Clinician Scientist-Programm OrganAge 2021

Thema: "Strukturelle und funktionelle Veränderungen mimischer Muskulatur nach peripherer Deefferentierung Kortikaler Repräsentation mimischer Muskulatur bei Lähmung, Alterung und unter Elektrostimulation"

Zusammenfassung:
Dank multispektraler optoakustischer Tomographie (MSOT) ist es möglich Daten über intramuskuläre Prozesse zu gewinnen, die bisher nur durch Histologien erhoben werden konnten. Eine Fazialisparalyse ist ein optimales Deefferentierungsmodell. Die Denervierungs-Atrophie führt zu strukturellen und molekularen Veränderungen. Diese werden mittels MSOT im Rahmen einer klinischen Studie in monatlichen Intervallen erfasst. Mit strukturellen und funktionellen MRT, Sonografie und 3D-Video-Daten werden sowohl muskuläre als auch kortikale Veränderungen erfasst. Ab dem 2. Monat wird zur Atrophie-Prävention eine Elektrostimulation der Muskulatur (FES) begonnen und bis zur Reinnervation fortgesetzt. Die beobachtete Muskelatrophie und die kortikalen Lernprozesse unseres Modelles sollen helfen, Prozesse nach Deefferentierung im Allgemeinen zu erklären. Durch eine Kontrollgruppe in Alterskohorten von 20 – 80 Jahren sind auch Aussagen über alterstypische Prozesse auf struktureller und molekularer Ebene möglich. Untersucht wird in dieser Studie die Hypothese, dass Alters-Atrophie ähnlich wie die Denervierungs-Atrophie sich positiv mit FES beeinflussen lässt. Die Beantwortung dieser Frage hat klinische Bedeutung, da bei einer positiven Evaluation mit der MSOT ein innovatives diagnostisches Werkzeug etabliert werden kann. Darüber hinaus könnte die Elektrostimulation in der hier untersuchten Indikation im Rahmen der Regelversorgung zur Verfügung gestellt werden.

Clinician Scientist-Programm OrganAge 2021

Thema: "Lipidregulation als anti-inflammatorisches Target in der Behandlung von Patienten mit dekompensierter Leberzirrhose und Spontan Bakterieller Peritonitis – LiZirP"

Zusammenfassung:
Patienten mit Leberzirrhose leiden an rezidivierenden Episoden bakterieller Translokationen bei chronischer Immundefizienz; beides Prädiktoren für Infektionen und Mortalität. Eine der häufigsten Komplikationen bei diesen Patienten ist die spontan-bakterielle Peritonitis (SBP) als Infektion des Peritonealraums beim Vorliegen von Aszites. Peritonealmakrophagen nehmen bei der Kontrolle und Überwindung dieser Inflammation eine Schlüsselrolle ein. Eine ihrer Hauptaufgaben ist die Freisetzung von Zytokinen und Lipidmediatoren zur Stabilisierung der Immun-Homeostase. Erste Analysen zeigen, dass Lipidprofile im Aszites von Patienten mit dekompensierter Leberzirrhose ohne Infektion von Patienten mit SBP variieren. Im hier beantragten Projekt sollen Lipidmediator-Profile im Aszites sowie in primären Peritonealmakrophagen (PMs) von Patienten mit dekompensierter Leberzirrhose in Ab- und Anwesenheit einer SBP analysiert werden. Im Vordergrund steht dabei neben der Charakterisierung verschiedener PM-Subpopulationen, die wechselseitige Beziehung von spezialisierten (pro-resolvierende) antiinflammatorische Lipidmediatoren (SPMs) wie Resolvin und Maresin. Mithilfe von massenspektrometrischen und durchflusszytometrischen Methoden soll das Lipidmediator-Profil in Abhängigkeit des Grads der Leberzirrhose sowie der Entzündung charakterisiert werden. Es soll die Frage geklärt werden, ob PMs Stimulusabhängig Lipidmediator exprimieren und ob Lipidmediatoren und Ω-Fettsären eine potentielle Behandlungsoption zur Protektion erneuter Infektion sein könen.

Clinician Scientist-Programm OrganAge 2021

Thema: "Parkinson_Komplex: Untersuchung zur Effektivität der stationären Parkinsonkomplextherapie unter Berücksichtigung von Patientenzufriedenheit und Therapieadhärenz"

Zusammenfassung:
M. Parkinson ist eine der häufigsten neurodegenerativen Erkrankungen. Die Behandlung erfolgt zunehmend im Rahmen einer stationären Parkinsonkomplextherapie über 1-3 Wochen (OPS 8-97d.0 und d.1). Zur Effektivität dieser Versorgungsform gibt es aber bisher keine Langzeitdaten. Ebenso geben ca. 30 % der Patienten nach Entlassung an, sich subjektiv nicht besser zu fühlen. Mittels einer randomisierten kontrollierten Studie sollen primär die klinischen Ergebnisses der Behandlung (OPS 8-97d.0 vs. d.1) nach 3 und 6 Monaten verglichen werden. Sekundäre Ziele sind a) die Charakterisierung der nicht-profitierenden Patientenkohorte, b) die Evaluation der Gründe für die Unzufriedenheit, sowie c) deren Einfluss auf Re-Hospitalisierung und Non-Adhärenz. Hieraus sollen Empfehlungen für eine Profilschärfung der OPS 8-97d sowie eine bessere Case-Selection abgeleitet werden, um somit letztlich die Patientenversorgung zu verbessern, die Patientenzufriedenheit zu steigern, erneute Krankenhauseinweisungen zu vermeiden sowie Kosten zu senken.

Clinican Scientist-Programm OrganAge 2021

Thema: "Pathophysiologie und therapeutische Konsequenzen von Störungen der zellulären und plasmatischen Hämostase bei älteren Patienten mit myeloproliferativen Erkrankungen"

Zusammenfassung:
Myeloproliferative Neoplasien (MPN) sind Erkrankungen des höheren Lebensalters, am häufigsten sind Menschen ab 60 Jahre betroffen. Trotz moderner Therapie entwickeln die Patienten thromboembolische und hämorrhagische Komplikationen. Diese verursachen bis 50% aller tödlichen Ereignisse. Ein genauer Pathomechanismus wurde noch nicht beschrieben. Bei älteren Patienten ist diese Problematik besonders relevant, da die Häufigkeit von Immobilisation, die Anzahl operativer Eingriffe und eingenommener Arzneimittel sowie Komorbidität mit zunehmendem Alter steigen. Diese Faktoren begünstigen die Gerinnungsstörungen. Im beantragten Projekt wird die Pathophysiologie der zellulären und plasmatischen Hämostase näher untersucht mit besonderem Augenmerk auf thrombozytäre Mikropartikel und der molekularen klonalen Evolution. Ein besseres Verständnis des Wechselspiels zwischen MPN, Hyperinflammation und Hämostase ist eine Voraussetzung, die erhöhte Morbidität und Mortalität zu senken sowie neue therapeutische Optionen mit Ausrichtung auf Prophylaxe und Therapie manifester Gerinnungsstörungen zu eröffnen. Basierend auf einer Hochregulation des Zelladhäsionsmoleküls P-Selektin soll Crizanlizumab als möglicher Therapieansatz zur Thromboseprophylaxe bei Hochrisiko-MPN-Patienten in vitro überprüft werden. Im Anschluss werden neue prognostische Marker für thrombotische und hämorrhagische Ereignisse etabliert und neue Risiko-Scores für die Praxisanwendung entwickelt.

Clinician Scientist-Programm OrganAge 2021

Thema: "The role of the novel stress-responsive gene mcp-1/GDPGP1 in aging and disease"

Zusammenfassung:
In contrast to most other cell types, mature central nervous system (CNS) neurons are highly vulnerable to cellular stress, show low potential for regeneration and cannot be replaced when lost. Understanding the cellular mechanisms that regulate neuronal stress response and cell death is fundamental for the development of novel therapies, urgently needed for the treatment of neurological disorders. Using a combination of transcriptomic profiling and functional assays in primary mouse neurons and the model organism Caenorhabditis elegans, we have recently identified novel stress-responsive genes in neurons. In particular, the evolutionarily conserved gene mcp-1/GDPGP1 appears to have a functional relevance in neuronal stress response by conferring stress resistance to injured cells. This research proposal aims at characterizing the role of mcp-1/GDPGP1 during aging by investigating its expression in the aged nervous system of C. elegans and mice. By creating a murine mcp-1/GDPGP1 knockout model, its functional relevance in age- and disease-dependent neurodegeneration will be studied. Furthermore, this research proposal aims at identifying upstream regulators of mcp-1/GDPGP1 that mediate its transcriptional down-regulation following cell injury.

Clinician Scientist-Programm OrganAge 2021

Thema: "Creating an active immunization model of LGI1 encephalitis"

Zusammenfassung:
Autoimmune encephalitis (AE) is a group of inflammatory brain diseases characterized by neuropsychiatric symptoms, seizures and cognitive deficits. Subtypes of AE are associated with autoantibodies against neuronal cell surface proteins or receptors. The most frequent subtype of AE representing as limbic encephalitis is the LGI1 encephalitis, clinically characterized by faciobrachial seizures and severe cognitive deficits followed by progressive hippocampal atrophy. Previous findings, including our own suggested direct pathogenicity of LGI1 autoantibodies using passive transfer animal models with purified IgG derived from patients of LGI1 encephalitis. However, these passive-transfer models are only incompletely representing the complex pathophysiology of the disease. An active immunization mouse model is still missing which allows studying short and long-term effects of antibodies and finally proving the Koch-Witebsky criteria of an autoimmune disease. Furthermore, the underlying immune-mediated mechanisms remain unclear, in part of a lack of a suitable animal model. Our aim is to develop and characterize a mouse model of LGI1 encephalitis using active immunization with the antigen and functionally relevant protein domains. For immunization purposes we will use full-length LGI1 and a LGI1 peptide packed in liposomes as recently described for the NMDA receptor encephalitis mouse model. Using behavioral, electrophysiological and methods of molecular biology we will uncover pathomechanisms of disease and we will evaluate long-term effects on cognition. Development of an LGI1 encephalitis animal model will lead to better understanding of the role of the immune system in the disease, the pathophysiology of the antibody, and eventually lead to better therapies.

Clinician Scientist-Programm OrganAge 2021

Thema: "Schlafstörung als Risikifaktor für Alzheimer Erkrankung"

Zusammenfassung:

Clinician Scientist-Programm OrganAge 2020

Thema: "Ketamintherapie zur Behandlung von therapieresistenten Depressionen bei Multimorbidität - Wirkungen prädizieren, Tolerabilität von Nebenwirkungen einschätzen, Funktion verstehen"

Zusammenfassung:
Viele Studien belegen, dass die Ketamintherapie ein großes Potential für schnellen Therapieerfolg bei Depressionen und Suizidalität bietet. Multimorbidität, welche insbesondere ältere Patienten betrifft, führt jedoch oft dazu, dass wegen Bedenken vor Nebenwirkungen der Patientengruppe diese Therapieoption vorenthalten wird. Dabei könnte es bei Symptomen wie chronischen Schmerzen, sogar zusätzlich einen Benefit bringen. Das hier vorgestellte Projekt soll sich in drei Teilprojekte gliedern. Zum einen soll untersucht werden, inwiefern chronische Schmerzpatienten auch von dem Therapieschema der Ketamintherapie im Rahmen der Depressionsbehandlung profitieren können und inwiefern bei diesen Patienten Therapieerfolge durch fMRT Konnektivltätsanalysen prädiziert werden können. In einem zweiten Teilprojekt soll ein Fokus auf die hämodynamische Wirkung der Ketamintherapie gelegt werden und in Kooperation mit Kollegen der Inneren Medizin geschaut werden, inwiefern auch Patienten mit arterieller Hypertonie eine Ketamintherapie mit geringem Risiko erhalten können. Am Mausmodell sollen in einem dritten Teilprojekt mittels eines Verhaltensexperiments der Wirkmechanismus von Ketamin erforscht werden.

Clinician Scientist-Programm OrganAge 2020

Thema: "Development and application of a complex, trans-sectoral intervention to improve adherence to medication in neurogeriatric patients"

Zusammenfassung:
Poor adherence is a major issue in health care and is associated with increased morbidity, mortality, and immense costs for the health care system. Due to demographic changes, the burden of neurological diseases in elderly patients in Germany is increasing with a crucial exacerbation of the problem of non-adherence. Based on existing data from our own large observational trial in the Department of Neurology of the UKJ, this project will develop a complex trans-sectorial intervention to improve adherence in elderly patients with neurological disorders. A cluster randomized trial will be performed to study the effectiveness (in terms of health-related quality of life (HRQoL) and adherence) and perception (barriers and facilitators of implementation) of these interventions in patients, caregivers, practicing neurologists, and general practitioners.

Clinician Scientist-Programm OrganAge 2020

Thema: "Untersuchung der zerebellären Dysfunktion hervorgerufen durch humane anti-DNER-Antikörper im Mausmodell"

Zusammenfassung:
Das durch anti-DNER-Antikörper hervorgerufene zerebelläre Syndrom ist ein Krankheitsbild aus der Gruppe der autoimmun-bedingten, Autoantikörper-assoziierten paraneoplastischen Zerebellitiden und zeigt eine enge Assoziation zu Hodgkin- Lymphomen. lm Vergleich zu anderen Fonnen der autoimmunen Enzephalitiden ist das Ansprechen auf eine lmmuntherapie allerdings deutlich geringer und es kommt zu einer Reduktion der Purkinjezellen des Kleinhims. Bislang ist zur Pathophysiologie dieser enigmatischen Erkrankung nur wenig bekannt. Am genetischen Modell der DNER-knockout Maus konnte gezeigt werden, dass es durch Akkumulation von Glutamat im synaptischen Spalt der Parallelfaser-zu-Purkinjezell-Synapse sowie einer Fehlinnervation der Purkinjezellen durch mehr als eine Kletterfaser zu dem typischen zerebellären Symptomen kommt. ln diesem Projekt soll die Pathophysiologie der anti-DNER-Antikörper im Mausmodell untersucht werden, indem nach stercotaktischer lnjektion von humanen anti-DNERAntikörpem Verhaltensanalysen mit elektrophysiologischen Messungen, histologischen Untersuchungen und Untersuchungen der Genexpression kombiniert werden.

Clinician Scientist-Programm OrganAge 2020

Thema: "Effects of prenatal methylprednisolone exposition on cognitive function, brain development and stress sensitivity in children of patients with multiple sclerosis."

Zusammenfassung:
Introduction: Fetal exposure to glucocorticoids (GCs) used to induce fetal lung maturation in women threatened by premature labour is known to induce aberrations in brain development and stress sensitivity, cognitive dysfunction and neuro-psychiatric disorders in later life which all predict early brain ageing. Another common source of fetal GC exposure is the treatment of relapses in multiple sclerosis (MS), the most common neurological disease in young women. In the light of a lack of studies, the 300-fold higher dosage of GCs for MS relapse treatment compared to obstetric indications is considered harmless for the fetus. Objectives: To examine the effects of GCs for MS relapse treatment during pregnancy on offspring structural and functional brain development, stress sensitivity, and cognitive and behavioural performance. Methods: Epidemiological multi-centre cohort study in 80 children and adolescents aged 8 to 18 years whose mothers received GCs to treat a MS relapse during pregnancy compared to unexposed subjects. Expected Impact: Creating a guideline-changing evidence-based risk-benefit assessment regarding the benefits of the MS relapse therapy for the mother and the potential harm for the baby.

Clinician Scientist-Programm OrganAge 2020

Thema: "Impact of a VA-ECMO in combination with an extracorporeal cytokine hemoadsorbtion system in critically ill patients with cardiogenic shock."

Zusammenfassung:
500.000 people in Europe sustain cardiac shock every year [1]. Poor overall survival has triggered interest in integrating extra-corporeal support of oxygenation and pump function [2, 3] such as extracorporeal cardiopulmonary resuscitation (ECPR) using VA-ECMO [2, 4-6]. This treatment concept has recently shown promising survival rates ranging from 20 to 30% [2, 7, 8]. However during ECMO support clinical deterioration due to hyperinflammation [9-11] caused by the exposure of blood cells and molecules to the artificial surfaces of tubings, rotor and oxygenator of the ECMO circuit may occur [11, 12]. Strategies to control the systemic inflammatory response pharmacologically have shown conflicting results [11, 13]. Cytokine adsorbers provide a new technical tool for the elimination of inflammatory markers. Knowledge of the acute hemodynamic, echocardiographic effects and reduction in inflammatory markers during VA-ECMO therapy together with a cytokine adsober is rare. Our aim is to investigate the short term and intermediate term changes in haemodynamics, inflammatory biomarkers, immune system and cellular aging after implantation of a VA-ECMO in combination with an extracorporeal cytokine hemoadsorption system.

Clinician Scientist-Programm OrganAge 2020

Thema: "Bedeutung des zytoskleletalen Umbaus in Axonen von Hautbiopsien bei Patienten mit Motoneuronerkrankungen fur die Krankheitsprogression"

Zusammenfassung:
Motoneuronerkrankungen, wie die Amyotrophe Lateralsklerose (ALS), Hereditare spastische Spinalparalyse (HSP) und spinale Muskelatrophie (SMA) stellen neurodegenerative Erkrankungen dar, welche sich in unterschiedlichen klinischen Phänotypen präsentieren konnen und mit progredienten motorischen Defiziten einhergehen. Neben dem Verlust von motorischen Axonen sind ebenfalls Veränderungen der sensiblen Faserdichte bzw. sensible und sensomotorische Neuropathien beschrieben. In diesem Projekt sollen erstmalig mittels immunhistochemischer sowie licht- und elektronenmikroskopischer Untersuchungen der zytoskeletale Umbau von sensiblen Axonen in Hautbiopsien von Patienten mit ALS, HSP und SMA evaluiert und deren Bedeutung fur die Krankheitsprogression erörtert werden. Nach Etablierung eines diagnose-unabhängigen Bewertungssystems der axonalen Veränderungen erfolgt die Korrelation mit demografischen sowie motorischer Funktionsskalen und mit elektrophysiologischen Untersuchungen, wie Elektroneurografie und dem motor-neuroncounting. Anhand der neu gewonnenen Erkenntnisse können die funktionellen und strukturellen Veränderungen bedingt durch die unterschiedlichen Erkrankungen evaluiert und diese für neue therapeutische Strategien genutzt werden.

Clinician Scientist-Programm OrganAge 2020

Thema: "AGeiNg-associated mETtabolic Adaptation in sepsis"

Zusammenfassung:
Sepsis describes a common elusive medical syndrome that was redefined as a combination of infection that is associated with organ dysfunction. It was recently shown that sepsis outcome is determined by appropriate host metabolic adaptation in parenchymal tissues which includes a deregulated glucose homeostasis. To this end, it is unclear whether host parenchymal metabolic adaptation is altered in aged animals and whether or how this would affect glucose homeostasis and outcome. It is suspected that ageing is associated with a decreased adaptive capacity, disruption of glucose host homeostasis and subsequent increased disease severity in sepsis contrasting the paradigm, that ageing of the immune system causes overwhelming infection leading to death. In the AGNETA project, I will investigate this hypothesis using state-or-the-art sepsis models, metabolic cages and assessment of parenchymal and immune function as well as parenchymal metabolism.

Clinician Scientist-Programm OrganAge 2020

Thema: "Prädiktion des Outcomes von Schlaganfallpatienten anhand der Erkenntnisse des Human Connectome Projects und klinischer Läsionsmuster"

Zusammenfassung:
"Der ischämische Schlaganfall ist die häufigste Ursache einer erworbenen motorischen Behinderung. Eine wichtige Fragestellung bei allen klinischen Entscheidungen über die weitere therapeutische Intervention ist die Risiko-Nutzen-Abwägung. Hierfür ist es von großer Bedeutung, eine Aussage von einer strukturellen Läsion auf die zu erwartenden Defizite zu erhalten. Bisherige Versuche die Läsionslokalisation oder die Läsionsgröße für derartige Vorhersagen zu nutzen, erbrachten schlechte Vorhersagemodelle (Honey et al. 2010).
Wesentliche Gründe sind hier die große Heterogenität der zu untersuchenden Population, aber auch die Tatsache, dass funktionelle Ausfälle nicht nur durch die Läsion an sich, sondern vor allem auch durch den Ausfall von mit dem Läsionsareal verbundenen Arealen bedingt werden.
Um diesen Einfluss zu analysieren, ist eine Information über die Faserverbindungen im menschlichen Gehirn notwendig. Gerade diese Information liefert das Human Connectome Projekt, das in den letzten Jahren eine große Menge an Daten über die Faserverbindungen im menschlichen Gehirn generiert hat.
In dem hier beantragten Projekt sollen zusammen mit der Arbeitsgruppe für strukturelle Bildgebung diese Verbindungsdaten genutzt werden, um eine probabilistische Aussage über zu erwartende Funktionsverluste in nicht direkt betroffenen, aber assoziierten Arealen zu erhalten.
Wichtiger Bestandteil des aktuellen Projektes ist die Frage, inwieweit die Kombination der Konnektomdaten mit Läsionen zur Vorhersage von klinischen Ausfallmustern und zur Prädiktion des langfristigen Outcomes auf individueller Ebene genutzt werden kann. Die Entwicklung der hierfür notwendigen Software erfolgt innerhalb des aktuellen Projektes in Zusammenarbeit mit der Arbeitsgruppe für strukturelle Bildgebung von Professor Gaser. In einem ersten Schritt soll die Software an einer Population von 199 Schlaganfallpatienten getestet werden.

