Lipofuszin in den Samenkanälchen sowie die Teilungsaktivität von Keimzellen herangezogen. Aktive Hoden zeigen ausgedehnte Tubuli und ein schmales Interstitium, ein Keimepithel mit allen Keimzellstadien, wenig Lipofuszin und eine hohe Teilungsaktivität bei den Keimzellen. Inaktive Hoden hingegen besitzen schmale Tubuli und ein breites Interstitium, ein Keimepithel bestehend aus Sertoli-Zellen und Spermatogonien, Massen an Lipofuszin im Lumen der Samenkanälchen und eine geringe Proliferationsrate der Keimzellen. 14 der 15 getesteten Marker konnten mittels Immunzytochemie erfolgreich am Wellensittich etabliert werden. Hinsichtlich der Einordnung des Reproduktionsstatus war in erster Linie ein Absinken der steroidogenen Enzymaktivität von 3β-Hydroxysteroid-Dehydrogenase (HSD) und 17β-HSD-2 bei sexuell inaktiven gegenüber aktiven und intermediären Tieren zu verzeichnen. Auch der Androgenrezeptor (AR) wurde im Ruhestadium nicht mehr exprimiert. Die übrigen Steroidrezeptoren, steroidogenen Enzyme und Relaxinpeptide zeigten variable zelluläre Verteilungsmuster, die keine klare Aussage zum Fortpflanzungsstatus zuließen. Dennoch konnten anhand der Lokalisation dieser Faktoren in Keimzellen, somatischen Zellen des Hodens und Zellen des Nebenhodenepithels funktionelle Gesichtspunkte geklärt werden. Beispielsweise zeigte die Koexistenz des Östrogenrezeptors ERα und des steroidogenen Enzyms Aromatase in Hoden und Nebenhoden, dass nicht nur androgene Einflüsse in die Steuerung der Gonaden involviert sind. Auch der erstmalige Nachweis von Relaxin, Relaxin-like factor und ihren Rezeptoren in testikulären und epididymalen Zellen deutet darauf hin, dass diese die Funktion der beim Vogel nicht vorhandenen Prostata übernehmen. Zudem ist der Transfer der etablierten immunzytochemischen Methoden auf sieben weitere Papageiengattungen (Nymphicus, Eolophus, Cacatua, Psittacus, Amazona, Ara, Cyanopsitta) gelungen. Auch hier konnten 14 Marker in verschiedenen Zellen von Hoden und Nebenhoden sichtbar gemacht werden. Die teilweise heterogene Verteilung der Marker in verschiedenen Zelltypen war eindeutig spezies-abhängig. Dies hat gezeigt, dass die beim Wellensittich mittels Immunzytochemie erzielten Resultate nur eingeschränkt auf andere Papageienspezies übertragbar sind. Entscheidend für die Beurteilung des Reproduktionsstatus ist daher die individuelle Auswahl der Marker in Abhängigkeit von der untersuchten Spezies. Die Resultate dieser Studie liefern die Grundlage für weitere Forschungsansätze in der Reproduktionsdiagnostik von Papageienvögeln. Zum einen können die etablierten Marker in Analyse-Systemen zum Einsatz kommen, die nicht-invasiv gewonnene Medien (z. B. Faezes) untersuchen und vor allem in Zuchterhaltungsprogrammen bedrohter Arten hilfreich sind. Zum anderen ist die immunzytochemische Untersuchung von Hodenbioptaten pathologisch veränderter Hoden (z. B. Tumoren oder Entzündungen) als eine sinnvolle Ergänzung der Diagnostik von Infertilität bei männlichen Psittaziden anzusehen.

