Der implantierbare Kardioverter-Defibrillator gehört zu der Behandlung von herzinsuffizienten Patienten. In dieser Arbeit wird eine Risikostratifizierung anhand der vorliegenden Grunderkrankung analysiert. Untersucht wurden 330 konsekutive Patienten mit ischämischer oder nicht-ischämischer dilatativer Kardiomyopathie, die zwischen 2009 und 2011 einen ICD erhalten haben. Im Rahmen des Follow-up von 19 ± 9 Monaten erlitten 29 % der Patienten adäquate ICD-Therapien. Als signifikante Risikofaktoren für adäquate Therapien waren die sekundärprophylaktische Implantation bei ICM-Patienten und die Präsenz von Vorhofflimmern bei DCM-Patienten zu beobachten. Die leitliniengerechte CRT-Implantation zeigte eine prophylaktische Wirkung bei ICM-Patienten.

Einleitung: Die anale Inkontinenz ist ein häufiges, gravierendes Leiden mit einer Prävalenz zwischen 0,3% bis 1,5% für die Gesamtbevölkerung, wobei die zusätzliche Dunkelziffer sehr hoch geschätzt wird. Biofeedback stellt ein Hilfssystem dar, welches biologische Reaktionen außerhalb des Körpers widerspiegelt und somit lehrt physiologische, unbewusste Körperfunktionen willentlich zu kontrollieren. Biofeedback dient bei der analen Inkontinenz zur besseren Wahrnehmung von Dehnungsreizen im Rektum und stärkt die Sphinktermuskulatur. Patienten und Methoden: In der vorliegenden Arbeit wurden retrospektiv die Krankengeschichten aller Patienten der Chirurgischen Klinik der Universität Würzburg untersucht, bei denen in den Jahren 1993 bis 2003 eine Biofeedback-Therapie bei analer Inkontinenz eingeleitet wurde. Hauptaugenmerk lag dabei auf den prä- und posttherapeutischen Untersuchungsergebnissen der Durchzugsmanometrie und des Kontinenzscores sowie auf der Messung der aktuellen - mit speziellen Fragebögen (GLQI, FIQL) erhobenen - Lebensqualität. Ergebnisse: Die Datenauswertung ergab für die 78 Patienten eine Geschlechtsverteilung von 73% Frauen und 27% Männer. Das durchschnittliche Alter lag bei 49 Jahren, die stärkste Gruppe bildeten die 40- bis 59-Jährigen mit 37%. Die durchschnittliche Therapiedauer betrug 8,5 Monate. Die Indikationen für das Biofeedback-Training waren bei 77% der Betroffenen eine idiopathische Inkontinenz und bei 23% eine postoperative Inkontinenz. Die Erwachsenen wurden mit einem mittleren BMI-Wert von 27 als übergewichtig eingestuft. Die Zunahme des Kontinenzscores von durchschnittlich 21,5 Punkten auf 26,6 Punkte (Grob- zu Feinverschmutzung) war mit p<0,05 signifikant. Bei der Manometrie-Untersuchung fielen prä- und posttherapeutisch keine signifikanten Verbesserungen auf. Die posttherapeutische Lebensqualität der Patienten wies lediglich befriedigende Ergebnisse (GLQI: 98,3 von 144 Punkten) auf. Die Betroffenen waren mit dem Ergebnis des Trainings nur mäßig zufrieden. Schlussfolgerung: Die häufigste Indikation für ein mehrmonatiges Biofeedback-Training stellt die idiopathische Form der Stuhlinkontinenz dar. Betroffen sind vor allem Frauen zwischen dem 40. und 80. Lebensjahr, ursächlich werden Geburtstraumata diskutiert. Das signifikante Ansteigen der Werte der Kontinenzscores spiegelt die subjektiv empfundene Verbesserung der Beschwerden der Betroffenen wider. Gleichbleibende Manometriedaten bedeuten keine posttherapeutische Änderung der objektiv messbaren Parameter. Die Lebensqualität wird durch Biofeedback kaum positiv beeinflusst und korreliert damit nicht mit den steigenden Kontinenzscores. Persönliche Einstellung und Motivation der Patienten sind wichtige Faktoren, die zum Erfolg dieser Therapieform beitragen. Kinder stellen eine positive Ausnahme dar, sie profitieren durchweg vom Biofeedback-Training. / Background: Fecal incontinence is a frequent, serious disease with prevalence between 0.3 and 1.5% and the additional estimated number of unknown cases is supposed to be high. Biofeedback represents an aid to reflect biological reactions outside the body and teaches to control unconscious body functions deliberately. Biofeedback therapy of fecal incontinence improves the perception of rectal distension and boosts the anal sphincter. Study design: Those patients (n=78) receiving a biofeedback therapy at the surgical outpatient clinic of the university of Würzburg between 1993 and 2003 were studied retrospectively. The special attention was given to the symptom questionnaire to determine continence score and anal manometry before and after the treatment. Quality of life was assessed with validated questionnaires (GLQI, FIQL). Results: The study concluded 78 patients with 73% women and 27% men. The average age was 49 years, the major group formed the 40- until 59-years old with 37%. The average duration of therapy was 8.5 months. The indications for biofeedback therapy were in 77% idiopathic incontinence and in 23% postoperative incontinence. The average BMI of 27 classified adults to have overweight. The increase of the continence score (21.5 points: high soiling up to 26.6 points: low soiling) was significant, while the anal manometry showed no significant improvements. Quality of life reached just satisfactory results. The patients were only moderate pleased with the results. Conclusions: The most frequent indication for biofeedback therapy represents the idiopathic form of incontinence. The persons concerned are above all women between 40 and 80 years old, causally discussed are traumata of birth. The significant increase of the continence score reflects the subjectively felt relief of complaints of the patients. Manometry results staying the same after the treatment mean no change of the objective measurable parameters. Quality of life isn’t really positive influenced by biofeedback and doesn’t walk along with the increasing continence score. The personal attitude and motivation of the patients are important factors contributing to the success of this therapy. Children reflect a positive exception, they always profit from biofeedback therapy.

In einer Beobachtungsstudie an 20 Patienten mit fokal sklerosierender und membranöser Glomerulonephritis wurde der Effekt einer Therapie mit ACE- Hemmer, Methylprednisolon und Ciclosporin A über einen Zeitraum von bis zu 10 Jahren verfolgt. Die Effektivität der genannten Therapie ist in der Literatur gut dokumentiert. Die Studie beobachtet folgende neue, bislang nicht beschriebene Ergebnisse: 1. Das Ausmaß der Proteinurie beim nephrotischen Syndrom unterliegt einem 28-Tage-Zyklus. Als Arbeitshypothese nehmen wir zyklische Schwankungen in der Aktivität des Immunsystems an. 2. Die bislang gängige Praxis, das nephrotische Syndrom ein halbes Jahr lang oder allenfalls bis zur ersten Abnahme der Proteinurie zu therapieren bedarf einer Korrektur. Erst wenn die Periodizität der Proteinurie sistiert, kann die Therapie ausgeschlichen werden, ohne ein Rezidiv befürchten zu müssen. Auf jeden Fall muss wesentlich länger therapiert werden als gegenwärtig in der Literatur berichtet. 3. Vor allem Patienten der Kategorie mit sehr langem Intervall zwischen Erstmanifestation und Therapiebeginn bedürfen einer möglicherweise lebenslangen Therapie um kein Endstage Renal Failure zu erleiden. 4. Das bislang gültige therapeutische Fenster der Ciclosporin-A-Therapie von 80 – 120 ng/ml Talspiegel kann bei gutem Ansprechen auf 60 – 80 ng/ml reduziert werden ohne hohes Rezidivrisiko. / 20 patients with focal segmental glomerulosclerosis (FSGS) and membranous nephropathy (mGN) are examined in a clinical trial, concerning the effect of a combined therapy with ACE inhibitor, prednisolone and cyclosporine A in a period of 10 years. The efficiency of this therapy is well documented in literature. The trial recognizes the following yet unknown facts: 1. The level of proteinuria in nephrotic syndrome describes a 28 days cycle. We suppose a connection to the cyclic change of the immune system. 2. The common therapy of the nephrotic syndrome lasting a half year needs a change. The immunsuppressive therapy may only be reduced after the suspending of the cycles of the proteinuria, without risking a relapse. 3. A long period between the first symptoms and the beginning of the therapy is a bad prediction. 4. The common blood level of cyclosporine A of 80 - 120 ng/ml may be reduced to 60 - 80 ng/ml without risking a higher relapse rate.