Unsere Hypothesen sind:
I) Die Analyse von indirekt betroffenen Hirnarealen ermöglicht die genauere Vorhersage von klinischen Ausfallmustern im Vergleich zur reinen Vorhersage aus der Läsion.
II) Die hier entwickelte Methodik ermöglicht eine signifikante Verbesserung der Prädiktion des langfristigen Outcomes von Schlaganfallpatienten.
III) Die Methodik ermöglicht eine bessere Prädiktion der motorischen Lernfähigkeit verglichen mit dem Läsionsmuster.

Über die Bearbeitung dieser konkreten Hypothesen erlaubt das aktuelle Projekt zudem wesentliche Einblicke in die klinische Bedeutung der Konnektivitätsdaten für den klinischen Alltag. Perspektivisch kann die gleiche Technik auch für weitere Erkrankungen und Patientengruppen Anwendung finden, wie z.B. die MS oder auch vaskuläre Demenzformen."

Clinician Scientist-Programm OrganAge 2020

Thema: "Vergleichende Analyse des intestinalen Mikrobioms bei Patienten in verschiedenen Stadien der Herzinsuffizienz "

Zusammenfassung:
Die akute und chronische Herzinsuffizienz ist trotz zahlreicher neuer medikamentöser und interventioneller Therapieansätze ein Krankheitsbild was mit einer hohen Mortalität und Morbidität vergesellschaftet ist. Zusätzlich zeigt sich vor allen in den Ländern der westlichen Welt und zunehmend aber auch in den Schwellenländern ein signifikanter altersabhängiger Anstieg der Prävalenz der Erkrankung. Zahlreiche Studien legen eine Verbindung zwischen dem intestinalen Mikrobiom und dem Auftreten einer Herzinsuffizienz beziehungsweise den Risikofaktoren der Erkrankung wie Adipositas, Diabetes, koronare Herzerkrankung und weitere nahe.

Die dem aktuellen Antrag zu Grunde liegende Studie (MICROBIOME-HF) ist eine prospektive klinische Analyse des intestinalen und oralen Mikrobioms bei Patienten in verschiedenen Stadien der Herzinsuffizienz. Neben der Frage, ob sich die verschiedenen Subgruppen der Herzinsuffizienz primär in der Zusammensetzung und im zweiten Schritt auch in der Funktion des Mikrobioms von herzgesunden Patienten unterscheiden, ist auch eine Analyse im Längsschnitt bei Patienten mit akut dekompensierter Herzinsuffizienz nach erfolgter Rekompensation geplant. Weiterhin erfolgt eine Korrelation zu etablierten laborchemischen und klinischen Parametern der Herzinsuffizienz.

Clinician Scientist-Programm OrganAge 2019

Thema: "Funktionelle Konnektivitätsmaße zur Vorhersage des Therapieerfolgs verschiedener Lernmethoden nach Schlaganfall (Reha-Response)"

Zusammenfassung:
Der Schlaganfall stellt in den westlichen Industrieländern die häufigste Ursache einer langfristigen Behinderung dar. Pathophysiologische Grundlagen des motorischen Lernens nach Schlaganfall sind nur unzureichend untersucht. Insbesondere gibt es keine standardisierten Untersuchungen über den Effekt spezifischer Störungsmuster auf verschiedene Lernstadien. Dies ist jedoch eine entscheidende Information, welche wesentlichen Einfluss auf die Wirksamkeit verschiedener Rehabilitationsansätze nach Schlaganfall hat. Wir sehen hierin einen der Hauptgründe, weshalb es im Allgemeinen nicht möglich ist, einen spezifischen Trainingsansatz auf individueller Ebene zu begründen.
Kernhypothese der aktuellen Arbeit ist, dass Schlaganfallpatienten in verschiedene Lerntypen kategorisiert werden können und dass das Muster der zerebralen Netzwerkveränderungen nach kurzfristiger motorischer Lernaufgabe das Ansprechen auf spezifische Formen des motorischen Lernens vorhersagen kann. Eine Bestimmung der individuellen Plastizitätsbereitschaft kann somit die Auswahl geeigneter Trainingskonzepte unterstützen.
Es sollen 30 Schlaganfallspatienten, 30 gesunde Kontrollen und 30 geriatrische Patienten mittels Methoden der funktionellen Bildgebung (voxel-basierter Morphometrie, Resting state fMRT sowie task-related fMRT), einer sensomotorischen und einer neuropsychologischen Testbatterie untersucht werden. Zur Quantifizierung der kurzfristigen zerebralen Adaptationsfähigkeit messen wir die zerebralen Konnektivitätsveränderungen, welche sich durch ein kurzes standardisiertes motorisches Lernparadigma im fMRT induzieren lassen. Anschließend findet ein dreitägiges experimentelles Training einer motorischen Sequenz-Aufgabe (‚Serial Reaction Time Task‘) statt, welche eine Einteilung in verschiedene zeitliche Lernstadien erlaubt.
Die Konnektivitätsdaten werden mit dem individuellen Schädigungsmuster und den erzielten Trainingsergebnissen verglichen, um so verschiedene Lerntypen zu kategorisieren und zu prädizieren.
Die Studie wird dazu beitragen das Potential der individuellen Plastizitätsleistung von Schlaganfallpatienten zu beurteilen und Möglichkeiten bieten, Rehabilitationsansätze an solchen Ergebnissen auszurichten.

Clinician Scientist-Programm OrganAge 2019

Thema: "Der Einfluss der Körperzusammensetzung auf den mitochondrialen Sauerstoffmetabolismus und das Metabolom bei adipösen Patienten vor und nach bariatrischer Chirurgie"

Zusammenfassung:
Adipositas ist eine der häufigsten Komorbiditäten im Alter und ein Risikofaktor für kardiovaskuläre Erkrankungen. Adipositas hat auch auf molekularer Ebene Auswirkungen auf Organfunktionen, weswegen sie als schwere metabolische Systemerkranku angesehen wird. Es gibt Hinweise aus der präklinischen Forschung, dass neben dem Gesamtstoffwechsel auch die Funktionen von Mitochondrien und Immunsystem durch Adipositas beeinträchtigt werden. Klinische Pilotstudien stützen diese Hypothese. Der Antragsteller wird – eingebunden in die Nachwuchsforschergruppe Translational Septomics – in einer translationalen prospektiven longitudinalen Studie systematisch den Einfluss der Körperzusammensetzung auf den mitochondrialen Sauerstoffmetabolismus, den Immunstatus und das Metabolom bei adipösen Patienten vor und nach bariatrischer Chirurgie untersuchen. Es werden sowohl nicht-invasive klinische Untersuchungstechniken zur Messung der Körperzusammensetzung und des mitochondrialen Sauerstoffmetabolismus angewendet als auch Blut- und Gewebeproben gewonnen, um die Mitochondrienfunktion, das Metabolom und immunologische Parameter laborexperimentell zu analysieren. Die strukturellen und rechtlichen Voraussetzungen für einen Projektstart liegen vor.

Clinician Scientist-Programm OrganAge 2019

Thema: "Sonografische und elektrophysiologische Charakterisierung der peripheren Nerven bei Patienten mit Typ 2 Diabetes"

Zusammenfassung:
Die diabetische Polyneuropathie ist eine bedeutende Komplikation des Diabetes mellitus, welche bei ca. 20-30% der Diabetespatienten vorkommt. Sie führt zu neuropathischem Schmerz, Gangstörungen und Beeinträchtigungen der Oberflächensensibilität, die für das Entstehen von Ulcera prädisponieren. Chronisch inflammatorische Prozesse können hier zusätzlich eine Rolle spielen. Der Goldstandard der Diagnostik ist die Elektroneurografie. In der Polyneuropathiediagnostik gewinnt die Nervensonografie zunehmend an Bedeutung, da das Verfahren grundsätzlich einfach und nicht invasiv ist. Im Rahmen dieser Studie soll die Nervenfunktion bei Patienten mit Typ 2 Diabetes sowohl mittels Nervenultraschall als auch mit der Elektroneurografie charakterisiert werden. Dabei ist geplant im Verlauf von 3 Jahren 1000 Patienten zu untersuchen. Davon sollen 400 nach einem Jahr und schließlich 250 nach 2 Jahren verlaufskontrolliert werden. Erhoben werden soll bei jeder Visite der neurologische Status mittels standardisierter Scores, standardisierter nervensonografischer Messungen mit Hilfe des UPSS (Ultrasound Pattern Sum Score) sowie elektrophysiologischer Messungen. Die Studie wird erstmals erlauben, die diagnostische Wertigkeit des Nervenultraschalls bei der diabetischen Polyneuropathie abzuschätzen. Zusätzlich werden aber auch Daten zu Prävalenz, präklinischen Veränderungen sowie Verlauf und Progression der Erkrankung gewonnen und die Abgrenzung der diabetischen Polyneuropathie zur chronisch inflammatorischen demyelinisierenden Polyradikuloneuropathie (CIDP) untersucht.

Clinician Scientist-Programm OrganAge 2019

Thema: "Lernen wir besser nach Misserfolgen? Einfluss von Virtual-Reality-basiertem sensomotorischen Mismatch auf die Effektivität motorischer Lernvorgänge"

Zusammenfassung:
In der Frühphase nach Schlaganfall ist das Potential zur Erholung motorischer Funktionen am größten. Bereits nach etwa drei Monaten wird kaum noch motorischer Funktionswiedergewinn beobachtet. Das Projekt geht von der Annahme aus, dass das Mismatch zwischen gewollter und tatsächlich erzielter Bewegung in der Frühphase nach Schlaganfall ein Grund für das initial erhöhte motorische Lernpotential darstellt. Moderne, besonders immersiv erlebte Virtual-Reality-Technologie (VR) ermöglicht es uns nun, ein Mismatch experimentell am Gesunden zu erzeugen. Das Projekt untersucht den Einfluss eines solchen VR-induzierten Mismatch auf die zerebrale Konnektivität und die Effektivität des motorischen Lernens. Methodisch werden funktionelle Bildgebung und EEG sowie behavioralmotorische Analysen eingesetzt. Das Projekt leistet einen zentralen Beitrag (1) zur Erforschung der durch sensomotorisches Mismatch induzierten zerebralen Adaptationsmechanismen und trägt (2) dazu bei, die Beeinflussung des motorischen Lernens durch Mismatch zu verstehen. Damit wird (3) der Grundstein gelegt für die Entwicklung eines VR-basierten Rehabilitationskonzepts. Ein solches Therapiekonzept adressiert nicht nur eine sehr große Zielgruppe mit erheblicher sozioökonomischer Relevanz, sondern auch Zukunftstechnologien wie den therapeutischen Einsatz einer Mensch- Maschine-Interaktion als digitales Instrument in der Rehabilitations- und Telemedizin.

Clinician Scientist-Programm OrganAge 2019

Thema: "Assoziation der adjuvanten Strahlentherapie des nicht metastasierten Mammakarzinoms mit Immunmodulation und Phänotyp zirkulierender Tumorzellen in Abhängigkeit vom Patientinnenalter"

Zusammenfassung:
In einer prospektiven Studie soll der Einfluss der adjuvanten Strahlentherapie bei Patientinnen mit nicht-metastasiertem Mammakarzinom auf die im Blut zirkulierenden epithelialen Tumorzellen (CETCs) und deren immunhistochemischen Charakteristika in Abhängigkeit des Alters untersucht werden. Neben einer histopathologischen Zuordnung der CETCs als Zellen des Primärtumors sollen explorativ wesentliche Triggerpunkte des Immunsystems analysiert werden. Hierfür werden den Patientinnen zu verschiedenen Zeitpunkten nach erfolgter Tumorresektion sowie unter adjuvanter Strahlentherapie Blutproben entnommen. Neben der Detektion, Isolierung und genetischen Charakterisierung der CETCs ist die Bestimmung immunologischer Biomarker u.a. mittels Immunphänotypisierung geplant. Außerdem sind Analysen von Gewebe des Primärtumors in Bezug auf immunhist chemische Merkmale sowie Tumor-infiltrierende Lymphozyten (TILs) geplant. Die Ergebnisse sollen insbesondere im Hinblick auf das Patientenalter eingeordnet und korreliert werden. Da für das Mammakarzinoms bislang nur unzureichende Daten hinsichtlich der strahlentherapeutischer Effekte auf das Immunsystem in Abhängigkeit des Patientenalters vorliegen, ist es von großem Interesse, diese molekularbiologischen Grundlagen besser zu verstehen um potentiell prognostische Biomarker zu identifizieren.

Clinician Scientist-Programm OrganAge 2019

Thema: "Preeclampsia Associated Vascular Aging– long-term follow up and prevention strategies"

Zusammenfassung:
The clinical observation that women after preeclampsia are at high risk for early onset cardiovascular disease, featuring increased diseases associated mortality, has led to the hypothesis that the endothelial status of these women is characterized by an early onset of aging. We aim to elucidate the nature of the link between endothelial aging and pregnancy disorders like preeclampsia, dominated by endothelial dysfunction. Do endothelial changes precede pregnancy and cause preeclampsia and later early onset aging, or does preeclampsia first initiates premature endothelial aging in the affected individuals? The goal of this proposal is to assess the cardiovascular health of women 10-20 years post preeclampsia in comparison to those with uneventful pregnancies. Furthermore, the potential endothelial protective effect of the NO donor pentaerytrithyltetranitrate (PETN) will be examined. This in vivo study will be elaborated in vitro through the analysis of endothelial cell senescence after preeclampsia-associated stress and studies of the effect of PETN on endothelial senescence. The long-term aim of this proposal is to facilitate a prospective longitudinal study on the effect of PETN on vascular aging in women after preeclampsia in order to asses, if treatment of endothelial dysfunction during pregnancy could diminish endothelial aging and thus, premature cardiovascular morbidity and mortality in millions of women.

Clinician Scientist-Programm OrganAge 2019

Thema: "Entwicklung von Magnetresonanztomografie Surrogatparametern für den  Krankheitsprogress bei Amyotropher Lateralsklerose in der globalen NiSALS-Kohorte"

Zusammenfassung:
Amyotrophe Lateralsklerose (ALS) ist eine multisystemische neurodegenerative Erkrankung, deren klinische Progressionsgeschwindigkeit stark zwischen einzelnen Patienten variiert; sie bedarf eines sehr intensiven Therapiemanagements durch mehrere Berufsgruppen. Es werden dringend verlässliche Surrogatparameter der ALS benötigt, u.a. für eine individualisierte Therapieberatung. In diesem Projekt sollen Analyseverfahren der Magnetresonanztomografie (MRT) in Verbindung mit der klinischen Krankheitsprogression nach dem neuen D50-Modell untersucht werden. Multimodale MRT-basierte Parameter sollen weiterführend Eingang in deep learning Algorithmen finden. Primär dient eine regionale Querschnittskohorte (pseudolongitudinale Analysen) zur Entwicklung dieser MRT-Surrogatparameter, die außerdem in longitudinalen Datensätzen validiert werden sollen. Anschließend steht der beständig wachsende Datensatz einer global-umfassende ALS-Kohorte über das Repositorium der Neuroimaging Society in ALS (NiSALS) zur Verfügung. Objektive in-vivo MRT­Surrogatparameter, die sich hier verifizieren ließen, werden dringend benötigt für das Management von Therapien bei ALS und würden außerdem als Ergebnisparameter künftiger Interventionsstudien die Versorgung dieser tödlich erkrankten Patienten wesentlich verbessern.

Clinician Scientist-Programm OrganAge 2019

Thema: "Die Bedeutung von Tumorstammzellen in die Tumorbiologie und Rezidivneigung benigner Kopf-Hals-Tumoren"

Zusammenfassung:
Pleomorphe Adenome (PA), Vestibularisschwannome (VS) und Meningeome (M) sind häufige gutartige Kopf-Hals-Tumoren mit ungewöhnlich hohem Rezidiv-Potential. Dies kann nur durch eine in der Realität häufig nicht mögliche Vergrößerung des Resektionsausmaßes vermindert werden. Ein Erklärungsmodell für die hohe Rezidivneigung liegt in der Persistenz Tumorstammzellen mit dem Potential der Selbsterneuerung und der Fähigkeit zur Differenzierung. Im Rahmen der Förderung soll überprüft werden, ob Tumorstammzellen in den Entitäten PA, VS und M mittels Immunfluoreszenz und qPCR nachgewiesen werden können. Anschließend sollen Tumorstammzellen aus frischem Tumorgewebe extrahiert werden, diese zu Tumorzellen ausdifferenziert und abschließend in ein pluripotentes Stadium zurückgeführt werden. Im in-vivo Modell soll final analysiert werden, ob isolierte Tumorstammzellen von PA, VS und M in der Lage sind Tumoren auszubilden. Warthin-Tumore (WT), die keine Rezidive ausbilden, stellen hierbei eine sinnvolle Vergleichsgruppe dar. Die gewonnenen Informationen können helfen, die Rezidivformationen zu erklären und Therapieansätze zur Rezidivvermeidung zu entwickeln, die nicht mit gesteigertem Resektionsausmaß und Erhöhung der Patientenmorbidität einhergehen.

Promotionsstipendien II/2023

Thema: "Artificially induced Mismatch training (AIM) and its impact on effective motor learning."

Zusammenfassung:
Im Rahmen dieses Projekts wird untersucht, ob die Destabilisierung bestehender neuromotorischer Muster zu einer Verbesserung der darauffolgenden motorischen Lernleistung führen kann. Dieses Ziel wird durch die Anwendung eines sensomotorischen Mismatch in einer virtuellen Realität (VR) erreicht. Insgesamt werden 30 gesunde Probanden im Alter von 18 bis 40 Jahren drei verschiedenen VR-Szenarien ausgesetzt. Nach dieser Exposition absolvieren sie das etablierte implizit-motorische Lernspiel "serial reaction task" (SRT). Es wird analysiert, welches der Szenarien den größten Einfluss auf die anschließende motorische Lernleistung besitzt. Zusätzlich unterziehen sich die Probanden einer prä-post fMRT-Messung, damit Veränderungen in der neuronalen Konnektivität im Zustand fehlender externer Stimuli (resting-state) bewertet werden können. Danach wird überprüft, ob diese Veränderungen der Plastizität mit bekannten motorischen Lernmustern übereinstimmen. Die Studie hat das Potenzial, eine Grundlage für die Entwicklung eines modernen neurorehabilitativen Trainingsparadigmas zu schaffen.

Promotionsstipendien II/2023

Thema: „Untersuchung des Einflusses von Alterung auf die Achillessehne mit speziellem Fokus auf Seneszenz“

Zusammenfassung:
Als Bindeglied zwischen Muskeln und Knochen sind Sehnen unerlässlich für die Funktion von Gelenken und somit für die Ausführung von Bewegungen. Sehnenerkrankungen (Tendinopathien) sind meist degenerativ oder durch Überlastung bedingt; ihre Pathogenese ist nicht umfassend verstanden. Besonders betroffen sind Athleten und ältere Menschen. Meine Arbeitsgruppe arbeitete bereits heraus, dass in besonderem Maße das Alter einen Einfluss auf die extrazelluläre Matrix von Achilles- und Rotatorenmanschettensehnen ausübt (Vergleich 10 und 100 Wochen alte Tiere). Hierfür wurden Ratten eines Tiermodells mit hoher (HCR; high capacity runners) oder niedriger (LCR; low capacity runners) intrinsischer körperlicher Leistungsfähigkeit genutzt. In meinem Projekt möchte ich den Einfluss der Alterung auf Achillessehnen von HCR-Ratten mit speziellem Fokus auf die Seneszenz untersuchen. Diesbezüglich werde ich mein Augenmerk auf Inflammation – sowohl deren Entstehung als auch Resolution - richten. Ziel ist es, mögliche Veränderungen der Extrazellularmatrix, der Tenozyten, der Inflammation und Resolution und Seneszenz im Verlauf des Alterungsprozesses (25, 54, 100 und 130 Wochen alte Tiere) in Rattenachillessehnen zu analysieren. Immunhistochemie und Mikroskopie werde ich anwenden, um die histologischen und zellulären Veränderungen zu detektieren. Die Methode der qRT-PCR kommt zum Einsatz, um die Expression spezifischer Gene zu quantifizieren.