L'insuffisance surrénale primaire (ISP) se caractérise par un déficit en hormones stéroïdiennes lié à un trouble du cortex surrénal qui expose au risque d'insuffisance aiguë et de menace vitale. Actuellement, 80% des formes pédiatriques d'ISP sont d'origine génétique et 5% restent sans étiologie génétique identifiée. Les récentes découvertes de mutations de gènes du stress oxydant ouvrent le champ des recherches d'anomalies génétiques non spécifiques de la glande surrénale. Le séquençage parallèle massif (MPS) autorise aujourd'hui la réalisation de millions de séquences et l'étude simultanée de plusieurs gènes de plusieurs patients ce qui permet d'accélérer le diagnostic. C'est aussi la technique de choix pour la recherche de nouveaux gènes. Cependant, parmi les défis de cette nouvelle technologie, il est possible de citer la gestion de la très grande quantité de données qu'elle génère et le besoin d'une validation rigoureuse préalable à son utilisation à des fins diagnostiques.Le premier objectif du présent travail était d'établir un diagnostic génétique dans une cohorte de patients atteints d'ISP et de rechercher de nouveaux gènes. L'étude des génotypes et des phénotypes permet de comprendre les mécanismes physiopathologiques pour les engager dans le traitement et le conseil génétique.Le second objectif était le développement de méthodes bio-informatiques et d'inférence statistique pour faciliter le transfert du séquençage classique (Sanger) vers la technique MPS. Ce développement comprend l'analyse graphique de la qualité du séquençage, l'ajustement de modèles log-linéaires pour comparer les propriétés de différents « pipelines », et l'ajustement de modèles additifs généralisés pour estimer les contributions des sources d'erreurs de séquençage. Les analyses statistiques ont considéré chaque paire de bases comme unité statistique et chaque patient comme étude indépendante, ce qui confère à l'analyse simultanée de tous les patients le caractère d'une méta-analyse / Primary adrenal insufficiency (PAI) is characterized by an impaired production of steroid hormones due to an adrenal cortex defect. This condition exposes to the risk of acute insufficiency which may be life-threatening. Today, 80% of pediatric forms of PAI have a genetic origin but 5% have no clear genetic support. Recently discovered mutations in genes relative to the oxidative stress have opened the way to research works on genes unrelated to the adrenal gland. Massive Parallel Sequencing (MPS) is now able to perform millions of sequences and study simultaneously several genes in several patients, which accelerates the diagnosis. Above all, MPS is the preferred technique for new gene discoveries. However, among the challenges of this new technology one may cite the management of the huge amount of data MPS generates and the need for a strict validation process before the use of MPS for diagnosis purposes.The first objective of the present work was to establish a genetic diagnosis in a cohort of patients with PAI and search for new genes. Study the genotypes and phenotypes allows a better understanding of the physiopathological mechanisms of PAI and offering appropriate care for the patients and counseling for families. The second objective was the development of bioinformatic and statistical inference methods to help shifting from the classical Sanger sequencing to MPS. This shift involves a graphical analysis of the quality of sequencing, an adjustment of log-linear models to allow comparing the properties of different pipelines, an adjustment of the generalized additive models to allow estimating the contributions of various sources of sequencing errors. The statistical methods have considered each DNA base-pair as a statistical unit and each patient as a separate study which confers the simultaneous study of all patients the status of a meta-analysis