Bispecific T cell engager (BiTE) display a novel design among the class of bispecific antibodies and hold great promise to fight diverse cancers. BiTE molecules consist of two different binding entities derived from two human IgG antibodies connected by a short peptide linker. Their binding arms are directed against the CD3e chain of the T cell receptor on T cells and against an antigen that is specific for (e.g., CD19 for lymphoma in MT103) or over-expressed on (e.g., EpCAM for epithelial cancer in MT110) tumor cells. Without requirement for pre- or co-stimulation, BiTE molecules efficiently redirect CD3+ T cells towards tumor cells expressing the relevant target antigen. Only a BiTE molecule simultaneously bound to both tumor cell and T cell activates the T cell to exert its cytolytic function resulting in tumor cell death. In T cells stimulated with both BiTE and target cells, elevated levels of caspase activation and increased expression of cytotoxic and signaling proteins are observed. These include cytolytic proteins granzyme B and perforin, activation markers CD69 and CD25 and adhesion molecules CD2 and LFA-1. Activated T cells secrete the usual mix of cytokines, among them pro-inflammatory cytokines IFN-g and TNF-a. The membrane of tumor cells expressing the relevant target antigen is perforated during the attack of BiTE-stimulated effector cells as can be concluded from adenylate kinase release from the cytosol of tumor cells. Ca2+-chelator EGTA completely blocked BiTE-mediated activation of caspases and tumor cell lysis. As perforin is strictly Ca2+-dependent, a major role for this pore-forming protein is assumed for the elimination of tumor cells via BiTE-stimulated T cells. Granzyme B and caspases are main players in BiTE-mediated elimination of tumor cells. Inhibitors of granzyme B or caspases reduce or block, respectively the activation of caspases. However, other signals of apoptosis (cleavage of PARP and fragmentation of DNA) were only reduced by granzyme B inhibitor or caspase inhibitor. Most interestingly, the lytic capacity of BiTE molecules was not impaired by granzyme B inhibitor or caspase inhibitor. It seems that there is no requirement for granzyme B and caspases to be present simultaneously. Instead the data presented provide evidence that they can be replaced one at a time by related proteins. Pre-incubation of effector cells with the glucocorticoids dexamethasone or methylprednisolone resulted in markedly decreased secretion of cytokines by T cells yet only a small reduction in the expression of activation markers and adhesion molecules on T cells and specific lysis of tumor cells upon BiTE stimulation. Soluble factors secreted in an undirected manner by BiTE-stimulated T cells do not mediate tumor cell death by themselves. Bystander cells negative for the antigen that is recognized by the BiTE molecule will not be compromised by BiTE activity. The cytokine TGF-b reduced proliferation as well as granzyme B and perforin expression of BiTE-stimulated T cells. Redirected lysis by BiTE-activated T cells was also decreased under the influence of TGF-b, however lysis was still performed at a reasonable rate (72 % of target cells). TGF-b does not exert a deleterious effect on lytic potential of BiTE-stimulated T cells. The minimal anticipated biological effect level for the BiTE MT110 was determined for the entry of MT110 into phase I clinical studies. Experiments analyzing redirected lysis of tumor cells, expression of activation marker CD25 and cytokine release by T cells revealed a MABEL value of 50 pg/ml for MT110. / Bispecific T cell engager stellen mit ihrem neuartigen Design eine eigene Gruppe unter den bispezifischen Antikörpern dar und zeigen sich vielversprechend im Kampf gegen unter-schiedliche Krebsarten. BiTE Moleküle bestehen aus zwei unterschiedlichen Bindungsstellen, die von zwei humanen IgG Antikörpern abgeleitet sind und durch einen kurzen Peptidlinker verbunden sind. Die Bindungsstellen sind gerichtet gegen die CD3e Kette des T-Zell-Rezeptors auf T-Zellen und gegen ein Antigen, das auf den Tumorzellen ausschließlich (CD19 bei Lymphomen in MT103) oder in erhöhtem Maße (EpCAM bei epithelialem Krebs in MT110) exprimiert wird. BiTE Moleküle richten CD3+ T-Zellen gegen Tumorzellen, die das relevante Zielantigen präsentieren. Dabei sind sie nicht auf Vor- oder Kostimulation angewiesen. Nur wenn das BiTE Molekül gleichzeitig an Tumorzelle und T-Zelle gebunden ist, aktiviert es die T-Zelle zytolytisch zu wirken und die Tumorzelle zu töten. T-Zellen, die mit BiTE und zugleich Targetzellen stimuliert wurden, zeigen erhöhte Raten von Caspaseaktivierung und vermehrte Expression von zytotoxischen und Signalproteinen. Diese beinhalten die zytolytischen Proteine Granzyme B und Perforin, die Aktivierungs-marker CD69 und CD25 und die Adhäsionsmoleküle CD2 und LFA-1. Aktivierte T-Zellen sezernieren die übliche Mischung an Zytokinen, darunter die pro-inflammatorischen Zytokine IFN-g und TNF-a. Die Freisetzung von Adenylatkinase aus dem Zytosol von Tumorzellen lässt darauf schließen, dass die Membran von Tumorzellen, die das relevante Zielantigen exprimieren, während dem Angriff von BiTE-stimulierten Effektorzellen durchlöchert wird. Der Ca2+ Chelator EGTA verhinderte die BiTE-vermittelte Aktivierung von Caspasen und Lyse von Tumorzellen vollständig. Da Perforin in Abhängigkeit von Ca2+ wirkt, wird für dieses porenbildende Protein eine entscheidende Rolle in der Beseitigung von Tumorzellen mittels BiTE-stimulierter T-Zellen angenommen. Granzyme B und Caspasen sind die Hauptakteure in der BiTE-vermittelten Beseitigung von Tumorzellen. Inhibitoren von Granzyme B oder den Caspasen vermindern bzw. hemmen die Aktivierung von Caspasen. Andere Apoptosesignale (PARP-Spaltung und DNA-Fragmentierung) werden von Granzyme B- oder Caspase-Inhibitoren jedoch lediglich reduziert. Bemerkenswerterweise wurde die lytische Kapazität von BiTE Molekülen durch einen Granzyme B- oder Caspase-Inhibitor nicht beeinträchtigt. Es scheint, dass keine Notwendigkeit für die gleichzeitige Anwesenheit von Granzyme B und Caspasen besteht. Stattdessen erbringen die vorgestellten Ergebnisse einen Hinweis dafür, dass diese Proteine jeweils einzeln durch verwandte Proteine ersetzt werden können. Präinkubation von Effektorzellen mit den Glucocorticoiden Dexamethason oder Methylpred-nisolon bewirkte eine deutlich verminderte Zytokinsekretion von T-Zellen, jedoch nur eine geringe Abnahme der Expression von Aktivierungsmarkern und Adhäsionsmolekülen auf T-Zellen und der spezifischen Lyse von Tumorzellen in Folge von BiTE-Stimulierung. Lösliche Faktoren, die von BiTE-stimulierten T-Zellen nicht zielgerichtet abgegeben werden, vermitteln keine Lyse von Tumorzellen. Zellen, die sich in der Nachbarschaft des Tumors befinden, aber das Antigen nicht exprimieren, das vom BiTE Moleküle erkannt wird, werden daher durch BiTE Aktivität nicht in Mitleidenschaft gezogen. Das Zytokin TGF-b verminderte die Proliferation von BiTE-stimulierten T-Zellen sowie deren Expression von Granzyme B und Perforin. Die gerichtete Lyse von BiTE-aktivierten T-Zellen war unter dem Einflusss von TGF-b ebenfalls vermindert. Trotzdem erreichten die Lysisraten Werte von 72 %. TGF-b übt keinen schädlichen Effekt auf das lytische Potential von BiTE-stimulierten T-Zellen aus. Die MT110-Konzentration, bei der der geringste biologische Effekt erwartet wird, wurde für den Eintritt von MT110 in klinische Studien der Phase I bestimmt. Auf Grundlage von Experimenten zur gerichteten Lyse von Tumorzellen, zur Expression des Aktivierungsmarker CD25 auf T-Zellen und zu Freisetzung von Zytokinen aus T-Zellen, ergab sich ein MABEL-Wert von 50 pg/ml für MT110.