Promotionsstipendien II/2023

Thema: "Der Einfluss des hypocretinergen Systems auf die Funktionsweise des menschlichen Belohnungssystems - eine vergleichende Untersuchung auf behavioraler und neuronale Netzwerkebene bei Menschen mit und ohne Hypocretindefizienz."

Zusammenfassung:
Die Narkolepsie ist eine neurologische Erkrankung aus dem Spektrum der zentralnervösen Hypersomnien, charakterisiert durch exzessive Tageschläfrigkeit, Kataplexien und einen qualitativ gestörten Nachtschlaf. Ursache ist eine autoimmun-bedingte Zerstörung hypocretinerger Neurone im Hypothalamus, die eine wesentliche Rolle in der Schlaf-Wach-Regulation spielen. Tierexperimentelle Untersuchungen legen nahe, dass das Hypocretinsystem auch im Belohnungssystem eine modifizierende Rolle spielt. In Übereinstimmung damit finden sich bei Menschen mit Narkolepsie und Hypocretindefizit vermehrt affektgekoppelte Symptome bei Belohnungserwartung und -erhalt. Ziel der Studie ist daher Untersuchung der Belohnungsverarbeitung bei Personen mit Narkolepsie Typ 1 im Vergleich zu Personen mit Narkolepsie Typ 2, bei denen kein Hypocretin-Defizit vorliegt und einer gesunden Kontrollgruppe unter Nutzung des Spieleparadigmas „Monetary Incentive Delay Task“. Während des Versuches werden die neuronalen Korrelate der Belohnungsaktivierung mittels Magnetoenzephalografie charakterisiert. Die Ergebnisse der Arbeit werden einerseits helfen, die physiologische Funktionsweise des Belohnungssystems im Zusammenspiel mit dem Hypocretinsystem zu verstehen und weiterhin zu einem besseren Verständnis der Erkrankung Narkolepsie beitragen.

Promotionsstipendien II/2023

Thema: "Using Support Vector Machines (SVM) to Predict Cognitive Decline: An Analysis of Clinical and Neuroimaging (fMRI and SBM) Data Following STN-DBS Implantation in Parkinson's Disease"

Zusammenfassung:
Das Hauptziel dieses Projekts ist die Verbesserung der Behandlungsergebnisse bei Patienten mit idiopathischem Parkinson-Syndrom (IPS), die sich einer Tiefen Hirnstimulation (DBS) unterziehen. Dieses Ziel beinhaltet die Entwicklung eines präziseren Vorhersagemodells zur Bewertung der Auswirkungen der DBS-Implantation auf die Kognition und die Verwendung von MRT als
diagnostischen Marker in diesem Zusammenhang. Mit Hilfe eines Machine-Learning-Ansatzes soll gezeigt werden, dass (1) die Implementierung von Support Vector Machines (SVM) zur Klassifikation kognitiver Defizite bei Parkinson auf der Basis von klinischen Daten (z.B. Schweregrad der Erkrankung, Alter, UPDRS III) und Parametern aus der Neurobildgebung (SBM und fMRI) effektiv ist. Diese Klassifikation konzentriert sich auf die Vorhersage, ob der Montreal Cognitive Assessment (MoCA) Score über oder unter 20 Punkten liegt. Anschließend wollen wir vorhersagen (2), ob drei Monate nach der STN-DBS-Implantation eine kognitive Verschlechterung zu erwarten ist (MoCABaseline - MoCAPost ≥ 3). Zu diesem Zweck werden insgesamt 50 IPS-Patienten untersucht, darunter 20, die sich in den Jahren 2023 oder 2024 einer STN-DBS-Implantation unterzogen haben bzw. werden. Die verfügbaren Daten umfassen klinische und kognitive Parameter sowie hochauflösende kraniale MRT-Scans (T1 und
EPI), die routinemäßig im Rahmen der DBS-Implantation erhoben werden.

Promotionsstipendien II/2023

Thema: "ASXL1-Mutationen in der chronischen myeloischen Leukämie"

Zusammenfassung:
Die chronische myeloische Leukämie (CML) manifestiert sich durch die reziproke Translokation t(9;22)(q34;q11), durch welche eine verkürzte Form des Chromosoms 22, das sogenannte Philadelphia (Ph)-Chromosom, entsteht. Infolgedessen kommt es zur Fusion zwischen Breakpoint Cluster Region (BCR) und Abelson (ABL1)-Tyrosinkinase und damit zur Entstehung des BCR::ABL1 Fusionsgens. Dieses Gen codiert für eine dauerhaft aktivierte Tyrosinkinase, welche zur unkontrollierten Zellproliferation und damit dem Krankheitsbild der CML führt. Basierend auf der Entdeckung von BCR::ABL1 als Treiber der CML-Pathogenese wurden mehrere Generationen zielgerichteter Tyrosinkinaseinhibitoren (TKI) entwickelt. Der außerordentliche Erfolg der TKI-Therapie hat zur Folge, dass ein Großteil der Patienten eine nahezu normale Lebenserwartung zeigt. Dennoch stellen primäre und sekundäre Resistenzmechanismen, welche auch BCR::ABL1-unabhängig vorliegen können, eine große Herausforderung für viele Patienten dar. Um die molekularen Hintergründe der CML noch besser zu verstehen, rückten in den letzten Jahren vor allem auch Mutationen anderer Leukämie-assoziierter Gene, die zusätzlich zu BCR::ABL1 in etwa 25% der CML Patienten zum Zeitpunkt der Erstdiagnose auftreten, in den wissenschaftlichen Fokus. Besonders Mutationen des epigenetischen Regulators ASXL1 wurden in Vorarbeiten der Arbeitsgruppe häufig detektiert. In einer Kohorte von Kindern und jungen Erwachsenen mit CML wurden ASXL1-Mutationen sogar als einzige genetische Veränderung zusätzlich zu BCR::ABL1 gefunden. Außerdem zeigte eine prospektive Analyse von 222 CML Patienten eine Assoziation von ASXL1-Mutationen mit einem schlechteren Therapieansprechen, bezogen auf das Erreichen einer MMR (major molecular remission). In der geplanten Studie soll der Einfluss von ASXL1- Mutationen auf die Pathogenese der CML genauer untersucht werden, um molekulare Hintergründe besser zu verstehen. Dabei soll untersucht werden, ob sich Unterschiede im Ansprechen auf die TKITherapie bezüglich des ASXL1-Status auch im Zellmodel zeigen. Außerdem sollen ASXL1-abhängige Unterschiede in den Signalkaskaden mittels Proteomanalysen genauer beleuchtet werden. Gegebenenfalls erfolgen weiterführende Analysen am Primärmaterial von CML Patienten mit und ohne ASXL1-Mutationen.

Promotionsstipendien II/2023

Thema: "Effekte einer Schubbehandlung mit Methylprednisolon bei schwangeren Multiple Sklerose Patientinnen auf das intestinale Mikrobiom ihres Kindes im späteren Leben"

Zusammenfassung:
Zur Behandlung von Schüben einer Multiplen-Sklerose (MS) während der Schwangerschaft wird eine Hochdosistherapie mit Methylprednisolon (MP) empfohlen. In der von uns durchgeführten Studie ‘MS-KINDER’ führte diese Therapie bei intrauterin MP-exponierten Kindern im Alter von 8-14 Jahren zu neuropsychiatrischen Auffälligkeiten und einer Wachstumsverzögerung. Die Mechanismen sind weitestgehend unklar, ein Zusammenhang mit einer MP-induzierten veränderten Entwicklung des intestinalen Mikrobioms erscheint möglich. Ziel dieses experimentellen Promotionsvorhabens ist es, die Effekte einer pränatalen MPExposition zur MS-Schubbehandlung für die Entwicklung und Zusammensetzung des
intestinalen Mikrobioms im Alter von 8-14 Jahren als möglichen Mechanismus zu analysieren und einen Zusammenhang mit den nachgewiesenen neuropsychiatrischen Veränderungen sowie der Wachstumsverzögerung zu untersuchen. Hierzu werden bereits existierende Stuhlproben (n=60) von pränatal MP-exponierten und nicht-MP-exponierten Kindern von Müttern mit MS mittels einer umfangreichen Metagenomanalyse charakterisiert, welche die Sequenzierung und anschließende bioinformatische Analyse der gesamten bakteriellen, viralen, fungalen sowie parasitären DNA in den Stuhlproben umfasst.

Promotionsstipendien II/2023

Thema: „Untersuchung der Expression und Funktion von Nexilin-Isoformen bei der Herzreifung“

Zusammenfassung:
Die postnatale Reifung des Herzens ist ein wesentlicher Bestandteil der Umgestaltung und Vorbereitung des fötalen Herzens auf die zunehmende Beanspruchung bzw. Belastung im adulten Organismus. Hierbei stattfindende Umwandlungsprozesse führen unter anderem zu einer Zunahme der Sarkomerlänge und der kontraktilen Kraft, aber auch zur Bildung von Myozyten-typischen Strukturen (z.B. Dyade, M-Linie). Neben strukturellen und genregulatorischen Änderungen finden auch alternative Splicingprozesse von myozytenspezifischen Proteinen (z.B. Troponin-I, Titin, Myosin-light chain) statt. In der Literatur ist gezeigt worden, dass Nexilin für die Ausbildung der T-Tubuli essentiell ist. Darüber hinaus wurde in Vorabstudien unserer Arbeitsgruppe gezeigt, dass Nexilin in verschiedenen Isoformen im adulten Herzen exprimiert wird. Interessanterweise ist das Expressionsmuster der Isoformen zwischen dem Atrium und den Ventrikeln verschieden. Ziel meiner Promotionsarbeit sind Untersuchungen zum alternativen Splicing von Nexilin im Rahmen der Herzreifung. Anhand von Transkript- und Proteinnachweisen soll ein umfassendes Bild der Nexilinexpression im prä- und postnatalen Herzen, sowie im jungadulten und adulten Organismus erstellt werden. Hierbei sollen murine und humane Proben untersucht werden. Darüber hinaus sollen potentielle Interaktionspartner der jeweiligen Nexilin-Isoformen identifiziert und charakterisiert werden.

Promotionsstipendien II/2023

Thema: "Analyse der Agonist-induzierten Phosphorylierung des S1P1-Rezeptors"

Zusammenfassung:
Der Sphingosin-1-Phosphat-Rezeptor 1 (S1PR1) ist ein G-Protein-gekoppelter Rezeptor (GPCR), der zur Familie der Sphingosin-1-Phosphat-Rezeptoren gehört. S1PR1 bindet ausschließlich Gi/o- Untereinheiten, welche ihre Wirkung über eine Senkung der cAMP-Konzentration entfalten.
S1PR1 wird ubiquitär exprimiert und weist beispielsweise höhere Konzentrationen in Gehirn, Herz, Milz und Endothel auf. Er ist an zahlreichen Prozessen und Reaktionen beteiligt, unter anderem der frühen Angiogenese, der Regulation von vaskulärer Permeabilität und der Reifung sowie Migration von T- und B-Lymphozyten. Damit spielt der Rezeptor eine wichtige Rolle in der Embryogenese und Entzündungsreaktionen.
Der S1PR1 ist das Zielprotein des Medikamentes Fingolimod, welches im Rahmen der Multiplen Sklerose eingesetzt wird. Die Ligandenbindung führt zu einer Internalisierung und Ubiquitinierung des Rezeptors und damit zu einem Abbau im Proteasom. Die geringere Rezeptorendichte vermindert die Ausreifung, Differenzierung und die Migration der Lymphozyten, was in einer geringeren autoimmunen Aktivität resultiert.
Mit Hilfe von phosphospezifischen Antikörpern soll die Phosphorylierung und anschließende Internalisierung des Rezeptors, die nach Agonist-Exposition erfolgt, untersucht werden. Dies könnte zum verbesserten Verständnis seiner Aktivierung und Regulation in physiologischen und pathologischen Vorgängen beitragen und somit bei der Entwicklung von neuen Agonisten und Antagonisten helfen.

Promotionsstipendien II/2023

Thema: "Selektive Elektrostimulation mimischer Muskeln im unteren Gesicht: Eine prospektive Beobachtungsstudie mit 3D-Videoanalyse, Elektromyografie und Sonografie des Gesichts."

Zusammenfassung:
Die mimische Muskulatur ist in ihrer alltäglichen Funktion als ein Ganzes zu verstehen. Sowohl bei unwillkürlichen emotionalen Gesichtsausdrücken als auch bei willkürlichen finden keine isolierten Kontraktionen, sondern komplexe Bewegungsmuster mehrerer Muskeln statt. Diese sind darin begründet, dass sie keine knöchernen Muskelansätze besitzen, sondern an der Haut und untereinander verankert sind. Somit benötigen einzelne Bewegungen die Vorspannung der verbundenen Muskeln und zeigen sich physiologisch als resultierende Vektorbewegungen. Im Falle einer Fazialisparese kommt es zu einer Lähmung der mimischen Muskeln. Daraus resultierende fehlende Vorspannung und Kontraktion führen akut zum Ausfall oder chronisch zur Veränderung besagter Vektoren. In meiner Promotion möchte ich grundlegend herausfinden, welche Oberflächenveränderungen durch eine isolierte Kontraktion eines Muskels im unteren Gesicht verursacht werden. Der Nachweis der isolierten Bewegung soll durch die gleichzeitige Messung über Sonografie und Oberflächen-Elektromyographie erfolgen. Synchrone 3D-Videoaufnahmen erfassen Veränderungen der Gesichtsoberfläche und dienen als Datengrundlage zur Ausarbeitung eines automatisierten muskelintegrierten 3D-Gesichtsmodells.

Promotionsstipendien II/2023

Thema: "Neurosonographie-gestützte Frühdetektion und Charakterisierung der peripheren Immuntherapie-
vermittelten Neurotoxizität"

Zusammenfassung:
Der neuromuskuläre Ultraschall hat sich in der neurologischen Routinediagnostik als ein nicht- invasives und kostengünstiges Verfahren bei Neuropathien zur Differenzierung entzündlicher von toxischer oder hereditärer Ätiologie etabliert. Für Systemtherapie-assoziierte Neuropathien bei Tumorpatienten gibt es bislang kaum Daten zu typischen neurosonographischen Befunden. Immuntherapien gewinnen für die Behandlung von Tumorpatienten stetig und über alle Entitäten hinweg an Bedeutung, während eindeutige bildgebende und laborchemische Biomarker zur Detektion neurologischer Nebenwirkungen fehlen. Hierzu gehören auch die peripheren Effekte der Immuntherapien. Als Teil der prospektiven PARTICIPATE-Studie soll im Rahmen dieses Promotionsprojektes die Bedeutung des hochauflösenden Nervenultraschalls bei der Frühdetektion und im Verlaufsmonitoring neurologischer Toxizität untersucht werden. Hierzu werden 70 mit Immuntherapien-behandelte Tumorpatienten und 70 Tumorpatienten ohne Immuntherapie-Behandlung regelmäßig mittels Neurosonographie untersucht. Primäres Ziel der Studie ist es, eindeutige Muster der Nervenschwellungen und -echogenität zu identifizieren, die ausschließlich im Rahmen der Immuntherapie-assoziierten Neurotoxizität auftreten.

Promotionsstipendien II/2023

Thema: "Die Rolle von Donson bei Mikrozephalie"

Zusammenfassung:
Vor einigen Jahren hat sich ein Elternpaar zur Abklärung der Mikrozephalie bei zwei seiner Kinder am UKJ vorgestellt. Als Ursache wurde eine Kombination unterschiedlicher Defekte im DONSON-Gen der Eltern erkannt. Die DONSON-Funktion war zu diesem Zeitpunkt kaum erforscht. Mittlerweile gibt es einige Fallberichte über DONSON-bedingte Mikrozephalie, jedoch existieren kaum Studien im Säugetiermodell zur DONSON-Funktion in vivo. Die Gruppe von Professor Stumm erforscht deshalb die Vorgänge im Gehirn von Mäusen mit Mutationen und Deletionen im Donson-Gen. Dabei werden Immunhistologie, Durchflusszytometrie, neurale Stammzellkulturen und in vivo Markierungen zur Untersuchung von Proliferations- und Apoptosevorgängen bei der Neurogenese eingesetzt. In dieser Dissertation wird der Einfluss des mikrozephalieverursachenden DONSON-Genotyps der oben genannten Familie im Mausmodell nachgestellt und Entwicklungsdefekte im zerebralen Kortex an frühen und späten embryonalen Stadien erfasst. Dabei sollen neben Apoptoseereignissen die Anzahl und Morphologie der radialen Glia, der intermediären Progenitoren und verschiedener neuronaler Subtypen im Kortex bestimmt werden.

Promotionsstipendien II/2023

Thema: "Motivation and Recovery: Analysis of Reward Sensitivity and Motor Learning after ischemic stroke"

Zusammenfassung:
Eine zerebrale Läsion bspw. im Rahmen eines ischämischen Schlaganfalles führt nicht nur zu einem lokalen Funktionsverlust der betroffenen Zellen, sondern darüber hinaus zu Beeinträchtigungen des gesamten zerebralen Informationsflusses. Diese läsionsbedingte akut verschlechterte Hirn-Netzwerk-Funktionalität führt zu komplexen Funktionsbeeinträchtigungen u.a. durch eine Reduktion der Lernfähigkeit. Voruntersuchungen der Arbeitsgruppe deuten darauf hin, dass die Fähigkeit zu Lernen w sentlich von der Funktionstüchtigkeit des zerebralen Belohnungs-Systems (Reward-Netzwerkes) abhängt. Dieses ist häufig in der Frühphase nach einem Schlaganfall gestört. Dies kann die Konsolidierung motorischer Fähigkeiten nach einem ischäm schen Schlaganfall beeinträchtigen. Daher könnte der Einsatz stärkerer Belohnungsreize oder medikamentöser Interventione zur Normalisierung der Belohnungsfunktion notwendig sein. Schlaganfallpatienten zeigen häufig Defizite in der neuronalen Belohnungsverarbeitung, was zu einer geringeren Aktivierung in bestimmten Hirnregionen führt. Dabei bietet die Frühphase nach einem Schlaganfall das größte Potential für eine langfristige Funktionserholung („sensible Phase“). In dieser Studie werden die motorischen Lernfähigkeiten und die Aktivität der Belohnungsnetzwerke im Gehirn bei Schlaganfallpatienten über einen Zeitraum von sechs Monaten mittels MEG/EEG untersucht. Ziel ist es, die Auswirkungen von Veränderungen in der Belohnungsempfindlichkeit auf personalisierte Rehabilitationsstrategien zu erfassen und das Verständnis des Erholungsprozesses nach einem Schlaganfall zu vertiefen.

Promotionsstipendien II/2023

Thema: "Akute psychische Belastung und Bedarf an psychologischer Nachsorge von Eltern pädiatrischer Intensivpatienten"

Zusammenfassung:
Während eines Aufenthalts auf der pädiatrischen Intensivstation (auch PICU = pediatric intensive care unit) werden die zu behandelnden Kinder häufig von ihren Eltern bzw. einem Elternteil begleitet, gerade bei sehr jungen Kindern ist dies der Regelfall. Nicht nur die betroffenen Kinder sind in dieser Situation enormem Stress ausgesetzt, sondern auch Eltern erfahren dabei eine starke psychische Belastung. In bisherigen Studien konnte gezeigt werden, dass bis zu 78% der Eltern pädiatrischer Intensivpatienten während des Aufenthaltes klinisch relevante Symptome einer akuten Belastungsreaktion und etwa 35% der Eltern drei Monate nach PICU-Entlassung die einer posttraumatischen Belastungsstörung (PTBS) zeigen. Bisher konnten sowohl auf elterlicher als auch kindlicher Seite Faktoren identifiziert werden, die mit einem höheren Risiko für die Entwicklung einer PTBS bei den Eltern einhergehen, wie beispielsweise die Intubation des Kindes oder vorherige traumatische Erlebnisse seitens der Eltern. In dieser Arbeit soll die akute psychische Belastungssituation der Eltern erfasst und im Besonderen der Zusammenhang zwischen dieser Belastung und dem subjektiven elterlichen Nachsorgebedarf untersucht werden, um eine Grundlage für die Etablierung einer bedarfsgerechten psychologischen Nachsorge zu schaffen.