Gefährdete Spezies in Menschenobhut zu reproduzieren und zu erhalten soll dem weltweiten Rückgang zahlreicher Papageienarten entgegenwirken. Der Erfolg solcher Zuchtprogramme wird unter anderem durch begrenzte Kenntnisse über physiologische und pathologische Vorgänge im Fortpflanzungssystem dieser Vogelordnung erschwert. Ziel der vorliegenden Arbeit war die Etablierung aussagekräftiger Parameter zur Einordnung des Reproduktionsstatus von männlichen Papageienvögeln. Dabei wurde ein Probenumfang fixierter, männlicher Reproduktionsorgane acht verschiedener Gattungen mit standardisierten histologischen und immunzytochemischen Methoden untersucht. Im Vordergrund stand die morphologische Beurteilung der untersuchten Gonaden im Bezug auf Fortpflanzungsaktivität und -status. Gleichzeitig sollten die immunzytochemischen Analysen Aufschluss über die beteiligten Hormone und Enzyme geben. Für die Etablierung vogel-spezifischer Marker wurde als Vertreter der Psittaciformes der Wellensittich (Melopsittacus undulatus, n=45) als Modellspezies ausgewählt. 15 verschiedene Antikörper aus der Gruppe der Steroidrezeptoren, steroidogenen Enzyme, Relaxinpeptide und Proliferationsmarker wurden an dieser Art getestet. Anschließend erfolgte der Transfer der erarbeiteten Methodik auf sieben weitere Papageiengattungen (Nymphicus, Eolophus, Cacatua, Psittacus, Amazona, Ara, Cyanopsitta). Anhand der Histologie konnten alle untersuchten Gonaden den drei verschiedenen Reproduktionsstadien aktiv, intermediär und inaktiv zugeordnet werden. Hierbei wurden Kriterien wie die Ausdehnung von Samenkanälchen und Interstitium, Morphologie des Keimepithels, Vorhandensein von Lipofuszin in den Samenkanälchen sowie die Teilungsaktivität von Keimzellen herangezogen. Aktive Hoden zeigen ausgedehnte Tubuli und ein schmales Interstitium, ein Keimepithel mit allen Keimzellstadien, wenig Lipofuszin und eine hohe Teilungsaktivität bei den Keimzellen. Inaktive Hoden hingegen besitzen schmale Tubuli und ein breites Interstitium, ein Keimepithel bestehend aus Sertoli-Zellen und Spermatogonien, Massen an Lipofuszin im Lumen der Samenkanälchen und eine geringe Proliferationsrate der Keimzellen. 14 der 15 getesteten Marker konnten mittels Immunzytochemie erfolgreich am Wellensittich etabliert werden. Hinsichtlich der Einordnung des Reproduktionsstatus war in erster Linie ein Absinken der steroidogenen Enzymaktivität von 3β-Hydroxysteroid-Dehydrogenase (HSD) und 17β-HSD-2 bei sexuell inaktiven gegenüber aktiven und intermediären Tieren zu verzeichnen. Auch der Androgenrezeptor (AR) wurde im Ruhestadium nicht mehr exprimiert. Die übrigen Steroidrezeptoren, steroidogenen Enzyme und Relaxinpeptide zeigten variable zelluläre Verteilungsmuster, die keine klare Aussage zum Fortpflanzungsstatus zuließen. Dennoch konnten anhand der Lokalisation dieser Faktoren in Keimzellen, somatischen Zellen des Hodens und Zellen des Nebenhodenepithels funktionelle Gesichtspunkte geklärt werden. Beispielsweise zeigte die Koexistenz des Östrogenrezeptors ERα und des steroidogenen Enzyms Aromatase in Hoden und Nebenhoden, dass nicht nur androgene Einflüsse in die Steuerung der Gonaden involviert sind. Auch der erstmalige Nachweis von Relaxin, Relaxin-like factor und ihren Rezeptoren in testikulären und epididymalen Zellen deutet darauf hin, dass diese die Funktion der beim Vogel nicht vorhandenen Prostata übernehmen. Zudem ist der Transfer der etablierten immunzytochemischen Methoden auf sieben weitere Papageiengattungen (Nymphicus, Eolophus, Cacatua, Psittacus, Amazona, Ara, Cyanopsitta) gelungen. Auch hier konnten 14 Marker in verschiedenen Zellen von Hoden und Nebenhoden sichtbar gemacht werden. Die teilweise heterogene Verteilung der Marker in verschiedenen Zelltypen war eindeutig spezies-abhängig. Dies hat gezeigt, dass die beim Wellensittich mittels Immunzytochemie erzielten Resultate nur eingeschränkt auf andere Papageienspezies übertragbar sind. Entscheidend für die Beurteilung des Reproduktionsstatus ist daher die individuelle Auswahl der Marker in Abhängigkeit von der untersuchten Spezies. Die Resultate dieser Studie liefern die Grundlage für weitere Forschungsansätze in der Reproduktionsdiagnostik von Papageienvögeln. Zum einen können die etablierten Marker in Analyse-Systemen zum Einsatz kommen, die nicht-invasiv gewonnene Medien (z. B. Faezes) untersuchen und vor allem in Zuchterhaltungsprogrammen bedrohter Arten hilfreich sind. Zum anderen ist die immunzytochemische Untersuchung von Hodenbioptaten pathologisch veränderter Hoden (z. B. Tumoren oder Entzündungen) als eine sinnvolle Ergänzung der Diagnostik von Infertilität bei männlichen Psittaziden anzusehen.