Die Multiple Sklerose (MS) ist eine schwere, momentan noch unheilbare Autoimmunerkrankung des Zentralnervensystems, die weltweit ca. 1 Mio. Menschen betrifft. Da die zur Zeit verfügbaren, anti-inflammatorischen und immunsuppressiven Therapieformen lediglich krankheitsverzögernd wirken, ist es Gegenstand intensiver Forschungsbemühungen, Möglichkeiten zur spezifischen Interferenz mit bei der MS ablaufenden Pathomechanismen zu ergründen und im Tiermodell zu testen. Das von uns für diese Arbeit verwendete Mausmodell einer CD8+ T-Zell vermittelten Experimentellen Autoimmunen Enzephalomyelitis (EAE) trägt dabei neuen Erkenntnissen Rechnung, die zeigen, dass zytotoxische T-Lymphozyten bei der Pathogenese der humanen MS von entscheidender Bedeutung sind. Es handelt sich um doppelt transgene Nachkommen von Mäusen, die das Modell-Antigen Ovalbumin (OVA) unter der Kontrolle eines Oligodendrozyten (ODC-)-spezifischen MBP-Promotors im ZNS exprimieren, und Mäusen, die Ovalbumin-spezifische CD8+ T-Zellen besitzen (OT-I Zellen). Es kommt in diesem Modell zur Autoantigenerkennung durch die CD8+ T-Zellen mit konsekutiver Ausbildung einer fulminanten, letal verlaufenden EAE. Ziel der vorliegenden Arbeit war es nun, die therapeutische Potenz des monoklonalen Antikörpers 25-D1.16 zu evaluieren, der gegen das Autoantigen Ovalbumin in Kombination mit einem MHC-I-Molekül gerichtet ist. Mit Hilfe von FACS-Analysen und Fluoreszenz-Mikroskopie konnten wir zunächst bestätigen, dass 25-D1.16 spezifisch den Komplex aus dem Peptid SIINFEKL (antigenes Epitop von Ovalbumin) gebunden an ein MHC-I-Molekül (H-2Kb) erkennt. In nachfolgenden in vitro Versuchen wurde der Einfluss des Antikörpers auf Aktivierung und Proliferation von durch SIINFEKL:MHC-I-Komplex stimulierten OT-I Zellen untersucht. Es wurden hierfür Zellproliferation (Proliferations-Assays), Expression des Oberflächenmoleküls CD69 (FACS-Analysen) sowie IFN-γ-Sekretion (ELISA) gemessen. In Gegenwart von 25-D1.16 zeigte sich durchweg eine hochsignifikante Reduktion der jeweiligen Proliferations-/Aktivierungsmarker. Wir konnten somit in vitro zeigen, dass der gegen das Autoantigen Ovalbumin/H-2Kb gerichtete, monoklonale Antikörper 25-D1.16 kompetitiv die Aktivierung und Proliferation entsprechender T-Lymphozyten inhibieren kann. Um diese Daten in vivo zu validieren und die pathogenetische Relevanz zu überprüfen, haben wir ODC-OVA/OT-I doppelt transgenen Mäusen verschiedene Dosen von 25-D1.16 vor Auftreten erster EAE-Symptome einmalig intraperitoneal verabreicht. Anschließend wurde der Krankheitsverlauf klinisch beurteilt. Im EAE-Stadium 4 ohne Besserungstendenz oder bei Versuchsende wurden außerdem histologische Schnitte des Zentralnervensystems angefertigt, gefärbt (H.E., CD3, Mac-3, Luxol Fast Blue/PAS) und mit unbehandelten Tieren verglichen. Ein Teil der ODC-OVA/OT-I doppelt transgenen Tiere blieb nach Applikation des Antikörpers völlig gesund, während bei einem anderen Teil der Ausbruch der EAE zwar nicht vollständig verhindert, ihr Schweregrad aber deutlich gemildert wurde. Der Effekt der Antikörpertherapie war jedoch nicht nur klinisch, sondern auch histopathologisch überzeugend. So zeigte das Zentralnervensystem erfolgreich therapierter Mäuse eine weitgehend bis vollständig intakte Gewebsarchitektur (H.E.-Färbung) mit im Vergleich zu unbehandelten Mäusen drastisch reduzierter OT-I Zell- und Makrophagen/Mikroglia-Infiltration (Immunhistochemie CD3 und Mac-3). In der Luxol Fast Blue/PAS-Färbung fanden sich keinerlei Entmarkungsherde sondern durchgängig myelinisierte Axone. Es gelang uns somit durch hohe Antikörperdosen (500 μg pro ODC-OVA/OT-I doppelt transgener Maus) bei 83 % der behandelten Versuchstiere den Ausbruch der EAE ganz zu verhindern bzw. deren Verlauf deutlich abzumildern. Zusammenfassend beschreiben wir hier erstmals die antigen-spezifische Therapie einer CD8+ T-Zell mediierten EAE mittels eines gegen Peptid:MHC-I-Komplex gerichteten, monoklonalen Antikörpers. Durch Interferenz mit der Erkennung des Autoantigens durch die CD8+ T-Zellen waren wir in vivo in der Lage, den Pathomechanismus der EAE zu inhibieren. Hieraus ergibt sich ein vielversprechendes Behandlungskonzept für die Therapie der Multiplen Sklerose am Menschen. / Multiple sclerosis is an inflammatory demyelinating disease of the central nervous system (CNS) of presumed autoimmune origin, which affects around 1 million people worldwide. To date, anti-inflammatory and immunomodulatory therapies in clinical use can slow disease progression but are not curative and have considerable adverse effects. For this reason, researchers have begun to focus on developing antigen-specific treatment options, thereby avoiding generalized immunosuppression. Recently, the importance of CD8+ T cells in the pathogenesis of multiple sclerosis has begun to emerge. Here we employ a mouse model of CD8+ T cell mediated experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE), in which the neo-self antigen ovalbumin (OVA) expressed by oligodendrocytes (ODC) is targeted by CD8+ T cells with transgenic T cell receptors (OT-I cells). In this animal model of ODC-OVA/OT-I double transgenic mice, recognition of the autoantigen by CD8+ T cells leads to fulminant, lethal EAE. A possible strategy to block organ-specific CD8+ T cell mediated inflammation is the interference with antigen recognition by a monoclonal antibody (mAb) specific for the complex composed of the immunodominant peptide and an MHC class I molecule. We therefore tested the therapeutic potency of the mAb 25-D1.16 which binds to the the OVA-8/MHC I complex, in