Promotionsstipendien II/2023

Thema: "Selektive Elektrostimulation mimischer Muskeln im oberen Gesicht: Eine prospektive Beobachtungstudie zur Erfassung der isolierten Muskelkontraktion"

Zusammenfassung:
Die mimische Muskulatur ist in ihrer alltäglichen Funktion als ein Ganzes zu verstehen. Sowohl bei unwillkürlichen emotionalen Gesichtsausdrücken als auch bei willkürlichen Bewegungen kommt es zur Aktivierung mehrerer Muskeln, nicht jedoch zur isolierten Bewegung einzelner Muskeln. Dies ist unter anderem darin begründet, dass die mimischen Muskeln ihren Ansatz und Ursprung nicht am Knochen besitzen, sondern an der Haut und untereinander. Somit benötigen einzelne Bewegungen die Vorspannung der verbundenen Muskeln, sodass physiologisch Vektorbewegungen resultieren. Im Falle einer Fazialisparese, einer Lähmung der mimischen Muskulatur, können besagte Vektoren in der akuten Phase fehlen oder sich in der chronischen Phase ändern. In meiner Promotion möchte ich grundlegend herausfinden, welche Oberflächenveränderungen durch eine isolierte Kontraktion eines Muskels im oberen Gesicht verursacht werden. Zur gezielten Kontraktion eignet sich der Einsatz von oberflächlicher Elektrostimulation. Der Nachweis der isolierten Bewegung soll durch die gleichzeitige Messung über Sonografie und Oberflächen-Elektromyografie (OEMG) erfolgen. Die Oberflächenveränderungen werden über 3D-Videoaufnahmen erfasst.

Promotionsstipendien II/2023

Thema: "Die Rolle von Secreted Phosphoprotein 1 bei der Vermittlung der Sepsis-assoziierten Enzephalopathie"

Zusammenfassung:
Die Sepsis-assoziierte Enzephalopathie (SAE) ist eine der häufigsten Organdysfunktionen im Verlauf der Sepsis, die langdauernde kognitive Beeinträchtigungen nach sich ziehen kann. In Vorversuchen konnten neurokognitive Defizite im Mausmodell, einhergehend mit vermehrter Synapsenaufnahme durch Mikroglia, nachgewiesen werden. RNASeq-Untersuchungen zeigten hierbei eine Hochregulierung von Secreted Phosphoprotein 1 (SPP1) im Hippocampus sowie in isolierten Mikroglia/Makrophagen. Im murinen Alzheimermodell konnte nachgewiesen werden, dass SPP1, freigesetzt von perivaskulären Makrophagen, eine mikrogliale Phagozytose von Synapsen induziert. In diesem Projekt soll nun die Rolle von SPP1 bei der Vermittlung der SAE untersucht werden.
Hierbei sollen 3 Hypothesen überprüft werden:

• Zerebrales Autopsiegewebe verstorbener Sepsis-Patienten weist vermehrt SPP1
• Im frühen Stadium nach PCI weisen murine Hippocampi vermehrt SPP1 auf, das zellspezifisch zugeordnet werden kann.
• Injektion eines SPP1 neutralisierenden Antikörpers führt zu einem verbesserten neurokognitiven Outcome nach PCI.

Promotionsstipendien II/2023

Thema: "Die Rolle von Border-assoziierten Makrophagen bei der Vermittlung der Sepsis-assoziierten Enzephalopathie"

Zusammenfassung:
Die Sepsis-assoziierte Enzephalopathie (SAE) ist eine der häufigsten Organdysfunktionen der Sepsis, die sich durch ein Delir und/oder qualitative und quantitative Bewusstseinsstörungen manifestieren kann. Nach überstandener Sepsis zeigen eine Vielzahl von Sepsis-überlebenden alltagsrelevante und langanhaltende neurokognitive Defizite, die in Vorversuchen innerhalb der Arbeitsgruppe im Mausmodell bestätigt werden konnten. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass es in der SAE zu einer signifikanten Aktivierung und Proliferation von Border-assoziierten Makrophagen (BAMs) kommt. In diesem Projekt soll nun die Depletion von BAMs mittels intraventrikulärer Injektion von Clodoronat-Liposomen untersucht werden. Ferner soll die Interaktion zwischen BAMs und Mikroglia bei der SAE näher beschrieben werden. Folgende drei Hypothesen sollen dabei untersucht werden: 1) Die intraventrikuläre Injektion von Clodronat-Liposomen führt zu einer Depletion der BAMs in der SAE. 2) Die intraventrikuläre Injektion von Clodronat-Liposomen f¸hrt zu einer reduzierten Mikroglia-Aktivierung und reduziertem neuronalen Schaden in der akuten Phase der SAE. 3) Die intraventrikul‰re Injektion von Clodronat-Liposomen f¸hrt zu einer Verbesserung der neurokognitiven Fähigkeiten in der chronischen Phase der SAE.

Promotionsstipendien II/2023

Thema: „Untersuchung der Gallensäure/TGR5-Signaltransduktion in Monozyten im Rahmen der Leberversagen-assoziierten Immunsuppression.“

Zusammenfassung:
Cholestatische Erkrankungen führen zu einem pathologischen Anstieg an Gallensäuren im Blut. Diese können je nach Quantität und Zusammensetzung den Gallensäure-Rezeptor TGR5 von Monozyten aktivieren. Das führt zur Hemmung für die Immunantwort wichtiger Prozesse und resultiert somit in einer Immunsuppression. Diese Monozyten-Dysfunktion steigert nach neusten Erkenntnissen die Mortalität betroffener Patienten. In vorliegendem Projekt soll die intrazelluläre Signaltransduktion ausgehend von TGR5 in Monozyten genauer charakterisiert werden. Ziel ist es, die Signalwege, die zur Immunsuppression führen, zu identifizieren. Dies erfolgt durch verschiedene Methoden der Proteindetektion und Inhibition, Phosphorylierungsanalysen sowie Methoden zur Erfassung der Immunfunktion. Damit sollen neue potenzielle pharmakologische Targets zur Behandlung der Immunsuppression und Verbesserung des Patientenoutcomes identifiziert werden.

Promotionsstipendien I/2023

Thema: "Sensitivity of the reward-system in patients with Parkinson’s disease after STN-DBS"

Zusammenfassung:
Das idiopathische Parkinsonsyndrom ist die zweithäufigste neurodegenerative Erkrankung weltweit (National Library of Medicine. 2021). Im Rahmen dieser Erkrankung tritt eine verminderte neuronale Aktivität in Regionen der Belohnungsverarbeitung und -vorhersage sowie eine Reduktion der mesencephal-striatalen Konnektivität auf. Eine Therapieoption, die zu einer erhöhten Konnektivität und einer damit korrelierenden Besserung der Bradykinese/Rigidität führt, ist die Tiefe Hirnstimulation (TSH, engl. DBS) mit Implantation von einer Elektrode im Nucleus subthalamicus. Die Bewertung des Erfolges einer DBS-Implantation bzw. der Stimulation richtet sich in erster Linie nach der Verbesserung der motorischen Symptome. Gelegentlich werden auch kognitive Symptome wie Konzentrationsfähigkeit oder Stimmung berücksichtigt. Auswirkungen auf das Reward-System, welche aufgrund der anatomischen und funktionellen Beziehungen mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit vorhanden sind, sind bisher nicht systematisch erforscht noch werden sie in der Behandlung berücksichtigt. Aus diesem Grund ist es Ziel meiner Studie zu untersuchen, ob (1) bei Patienten mit idiopathischen Parkinson-Syndrom eine verminderte Sensitivität des Belohnungssystems besteht, (2) diese durch die DBS-Implantation bzw. (3) die Stimulationsparameter verändert wird. Dies soll mit Methoden der funktionellen Bildgebung (EEG und MEG) und einem Paradigma zur Untersuchung des Reward-Systems erstmals systematisch untersucht werden. Die Erkenntnisse sollen dazu beitragen, Veränderungen des Belohnungssystems bei Parkinsonpatienten vor, nach und während einer Therapie mit DBS besser zu verstehen und insbesondere einen neuen Zielparameter für die Stimulationsparameter zur Verfügung zu stellen.

Inhalt 1

Promotionsstipendien I/2023

Thema: "Testung der Wirkeffizienz antifungaler und/oder antiviraler Substanzen während Influenza A Virus und/oder Aspergillus fumigatus Infektion in vitro"

Zusammenfassung:
Influenza A Virus (IAV) Infektionen sind für Erkrankungen mit schweren Verläufen im Menschen, teilweise mit Todesfolge, verantwortlich. Gefährdet sind immunsuppremierte Personen, v. a. wenn Koinfektionen mit Bakterien oder Pilzen auftreten. Unter den Vertretern der Pilze verursachen Aspergillus (A.) spp., insbesondere A. fumigatus, pulmonale Asperillosen. Diese sind aufgrund häufig verzögerter Diagnose und fehlender antipathogener Therapeutika schwer behandelbar. Neue Studien zeigen, dass antifungal wirkende Substanzen, v. a. Triazole, auch die IAV Replikation hemmen. Allerdings ist wenig über deren Wirkung auf die Pathogene während der Koinfektion bekannt. Auch ist die kombinatorische Verwendung von antiviral und antifungal wirkenden Substanzen in Bezug auf molekulare Mechanismen der Wirtszelle und auf Pathogenlast wenig erforscht. Im Rahmen dieser Arbeit sollen antiviral und/oder antifungal wirkende pharmazeutische Substanzen in einem neu etablierten in vitro IAV/A. fumigatus Koinfektionsmodell hinsichtlich ihrer Wirkung auf Pathogenlast, pathogeninduzierte molekulare Mechanismen der Wirtszelle und Wirtsabwehr, inklusive Zellschädigung, charakterisiert werden. Ziel ist es, negative bzw. antagonistische Effekte der Testsubstanzen auf mögliche Pathogen-Wirt-Interaktionen zu identifizieren.

Promotionsstipendien I/2023

Thema: "Zwischen Beziehungsaufbau und Grenzüberschreitung in der Arzt-Patient-Beziehung"

Zusammenfassung:
Sexuelle Grenzverletzungen von Ärzt:innen gegenüber Patient:innen sind lange kaum Gegenstand wissenschaftlicher Auseinandersetzung gewesen. Die Häufigkeit solcher Vorkommnisse und mögliche psychische Folgen für Betroffene zeigen jedoch die Relevanz dieses Themas [1, 2]. Dass sexuelle Handlungen zwischen Ärzt:innen und Patient:innen nicht mit dem ärztlichen Berufsethos übereinstimmen, ist Konsens verschiedener ethischer Codizes und Richtlinien [3]. Aber sexuellen Grenzverletzungen geht meist eine Folge stetig eskalierender, anfänglich unverfänglicher Grenzüberschreitungen voraus, die eine Grauzone darstellen [4]. Die Abgrenzung unangemessenen Verhaltens Patient:innen gegenüber ist situationsabhängig und auch in der Literatur nicht eindeutig [3]. Gleichzeitig sind Ärzt:innen in der Pflicht, für die Wahrung einer professionellen Distanz und einen verantwortungsvollen Umgang mit dem Vertrauen der Patient:innen zu sorgen [5]. Diese Arbeit soll einen Überblick darüber geben, wie die Grenzen der Arzt-Patient-Beziehung berufsrechtlich geregelt sind. Im Weiteren soll untersucht werden, wie Medizinstudierende grenzüberschreitendes Verhalten in konkreten Situationen der ärztlichen Praxis bewerten.

Promotionsstipendien I/2023

Thema: "Trophoblastäre Epithelial-Mesenchymale-Transition mit konsekutiver Fibrose: Eine Ursache für die reduzierte Plazentafunktion in hyperglykämischen Schwangerschaften?"

Zusammenfassung:
Die perinatale Mortalität ist insgesamt weiter rückläufig und liegt in Deutschland aktuell bei 0,55%. Bei Schwangeren mit präexistentem Diabetes dagegen, ist die perinatale Sterblichkeit, trotz der verbesserten Versorgung, unverändert hoch und liegt in verschiedenen Studien aus dem europäischen Raum bei 1,5 bis 2%. Oft kommt es dabei in Terminnähe zu einem plötzli- chen Versagen der plazentaren Funktion und die Kinder versterben im Mutterleib. Dabei grei- fen die üblichen Überwachungsinstrumente der Geburtshilfe nicht. Auch histologisch können in diesen Plazenten nicht die für Plazentainsuffizienz typischen Verä derungen nachgewiesen werden. Jedoch wurde in wenigen Studien eine vermehrte Fibrose dieser Plazenten aufgezeigt. Funktionelle Studien zeigen zudem, eine eingeschränkte Oxygenierung in diabetischen Plazenten. Es ist bekannt, dass unter dem Einfluss einer Hyperglykämie in verschiedenen Organen Fibrose entsteht. Es wird funktionelles epitheliales Gewebe durch Bindegewebe ersetzt, was mit einem Funktionsverlust einhergeht. Wir wollen in vitro und in der Immunhistochemie untersuchen, ob Glukose in Trophoblastzellen und in der Plazenta Epithelial-Mesenchymale- Transition (EMT) und die Entstehung von Fibrose induzieren kann.

Promotionsstipendien I/2023

Thema: "Erfassung von Alterseffekten und konvergenter Validität der VR-basierten Erfassung der visuellen Verarbeitungsgeschwindigkeit"

Zusammenfassung:
Neuropsychologische Verfahren, die zur Erfassung von kognitiven Veränderungen z.B. durch Alterungsprozesse oder neurologische Erkrankungen eingesetzt werden, sind bis heute zumeist Papier-Bleistift-Tests (Chen, Stromer, et al., 2020; Prange, Sonntag,
et al., 2022). Zu den wichtigsten etablierten neuropsychologischen Standardtests der zählt der Trail-Making-Test (TMT; Talwar, Natasha, et al., 2020). Im Untertest TMT-A werden aufsteigend Zahlen verbunden und er soll die kognitive Verarbeitungsgeschwindigkeit messen. Im Untertest TMT-B müssen abwechselnd Zahlen und Buchstaben verbunden werden. Ausgefüllte Testbögen für den TMT-A und TMT-B finden sich in den Bildanlagen Abb.1, Abb. 2. Das Verhältnis der Bearbeitungszeit von TMT-A und B wird verwendet, um Aufgabenwechsel-Fähigkeit zu erfassen. Der Test bildet z.B.: Veränderungen der Verarbeitungsgeschwindigkeit zunehmendem Alter gesunder Probanden ab, was auch in Untersuchungen der betreuenden Arbeitsgruppe (Ruiz-Rizzo et al., 2019) belegt wurde. Es bestehen allerdings entscheidende Nachteile dieser Papier-und-Bleistift-Version des Tests. So stellt er erstens recht hohe handmotorische Anforderungen an die untersuchten Probanden, die z.B. nach einem Schlaganfall, oder auch durch altersbedingte motorische Veränderungen nicht selten Probleme haben, schnell mit einem Stift zu hantieren. Dies stellt bei einem nicht unerheblichen Anteil der Getesteten die Validität in der Testung Frage. Zweitens wird nur die Gesamtdauer der Bearbeitung erfasst. Potentiell relevante Zusatzinformationen, wie die Dauer der Bearbeitung einzelner Schritte der Aufgabe, wird nicht erfasst. Drittens ist eine Instruktion und Auswertung durch einen Untersucher notwendig, was zu Variationen in Instruktion und Auswertung führen kann. Weitergehende Möglichkeiten bietet die Nutzung innovativer Virtual Reality Methoden (z.B. De Luca et al., 2019; Ijaz, Kiran, et al. 2019). Konkret lässt sich in einer für eine VR-Brille adaptierten TMT-Version die jeweilige Suchaufgabe visuell in das Blickfeld der Probanden projizieren (z.B. Jyotsna et al. 2020; Plotnik et
al., 2021). Mit einer in die Brille integrierten Blickmessgerät („Eyetracker“) können Blickbewegungen und Fixationen während der Aufgabe aufgezeichnet und ausgewertet werden. Einerseits kann so „reiner“ und unabhängiger von motorischen Fähigkeiten die kognitive Verarbeitungsgeschwindigkeit gemessen werden (mit Ausnahme von Patienten mit Blickparese). Zweitens liefert die Aufzeichnung der Blickbewegungen während der Lösung der Aufgaben separate Information über viele einzelne, potentiell relevante Parameter. Hierzu gehört die separate Aufzeichnung der Dauer von Fixationen auf den verwendeten Reizen, von Geschwindigkeit, Länge und Landepunkten der Blicksakkaden, sowie von Variationen in der Pupillenweite. Solche Informationen könnten in Zukunft im klinischen Alltag wichtig werden, sollte sich z.B. herausstellen, dass sich bestimmte Variablen im Alter oder bei bestimmten Erkrankungen verändern. Drittens erlaubt die Methodik eine komplett automatisierte Instruktion und Auswertung sowie Unabhängigkeit von Umgebungsbeleuchtungsbedingungen und somit eine höhere Standardisierung der Testung als die Papier-und-Bleistift-Version und die Tablet-basierte Version.

Promotionsstipendien I/2023

Thema: "Untersuchung der Ligandenselektivität – Mechanismus retinaler CNG-Kanäle"

Zusammenfassung:
Retinitis Pigmentosa ist die häufigste Form der hereditären Netzhautdegeneration. Betroffene verlieren aufgrund des Untergangs von Photorezeptorzellen progressiv ihre Sehkraft und erblinden schließlich in vielen Fällen. Noch gibt es keine Standardtherapie. Ein vielversprechender Therapieansatz ist die selektive Inhibition von CNG-Kanälen, da bei Patienten häufig eine Erhöhung der intrazellulären cGMP-Konzentration in den Stäbchen festgestellt wurde. Um Stoffe mit der nötigen Stäbchenkanalselektivität zu finden ist es sinnvoll, die cGMP-Interaktionen mit der Bindestelle der beiden CNG-Kanalisoformen zu charakterisieren, um die darauffolgende Kanalaktivierung besser zu verstehen. In Kooperation mit G. Künze (Institute for Drug Discovery Leipzig) sind Docking-Experimente und Computersimulationen durchgeführt worden. So konnten Interaktionen von cGMP mit den retinalen CNG-Kanalbindungsstellen dargestellt werden, die eine relevante Rolle bei der Ligandenbindung spielen. Es we den elektrophysiologische Messungen von CNG-Kanälen mit mutierter Bindungsstelle durchgeführt. Das neugewonnene Verständnis der Ligandenbindung dient als Grundlage der Entwicklung neuartiger, selektiver cGMP-Analoga.

Promotionsstipendien I/2023

Thema: "Untersuchungen zu Induktion und Verzögerung von Seneszenz im Modell humane Plazenta-Explantate (Stichwort: Therapy-induced senescence, TIS)"

Zusammenfassung:
Im Placenta-Labor bietet sich die besondere Möglichkeit, Plazenten direkt nach der Geburt in vitro zu kultivieren und somit ein humanes Modellsystem zu untersuchen. Hierfür werden Explantate über einen Zeitraum von bis zu zwei Wochen unter verschiedenen Bedingungen kultiviert. Es ist bekannt, dass der Syncytiotrophoblast (STB) in den ersten Tagen zunächst degeneriert und danach vom Cytotrophoblasten (CTB) wieder funktionell aufgebaut werden kann (1,2). Chuprin, 2013, zeigten, dass der STB im Gegensatz zum CTB sowohl Phänotyp als auch Marker für Seneszenz zeigt. Die Degeneration und Regeneration des STB aus dem CTB in Kultur unterliegt somit Seneszenz-Prozessen, die mit dem Fokus untersucht werden sollen, in welchem Umfang die Seneszenz der Plazentazotten gehemmt bzw. induziert werden kann. Dafür sollen Explantate unter verschiedenen Bedingungen mit Hinblick auf Induktion und Hemmung kultiviert werden und das Gewebe auf Seneszenzmarker untersucht werden. Geplant sind immunhistochemische Färbungen, Vitalitäts- und Hormonanalysen sowie elektronenmikroskopische Untersuchungen der Transformation der Mitochondrien als Marker für Seneszenz. Des Weiteren sind PCR-Analysen auf Seneszenzmarker im Gewebe sowie in extrazellulären Vesikeln aus Kulturüberständen angedacht.

Promotionsstipendien I/2023

Thema: "Untersuchung der Eignung des Nachweises von HPV16 DNA in zellfreier DNA aus Serum und Peritonealspülflüssigkeit als Biomarker für das Zervixkarzinom"

Zusammenfassung:
Das Zervixkarzinom (CxCa) bietet aufgrund der Humanen Papilloma Virus (HPV)-bedingten Karzinogenese den seltenen Vorteil von spezifischen (HPV-abgeleiteten) Markern. Dadurch ist eine hochsensitive, molekulare Diagnostik der Tumorausdehnung möglich, deren klinische Relevanz jedoch nur für die Früherkennung geklärt ist. Ziel meiner Promotion und des beantragten Projektes ist es, den Nachweis von HPV16 DNA in zellfreier DNA (cfDNA) mittels qPCR in der Arbeitsgruppe zu etablieren und an Serum- bzw. Bauchraumspülflüssigkeiten anzuwenden. Während es bereits Daten zur Korrelation des Vorkommens von HPVFragmenten in cfDNA im Blut gibt und diese zum Vergleich der im Projekt gewonnen Daten herangezogen werden können, wurden bisher keine Studien zur cfDNA aus Bauchraumspülflüssigkeiten publiziert. Im zellulären Anteil der Bauchraumspülflüssigkeiten soll durch die Quantifizierung von HPV16 zusätzlich das Vorliegen disseminierter Tumorzellen
überprüft werden.