our ODC-OVA/OT-I mouse model. Using flow cytometry and fluorescence microscopy, we confirmed that 25-D1.16 specifically recognizes the peptide SIINFEKL (antigenic epitope of ovalbumin) presented by H-2Kb, the murine homologue of the human MHC class I molecule. With in vitro experiments we addressed the ability of 25-D1.16 to inhibit activation and proliferation of OT-I cells stimulated by SIINFEKL:MHC I complexes. Cell proliferation (radioactive proliferation assays), expression of the early activation marker CD69 on the cell surface (flow cytometry) and IFN-γ secretion (ELISA) were measured. In the presence of 25-D1.16 we saw a highly significant reduction of the respective markers of activation/proliferation. We were thus able to show that the mAb 25-D1.16 recognizing OVA-8/H-2Kb is able to competitively inhibit the response of CD8+ T cells specific for the same peptide/MHC class I complex. To validate these findings in vivo and to study their pathogenic relevance, ODC-OVA/OT-I double transgenic mice were treated with different doses of 25-D1.16. For each mouse, a single dose was injected into the peritoneum prior to EAE onset. On a daily basis, mice were then scored for clinical symptoms of disease (scale 0 – 5). At the end of the experiment, histological and immunohistochemical analysis was performed on sections of brain and spinal cord and was compared to untreated animals. We observed a dose-dependent reduction of EAE severity after injection of 25-D1.16. At low doses (100 μg per mouse), the disease course was indistinguishable from that of untreated ODC-OVA/OT-1 double transgenic mice, whereas at 500 μg 10/12 animals survived. About half of them either showed no or only mild symptoms, while the others experienced full recovery after transient exacerbation. An intermediate phenotype was observed at 200 μg per mouse. Corresponding to the clinical results, the antibody’s effect on the extent of CNS damage was also convincing. Histopathological comparison of mice that recovered under 25-D1.16 therapy showed a virtually intact tissue architecture with only mild residual vacuolization (HE staining), less influx of T cells, as well as reduced microglia/macrophage activation (CD3 and Mac-3 immune histology). Luxol Fast Blue/PAS stained CNS sections showed remyelinated axons while extensive inflammation and myelin destruction is seen in double transgenic mice without 25-D1.16 therapy. In summary, treatment with high doses of 25-D1.16 (500 μg per mouse) saved 83% of the tested animals from lethal EAE, either preventing the development of or attenuating disease symptoms. For the first time, we here describe an antigen specific therapy of CD8+ T cell mediated EAE using a monoclonal antibody binding to peptide/MHC I complexes. By interference with recognition of the autoantigen by CD8+ T cells we were able to inhibit the onset of disease in vivo. Although there are anticipated problems in translating the present results into treatment of MS patients, they might offer a promising concept for future selective immunotherapy in human multiple sclerosis.

Die Hälfte der Weltbevölkerung lebt mit dem Risiko, an einer schweren Malaria tropica zu erkranken. Zunehmende Resistenzen von Plasmodium falciparum gegen gängige Therapeutika erschweren eine Behandlung, und es existiert keine Möglichkeit frühzeitig die Wirksamkeit der angewandten Medikation festzustellen. Die Bestimmung der Parasitämie als einzig verfügbarer Parameter kann auch bei erfolgreicher Therapie noch über den ersten Tag ansteigen. Das Ziel dieser Studie war, lichtmikroskopische Parameter zu finden, mit denen der Erfolg einer Therapie frühzeitig festgestellt werden kann. So wurden im Rahmen einer Fallstudie die Plasmodien eines an einer schweren Malaria tropica erkrankten Patienten auf morphologische Veränderungen im Verlauf der Chinin-Therapie untersucht. Die Beurteilung der Plasmodien erfolgte durch eine Einteilung nach ihrer Lage im Erythrozyten und der Kern-Plasma-Relation der Ringformen, anschliessend wurden die Ergebnisse durch eine Vermessung der Plasmodien am Computer verifiziert. Es zeigte sich, dass ein Therapieerfolg anhand der Veränderung in der Morphologie der Ringformen bereits in den ersten Stunden nach Therapiebeginn festgestellt werden kann. So lässt sich innerhalb der ersten drei Stunden ein Wechsel von kleinen Ringformen mit dünnem, homogenem Zytoplasmaband zu vergrösserten Ringformen mit einem verbreiterten und inhomogenen Zytoplasma finden. Im weiteren konnten ab der 7. Therapiestunde eine zunehmende Lageveränderungen der Plasmodien im Erythrozyten aufgezeigt werden. So waren ab diesem Zeitpunkt zunehmend Plasmodien, die die Erythrozyten-Membran hervorwölben (Arbeitstitel „Accentué“-Formen), im peripheren Blutausstrich des Patienten zu sehen. Dass die Änderung der Kern-Plasma-Relation der Ringformen ursächlich einer direkten Medikamentenwirkung zuzuschreiben sind, konnte in einem abschliessenden „in vitro“-Studienteil gezeigt werden, in welchem Plasmodien-Kulturen unter Chinin-Einfluss mit Kontrollkulturen ohne Medikamenteneinfluss verglichen wurden. / This case study examines early morphological changes of Plasmodium falciparum under treatment, visible by light microscopy. A transition from small thin ring shapes to thick rings during the early hours of treatment could be demonstrated, as well as an increase in erythrocyte surface distorsion by the plasmodia, beginning after 7 hours of treatment. These findings could help to recognise resistances to medication within hours of beginning treatment and may save crucial time for patients.

Oncolytic virotherapy using recombinant vaccinia virus strains is a promising approach for the treatment of cancer. To further improve the safety of oncolytic vaccinia viruses, the cellular microRNA machinery can be applied as the host’s own security mechanism to avoid unwanted viral replication in healthy tissues. MicroRNAs are a class of small single-stranded RNAs which due to their ability to mediate post-transcriptional gene-silencing, play a crucial role in almost every regulatory process in cellular metabolism. Different cancers display unique microRNA expression patterns, showing significant up- or downregulation of endogenously expressed microRNAs. Furthermore, the behavior of cancer cells can be altered by either adding microRNAs known to inhibit cancer cell spread and proliferation or suppressing cancer promoting microRNAs (oncomirs) making microRNAs promising targets for cancer gene therapy. The cell’s own RNAi machinery can also be utilized to control viral replication due to the virus dependence on the host cell replication machinery, a process controlled by microRNAs. GLV-1h68 is a replication-competent recombinant oncolytic vaccinia virus constructed and generated by Genelux Corp., San Diego, CA, USA which carries insertions of three reporter gene cassettes for detection and attenuation purposes and is currently being evaluated for cancer treatment in clinical trials. Though there are hardly any side effects found in GLV-1h68 mediated oncolytic therapy an increased tropism for replication exclusively in cancer cells is desirable. Therefore it was investigated whether or not further cancer cell specificity of a recombinant vaccinia virus strain could be obtained without compromising its oncolytic activity using microRNA interference. Let-7a is a well characterized microRNA known to be expressed in high levels in healthy tissues and strongly downregulated in most cancers. To control vaccinia virus replication rates, four copies of the mature human microRNA let-7a target sequence were cloned behind the stop codon in the 3’end of the vaccinia virus D4R gene, using a GLV-1h68 derivative, GLV-1h190, as parental strain yielding the new recombinant virus strain GLV-1h250. The D4R gene belongs to the group of early transcribed vaccinia genes and encodes an essential enzyme, uracil DNA glycosylase, which catalyzes the removal of uracil residues from double-stranded DNA. A defect in D4R prevents vaccinia virus from entering into the intermediate and late phase of replication, leading to an aborted virus replication. After expression of the microRNA target sequence from the vaccinia virus genome, the endogenously expressed microRNA-let-7a should recognize its target structure within the viral mRNA transcript, thereby binding and degrading the viral mRNA which should lead to a strong inhibition of the virus replication in healthy cells. GLV-1h250 replication rates in cancerous A549 lung adenocarcinoma cells, which show a strong down-regulation of microRNA let-7a, was comparable to the replication rates of its parental strain GLV-1h190 and the control strain GLV-1h68. In contrast, GLV-1h250 displayed a 10-fold decrease in viral replication in non-cancerous ERC cells when compared to GLV-1h190 and GLV-1h68. In A549 tumor bearing nude mice GLV-1h250 replicated exclusively in the tumorous tissue and resulted in efficient tumor regression without adverse effects leading to the conclusion that GLV-1h250 replicates preferentially in cancerous cells and tissues, which display low endogenous let-7a expression levels. / Die onkolytische Virotherapie mit rekombinanten Vaccinia Virusstämmen stellt einen vielversprechenden Ansatz zur Behandlung von Krebs dar. Um die Sicherheit von onkolytischen Vaccinia Viren zu erhöhen wird die zelluläre MikroRNA Maschinerie als körpereigener Abwehrmechanismus genutzt um ungewollte virale Replikation in gesundem Gewebe zu verhindern MikroRNAs sind kurze, einzelsträngige RNA-Moleküle die aufgrund Ihrer Fähigkeit des Posttranscriptional Gene Silencing (RNA Interferenz) eine entscheidende Rolle in fast jedem regulativen Prozess im Zellmetabolismus spielen. Diverse Arten von Krebs zeigen spezifische MicroRNA-Expressionsmuster, welche sich als signifikante „Up“-oder „Down“-Regulation der Expression dieser microRNA(s) darstellt. Weiterhin kann das Verhalten von Krebszellen verändert werden, entweder durch Wiedereinbringen von in bestimmten Krebsarten „down“-regulierten MikroRNAs oder durch Unterdrückung der Expression von MikroRNAs, die als krebsfördernd gelten (Oncomirs). Die RNA-Interferenz Maschinerie der Zelle kann des Weiteren auch als Replikationskontrolle z.B. von Viren genutzt werden, da Viren für Ihre eigene Vermehrung auf die Replikationsmaschinerie der Zelle angewiesen sind, ein Prozess welcher von MikroRNAs kontrolliert wird. GLV-1h68 ist ein replikationskompetentes Vaccinia Virus, konstruiert und hergestellt von Genelux Corp., San Diego, CA, USA, welches drei verschiedene Reportergene enthält, welche zu Erkennungs- und Attenuierungszwecken genutzt werden. Obwohl eine Behandlung mit GLV-1h68 kaum Nebenwirkungen zeigt, wäre eine Replikation des Virus ausschliesslich in Krebszellen wünschenswert. Aufgrund dessen wurde versucht ein rekombinantes Vaccinia Virus zu generieren welches, unter Zuhilfenahme der RNA Interferenzmaschinerie der Zelle, ohne Einbusse seiner onkolytischen Fähigkeit ausschliesslich in Krebszellen repliziert. Let-7a ist eine gut charakterisierte MikroRNA die eine hohe Expression in gesunden Geweben und eine starke „Down“-Regulation in Krebszellen zeigt. Um die Replikation von Vaccinia zu kontrollieren wurden 4 Komplementärsequenzwiederholungen der humanen microRNAlet- 7a der 3‘-UTR des Vaccinia Virus D4R-Gens folgend kloniert, wobei GLV-1h190, ein GLV-1h68 Derivat, als parentaler Virusstamm verwendet wurde. D4R gehört zu der Gruppe der frühen Gene von Vaccinia und kodiert ein essentielles Enzym, Uracil- DNA-Glykosylase, welches das Entfernen von Uracilresten aus doppelsträngiger DNA katalysiert. Ein Defekt im D4R Gen verhindert den Eintritt von Vaccinia Viren in die intermediäre und späte Phase der Replikation, was zu einem Abbruch der viralen Replication führt. Nach der Expression der MikroRNA-komplementären Sequenzen durch das Virusgenom sollte die zellulär exprimierte let-7a MikroRNA Ihre Zielstruktur auf der viralen mRNA erkennen und diese degradieren. Dies sollte eine starke Hemmung der viralen Replikation in gesunden Zellen zur Folge haben.GLV-1h250 zeigte keine Beeinträchtigung in der Replikationsrate nach Infektion von A549 Lungenkarzinomzellen, welche eine starke „Down“-Regulation von MikroRNA let-7a aufweisen, im Vergleich zu dem parentalen Virus GLV-1h190 und dem Kontrollvirus GLV-1h68. Im Kontrast dazu zeigte GLV-1h250 eine 10-fache Verringerung in der Replikationsrate nach Infektion der Nicht-Krebszellline ERC im Vergleich zu Virus GLV-1h190 und GLV-1h68. In A549 Lungenkarzinom-tragende Nacktmäusen replizierte GLV-1h250 ausschliesslich im Tumorgewebe und zeigte effiziente Tumorregression ohne Nebenwirkungen im Vergleich zu den Virus Stämmen GLV-1h190 und GLV-1h68. Dies führt zur Vermutung, dass GLV-1h250 bevorzugt in Tumorzellen und –Geweben repliziert, welche geringe let-7a Konzentrationen aufweisen.