Promotionsstipendien I/2023

Thema: „Evaluation innovativer diffusionsgewichteter Sequenzen mit verkürzter Akquisitionszeit und verbesserter Bildqualität in der Ganzkörper-Magnetresonanztomografie bei Kindern und Jugendlichen“

Zusammenfassung:
Zunehmend ist die Ganzkörper-Magnetresonanztomografie (GK-MRT) bei Kindern und Jugendlichen aufgrund der guten Bildqualität, dem hohen Weichteilkontrast und der fehlenden Belastung durch Röntgenstrahlung eine wichtige Screeningmethode in der Bildgebung. Diffusionsgewichtete Sequenzen (DWI) sind ein wesentlicher Bestandteil der GK-MRT und charakterisieren mit den Apparent Diffusion Coefficient (ADC)-Werten die Eigenschaften von Geweben. Insbesondere durch die DWI-Sequenz kann eine GK-MRT Untersuchung über eine Stunde dauern, was für Kinder und Jugendliche sehr belastend sein kann. Mit einer DWI-Sequenz, die eine innovative simultane Multislice Technik (Simultane Multislice - SMS) implementiert hat, lässt sich die Untersuchungszeit deutlich reduzieren.
In unserer prospektiven monozentrischen Beobachtungsstudie wird eine DWI mit SMS mit der korrespondierenden standardmäßigen DWI (sDWI) bei Kindern und Jugendlichen mit der klinischen Indikation für eine GK-MRT qualitativ und quantitativ verglichen, um die Hypothese zu bestätigen, dass die DWI mit SMS eine höhere Bildqualität mit genauen ADC-Werten bei kürzerer Akquisitionszeit in der GK-MRT hat. Somit könnten mit Hilfe dieser Sequenz Läsionen sicherer und effektiver detektiert und dementsprechend eine notwendige Therapie zügig eingeleitet werden. Durch das kürzere Untersuchungsprotokoll würde sich die Akzeptanz der Untersuchungsmethode bei Kindern und Jugendlichen steigern lassen, was sich zusätzlich günstig auf die Bildqualität auswirkt und die Dauer einer Anästhesie, sofern erforderlich, reduziert.

Promotionsstipendien I/2023

Thema: "Characterization of binding properties of S1Pcarriers and composition of von Willebrand factor in native conditions in septic patients"

Zusammenfassung:
Flow induced dispersion analysis provides a promising option for a better understanding of the interaction of proteins with low molecular weight ligands or for determination of the hydrodynamic radius of a protein as measurand for molecular composition and size. In this project we will focus on the interaction of the lipid mediator sphingosine-1-phosphate with its carrier proteins, human serum albumin and high density lipoprotein. All of these molecules are crucially involved in regulation of human host response towards infection. A better understanding of binding characteristics under native conditions will results in a better understanding of the function of bound S1P at either serum albumin or lipoprotein, of which both proteins are undergoing a variation in concentration as well as shift in distribution of bound S1P, as we assume from established mass spectrometric methods. Moreover, we profile the lipoprotein composition using the novel FIDA-technique to overcome limitations of cholesterol measurements. At the end, we develop a rapid and sensitive approach for instant measurement of size and composition of another acute phase protein, von Willebrand factor, which is also a predictor of unfavourable outcome of septic patients when circulating in unprocessed high molecular weight isoforms.

Promotionsstipendien I/2023

Thema: "Molekulare Mechanismen der Midostaurin-vermittelten choleretischen Effekte bei entzündlichem Lebersagen"

Zusammenfassung:
Die Sepsis ist eine lebensbedrohliche Organdysfunktion an denen schätzungsweise 48.9 Millionen Menschen jährlich erkranken und hat trotz intensivmedizinischen Möglichkeiten immer noch eine durchschnittliche Mortalität von knapp 20%. Das Projekt „Molekulare Mechanismen der Midostaurin-vermittelten choleretischen Effekte bei entzündlichem Leberversagen“ befasst sich mit der pharmakologisch-molekularbiochemischen Frage, wie eine gezielte Inhibition der PKCα durch Midostaurin vor exkretorischem Leberversagen schützt. Dabei wird sich eines etablierten Sepsis-Maus-Modells bedient, bei welchem anhand Leberperfusionen, durchgeführt mit Puffer- oder Cytokinlösungen sowie teilweisem Zusatz von Midostaurin, und anschließender quantitativer Proteinanalytik mittels Western Blot und histologischer Begutachtung der Gewebsintegrität der molekulare Wirkmechanismus des Midostaurins in Abgrenzung zum PKCα-Knockout eruiert werden soll. Hierzu werden Wildtyp und PKCα-Knockout-Mäuse mit beschriebenem Prozedere untersucht. Die gesammelten Ergebnisse sollen anschließend auf einen Zusammenhang zu anderen Erkrankungen mit eingeschränkter Leberfunktion anhand pathologischer Restmaterialien untersucht werden.

Promotionsstipendien I/2023

Thema: "Die Rolle der Tumorstammzellen in intrakraniellen Mammakarzinommetastasen"

Zusammenfassung:
Weltweit werden Metastasen für bis zu 90% der Krebstodesfälle verantwortlich gemacht. Besonders Tumorabsiedlungen im Gehirn stellen Ärzt:innen und Forscher:innen dabei durch ihre hohe Letalität und schwierige therapeutische Erreichbarkeit bis heute vor besondere Herausforderungen. Mammakarzinome zählen dabei nicht nur zu den häufigsten Krebsformen weltweit, sondern auch zu den am häufigsten ins Hirn metastasierenden Primärtumoren. Sie sind daher sowohl aus wissenschaftlicher als auch aus therapeutischer Sicht von besonders hohem Interesse. Dabei sind viele Aspekte der Tumor- und Metastasenentstehung bis heute nicht vollständig geklärt. Undifferenzierte Tumorzellen mit nahezu unbegrenztem Selbsterneuerungspotential, sogenannte Tumorstammzellen, stehen hier im Fokus der Forschung der letzten Jahre. Ihnen wird eine zentrale Rolle in der Entstehung und Streuung von Neoplasien zugeschrieben. Im Rahmen dieser Arbeit soll das Vorkommen von Tumorstammzellen in intrakraniellen Mammakarzinommetastasen und ihre Rolle im Metastasierungs- und Tumorbildungsprozess in vitro und in vivo untersucht werden.

Promotionsstipendien I/2023

Thema: "Veränderungen des zentralen Belohnungssystems im Post-COVID-Fatigue Syndrom"

Zusammenfassung:
Mehr als 15% der Patient:innen mit vermeintlich nur leichtem SARS-CoV-2-Krankheitsverlauf sind in der Folge von einer chronischen Form betroffen, dem Post-COVID-Syndrom. Über Monate leiden diese Patient:innen unter Fatigue, kognitiven Einschränkungen, Tagesmüdigkeit, Schmerzen, sowie autonomen Funktionsstörungen. Zusammengefasst spricht man von einem chronischen Fatigue-Syndrom (CFS). Bekannt ist dieser Symptomkomplex bereits als Folge von Viruserkrankungen (u.a. nach EBV-Infektionen) oder im Rahmen neurodegenerativer Erkrankungen (u.a. Multiple Sklerose). Die Lebensqualität, sowie die Teilhabe an der Gesellschaft der Betroffenen ist stark eingeschränkt. Es gibt Hinweise auf Veränderungen im zerebralen Belohnungssystem, welches ein wichtiger Modulator von Lernprozessen und integraler Bestandteil verschiedener homöostatischer Regelprozesse, u.a. der Schlafregulation, ist. Inwiefern und warum zerebrale Regelkreise im Post-COVID-Fatigue Syndrom verändert sind, ist bisher unbekannt. Trotz intensiver Forschung können den Betroffenen bisher nur verhaltenstherapeutische Maßnahmen angeboten werden. In meiner Arbeit werden behaviorale Befunde bei klinischen Einschränkungen, wie Kognitionsdefiziten, Antriebsstörungen und schwerer Tagesmüdigkeit im Rahmen eines Post-COVID-Syndroms, mit der Untersuchung zerebraler Netzwerke und regionaler zerebraler Aktivierung im funktionellen MRT kombiniert. Die Ergebnisse sollen helfen, den Pathomechanismus der zum Teil schweren klinischen Funktionseinschränkungen der PostVeränderungen des zentralen Belohnungssystems im Post-COVID-Fatigue Syndrom COVID-Fatigue Patient:innen (PC-CSF) besser zu verstehen, um mit diesem Verständis auch
den Weg für neue Therapieoptionen zu ebnen.

Promotionsstipendien I/2023

Thema: "Histologische und molekularbiologsiche Untersuchung des Sakrums"

Zusammenfassung:
Ziel des Projektes ist die erstmalige Analyse der Knochenstruktur und des Knochenstoffwechsels bei Fragilitätsfrakturen des Sakrums nach Bagatelltrauma älterer Patienten. Diese Verletzungen treten aufgrund des demographischen Wandels immer häufiger auf und sind aus mehreren Gründen relevant. Sie werden häufig nicht diagnostiziert, sind mit starken Schmerzen assoziiert, stellen mindestens zeitweise eine große Einschränkung der Lebensqualität dar und bringen zudem aufgrund der verminderten Mobilität und damit einhergehender Pflegebedürftigkeit auch einen großen Kostenfaktor für das Gesundheitssystem mit sich. Das Risiko für Fragilitätsfrakturen des Sakrums steigt aufgrund der Knochenrarifizierung und der Bildung sogenannter Alar voids mit dem Alter. Diese besonderen Strukturen sind jedoch bisher noch nicht eingehend untersucht. Daher sollen die histologischen und molekularbiologischen Änderungen des Os sacrum im Alter und rund um den Bruch betrachtet werden. Diese Analysen werden erstmalig detaillierte Informationen zu den Alar voids und dem Knochenstoffwechsel bei Fragilitätsfrakturen im Vergleich zu traumatischen Frakturen liefern.

Promotionsstipendien I/2023

Thema: "Analyse nicht-kodierender RNA in trophoblastären Zelllinien und deren extrazellulären Vesikeln"

Zusammenfassung:
Das Placenta-Labor arbeitet aktuell am DFG-Projekt „Embryonale nicht-kodierende RNAs (ncRNAs) in der menschlichen Plazenta und dem mütterlichen Blutkreislauf“. Die ncRNAs haben posttranskriptionelle regulatorische Funktionen in fast allen Zellen des Organismus. Unsere Arbeitsgruppe hat gezeigt, dass ncRNAs vom Syncytiotrophoblast in der Placenta in großen Mengen mittels extrazellulärer Vesikel (EV) in den mütterlichen Blutkreislauf freigesetzt werden und somit zu entfernten Zellen gelangen, in welchen sie eine Wirkung entfalten können. Im DFG-Projekt wurden mittels RNA-Sequenzierung ncRNA identifiziert, die selektiv in den EV an- oder abgereichert werden. Das Ziel meiner Arbeit ist es, funktionelle Tests zu diesen ncRNAs an trophoblastären Zelllinien vorzubereiten und (bei ausreichender Zeit) zu beginnen. Dazu werde ich zunächst die Expression ausgewählter ncRNAs in den entsprechenden Zellen sowie deren EV mittels quantitativer Echtzeit-PCR (qPCR) ermitteln und mit den Expressionsmustern primärer Trophoblastzellen vergleichen. Anschließend sollen ncRNAs in diesen Zelllinien inhibiert oder überexprimiert und ihre Reaktionen darauf untersucht werden. NcRNAs in EV könnten zukünftig aus peripheren Blutproben Schwangerer als Biomarker für eine regelrechte Placentaentwicklung dienen.

Promotionsstipendien I/2023

Thema: "Veränderungen der Chlorid-Kotransporter NKCC1 und KCC2 neuraler Stamm- und Vorläuferzellen in Glioblastomen"

Zusammenfassung:
Glioblastome gehören zu den hoch malignen Neoplasien des Hirns, deren Ursprung und Entwicklung noch weitestgehend unklar ist. In diesem Zusammenhang stehen endogene Stammzellen der subventrikulären Zone im Vordergrund, die durch abnormale Proliferation und Migration entarten und in Folge dessen Glioblastome ausbilden können. Die zugrundeliegenden Mechanismen sind jedoch völlig unklar und im Fokus der vorliegenden Untersuchungen. Unsere Arbeitsgruppe konnte bereits nachweisen, dass das GABAerge System, insbesondere die Chlorid-Kotransporter NKCC1 und KCC2, eine entscheidende Rolle bei der Aktivierung und Migration von Stamm- und Vorläuferzellen spielen. Aufgrund der hohen regulatorischen Bedeutung der Chlorid-Kotransporter in Bezug auf das Schicksal der Stammzellen, soll im vorliegenden Antrag die Rolle von NKCC1 und KCC2 in humanen Glioblastomen untersucht werden. Eine Dysregulation von NKCC1 und KCC2 könnte zu tumorgenerischen Prozessen und zu einer Entartung der Stammzellen führen. In dem vorliegenden Projekt sollen NKCC1/KCC2 sowie typische Stammzellmarker in humanen Glioblastomen auf RNA und Proteinebene nachgewiesen und mit klinischen Daten korreliert
werden. Zusätzlich soll die Ko-lokalisation von NKCC1/KCC2 auf humanen Glioblastomstammzellen in situ und in vitro nachgewiesen werden. Dabei wird der Hypothese nachgegangen, dass die Kotransporter vornehmlich auf Stamm- und Vorläuferzellen exprimiert werden und eine Veränderung der Kotransporterexpression mit der Malignität und Abnahme des Überlebens der Patienten korreliert. Eine abnormale Regulation der Kotransporter deutet auf ein gestörtes GABAerges System als wichtigstes inhibitorische Neurotransmittersystem im ZNS hin. Ziel des vorliegenden Antrags ist das Aufdecken neuer Regelmechanismen, die zu einer erhöhten Malignität der Glioblastome führen um demzufolge neue Therapieoptionen entwickeln zu können.

Promotionsstipendien I/2023

Thema: "Untersuchungen zur räumlichen Beziehung von CAF-Aktivierung, Remodeling der Laminin-γ2-Kette und Invasionsmuster im OSCC mittels Multiplex-Immunfluoreszenz-Markierung"

Zusammenfassung:
Orale Plattenepithelkarzinome haben eine schlechte Prognose und eingeschränkte Therapieoptionen. Kenntnisse zu biologischen Prozessen in der Invasionsfront sind wichtig für die Entwicklung neuer Therapieansätze. Eine entscheidende Rolle für die Bildung des invasiven Tumorzellphänotyps und die Modulation des Wuchsmusters hat die Reorganisation hemidesmosomaler Komponenten in der Basalmembran. Ein zentrales „Ankerprotein“ ist hier das heterotrimere Laminin332. Insbesondere für dessen γ2-Kette (Lnγ2) ist im Karzinom eine Synthesesteigerung, cytoplasmatische Akkumulation und Sekretion mit anschließender
proteolytischer Bildung migrationsfördernder Fragmente bekannt. Es wird postuliert, dass karzinomassoziierte Fibroblasten (CAF) diesen Prozess regulieren, hierüber Einfluss auf den Tumorzellphänotyp (Epitheliale-Mesenchymale Transition / EMT) nehmen und damit Invasionsmuster und Malignitätsgrad definieren. Im Projekt sollen über eine Multiplex- Immunfluoreszenz-Markierung, spatial phenotyping und maschinelle Bildanalyse die räumliche Verteilung von Stromaaktivierung, Lnγ2-Reorganisation, EMT und Invasionsmuster, insbesondere des Tumor budding, im histologischen Karzinompräparat analysiert und tumorbiologisch relevante Zusammenhänge identifiziert werden.

Promotionsstipendium II/2022

Thema: "Der Einfluss von Hypoxie auf epigenetische Veränderungen in Podozyten"

Zusammenfassung:
In unserer heutigen Gesellschaft gewinnen chronische Nierenerkrankungen (chronic kidney disease, CKD) zunehmend an Bedeutung und stellen ein weltweites Problem mit einer steigenden Prävalenz von über 10 % dar (Hishikawa A et al., 2018). Die Rolle der Epigenetik bei der Pathogenese chronischer Erkrankungen ist dabei in der Forschung noch ein relativ neues Feld, erste Daten der letzten Jahre lassen aber schon deren Wichtigkeit erahnen. Es konnte gezeigt werden, dass chronische Hypoxie ein wichtiger Faktor bei finalem Nierenversagen darstellt (Deshmukh AB et al., 2012), möglicherweise über einen Einfluss verschiedener Faktoren, wie zum Beispiel NIPP1, den nuklearen Inhibitor der Proteinphosphatase 1 (Liebisch M, Bondeva T et al., 2014).
Ziel dieses Projektes ist die weitere Erforschung der Signifikanz epigenetischer Veränderungen bei der Entstehung chronischer Nierenerkrankungen, insbesondere die Rolle von Hypoxie auf Podozytenveränderungen. Es soll untersucht werden, welche Rolle NIPP1 (nuclear inhibitor of protein phosphatase 1) und EZH2 (enhancer of zeste homolog 2) bei der Ausprägung eines hypoxischen Gedächtnisses in den Podozyten spielen.

Promotionsstipendium II/2022

Thema: "Post-Covid-Syndrom bei Kindern – Phänotypisierung und Biomarker"

Zusammenfassung:
Seit Beginn der SARS-CoV-2-Pandemie im Dezember 2019 haben sich weltweit immer mehr Menschen mit dem neuartigen Virus infiziert. Während in den vergangenen 2 Jahren viele Erkenntnisse im Rahmen der akuten SARS-CoV-2- Infektion gewonnen wurden, zeigt sich nun, dass auch nach Ablauf der akuten Infektion viele Patient*innen unter signifikanten Einschränkungen der
Lebensqualität leiden (Long-Covid-Syndrom/ Post-Covid-19 Syndrom). Charakterisiert wird dieses Syndrom durch eine über die akute Infektion anhaltende Symptomatik. Über konkrete Pathomechanismen ist aktuell noch vieles unklar. Es soll nun an einem Patientenkollektiv von 150 Kindern und Jugendlichen zwischen 6 und 17 Jahren eine genaue Phänotypisierung des Long-Covid Syndroms anhand verschiedener Biomarker erfolgen. Es werden apparative Untersuchungen von´Lunge, Abdomen, Herz und Kreislauf durchgeführt und durch eine große Anzahl an klinischen und paraklinischen Parametern ergänzt. Eine besondere Rolle spielen hier Autoantikörper, die in der Literatur als potentiell krankheitsverursachend diskutiert werden [1]. Die Befunde werden mit den Ergebnissen der statischen (SVA) und dynamischen retinalen Gefäßanalyse (DVA) korreliert, um insbesondere die Theorie zu prüfen, dass eine endotheliale Dysfunktion für spezifische Long-Covid Beschwerden verantwortlich ist.

Promotionsstipendium II/2022

Thema: "Schicksal hippocampaler Stammzellen während der Alzheimer Erkrankung"

Zusammenfassung:
Die Alzheimer-Krankheit (AD) ist eine der wichtigsten neurodegenerativen Erkrankungen des 21. Jahrhunderts, bei der die kognitiven Funktionen abnehmen. Bis heute sind die therapeutischen Interventionsmöglichkeiten minimal und das Fortschreiten der bereits diagnostizierten Demenz kaum aufzuhalten. Im Hippocampus werden zeitlebens neue Neurone aus neuralen Stammzellen generiert. Diese adulte Neurogenese spielt bei Lern- und Gedächtnisvorgängen eine essentielle Rolle. Während der AD nimmt die Bildung neuer Neurone frühzeitig ab. Im Fokus des vorliegenden Forschungsprojekts stehen die neuralen Stammzellen des Gyrus dentatus und deren Schicksal während der Progression der AD. Die Arbeitsgruppe konnte bisher zeigen, dass durch die Depletion des Chlorid-Kotransporters NKCC1 (Na+K+2Cl- Transporter) spezifisch in den Nestin-positiven Stammzellen eine signifikante Steigerung des Stammzellpools induziert wird. Im Fokus der geplanten Untersuchungen soll der Einfluss der intrazellulären Chloridkonzentration auf das Schicksal der Stammzellen während der Alzheimer Erkrankung stehen. Das Projektvorhaben soll auf den bisherigen Untersuchungen der Arbeitsgruppe aufbauen. Das Forschungsprojekt hat zum Ziel, neue Mechanismen zu verifizieren, die zu einer Abnahme des Stammzellpools führen.