Over the past 30 years, much effort and financial support have been invested in the fight against cancer, yet cancer still represents the leading cause of death in the world. Conventional therapies for treatment of cancer are predominantly directed against tumor cells. Recently however, new treatments options have paid more attention to exploiting the advantage of targeting the tumor stroma instead. Vaccinia virus (VACV) has played an important role in human medicine since the 18th century as a vaccination against smallpox. In our laboratory, the recombinant, replication-competent vaccinia virus, GLV-1h68, was shown to enter, colonize and destroy cancer cells both in cell culture, and in vivo, in xenograft models (Zhang, Yu et al. 2007). In addition, combined therapy of GLV-1h68 and anti-VEGF immunotherapy significantly enhanced antitumor therapy in vivo (Frentzen, Yu et al. 2009). In this study, we constructed several new recombinant VACVs carrying genes encoding different antibodies against fibroblast activation protein (FAP) in stroma (GLV-1h282), nanobody against the extracellular domain of epidermal growth factor receptor (EGFR, GLV-1h442) or antibodies targeting both vascular endothelial growth factor (VEGF) and EGFR (GLV-1h444) or targeting both VEGF and FAP (GLV-1h446). The expression of the recombinant proteins was first verified using protein analytical methods, SDS-gel electrophoresis, Western blot analysis, immunoprecipitation (IP) assays and ELISA assays. The proteins were detected after infection of the cells with the different VACVs and the recombinant proteins purified by affinity adsorption. The purified antibodies were shown to specifically bind to their respective antigens. Secondly, the infection and replication capability of all the virus strains was analyzed in cell culture using several human tumor cell lines (A549, FaDu or DU145), revealing that all the new recombinant VACVs were able to infect cancer cells with comparable efficiency to the parental viruses from which they were derived. Thirdly, the antitumor efficacy of the new recombinant VACVs was evaluated in vivo using several human cancer xenograft models in mice. In A549 and DU145 xenografts, the new recombinant VACVs exhibited an enhanced therapeutic efficacy compared to GLV-1h68 with no change in toxicity in mice. In the FaDu xenograft, treatment with GLV-1h282 (anti-FAP) significantly slowed down the speed of tumor growth compared to GLV-1h68. Additionally, treatment with the recombinant VACVs expressed the various antibodies achieved comparable or superior therapeutic effects compared to treatment with a combination of GLV-1h68 and the commercial therapeutic antibodies, Avastin, Erbitux or both. Next, the virus distribution in tumors and organs of treated mice was evaluated. For most of the viruses, the virus titer in tumors was not signficantly diffferent than GLV-1h68. However, for animals treated with GLV-1h282, the virus titer in tumors was significantly higher than with GLV-1h68. This may be the reason for enhanced antitumor efficacy of GLV-1h282 in vivo. Lastly, the underlying mechanisms of therapeutic antibody-enhanced antitumor effects were investigated by immunohistochemistry. Blood vessels density and cell proliferation in tumors were suppressed after treatment with the antibody-encoded VACVs. The results indicated that the suppression of angiogenesis or cell proliferation in tumors may cause the observed therapeutic effect. In conclusion, the results of the studies presented here support the hypothesis that the treatment of solid tumors with a combination of oncolytic virotherapy and immunotherapy has an additive effect over each treatment alone. Moreover, expression of the immunotherapeutic antibody by the oncolytic VACV locally in the tumor enhances the antitumor effect over systemic treatment with the same antibody. Combined, these results indicate that therapy with oncolytic VACVs expressing-therapeutic antibodies may be a promising approach for the treatment of cancer. / In den letzten 30 Jahren wurde viel Aufwand und finanzielle Unterstützung in den Kampf gegen Krebs investiert, doch das Resultat ist limitiert, da Krebs immer noch die zweithöchste Todesursache in der Welt darstellt. Zusätzlich zu gegenwärtig verwendeten Therapien, die vorwiegend gegen Tumorzellen gerichtet sind, wird neuen Therapien mehr Aufmerksamkeit gewidmet, die stattdessen direkt auf das Tumorstroma zielen. Onkolytische Vaccinia Viren haben seit dem 18ten Jahrhundert als Impfstoff gegen Pocken in der Humanmedizin eine wichtige Rolle gespielt. In unserem Labor hat das rekombinante, replikationskompetente Vaccinia Virus GLV-1h68 gezeigt, dass es in Zellkultur und in Xenograft Modellen in Krebszellen eindringen sowie diese kolonisieren und zerstören kann (Zhang, Yu et al. 2007). Zusätzlich verbessert die kombinierte Therapie von GLV-1h68 und anti-VEGF Immunotherapy signifikant die Antitumortherapie in vivo (Frentzen, Yu et al. 2009). In dieser Studie haben wir mehrere neue rekombinante VACVs konstruiert, die die Gene für verschiedene Antikörper gegen das Fibroblasten Aktivierungs Protein (FAP) im Stroma (GLV-1h282) oder einen Nanobody gegen die extrazelluläre Domäne des Epidermalen Wachstumsfaktor (EGFR; GLV-1h442) kodieren. Ausserdem wurden Viren konstruiert, die eine Ko-Expression von Antikörpern gegen sowohl vaskulären Endothelwachstumsfaktor (VEGF) als auch EGFR (GLV-1h444) oder gegen sowohl VEGF als auch FAP (GLV-1h446) erlauben. Zunächst wurden SDS-Gelelektrophorese, Western Blot Analyse, Immunprezipitation (IP) und ELISA Assays durchgeführt, um die Expression der rekombinanten Proteine in Zellen mit proteinanalytischen Methoden zu untersuchen. Die Proteine waren nach Infektion der Zellen mit den verschiedenen VACVs nachweisbar und wurden mittles des FLAG Tags mit einem IP Kit aufgereinigt. Es konnte gezeigt werden, dass die aufgereinigten Antikörper spezifisch an ihr jeweiliges Antigen binden. Zweitens wurde die Infektion und Replikationsfähigkeit aller Virusstämme in Zellkultur untersucht (A549, FaDu oder DU145) und mit ihrem jeweiligen Ausgangsstamm GLV-1h68, GLV-1h164, GLV-1h282 oder GLV-1h442 verglichen. Die Ergebnisse zeigten, dass alle neuen rekombinanten VACVs Zellen mit vergleichbarer Effizienz infizieren konnten wie ihre Ausgangsstämme. Drittens, um die Antitumoreffizienz der neuen rekombinanten Stämme in vivo zu testen, wurden verschiedene humane Tumor Xenotransplantat-tragende Nacktmäuse mit verschiedenen VACVs behandelt. In A549 und DU145 Xenotransplantaten zeigten die neuen rekombinanten VACVs erhöhte therapeutische Effizienz verglichen mit dem Ausgangsstamm GLV-1h68, ohne Veränderung der Toxizität in Mäusen. Im FaDu Xenotransplantat verursachte die Behandlung mit GLV-1h68 keine Tumorregression, wohingegen die Behandlung mit GLV-1h282 (anti-FAP) die Geschwindigkeit des Tumorwachstums signifikant verlangsamte sowie das Überleben verlängerte. Zusätzlich haben wir herausgefunden, dass die Behandlung mit Antikörpern, die mittels Virus geliefert wurden, einen identischen oder sogar erhöhten inhibitorischen Effekt erzielen können, wie in einer Kombinationstherapie von GLV-1h68 und kommerziell erhältlichen Antikörpern, wie Avastin, Erbitux oder beidem. Um die virale Verteilung in vivo zu untersuchen, wurden Tumore und Organe von Mäusen seziert und homogenisiert, gefolgt von Titration der Virusmenge. Die Virus-Titer in Tumoren waren signifikant höher in Tieren, die mit GLV-1h282 behandelt wurden als solche, die mit GLV-1h68 behandelt wurden. Dies mag den Grund für die erhöhte Antitumoreffizienz von GLV-1h282 in vivo darstellen. Die Virus-Titer in allen anderen Gruppen zeigten keinen signifikanten Unterschied. Um den Mechanismus der durch therapeutische Antikörper erhöhten Antitumortherapie zu untersuchen, wurde Immunohistochemie durchgeführt. Nach Behandlung mit den Antikörper-kodierenden VACVs waren die Blutgefäβdichte und Zellproliferation in Tumoren reduziert, nachgewiesen durch die jeweilige CD31 and Ki67 Färbung. Die Resultate deuteten an, dass die Suppression der Angiogenese oder der Zellproliferation in Tumoren den beobachteten Effekt verursachen könnte. Zusammenfassend zeigen die hier präsentierten Daten dass die Kombination der Behandlung von onkolytischer Virotherapie mit Immunotherapie durch Virus-gelieferte Antikörper einen vielversprechenden Ansatz für Krebstherapie darstellt.