Promotionsstipendium II/2022

Thema: "Untersuchungen zur Wertigkeit verschiedener fetaler Überwachungsmethoden in Schwangerschaften mit Gestationsdiabetes - Extended multimodal assessment in pregnancies with gestational diabetes – EMMAGDM"

Zusammenfassung:
Diabetische Schwangerschaften gehen mit einem erhöhten Risiko für Beeinträchtigungen der Feten und Neugeborenen einher. Diabetes in der Schwangerschaft ist dabei mit einer erhöhten Rate fetaler kardialer Alterationen (z.B. ventrikuläre Hypertrophie, abnorme Herzfunktion) verbunden, deren Gründe bisher nicht vollständig verstanden sind. Die mütterliche Stoffwechselsituation kann dabei Einfluss auf den fetalen kardialen Phänotyp haben. Feten mit einer Herzfunktionsstörung sind für perinatale Komplikationen bis hin zum perinatalen Versterben prädisponiert. Die fetale kardiale Funktion lässt sich unter anderem durch zwei Eigenschaften beschreiben: die Herzfrequenzvariabilität, die auch Rückschlüsse auf den autonomen Zustand ermöglicht und die Herzzeitintervalle, die z.B. mit einer Myokardhypertrophie assoziiert sind. Eine erweiterte multimodale Untersuchung mit Schwerpunkt auf additiven Methoden der fetalen Herzüberwachung kann nicht nur zum Verständnis der fetalen kardialen Dysfunktion bei Schwangerschaftsdiabetes beitragen, sondern auch, ergänzend zum normalen Routinescreening, potentiell gefährdete Feten frühzeitig identifizieren. Dies könnte sich zukünftig auf das Geburtsmanagement (Entbindungszeitpunkt) auswirken.

Promotionsstipendien II/2022

Thema: "Charakterisierung eines Hat1-Knockin-Mausmodells hinsichtlich Entwicklung, vorschneller Alterung und Tumordisposition"

Zusammenfassung:
Bei einer Patientin mit Early-Onset Dystonie, Mikrozephalie und mentaler Retardierung wurde mittels Exomsequenzierung die homozygote Variante p.M313V im Histonacetyltransferase 1 (HAT1)-Gen identifiziert. Die physiologische Bedeutung der menschlichen HAT1 ist bisher noch weitestgehend ungeklärt. Fibroblasten der Patientin zeigten eine Störung der DNAReparatur
sowie einen G2/M-Zellzyklusarrest, wie es auch bereits für Fibroblasten von Hat1-Knockout-Mäusen beschrieben worden ist. Um die Pathogenität der bei unserer Patientin nachgewiesenen Variante sicher einschätzen zu können, wurde eine Knockin (KI)-Mauslinie mit der Mutation p.M313V generiert. Im Rahmen meiner Doktorarbeit sollen die Auswirkungen der p.M313V Variante auf die embryonale Entwicklung des Organismus, die Alterung der Organe und die Tumorentstehung untersucht werden.

Promotionsstipendium II/2022

Thema: "Die Rolle von Cyclin D2 für die Proliferation und Zellzyklusregulation von hippocampaler Stammzellen in der adulten Neurogenese in konditionalen iD2KOGLAST-Mäusen"

Zusammenfassung:
Generierung neuer Nervenzellen aus adulten neuronalen Stammzellen (aNSC) in der Subgranulärzone des Gyrus dentatus und deren Integration in bestehende neuronale Netzwerke1-4. Die AHN ist essenziell für die hippocampale Informationsverarbeitung und die kontinuierliche Anpassung an wechselnde Umweltansprüche2, 5, 6. Veränderungen der AHN sind mit neurologischen und psychiatrischen Krankheiten (z. B. Depressionen, Alzheimer, oder Parkinson) und der kognitiven Alterung assoziiert7-9. Da Störungen der AHN vielfältige Folgen haben können, ist ein Verständnis der zugrundeliegenden Regulationsmechanismen
essenziell. Die Regulation der AHN erfolgt u.a. auf Ebene des Zellzyklusses (CC) durch die DCycline10. Wie Vorarbeiten (VA) unserer AG andeuten, ist besonders Cyclin D2 wesentlich für die lebenslange AHN. Dieses Projekt soll unsere Kenntnisse zur Rolle von Cyclin D2 für die AHN erweitern. Der Fokus des beantragten Teilprojekts liegt auf der Proliferation und den Zellzyklusaustritt bzw. Wiedereintritt von aNSCs.

Promotionsstipendium II/2022

Thema: "Untersuchung der Wirkung kurzkettiger Fettsäuren auf periphere Immunzellen als potenzielle
Vektoren bei Blutstrominfektionen mit Staphylococcus aureus."

Zusammenfassung:
Staphylococcus aureus (S. aureus) ist als Erreger von Infektionen mit teils schweren Verläufen bis hin zur Sepsis bekannt. Chronische und rezidivierende Infektionen stellen eine therapeutische Herausforderung dar, da Antibiotikatherapien oftmals nur begrenzt effektiv sind. Hierbei könnte ein spezieller Phänotyp, der Small-colony-variant (SCV)-Phänotyp von S. aureus, der in Granulozyten und Monozyten intrazellulär nachgewiesen werden konnte, eine wichtige Rolle in der Umgehung der antimikrobiellen Infektabwehr spielen. Ich werde der Frage nachgehen, ob infizierte periphere Immunzellen als Vehikel für die systemische Ausbreitung des Erregers ausgenutzt werden. Dabei wird im Leber-On-Chip-Modell die Übertragung des Erregers auf unterschiedliche Zelltypen, u.a. Makrophagen untersucht. Gerade die intrazelluläre Persistenz in Makrophagen scheint einen Phänotypwechsel hin zu SCVs zu begünstigen. Weiterhin werde ich den Effekt kurzkettiger Fettsäuren (SCFAs) auf die Verminderung der bakteriellen Last untersuchen. SCFAs werden pleiotrope immunmodulatorische Effekte zugesprochen, deren Effektorzellen v.a. Immunzellen wie bspw. Makrophagen sind. Die Untersuchungen sollen zu einem besseren Verständnis der Wirt- Pathogen-Interaktion im Rahmen der systemischen Ausbreitung von S. aureus beitragen.

Promotionsstipendium II/2022

Thema: "HypnoStress - can stress reactivity be reduced, and stress recovery be improved by using posthypnotic safety suggestions?"

Zusammenfassung:
Stress is an inherent part of the fast-paced lifestyle of the Western world. Thus, it does not surprise that our society is increasingly afflicted with stress-associated cardiovascular, autoimmune, metabolic, and psychiatric disorders. In light of the extensive shortage of therapy places, there is a great need for time-efficient, cost-effective, and accessible preventions to protect society from the damaging effects of stress. Hypnosis is a promising and powerful tool, showing high effectiveness in reducing anxiety and arousal, both of which are influential components of the stress response. In the current study, we subjected healthy participants to a standardized psychosocial stress paradigm in a two-group experimental design (N=30 per group). Before undergoing stress, participants took part in a short hypnotic intervention where they are suggested to feel safe. The feeling of safety was associated during hypnosis with a post-hypnotic trigger that elicits the feeling of safety outside the hypnotic state. The experimental group used this posthypnotic trigger during the standardized stress paradigm, the control group did not. In the context of my thesis, I plan to determine the effects of the post-hypnotic trigger on the self-reported, sympathetic and parasympathetic stress response. Next to stress reactivity, I will focus on stress recovery, which is considered especially salient in the development of stress-associated disease.

Promotionsstipendium II/2022

Thema: "Untersuchung der Barriereeffekte von fäkalem Mikrobiomfiltrat von Patienten mit chronisch entzündlichen Darmerkrankungen in gut-on-chip-Modellen"

Zusammenfassung:
Patienten mit chronisch entzündlichen Darmerkrankungen (CED) wie Colitis ulcerosa (CU) und Morbus Crohn (MC) weisen eine intestinale Barrierestörung auf, welche zu einer erhöhten Permeabilität des Epithels für mikrobielle Antigene führt. Um den Einfluss des bei CED veränderten Darmmikrobioms auf die Darmbarriere zu überprüfen, wird aus dem Spenderstuhl von CED-Patienten oder gesunden Kontrollpersonen steriles fäkales Mikrobiomfiltrat (FMF) hergestellt und dessen Effekte in dreidimensionalen, immunkompetenten „gut-on-chip- Modellen“ untersucht. In diesem Modell wird der menschliche Darm in einem durch eine semipermeable Membran getrennten Zweikammer-Plastikchip mit einer Endothel- und einer Epithelzellseite nachgebildet. Beide Kompartimente werden physiologisch perfundiert und auf der epithelialen Seite mit FMF von CED-Patienten über 72 Stunden stimuliert. Mithilfe von Zytokinmessungen auf epi- und endothelialer Seite, Immunfluoreszenz(IF)-Mikroskopie und Permeabilitäts-Assay soll das Ausmaß der Schädigung, ausgelöst durch das FMF von CEDPatienten, untersucht werden. In diesem Zusammenhang soll insbesondere der Einfluss eines potentiell protektiv-wirkenden Metaboliten im Stuhl (Lithocholsäure) sowie der Einfluss von im Stuhl vorhandenem proinflammatorischen Interleukin-1β speziell charakterisiert werden.

Promotionsstipendium II/2022

Thema: "Beschreibung der endothelialen Funktion bei Patienten im Verlauf einer Long-COVID Erkrankung mittels dynamischer retinaler Gefäßanalyse (DVA)."

Zusammenfassung: 
Die seit Ende 2019 neuartig aufgetretene SARS-CoV-2 Infektion ist eine schwerwiegende Erkrankung des Respirationstraktes mit systemischer Beteiligung. Immer wieder werden neue Erkenntnisse über COVID-19 publiziert, die sich besonders mit dem Verlauf und der Therapie auseinandersetzen. Dennoch fehlt es nach wie vor an starken Prädiktoren, die einen anhaltenden Krankheitsverlauf vorhersagen. Diese gewinnen zunehmend an Bedeutung, da sich bei vielen Patienten ein prolongierter Verlauf mit einer persistierenden Symptomatik über die Akutinfektion hinaus (Long-COVID) zeigt. Betroffene Patienten geben häufig verminderte Belastbarkeit, Atembeschwerden sowie kognitive Einschränkungen an. Der Mechanismus der
pathophysiologischen Veränderung ist noch unklar, u.a. werden mikroembolische Prozesse und direkte postentzündliche Auswirkungen in den Endothelien diskutiert. Mit Hilfe der statischen (SVA) und dynamischen Gefäßanalyse (DVA), die die Gefäßweite am Augenhintergrund misst und über Provokationsmechanismen ihre Funktion bestimmen kann,
soll evaluiert werden, ob sich die Messung zur Risikobeurteilung von anhaltenden Krankheitsverläufen prädiktiv verwenden lässt. Zudem ist offen, ob eine eingeschränkte Gefäßregulation mit einer subjektiv empfundenen Beschwerdesymptomatik korreliert.

Promotionsstipendium II/2022

Thema: "Resting state connectivity analyses in Long-COVID patients"

Zusammenfassung:
Nach Ausbruch der SARS-CoV-2-Pandemie zeigt sich mit steigenden Infektions- und Patient*innenzahlen, dass es zu bleibenden körperlichen Symptomen wie verminderter Belastbarkeit, Kurzatmigkeit und Muskelschmerzen nach durchgemachter Infektion kam. Mit Fortschreiten der Pandemie wurde aber auch klar, dass vermehrt Patient*innen an neuropsychiatrischen Symptomen wie Fatigue, Schwindel und Kopfschmerz, oft noch Monate nach der akuten Infektion, leiden.
Zunächst wurde von einer rein funktionellen Genese der Beschwerden ausgegangen. Im Verlauf zeigten sich aber Hinweise auf hirnstrukturelle und inflammatorische Veränderungen bei Long-COVID Patient*innen als mögliches Genese der neuropsychiatrischen Symptome.
Im vorliegenden Projekt soll untersucht werden, ob die neuropsychiatrische Folgesymptomatik bei Long-COVID Patient*innen mit Auffälligkeiten der Konnektivität zwischen Arealen des limbischen Systems (involviert in Emotionsverarbeitung) im resting-state-fMRI assoziiert sind oder sich solche auch bei gesunden COVID-19 Genesenen finden.

Promotionsstipendium II/2022

Thema: "Modulation der Aktivität von funktionell und prognostisch relevanten Phosphatasen zur Resistenzüberwindung bei der akuten myeloischen Leukämie"

Zusammenfassung:
Die Behandlung der akuten myeloischen Leukämie (AML) basiert einerseits auf einer epigenetischen Therapie in Kombination mit dem BCL2-Inhibitor Venetoclax. Zudem können Patienten mit aktivierenden Mutationen der FMS-like tyrosine kinase (FLT3) mit dem Tyrosinkinaseinhibitor Gilteritinib therapiert werden. Eine primäre oder sekundäre Resistenz gegenüber Venetoclax kann z.B. durch Mutationen von PTPN11-Mutationen entstehen. Derartige onkogene Mutationen von PTPN11 können entweder biologisch relevante Signalwege (z.B. STAT5) konstitutiv verstärken oder mittels Expressionssteigerung antiapoptotischer Proteine (z.B. MCL-1) zur Therapieresistenz betragen. Zudem ist die Aktivität der Phosphatase PP2A (Tumorsuppressor) in der Mehrheit AML-Zellen vermindert, was eine unzureichende Inhibition onkogener Signalwege zur Folge hat. Die Aktivität wichtiger PP2AKomplexe kann durch zielgerichtete Aktivatoren wieder hergestellt werden. Es soll in etablierten AML-Zellmodellen analysiert werden, wie das Therapieansprechen gegenüber Venetoclax oder Gilteritinib von der Aktivität von PP2A bzw. PTPN11 abhängig ist und durch Modulation der jeweiligen Phosphataseaktivität verbessert werden kann. Die molekulare Charakterisierung der Therapieresistenz kann dazu beitragen, neue Behandlungsstrategien für AML-Patienten zu entwickeln.

Promotionsstipendium II/2022

Thema: "„Modulation der Immunreaktion bei Infektionen mit C. albicans durch kurzkettige Fettsäuren in einem Model der chronischen Darmentzündung"

Zusammenfassung:
Der Einfluss des Mikrobioms auf die Gesundheit des Menschen ist seit langem Gegenstand intensiver Untersuchungen. Insbesondere die Rolle kurzkettiger Fettsäuren (short-chain fatty acids, SCFAs), die durch Fermentierungsprozesse kommensaler Bakterien aus unverdaulichen Kohlenhydraten entstehen und deren Einfluss auf die Regulation des Immunsystems ist, sind verstärkt in das Interesse der Entzündungs- und Infektionsforschung gerückt. SCFAs besitzen aufgrund ihrer antiinflammatorischen Wirkung protektive Eigenschaften und erhöhen beispielsweise die Membranintegrität des Darmepithels und verhindern so möglicherweise die Translokation von Erregern aus dem Mikrobiom in die Blutzirkulation des Patienten. Somit bieten sie daher ein potenzielles therapeutisches Potential bei der Behandlung chronisch entzündlicher Darmerkrankungen (CED) und damit assoziierter Candidosen. In diesem Projekt soll der Einfluss von Acetat, Propionat und Butyrat auf die Barrierefunktion und die Immunregulation in einem kürzlich etablierten „CED Darm-
on-Chip-Modell“ untersucht werden.

Promotionsstipendien II/2022

Thema: "Behandlung von Melanomzellen durch BRADF/MEK-Inhibitoren im CAM-Assay"

Zusammenfassung:
Omne initium difficile est. Dies trifft für mich persönlich auch auf den Beginn des wissenschaftlichen Arbeitens in der Medizin zu. Für mich bedeutet das Promotionskolleg JSAM durch das strukturierte Promotionsprogramm die Möglichkein, ein fundiertes wissenschaftliches Arbeiten zu erlernen und so einen ersten Grundstein für eine spätere akademische Karriere zu setzen. Bereits in meiner Schulzeit durfte ich zum ersten Mal den Hauch von Forschungsluft während der mehrmaligen Teilnahmen an „Jugend-forscht", verbunden mit einer Platzierung auf Landesebene, sammeln. Dieses damals noch breite naturwissenschaftliche Interesse hatte sich später auf den Life-Science Bereich konkretisiert. Nach dem Abitur hat schließlich der Wunsch nach einer möglichsten Kombination von experimentellem Arbeiten und der unmittelbaren Tätigkeit am Patienten, zu einer Entscheidung für ein Medizinstudium und gegen ein rein naturwissenschaftliches Fach geführt. Berührungspunkte in den ersten Semestern mit Neuroanatomie und Neurophysiologie, zusammen mit erster Laborerfahrung wie histologischer Aufarbeitung und einfachen immunhistologischen Techniken an humanen sowie murinen ZNS-Präparaten am Institut für Anatomie II durch ein Wahlfach, führten zu einem ersten, richtungsweisenden Interesse hin zu den „Neuro-Fächern". Später, mit Beginn des 2. Studienabschnitts, begann das Sammeln erster klinischer Erfahrung, wobei ich Famulaturen und Praktika gemäß meinen Interessen schwerpunktmäßig in den Bereichen der Neurologie und Neurochirurgie sammelte. Hier wurde mir zum ersten Mal auch der wichtige Aspekt der Altersassoziation vieler, in erster Linie degenerativer u. maligner Krankheitsbilder, sowie das hohe Patientenaufkommen geriatrischer Patienten in diesen Fachdisziplinen klar. Mit dem Bewusstsein einer in Zukunft weiter alternden Gesellschaft und dem damit zunehmenden Anteils altersassoziierter ZNS-Erkrankungen in meinen favorisierten Fachgebieten erscheint ein wissenschaftliches Projekt, welches mein Wunschfach und Altersmedizin verknüpft, nur sinnvoll. Daher mein Interesse gerade für dieses JSAM-Projekt über die Etablierung des CAM-Assays als Modell für MBMs (melanoma brain metastases). Die Häufigkeit von MBMs zusammen mit dem deutlichen Anstieg der lnzidenz im Alter zeigt die klinische Relevanz des Projekts auf. Bisweilen scheitern gängige Therapieschemata, gleichzeitig sind operative Resektion und nebenwirkungsreiche zytotoxische Chemotherapeutika bei vielen geriatrischen und multimorbiden Patienten äußerst risikobehaftet. Vielversprechend scheinen in den letzten Jahren entwickelte, zielgerichtete Systemtherapeutika wie BRAF u. MEK-lnhibitoren sowie Immuncheckpoint-Inhibitoren. Die Etablierung des CAM-Assays als Modell für MBMs könnte ein wertvoller Beitrag zur Erforschung und Erprobung solcher neuartigen Wirkstoffe, insbesondere in Bezug auf die Neoangionese, liefern und Grundlage von theoretisch individualisierbaren Behandlungsstrategien, insbesondere bei älteren und nicht mehr jeder Therapie zugänglichen Patienten sein. Neben dem Erwerb von fundierten Kenntnissen über die für mein Projekt notwendige Methoden spricht mich insbesondere die Möglichkeit des Austausches mit anderen Nachwuchswissenschaftlern an, um so einen tieferen Einblick in die universitäre „Forschungsgemeinde" zu gewinnen. Ich bin mir über die Herausforderungen des wissenschaftlich-experimentellen Arbeitens bewusst, sehe dies jedoch als Möglichkeit, sowohl in beruflicher als auch in persönlicher Weise weiter zu wachsen.

Promotionsstipendien II/2022

Thema: "Antineoplastische Wirkungen von Inhibitoren der Ribonukleotidreduktase in Kombination mit PARP1- oder PLK4-Inhibitoren in Ewing-Sarkomzellen"

Zusammenfassung:
Das Ewing-Sarkom ist der zweithäufigste maligne Knochentumor im Kindes- und Jugendalter. Insbesondere bei Patienten im metastasierten Stadium besteht mit einer 5-JahresÜberlebensrate von nur 30% eine sehr schlechte Prognose. In den letzten zwei Jahrzehnten stagnierte die Optimierung des Behandlungsprotokolls, sodass die Notwendigkeit besteht,
neue Behandlungsansätze zu etablieren. Vielversprechend erscheint die Behandlung mit Ribonukleotidreduktase(RNR)-Inhibitoren, welche zur Störung der DNA-Replikation führt. Da sich hierbei jedoch zügig Resistenzen entwickeln, möchte ich potentiell synergistisch wirkende Kombinationspartner prüfen. Als aussichtsreichen Ansatzpunkt sehe ich die Hemmung der
Poly(ADP-Ribose)-Polymerase 1 (PARP1), welche eine wichtige Rolle in der DNA-Reparatur spielt. Durch Hemmung der DNA-Reparatur kommt es in Ewing-Sarkomzellen zur synthetischen Letalität. Da die Monotherapie mit PARP-Inhibitoren in klinischen Studien jedoch keine Remission zeigte, erachte ich eine Kombination mit RNR-Inhibitoren als sinnvoll. Eine weitere vielversprechende Option ist die Kombination mit Inhibitoren der PLK4, einem an der Zentriolenduplikation beteiligten Enzym. Ich erhoffe mir durch die Kombination eine synergistische Wirkung auf die Apoptose-Induktion und die Reduktion des Tumorwachstums.