In der nuklearmedizinischen Therapie werden Radiopharmaka meist systemisch verabreicht. Primär werden dafür, wegen der kurzen Reichweite, beta-Strahler eingesetzt. Als Folge davon verteilt sich das Radiopharmakon im Körper, reichert sich in Organen und Zielstrukturen an und bestrahlt somit den Körper intern, im Gegensatz zur externen Bestrahlung bei der Strahlentherapie. Das Verteilungsmuster der verabreichten Aktivität im Körper wird durch die chemischen und physikalischen Eigenschaften des Radiopharmakons bestimmt. Außerdem sind die Aktivität und die Art der Anreicherung ausschlaggebend für die durch ionisierende Strahlung deponierte Energie im Körper, der Energiedosis. Gemeinsam haben externe und interne Bestrahlungsverfahren, dass der Patient ionisierender Strahlung ausgesetzt ist, die nicht nur die kranken Zellen zerstört, sondern auch gesunde Zellen schädigen kann. Dies geschieht durch direkte oder indirekte Wechselwirkung der Strahlung mit der DNA, die zur Schädigung der DNA-Struktur führt. Am häufigsten sind dabei Einzelstrangbrüche und Basenschäden. Die Doppelstrangbrüche sind im Vergleich zu Einzelstrangbrüchen und Basenschäden sehr selten aber sehr viel schädlicher für die Zelle, da die Reparatur komplizierter ist. Somit sind diese primär für den Zelltod oder für die Folgen nach fehlerhafter Reparatur verantwortlich. Eine sehr schnelle Antwort auf strahleninduzierte oder durch andere Stoffe, wie z.B. zytotoxische Substanzen, induzierte Doppelstrangbrüche ist die Phosphorylierung der Histon H2 Variante H2AX, die gamma-H2AX genannt wird. Zusätzlich reichert sich das Protein 53BP1 nach dem Erkennen eines Doppelstrangbruches durch Sensorproteine sofort am Chromatin, das den Doppelstrang umgibt, an. Damit ist 53BP1 ein weiterer Biomarker, der strahleninduzierte Doppelstrangbrüche sehr effektiv nachweisen kann und der auf sehr verlässliche Weise mit gamma-H2AX kolokalisiert. Mittels Immunfluoreszenzfärbung lassen sich gamma-H2AX und 53BP1 als umschriebene „Foci“, im Zellkern mikroskopisch darstellen und zählen. Unter der Annahme, dass ein Focus einem Doppelstrangbruch entspricht, kann die Anzahl der Foci im Zellkern als quantitativer Biomarker für DNA Doppelstrangbrüche und damit für die Strahlenexposition und Strahlenwirkung verwendet werden. Zudem zeigen Studien der Induktion von gamma-H2AX nach externer Bestrahlung von unterschiedlichen Gewebearten Linearität zwischen der Energiedosis und der Zahl der Foci im Zellkern. Weitere Studien beschäftigen sich mit den Auswirkungen externer Bestrahlung auf Patienten, aber nur wenige mit offenen radioaktiven Substanzen. Ziele dieser Arbeit waren daher: 1. Die Generierung einer bisher noch nicht beschriebenen in-vitro Kalibrierkurve nach interner Bestrahlung von Vollblut mit den in der Therapie eingesetzten beta-Strahlern. 2. Die gleichzeitige Bestimmung der physikalischen Dosis sowie der strahleninduzierten Anzahl der Foci in Lymphozyten, gewonnen aus Blutproben von Patienten nach Radiopeptidtherapie mit Lu-177 und Radioiodtherapie mit I-131. 3. Eine umfassende Beschreibung der Induktion und der Abnahme der Foci in den Lymphozyten aus den Blutproben der Patienten unter Einbeziehung der in-vitro Kalibrierung, um den dosis- und zeitabhängigen Verlauf der Anzahl der strahleninduzierten Foci zu bestimmen. Für die in-vitro Kalibrierung mit I-131 und Lu-177 wurden bei Probanden Blutproben gewonnen und mit unterschiedlichen Aktivitätskonzentrationen ergänzt. Das Ziel war, eine Energiedosis bis 100mGy zu erhalten. Das Ergebnis war, dass sich die Zahl der strahleninduzierten Foci in Abhängigkeit von der Energiedosis gut durch eine lineare Funktion beschreiben lässt, so wie es auch für die externe Bestrahlung bereits gezeigt wurde. Die Patientenstudien befassten sich mit dem Zusammenhang zwischen der im Blut deponierten Energiedosis und der Anzahl und dem zeitlichen Verlauf der induzierten Doppelstrangbrüche im peripheren Blut von Patienten unter Peptidrezeptor-Radionuklidtherapie mit Lu-177 DOTATATE/-TOC und Patienten unter Radioiodtherapie mit I-131 bei Ablationstherapien nach Operation eines differenzierten Schilddrüsenkarzinoms. Die durchschnittliche Anzahl induzierter DSB-Foci zeigte in den frühen Zeitpunkten einen linearen dosisabhängigen Anstieg. In den ersten Stunden nach Therapie stimmten die in-vitro Kalibrierung und die Zahl der strahleninduzierten Foci sowohl für Lu-177 als auch für I-131 für die Patientendaten gut überein. Die späteren Zeitpunkte werden durch eine Abnahme der Dosisrate und der Foci-Anzahl, bedingt durch Reparatur der DNA-Schäden, charakterisiert. Überstiegen die Blutdosiswerte in der ersten Stunde jedoch 20mGy (nur nach I-131-Gabe beobachtet), dann war die Induktion eines schnellen Reparaturprozesses festzustellen. Diese experimentellen Ergebnissen und Modellierungen beschreiben erstmalig die Dosisabhängigkeit und den zeitlichen Verlauf der in-vitro und in-vivo DNA-Schadensantwort nach Inkorporation von beta-emittierenden Radionukliden. / In radionuclide therapy radiopharmaceuticals are administered mostly systemically. Primarily, beta-emitters are used because of their short range in tissue. As a result the radiopharmaceutical distributes within the human body and accumulates in organs and target structures. Thus, the body is irradiated internally, in contrast to external irradiation in radiotherapy. The pattern of the activity distribution within the human body is determined by the physical and chemical properties of the radiopharmaceutical. Furthermore, the amount of activity and its accumulation in organs or tissues is essential for the calculation of the absorbed dose which defines the energy deposited in the body by ionizing radiation. During internal or external irradiation, patients are exposed to ionizing radiation which does not only destroy the malignant cells but also damages healthy tissue and cells. This is mainly caused by direct and indirect interaction of the radiation with the DNA which damages the DNA structure. Most frequently, there are single strand breaks and base damages. DNA double strand breaks (DSBs) are rare; nevertheless, they are the most critical lesions for cells as repairing the damage is difficult. Unrepaired or misrepaired DNA could cause mutations, chromosomal aberrations or lead to cell death. The formation of a DNA DSB in nuclear chromatin results in the rapid phosphorylation of the histone H2 variant H2AX, then called gamma-H2AX. Furthermore, DSBs also recruit the damage sensor 53BP1 to the chromatin surrounding the DSBs, which leads to 53BP1 and gamma-H2AX co-localization in the chromatin surrounding a DSB. By immunofluorescence staining with gamma-H2AX and 53BP1 antibodies those biomarkers can be addressed by microscopically visible DNA damage protein foci, this is also known as the DNA damage focus assay. With progression of DSB repair, gamma-H2AX and 53BP1 foci disappear. It is assumed that one focus corresponds to one DSB. Therefore, the number of foci per cell can be used as a quantitative biomarker for DNA double strand breaks and hence for radiation exposure and radiation effects. Most studies dealing with the DNA damage focus assay performed in the last years were looking only on the effect of external irradiation after external radiation therapy or after diagnostic radiology procedures, but only few with the effects after administration of radiopharmaceuticals. Therefore, the aims of this thesis were: 1. To develop a method to generate an in-vitro calibration curve for the DSB focus assay after internal irradiation with beta-emitting radionuclides by creating a low dose and low dose-rate blood irradiation situation in-vitro, at dose-rates that are similar to the ones that have been observed in nuclear medicine patients. 2. To determine the absorbed dose and the number of radiation-induced foci in lymphocytes by sampling blood from patients after radiopeptide therapy with Lu-177 and radioiodine therapy with I-131. 3. To describe comprehensively the temporal and dose-dependent behavior of the DNA damage focus assay in radiation treatment-naive patients after their first radionuclide therapy using the results of the in-vitro calibration. For the in-vitro calibration with I-131 and Lu-177 blood samples For the in-vitro calibration with I-131 and Lu-177 blood samples were drawn from volunteers. Different activity concentrations were added to the samples for achieving absorbed doses up to 100mGy. As a result it was shown that the number of radiation-induced foci were linearly dependent of the absorbed dose. This is the same result that has been shown after external irradiation. The patient studies addressed the relationship between the absorbed dose to the blood and the number and temporal behavior of radiation-induced DNA double strand breaks in peripheral blood samples under radiopeptide therapy and under radioiodine therapy. The average number of radiation-induced foci showed a linear dose-response relationship within the first hours after administration of the radiopharmaceutical. The slope of the in-vitro calibration curve was in good agreement with the slopes of the linear functions fitted to the in-vivo data for Lu-177 and I-131. Later time points were characterized by a diminishing number of radiation-induced foci which was in accordance with the progression of DNA repair and the declining dose rates. Most patients treated with I-131 exceeded 20mGy in the first hour and in these patients the onset of a fast repair component was observed. With the experimental results and model calculations presented in this work, for the first time a dose-response relationship and a description of the time course of the in-vitro and in-vivo damage response after internal irradiation of beta-emitters could be established.

2009 wurde die deutsche S3-Leitlinie „Helicobacter pylori und gastroduodenale Ulkuskrankheit“ publiziert, in der klare Empfehlungen für die Diagnostik, die Indikationen für eine Eradikation, die Therapie und das Follow-Up beschrieben sind. Das Management der H. pylori Infektion im praktischen Alltag zeigt nach dieser Arbeit indessen ein anderes Bild. Ein Optimierungsbedarf für die Zukunft kann daraus abgeleitet werden. Diese Arbeit beschäftigt sich mit dem poststationären Management von Patienten mit einer H. pylori Infektion im Raum Aschaffenburg. Hierzu wurden 199 Patienten identifiziert, bei denen im Rahmen eines stationären Aufenthaltes im Klinikum Aschaffenburg im Jahr 2011 eine H. pylori Infektion diagnostiziert worden war. Aus den Patientenakten wurden alle relevanten Daten entnommen, wie zum Beispiel Diagnose, Indikation zur H. pylori Eradikation und deren stationäre Initiierung beziehungsweise Empfehlung an den Hausarzt. Nachfolgend wurden die 97 Hausärzte der 199 Patienten angeschrieben und um das ausfüllen eines Fragebogens gebeten. Dieser enthielt sechs Fragen zum poststationären Management der Patienten mit H. pylori Infektion. Während des stationären Aufenthaltes war bei 88/199 Patienten (44,2%) die Eradikationstherapie begonnen und bei 24 von ihnen (12,1%) bereits abgeschlossen worden. Bei den anderen 64 Patienten sollte die Medikation ambulant fortgeführt werden. Bei 77 Patienten (38,7%) wurde dem Hausarzt die Einleitung einer ambulanten Eradikationsbehandlung empfohlen. 34 Patienten verließen das Krankenhaus ohne Therapie und auch ohne entsprechende Therapieempfehlung. Die Rücklaufquote der Fragebögen betrug 46,2% (92 von 199 Patienten). Die nachfolgenden Ergebnisse beziehen sich auf diese 92 Patienten (entspricht 100%). Zwei Drittel der Patienten (n=61) stellten sich direkt im Anschluss an die Entlassung aus stationärer Behandlung ihrem Hausarzt vor. Bei 30 Patienten führte der Hausarzt die stationäre begonnene Eradikationstherapie fort (32,6%) oder initiierte sie bei 28 Patienten selbst (30,4%). 17 Patienten erhielten keine Eradikation (18,5%). Die Gründe hierfür waren unterschiedlich, am häufigsten lag ein Informationsdefizit zwischen Klinik und Hausarzt vor. Die französische Triple-Therapie wurde mit 39 mal am häufigsten verordnet, die italienische Triple-Therapie wurde 20 Patienten verschrieben. Andere Behandlungsprotokolle fanden nur vereinzelt Anwendung. Eine Kontrolle des Eradikationserfolges wurde bei 35 Patienten (38%) vorgenommen. Bezieht man die Eradikationskontrolle ausschließlich auf die therapierten Patienten erfolgte diese in der Hälfte der Fälle (49,3%). Von den Patienten mit H. pylori Eradikation und Kontrolle des Eradikationserfolges (n=35) konnten 31 (88,6%) erfolgreich behandelt werden. Die Vorgehensweise nach erfolgloser H. pylori Eradikation umfasste den Versuch einer Zweitlinientherapie, die Überweisung zum Gastroenterologen und den Verzicht auf weitere Maßnahmen. Zusammenfassend zeigt diese Erhebung, dass es einen klaren Optimierungsbedarf in der Anwendung der Empfehlungen aus der Leitlinie bedarf. Dieser Aspekt sollte zukünftig vermehrt Berücksichtigung finden, nicht zuletzt in der Aktualisierung der Leitlinie 2016. / In 2009, the German S3-guideline "Helicobacter pylori and gastroduodenal ulcer disease" was published, in which clear recommendations for diagnosis, the indications for eradication, therapy and follow-up are described. However, the management of H. pylori infection in everyday practice shows a different picture. An optimization requirement for the future can be derived from this. This thesis deals with post-hospital management of patients with H. pylori infection in the area of Aschaffenburg. 199 patients were identified who had been diagnosed with H. pylori infection during their inpatient stay at Aschaffenburg Hospital in 2011. All relevant data were taken from the patient records, such as diagnosis, indication for H. pylori eradication and their inpatient therapy initiation or recommendation to the family doctor. Subsequently, the 97 general practitioners of the 199 patients were contacted and asked to complete a questionnaire. This included six questions about post-hospital management of patients with H. pylori infection. During inpatient treatment, eradication therapy had started in 88/199 patients (44.2%) and had already been completed in 24 of them (12.1%). For the other 64 patients, the medication should be continued on an outpatient basis. In 77 patients (38.7%) the family doctor received a recommended to initiate an eradication therapy. Thirty-four patients left the hospital without therapy and without appropriate therapy recommendation. The response rate of the questionnaires was 46.2% (92 out of 199 patients). The following results refer to these 92 patients (equivalent to 100%). Two-thirds of the patients (n = 61) presented themselves to their family doctor immediately after discharge from hospitalization. In 30 patients, the family doctor continued inpatient eradication therapy (32.6%) or initiated it in 28 patients (30.4%). 17 patients received no eradication (18.5%). The reasons for this varied, with the most common being an information deficit between the clinic and the family doctor. The French triple therapy was prescribed most often in 39 times, the Italian triple therapy was prescribed to 20 patients. Other treatment protocols were used only sporadically. A control of eradication success was made in 35 patients (38%). If the eradication control was exclusively applied to the treated patients, this was done in half of the cases (49.3%). Of the patients with H. pylori eradication and control of eradication success (n = 35), 31 (88.6%) were successfully treated. The procedure after unsuccessful H. pylori eradication included the attempt of a second-line therapy, the referral to the gastroenterologist and the renunciation of further steps. In summary, this scientific work shows that there is a clear need for optimization in the application of the Guideline recommendations. This aspect should be taken more into account in the future, not least in the update of the upcoming guideline update 2016.