Promotionsstipendien I/2022

Thema: Voxel-basierte Morphometrie kortikaler und subkortikaler zerebraler Volumenveränderungen als Korrelat neuropsychiatrischer Symptome bei Long-COVID-Patient*innen und ihre Assoziation zu inflammatorischen Biomarkern

Zusammenfassung:
Im Zuge der aktuell grassierenden SARS-CoV-2-Pandemie zeigt sich vermehrt das beunruhigende Bild residualer neuropsychiatrischer Syndrome noch Monate nach der akuten Infektion. Nachdem zunächst eine funktionelle Genese der Beschwerden vermutet wurde, zeigen sich nun erste Befunde zu hirnstrukturellen und inflammatorischen Auffälligkeiten bei Long-COVID-Patient*innen. Ergänzend zu aktuellen Berichten über Volumenvergrößerungen kortikaler und subkortikaler grauer Substanz im emotionsverarbeitenden limbischen System bei Long-COVID-Patient*innen, soll im vorliegenden Projekt untersucht werden, ob diese hirnstrukturellen Veränderungen exklusiv mit der neuropsychiatrischen Folgesymptomatik assoziiert sind oder sich auch bei gesunden COVID-19-Genesenen finden. Zudem soll die Assoziation der hirnstrukturellen Veränderungen zur Blutkonzentration von inflammatorischen Markern (Blutbild und C-reaktives Protein) getestet werden, um zur Aufklärung der Pathogenese beizutragen.

Promotionsstipendien I/2022

Thema: Erfassung von regionalen Ventilationsstörungen bei Post-COVID-PatientInnen1 mit Dyspnoe mittels der Elektroimpedanztomographie

Zusammenfassung:
Ein Teil der Patienten mit durchgemachter SARS-CoV-2-Infektion zeigt nach mehreren Monaten persistierende Symptome wie Fatigue, Dyspnoe oder Anosmie. Bezüglich der Dyspnoe wird in der aktuellen S1-Leitlinie die Abklärung mittels Lungenfunktionsuntersuchung, pulmonaler Bildgebung und ggf. kardialer Diagnostik empfohlen. Häufig findet sich bei dieser Diagnostik kein organisches Korrelat der Beschwerden. Mithilfe der Elektroimpedanztomographie (EIT) lässt sich die regionale
Verteilung des Lungenvolumens in Form der Änderung der Thoraximpedanz innerhalb eines Atemzugs messen. Durch die cross-sektionale Projektion, d.h. über die Berechnung von Vektoren, die durch die auf die Thoraxwand aufgeklebten Elektroden abgeleitet werden, lässt sich nicht-invasiv und strahlungsfrei die Ventilation bettseitig erfassen und ermöglicht so einen Überblick über die regionale Belüftungssituation auf Höhe des vierten Intercostalraums. Ziel dieser Arbeit ist es, die Übereinstimmung zwischen CT-erfassten Veränderungen von Lungenarealen mit Veränderungen der regionalen Ventilation, die mittels EIT erfasst wird, zu untersuchen. Perspektivisch könnten mithilfe der EIT regionale Ventilationsstörungen
z.B. in einer mobilen Praxis erfasst und Patienten mit Post-COVID frühzeitig behandelt werden.

Promotionsstipendien I/2022

Thema: Mechanismen der zerebralen Verarbeitung komplexer akustischer Signale.

Zusammenfassung:
Bis heute ist weitgehend unbekannt, wie grundlegende Aspekte natürlicher Geräusche, z. B. ihr spektraler Inhalt und ihre Komplexität, in menschlichen kortikalen und subkortikalen Strukturen verarbeitet werden. Hier nutzten wir die hohe Sensitivität und zeitliche Auflösung des MEGs und EEGs, um die Verarbeitung unterschiedlich komplexer akustischer Signale zu untersuchen. Die primäre Hypothese dieser Arbeit ist, dass die Komplexität von akustischen Signalen ihre Entsprechung in der funktionellen Konnektivität zwischen Hirnarealen findet und dies mit den Methoden des MEGs und EEGs darstellbar und abgrenzbar ist. Diese Untersuchungen sollen neben einem besseren Verständnis von der zerebralen Verarbeitung
akustischer Signale den Weg für die Untersuchung akustischer Signale im Krankheitsfall ebnen.

Promotionsstipendien I/2022

Thema: Role of Toll-Like Receptor 2 (TLR 2) on osteoblasts and osteocytes during S. aureus bone infection.

Zusammenfassung:
Staphy/ococcus (S.) aureus is an opportunistic gram-positive pathogen and a frequent cause of human infections such as endocarditis, skin and soft tissue infections, bacteremia or osteomyelitis. lnfections can develop from acute to chronic persisting stage and surgical interventions being necessary to eradicate the bacteria. Toll-Like Receptors (TLRs) have been implicated in the innate detection of pathogen components. However, different microbes can survive within host cells for lang time by evading host response. On the host side, lack or reduced expression of TLRs in specific cells may affect the host response in bone tissue and promote the bacterial persistence. In fact, intracellular survival of S. aureus in bone cells is associated with immune evas1on and contribute to the development of chronic infections. The role of TLR 2 (the main TLR which recognizes S. aureus) in osteoblasts and osteocytes is poorly studied. Thus, we will investigate the role of TLR 2 on the host - S. aureus interaction during acute and chronic infection. Anima! experiments, cell culture models and microbiological tools will be performed to investigate the influence of bacterial virulent factors during chronic osteomyelitis. Eradication of bacteria as well as manipulation of the host inflammatory response will contribute to a better therapeutic outcome for patients who suffer from bone infections.

Promotionsstipendien I/2022

Thema: Objektivierung möglicher motivationaler Einflüsse auf ermüdungsassoziierte muskuläre und psychische Kennwerte während einer definierten Ausdauerbelastung

Zusammenfassung:
Die Interaktion von psychischen Faktoren und physischer Performance ist bekannt und in verschiedenen Situationen gut untersucht. Noch nicht untersucht ist der Sachverhalt einer Verlängerung bzw. Fortführung einer vermeintlich bereits erfüllten physisch beanspruchenden Arbeitsaufgabe aufgrund äußerer Einflüsse, oder dass die Durchführungsaktivität durch äußere Einflüsse gestört wird. Im Rahmen einer zeitlichen oder auch technischen Zielvorgabe kann ein kurz vor Erreichen des Ziels erfolgtes Hinausschieben sogar zum physischen Versagen führen. Ob hier physiologische (durch die Oberflächen-Elektromyographie gemessene) oder eben doch psychologische (durch Skalen und Fragebögen ermittelte) Veränderungen eintreten, ist zu hinterfragen. Dies möchte ich mit der vorliegenden Studie in meiner Promotionsarbeit beispielhaft untersuchen. Die Probanden sollten dafür 50% ihres eigenen Oberkörpergewichts für 10 Minuten in Extensionsrichtung als isometrische Ausdauerbelastung kompensieren. Dabei wurde die empfundene Beanspruchung nach jeder verstrichenen Minute erfragt. Die Probanden wurden 2-mal im Abstand von 14 Tagen gemessen. Bei einer der beiden Messungen (Abfolge randomisiert) erfolgte jedoch die Anstrengungsabfrage falsch, nämlich bereits nach 50 Sekunden, sodass die Probanden nach 10 Abfragen annahmen, es seien die geforderten 10 Minuten vergangen, obwohl erst ca. 8 min verstrichen waren. In diesem Fall wurden die Probanden dann gebeten, die Ausdauerbelastung weitere 2 Minuten aufrecht zu erhalten. Zusätzlich dazu wurde eine Vergleichsgruppe ohne jegliche Manipulation mitgeführt. Es wurden insgesamt 49 Probanden untersucht. Die ermittelten Messdaten liegen nun parat und sollen im beantragten Förderzeitraum gesichtet, bereinigt und analysiert werden.

Promotionsstipendien I/2022

Thema: Mechanismen der Proteinkinase C-vermittelten Radixin-Inaktivierung bei Sepsisassoziiertem
Leberversagen

Zusammenfassung:
Schon 2017 forderte die WHO die bessere Früherkennung, Diagnostik und Therapie von jährlich circa 31 Mio. Sepsis-Erkrankten weltweit, wodurch ein Großteil der 6 Mio. dadurch verursachten Todesfälle vermieden werden könnte. [1] Der Fokus der neuen Sepsis-Definition [2] liegt auf neu auftretenden Organdysfunktionen - die Leber ist bei circa 20 Prozent der Sepsis-Patient*innen betroffen [3]. Besonders gefährdet sind Leberzirrhose- Patient*innen, bei denen sich ein akut-auf-chronisches Leberversagen entwickeln kann. Bei diesen Patient*innen kommt es bei chronischer Vorschädigung der Leber (z.B. chronische
Fettleber oder Leberzirrhose) durch ein singuläres Ereignis, häufig eine Sepsis, zu einem rapide und meist tödlich verlaufenden Leberversagen [4]. Der Bilirubinanstieg ist in diesem Zusammenhang Ausdruck der verschlechterten Leberfunktion und in allen prognostischen Scores (europäische, asiatische, amerikanische Klassifikations- und Prognosescores des ACLF) als wesentlicher Bestandteil enthalten. Das umfassende Verständnis der molekularen Mechanismen, die in diesem Zustand die Exkretionsfunktion der Hepatozyten bestimmen und zum Leberversagen führen, ist unerlässlich für die Entwicklung therapeut scher Ansätze in der Frühphase der Leberschädigung - noch bevor ein irreversibler Schaden enstehen kann.

Promotionsstipendien I/2022

Thema: Stellenwert der Ganzgenomsequenzierung bei der Detektion plasmidkodierter Resistenzübertragungen:
Longitudinale Analyse nosokomialer Cluster VIM-Carbapenemaseproduzierender Enterobacterales am UKJ, 2018 bis 2021

Zusammenfassung:
Laut World Health Organization (WHO) stellen multiresistente Enterobacterales eines der Probleme mit höchster Priorität in der Patientenversorgung dar (1). Eine klinisch besonders wichtige Therapieoption für Infektionen mit Enterobacterales sind Antibiotika der Gruppe Betalactame. Verschiedene bakterielle Resistenzmechanismen können zu einer verminderten Sensitivität gegenüber Betalactamen führen. Ein Beispiel dafür ist die Bildung von Betalactamasen wie den Carbapenemasen, welche häufig plasmidcodierte Enzyme sind. Carbapenemasen stellen die moderne Infektionsprävention vor große
Herausforderungen, da sie durch den horizontalen Gentransfer übertragbar sind und zu einer Resistenzverbreitung über Spezies- und Gattungsgrenzen hinaus führen können (2, 3). Dadurch werden die Therapiemöglichkeiten zunehmend eingeschränkt (4). Im Rahmen eines Ausbruchsgeschehens am Universitätsklinikum Jena im Jahre 2016 verbreitete sich ein Carbapenemase-bildender Citrobacter freundii (C. freundii) Stamm nosokomial. Im Verlauf des Ausbruchs konnte ein Transfer der Carbapenemresistenz auf weitere Spezies der Enterobacterales nachgewiesen werden (5). Der Ausbruchsstamm konnte in den letzten Jahren immer wieder bei stationären Patienten schon bei der Aufnahme nachgewiesen werden. Die Transmissionswege und die Risikofaktoren für eine Besiedlung sind noch weitestgehend ungeklärt. In diesem Projekt sollen die
Transmission und Risikofaktoren für eine Kolonisation strukturiert aufgearbeitet werden. Dies hat zum einen zum Ziel, ein Screeningkonzept für ein Prävalenzscreening zu entwickeln, welches die zu untersuchende Kohorte definiert. Darüber hinaus soll eine sensitive mikrobiologische Methode entwickelt werden, die die praktische Umsetzung am Uniklinikum Jena gewährleisten kann.

Promotionsstipendien I/2022

Thema: Bypass des Cytochromsegments der mitochondrialen Atmungskette in isolierten Fibroblasten zur Untersuchung molekularer Pathomechanismen bei Sepsis und kardialer Hypertrophie

Zusammenfassung:
Das Herz reagiert auf verschiedene pathologische Zustände mit einer verminderten Kontraktilität, z.B. bei Sepsis und erhöhter kardialer Nachlast. Wir und andere konnten zeigen, dass die kontraktile Dysfunktion mit einer eingeschränkten Funktionalität der mitochondrialen Atmungskette einher geht. Interessanterweise kann man aber die beobachteten funktionalen Einschränkungen nicht allein mit einer veränderten Bioenergetik in Kardiomyozyten erklären, obwohl diese metabolisch fast obligat oxidativ sind. In letzter Zeit wurde gezeigt, dass nichtkontraktile Zellen, wie Fibroblasten und Makrophagen, in der stressbedingten Einschränkung der kontraktilen Funktion eine maßgebliche Rolle spielen. Es wird angenommen, dass sie systemische Signale (wie Cytokine oder Angiotensin II) wahrnehmen und ihr Signalverhalten anpassen. Dabei kommt es zu einem Phänotypshift (von anti-inflammatorisch zu proinflammatorisch), dem eine Inhibition der mitochondrialen Atmungskette vorausgeht. Ich möchte in isolierten Rattenohrfibroblasten mit xenotoper Expression einer alternative Oxi- dase (AOX) untersuchen, ob ein Bypass des unter Stress gehemmten Cytochromsegments der mitochondrialen Atmungskette den pro-inflammatorischen Phänotypshift verhindert.

Promotionsstipendien I/2022

Thema: Vergleichende Analyse zweier Elektrodenschemata zur Messung der Gesichtsmuskulatur hinsichtlich ihrer Eignung zur Erkennung von mimischen Ausdrücken

Zusammenfassung:
Eine Fazialisparese stellt die häufigste Hirnnervenerkrankung [1] dar. In Abhängigkeit vom Schweregrad sind die Betroffenen nicht nur in Hinblick auf ihre mimische Entäu-ßerungsfähigkeit, sondern oft auch funktionell-motorisch, z.B. durch die Unfähigkeit zum Lidschluss eingeschränkt. Sie leiden ebenfalls unter psychischen Störungen, die sogar zu Depressionen [3,4,5] führen können. Die vollständige oder teilweise Lähmung der mimischen Muskeln, die an mehreren physiologischen Funktionen wie Lidschluss und somit Schutz vor Austrocknung des Auges; Mundschluss und somit lebensnotwen-dige Nahrungsaufnahme und Artikulation sowie Mimik und somit dem Schlüssel zur verbalen und nonverbalen Kommunikation beteiligt sind.
In meiner Doktorarbeit möchte ich herausfinden, inwieweit die Aktivität der mimischen Muskulatur in Bezug auf bestimmte Gesichtsausdrücke möglichst eindeutig identifiziert werden kann, dabei sollen zwei verschiedene Schemata hinsichtlich ihrer Eignung da-für miteinander verglichen werden. Hierbei handelt es sich um eine objektivierbare elektromyografische Messung unter Einsatz von Oberflächen-EMG. Diese nichtinva-sive Methode erlaubt eine probanden- und später patientenfreundliche Erkennung der Aktivitätsmuster im Gesicht, die im weiteren Verlauf als Grundlage zur Darstellung jeg-licher Normabweichungen dienen sollten.

Promotionsstipendien I/2022

Thema: Analyse der Bedeutung des ipsilateralen zerebralen Kortex für die Funktionserholung nach einem Schlaganfall

Zusammenfassung:
Der Schlaganfall stellt in den westlichen Industrieländern die häufigste Ursache einer langfristigen Behinderung dar. Bisher gibt es keinen prognostischen Marker zur Vorhersage der Funktionserholung im Rahmen der Rehabilitationsmaßnahmen. Kernhypothese der aktuellen Arbeit ist, dass das Potential den ipsilateralen somatomotorischen Kortex in motorische Lernaufgaben einzubeziehen ein wichtiger Faktor für die Erholung von sensomotorischen Funktionen nach einem Schlaganfall ist. Hierfür planen wir die Quantifizierung der kurzfristigen zerebralen Adaptationsfähigkeit über eine Bestimmung zerebraler Konnektivitätsveränderungen mittels eines motorischen Lernparadigmas. Diese Konnektivitätsdaten werden mit dem individuellen Schädigungsmuster und den erzielten Rehabilitationsergebnissen verglichen, um die Vorhersage langfristiger Adaptationsprozesse zu evaluieren. Es sollen 31 Schlaganfallpatienten mittels Methoden der funktionellen Bildgebung (Resting state fMRT sowie task-related fMRT), einer sensomotorischen und einer neuropsychologischen Testbatterie untersucht werden. Die Studie wird dazu beitragen unser Verständnis von den Mechanismen erfolgreicher Funktionserholung nach einem Schlaganfall zu verbessern.

Promotionsstipendien I/2022

Thema: Charakterisierung von Surrogatparametern der endothelialen Dysfunktion im Langzeitverlauf von Sepsis hinsichtlich ihrer Eignung als prognostische Biomarker

Zusammenfassung:
Patienten mit Sepsis entwickeln häufig eine endotheliale Dysfunktion, wobei es zu ausgeprägter Ödembildung mit Einschränkung der Mikrozirkulation kommt. Bei der viralen Sepsis kann aber auch eine Endotheliitis mit einer prothrombotischen Lage die Mikro- und Makrozirkulation einschränken. Biomarker einer entsprechenden Endothelschädigung sind zwar bekannt, ihr prognostischer Stellenwert im Langzeitverlauf der Sepsis ist aber kaum evaluiert und sie fanden bisher keinen Einzug in den klinischen Alltag. In Vorarbeiten wurden u.a. Angiopoietein-1/2, fms-like Tyrosinkinase-1 oder Syndecan-1 als vielversprechende Surrogatparameter der endothelialen Dysfunktion identifiziert. In diesem Projekt sollen diese und weitere Biomarker in Blutproben von Teilnehmern der ICROS-Studie untersucht werden, die prospektiv im Langzeitverlauf von bis zu 12 Monaten Proben und klinische Daten von Patienten mit Sepsis und gesunden Probanden erfasste. Signifikante Unterschiede dieser Marker zwischen den Gruppen und an mehreren Zeitpunkten werden mit anderen Laborparametern, klinischen und epidemiologischen Daten abgeglichen. Insgesamt soll so evaluiert werden, welche Surrogatparameter der endothelialen Dysfunktion sich als Biomarker vor allem für das langfristige Outcome bei Sepsis eignen.

Promotionsstipendien //2022

Thema: Sensitivity of the Reward-System in Post-COVID-Fatigue

Zusammenfassung:
Die gesundheitlichen Folgen der SARS-CoV-2-Pandemie beherrschen die Auslastung internationaler Gesundheitssysteme. Über 15% der Patienten mit vermeintlich leichtem SARSCoV-II-Krankheitsverlauf erkranken an einer chronischen Form des Post-COVID-Syndroms. Im Zentrum stehen hier, neben bekannten internistischen Einschränkungen, wie Luftnot oder Tachykardien schwere neurologische Defizite. So werden über Monate persistierende Fatigue, kognitive Einschränkungen und eine deutliche erhöhte Tagesmüdigkeit, die teilweise mit einer Arbeitsunfähigkeit einhergehen, beschrieben. Diese klinischen Symptome werden als Chronisches Fatigue-Syndrom (CFS) zusammengefasst, eine Erkrankung, die jetzt im Rahmen der weltweiten Pandemie in den Fokus interdisziplinärer Forschung rückt. Die Pathophysiologie dieses vielschichtigen neurologischen und auch dysautonomen Symptom-komplexes ist bisher nicht verstanden. Als mögliche Erklärungsmodelle werden aktuell Neuroinflammation, chronische Durchblutungsstörungen und eine zentrale adrenerge Hyperaktivität diskutiert. Es gibt Hinweise, dass beim CFS auch das spezielle zerebrale Belohnungs-System verändert ist, welches ein wichtiger Modulator von Lernprozessen und in verschiedenen homöostatischen Regelprozessen, u.a. der Schlafregulation involviert ist. Dysregulationen zeigen sich in Krankheiten mit ebenfalls verminderter kognitiver Leistung und erhöhter Tagesschläfrigkeit wie der Narkolepsie Typ 1 oder der primären Hypersomnie. Ziel dieser Studie ist, zu untersuchen, ob im Rahmen des postviralen Fatigue-Syndroms eine verminderte Sensitivität des Reward-Systems besteht. Diese könnte u.a. auch die teilweise schweren kognitiven Einschränkungen der Post-COVID-Fatigue Patienten erklären. Diese Hypothese soll in unserer Studie ????????leePoCo???? mithilfe eines Reward-Paradigmas während einer MEG- und EEG-Messung überprüft werden. Dies ermöglicht neben einer behavioralen auch die neuronale zeitlich hoch aufgelöste Darstellung des zerebralen Reward- Netzwerks. Netzwerkveränderungen sollen anhand von funktionellen Konnektivitätsanalysen untersucht werden. Mit einem Blick in die Zukunft eröffnet eine bessere Charakterisierung der Netzwerkveränderungen im Rahmen von Fatigue-Symptomen auch Therapieoptionen für medikamentöse oder psychotherapeutische Interventionen.

Promotionsstipendien I/2022

Thema: Untersuchung des Einflusses unterschiedlicher Fettsäuren auf die inflammatorische Reaktion oral lokalisierter Zelltypen im Parodontitismodell

Zusammenfassung:
Das Forschungsprojekt setzt sich mit der altersspezifischen, inflammatorischen Antwort oral lokalisierter Zelltypen im Parodontitismodell unter Einfluss von unterschiedlichen Fettsäuren und dem damit einhergehenden veränderten Knochenmetabolismus auseinander. Hinsichtlich der unterschiedlichen Zelltypen des Parodonts soll der Fokus der Untersuchungen auf der Interaktion zwischen gingivalen Fibroblasten, Osteoblasten und Osteoklasten und der damit verbundenen Beeinflussung des parodontalen Knochenstoffwechsels liegen. Dies wird u.a. durch eine bakterielle Infektion unter Porphyromonas gingivalis und die Einwirkung der am häufigsten in unserer Ernährung vorkommenden Fettsäuren (FS) Palmitinsäure (PA) und Ölsäure (OA) auf molekularer Ebene in vitro analysiert. Zum Vergleich sollen Untersuchungen an primären, direkt aus Mäusen entnommenen, gingivalen Fibroblasten erfolgen, welche im Rahmen eines Fütterungsversuchs der Arbeitsgruppe geprimed und später in Zellkultur übernommen werden.

Promotionsstipendien I/2022

Thema: Einfluss der Autophagie auf den Zellzyklus in Leukämiezellen

Zusammenfassung:
Die Autophagie ist ein essentieller Prozess in Zellen, dessen Komplexität ein sehr weites Forschungsfeld bietet. Ihre Relevanz in der Onkologie basiert vor allem auf der Entdeckung zweier gegensätzlicher Funktionen der Autophagie in der Karzinogenese: Einerseits kann die zytoprotektive Funktion der Autophagie die Bildung und das Wachstum maligner Zellen in einem frühen Stadium verhindern. Andrerseits übt sie im späteren Stadium auch in malignen Zellen eine zytoprotektive Funktion aus und schützt Krebszellen vor der Chemotherapie. Die hierbei potentiell bedeutsame Interaktion von Autophagieaktivität und Zellzyklusregulierung ist noch wenig erforscht. Mit meiner Dissertation möchte ich dazu beitragen, die grundlegenden Zusammenhänge dieser eng verknüpften Zellprozesse aufzuschlüsseln, um daraus möglicherweise neue Ansätze für therapeutische Verfahren abzuleiten. Dazu werde ich Einzel- und Kombinationsbehandlungen mit Autophagie- und Zellzyklusinhibitoren in Leukämiezelllinien durchführen, um deren Wirkung auf die Zellzyklusprogression wie auch die Autophagieaktivität in den verschiedenen Zellzyklusphasen zu bestimmen. Die Etablierung einer Methode, um den Einfluss der Behandlungen auf die zelluläre Seneszenz in Leukämiezellen darzustellen, soll den Abschluss dieser Arbeit bilden.

Promotionsstipendien I/2022

Thema:  Bedeutung der Aktivierung und Hemmung des Sphingomyelinase-Ceramid-Signalweges bei Pneumonie unterschiedlichen Schweregrades

Zusammenfassung:
Bei ambulant erworbener Pneumonie (CAP), eine der häufigsten Infektionserkrankungen mit ungünstiger Prognose, imponiert eine erhöhte Aktivität der zirkulierenden Sphingomyelinase. Dieses durch Stress-induzierte Exozytose exportierte Enzym katalysiert die Bildung des Lipidmediators Ceramid mit einem pleiotropen Aktivitätsprofil. Eine Gruppe bestimmter Pharmaka, welche aufgrund anderer Indikation verordnet werden, führt zur inaktivierenden Proteolyse des Enzyms und hemmt funktionell die Ceramid-Generierung. In CAP-Patienten abgestufter Schweregrade werden die Enzymaktivität und das resultierende Sphingolipid-Profil bestimmt. Auch der Nachweis der Arzneistoffe erfolgt mittels Flüssigkeitschromatographie-Tandem-Massenspektrometrie (LC-MS/MS). Auf Basis der Ergebnisse soll die Rolle der Sphingomyelinase bei der Krankheitsprogression bewertet werden. Darüber hinaus ließen sich neue therapeutische Einsatzmöglichkeiten der Arzneistoffe diskutieren und klären, wie relevant sich deren derzeitige Anwendung als Einflussgröße bei der Interpretation klinischer Studien darstellt.

Promotionsstipendien II/2021

Thema:„Charakterisierung des Einflusses kurzkettiger Fettsäuren unter entzündlichen Bedingungen auf die Funktion der Darmbarriere und die Infektion mit C. albicans in einem 3D-Darm-on-Chip- Modell“

Zusammenfasung:
Das intestinale Mikrobiom und dessen Einfluss auf den Menschen wurde in den letzten Jahren immer weiter charakterisiert. Dabei haben von den Bakterien produzierte Substanzen sowohl direkten Einfluss auf das Mikrobiom selbst als auch indirekten Einfluss auf den Wirt und die Immun- und Barrierefunktion des Darms. Wichtige Metabolite sind vor allem kurzkettige Fettsäuren (short-chain fatty acids, SCFAs), die über bakterielle Fermentierungsprozesse aus unverdaulichen Kohlenhydraten entstehen und immunmodulierende Eigenschaften aufweisen. In dem translationalen Projekt soll deren Einfluss auf die Barrierefunktion und Immunabwehr modellhaft in einem dreidimensionalen „Darm-on-Chip-Modell“ untersucht werden. In diesem wird der menschliche Darm anhand einer durch eine Membran getrennten Endothel- und Epithelzellschicht modelliert. Immunzellen werden integriert, das Modell in beiden Kompartimenten physiologisch perfundiert und mittels Natriumdextransulfat (dextran sodium sulfat, DSS) entzündlich geschädigt. Ziel der Arbeit ist, ein neues experimentelles Modell für die Erforschung chronisch entzündlicher Darmerkrankungen zu entwickeln und in diesem die anti-entzündliche Wirkung von SCFAs näher zu charakterisieren. Weiterhin soll die Rolle von SCFAs im Rahmen des Infektionsgeschehens bei Candida-albicans-Infektion untersucht werden.

Promotionsstipendien II/2021

Thema: "Auswirkung des Tumorsuppressorgens ITIH5 auf die Chemotherapie von Zervixkarzinomzellen - Untersuchungen am 3D Tumorshäroid Modell"

Zusammenfassung:
Im multifaktoriellen Prozess der Zervixkarzinogenese sind neben einer Infektion mit humanen Papillomviren der Hochrisikogruppe (HR-HPV) (epi)genetische Veränderungen der Wirtszelle essentiell. In vorangegangenen Studien der Arbeitsgruppe wurde das Gen ITIH5 als potentielles Tumorsuppressorgen in der Zervixkarzinogenese identifiziert. Hauptfunktion des Gens ist die Stabilisierung der extrazellulären Matrix (EZM), welche in den dreidimensionalen (3D)- Tumorsphäroid-Modellen von den Tumorzellen selbst gebildet wird. Bekannt ist auch, dass das Wachstum und die Neigung zu metastasieren von Zellen in der Mikroumgebung von Tumoren mitgesteuert wird, was eine Betrachtung der Tumor-Stroma-Interaktionen unerlässlich macht. Des Weiteren ist vor dem Hintergrund auftretender Nebenwirkungen und Resistenzen bei der Behandlung von Tumorerkrankungen mit bekannten Zytostatika, die in vitro Testung neuer Substanzen für die Chemotherapie von großer Bedeutung. Im geplanten Projekt soll der Einfluss des Tumorsuppressorgens ITIH5 auf die Wirkung von noch in Forschung befindlichen Substanzen bzw. potentiell neuen Zytostatika an bereits etablierten zervikalen 30- Tumorsphäroid-Modellen untersucht werden.

Promotionsstipendien II/2021

Thema: "Using proximity ligation screens to detect the involvement of CNPY3 chaperone client proteins in inflammasome regulation. "

Zusammenfassung:
Canopy FGF signaling regulator 3 (CNPY3) agiert innerhalb der Zelle als Co-chaperone für die Toll-like-Rezeptoren (TLRs) des angeborenen Immunsystems. Eine homozygote Mutation von CNPY3 geht jedoch nicht primär mit einer erwarteten erhöhten Infektanfälligkeit einher, sondern imponiert klinisch durch neurologische Symptome im Rahmen einer s.g. early infantile epileptic encephalopathy (EIEE), sowie einer schweren motorischen und geistigen Entwicklungsverzögerung. Diese Inkongruenz zwischen den klinischen Symptomen und der bisher angenommenen Funktion von CNPY3 weist auf die Möglichkeit eines oder mehrerer bisher unbekannten Zielproteinen (englisch: client proteins) der CNPY3-Chaperonaktivität hin. Bereits in der AG Neosep/CSCC und AG Rubio nachgewiesene erniedrigte Caspase 1 und Interleukin-1β (IL-1β) Aktivierungsspiegel in CNPY3 -/- knockout (KO) THP-1 Monozyten legen eine Rolle von CNPY3 in der Inflammasome Regulation nahe. Im Rahmen meiner Arbeit sollen neue Interaktionspartner bzw. clients von CNPY3 und somit mögliche Vermittler der Inflammasome Regulation mittels Biotinylation-Screens identifiziert und charakterisiert werden. Als Negativkontrollen dienen ausgewählte CNPY3-Patientenvarianten aus der Kinderklinik des UKJ (AG Husain), die im Rahmen meines Projekts ebenfalls charakterisiert werden sollen.

Promotionsstipendien II/2021

Thema: „Funktionelle Untersuchung des Decapping-Enzyms NUDT2 im mTORC1-Signalweg bei einer autosomal-rezessiven, neurologischen Krankheit“

Zusammenfassung:
Die Transkription bildet mit die Grundlage des Lebens und die posttranskriptionellen Modifikationen haben einen entscheidenden Einfluss auf die Proteinbiosynthese. Die 5‘-Cap-Struktur und Nudix-Hydrolasen, die diese abspalten, regulieren dementsprechend u.a. die Langlebigkeit und Stabilität der mRNA. Die Bedeutung wird bei einer pathologischen Veränderung dieser Funktion besonders deutlich. Eine homozygote Mutation im autosomal-rezessiven NUDT2-Gen führt zu einer neurologischen Entwicklungsstörung, die mit zentraler Hypomyelinisierung, sensomotorischer Polyneuropathie und geistiger Behinderung einhergeht. In einer funktionellen Untersuchung mittels proximity ligation soll vergleichend untersucht werden, welche Interaktionspartner mit wildtyp NUDT2 und pathologischen NUDT2-Varianten wechselwirken und wie sich dies auf den mTOR-Signalweg auswirkt. Zusammen mit den Ergebnissen der Forschungsgruppe von Prof. Rubio soll damit zur Aufklärung der Grundlagen dieser neurologischen Erkrankung beigetragen werden.

Promotionsstipendien II/2021

Thema: "Einfluss von FLT3- und PTPN11-Mutationen auf die Wirksamkeit von Venetoclax bei der akuten myeloischen Leukämie"

Zusammenfassung:
Die Behandlung der akuten myeloischen Leukämie (AML) älterer Patienten basiert auf einer epigenetischen Therapie in Kombination mit dem im Mai 2021 zugelassenen BCL2-Inhibitor Venetoclax. Unabhängig davon stellt die FMS-like tyrosine kinase (FLT3) eine bedeutende Zielstruktur dar, welche bei über 30% der AML-Patienten aktivierende Mutationen aufweist. Eine primäre oder sekundäre Resistenz gegenüber Venetoclax kann z.B. durch Mutationen der Rezeptortyrosinkinase FLT3 oder infolge von PTPN11-Mutationen entstehen. Mutationen der Tyrosinphosphatase PTPN11 wirken über eine Verstärkung wichtiger Signalwege (z.B. STAT5-Aktivierung durch FLT3-Mutationen) onkogen und können auch zur Expressionssteigerung des anti-apoptotischen Proteins MCL-1 beitragen. In dem beantragten Projekt sollen an etablierten murinen und humanen AML-Zellmodellen molekulare Mechanismen der Venetoclaxresistenz analysiert werden, welche durch kooperierende Mutationen von FLT3 und PTPN11 bedingt sind. Auf dieser Grundlage werden nachfolgend innovative „targeted therapies“ (z.B. Inhibition von MCL-1 oder MEK) zur Resistenzüberwindung entwickelt. Die erzielten Ergebnisse können wesentlich zum Verständnis der molekularen Mechanismen der Therapieresistenz der AML beitragen und somit helfen, neue Behandlungsstrategien zu entwickeln.

Promotionsstipendien II/2021

Thema: "Untersuchung der Netzwerkorganisation des Stress-Response-Systems nach induzierter Stressreaktion von Probanden mit Kindheitstrauma und Depressionen mittels funktioneller Magnetresonanztomographie (fMRT)."

Zusammenfassung:
Kindheitstraumata prägen das Leben vieler Menschen von früh an und führen zu gesundheitlichen Konsequenzen, die sich in erhöhter Erkrankungswahrscheinlichkeit stressbedingter Störungen und erheblich beeinträchtigtem psychischem und physischem Wohlbefinden zeigen.1 Zu diesen Konsequenzen gehört auch, mit erhöhter Wahrscheinlichkeit an Depressionen zu erkranken, die eine der verbreitetsten psychischen Störungen darstellt.2 Der persönliche Leidensdruck dabei ist immens und ist die führende Ursache für Suizid.3 Außerdem stellen sie eine enorme sozioökonomische Belastung dar und sind mittlerweile neben Herzkreislauferkrankungen die weltweit führende Ursache für durch Behinderung beeinträchtigte Lebensjahre.4 Depressionen sind in ihrer Entstehung, Therapie und eindeutigen Zuordnung als Krankheitsentität bislang leider nur unzureichend verstanden. Eine wichtige wissenschaftlich zu klärende Frage ist es, zu verstehen, welche Mechanismen dem Kindheitstrauma und seinen psychischen und physischen Beeinträchtigungen zugrunde liegen. Vergangene Arbeiten diskutierten u.a. strukturelle und funktionelle Veränderungen des Gehirns.56 Diese Studie geht auf die neurobiologischen Charakteristika der veränderten Stressreaktion von Menschen mit Kindheitstrauma und Depressionen ein. Mittels funktioneller Magnetresonanztomographie - unter Nutzung resting-state und task-based fMRT-Bildgebung - soll aufgezeigt werden, welche funktionellen neurobiologischen Mechanismen der veränderten Stressreaktion zugrunde liegen und erklärt werden, im welchem Zusammenhang sie mit Depressionen und Kindheitstraumata sie stehen. Das tiefere Verständnis der Neurobiologie kann dazu beitragen, präzisere Therapien zu entwickeln, um Betroffenen eines Kindheitstraumas besser helfen zu können.

Promotionsstipendien II/2021

Thema:„Untersuchung der endothelialen Funktion von Patienten nach CoViD 19 Erkrankung mittels dynamischer retinaler Gefäßanalyse (DVA)" (CORVAD)

Zusammenfassung:
Das im Dezember 2019 entdeckte neuartige SARS-CoV-2-Virus verursacht die COVID-19-Erkrankung. Fast täglich werden neue Erkenntnisse zum Verlauf und der Therapie dieser Erkrankung publiziert, dennoch fehlt es aktuell vor allem an robusten Prädiktoren für einen schweren Krankheitsverlauf. Aktuell steigen die Meldungen über Patienten, die auch nach der akuten Infektion über anhaltende Symptome berichten (Post-Covid Syndrom). Diese reichen von Atembeschwerden, bestehender Abgeschlagenheit bis hin zu kognitiven Einschränkungen. Der Pathomechanismus für diese Veränderungen ist aktuell noch unklar. Diskutiert werden mikroembolische Prozesse beziehungsweise direkte post-entzündliche Effekte in den Endothelien. Die dynamische Gefäßanalyse (DVA) ist eine standardisierte Untersuchungsmethode, welche die Funktion der Mikrogefäße und deren Regulation am Augenhintergrund überprüft. Es soll untersucht werden, ob sich vaskuläre Veränderungen im Rahmen der COVID-19 Erkrankung mit Hilfe dieser Technik darstellen lassen und ob sich diese Technik im Verlauf zur Risikobeurteilung von schwerwiegenden und leichten Verläufen prädiktiv verwenden lässt. Unklar ist darüber hinaus, ob die subjektiv empfundene Minderbelastbarkeit mit einer endothelialen Dysfunktion assoziiert ist.

Promotionsstipendien II/2021

Thema: "Die Rolle von STAT6 bei Alarmin-induzierten Mastzell-Effektorfunktionen"

Zusammenfassung:
Mastzellen spielen aufgrund ihrer zahlreichen Effektorfunktionen, die sie durch Degranulation und Ausschuttung unterschiedlichster Botenstoffe vermitteln, eine wichtige Rolle im menschlichen Immunsystem sowie bei der Pathogenese verschiedener Krankheitsbilder wie z.B. Allergien oder auch Infektionen. Eine zentrale Aufgabe haben hierbei Alarmine (wie IL-33 und ATP), Botenstoffe, die insbesondere bei Gewebszerstorung freigesetzt werden, als auch Wachstumsfaktoren (wie SCF und IL-3), die die Reaktivitat Alarmin-aktivierter Mastzellen zusatzlich modulieren konnen. Alarmin-aktivierte Mastzellen degranulieren und produzieren eine Reihe von proinflammatorischen Zytokinen wie IL-2, IL-4, IL-6, IL-13, GMCSF und TNFα. Unsere Vorarbeiten zeigten erstmals, dass das Tyk2-STAT6 Signalmodul in Alarmin- und/oder Wachstumsfaktor-angeregten Mastzellen aktiviert wird und somit eine entscheidende Rolle bei verschiedenen Mastzell-Effektorfunktionen spielen konnte. Da sowohl Alarmine als auch Wachstumsfaktoren eine hohe Relevanz bei der Entstehung von Zytokinsturm Syndromen (wie z.B. COVID-19) sowie allergischen Reaktionen haben, kann ein besseres Verstandnis der molekularen Mechanismen auch wegweisend fur neue therapeutische Ansatze sein.

Promotionsstipendien II/2021

Thema: "Analyse der agonist-abhängigen Phosphorylierung des B2 Bradykinin-Rezeptors"

Zusammenfassung:
Der B2 Bradykinin-Rezeptor ist ein G-Protein-gekoppelter Rezeptor (GPCR), der zur Familie der Bradykinin Rezeptoren gehört und kommt in einer Variation mit Gi- und Gq alpha Untereinheiten vor. Weiterhin ist er an der Stimulierung des MAP-Kinase-Weg beteiligt und steht in Wechselwirkung mit dem Angiotensin-Converting-Enzym. Der B2 Bradykinin-Rezeptor weist eine hohe Expression in der Harn- sowie Gallenblase auf und lässt sich ebenso vermehrt im Gastrointestinaltrakt, in den Nieren sowie in zahlreichen anderen Organsystemen auffinden. Er ist an zahlreichen Prozessen sowie Reaktionen beteiligt, unter anderem bei Vasodilatation, Ödemen, Spasmen der glatten Muskulatur und der Nozizeption. Dadurch ist er ein wichtiger Bestandteil bei pathophysiologischen Traumata und Entzündungsprozessen. Laut vorheriger Studien haben zum Beispiel ACE-Inhibitoren eine verstärkende Wirkung auf den B2 Bradykinin-Rezeptor, diese könnten somit außerhalb der pleiotropischen therapeutischen Wirkung von ACE-Inhibitoren zur Behandlung verschiedener kardiovaskulärer Erkrankungen beitragen. Zudem deutet Studie darauf hin, dass der B2 Bradykinin-Rezeptor, ein mögliches Target zur Behandlung der Extremitätenischämie bei Diabetes mellitus sein könnte. Eine weitere potenzielle therapeutische Wirkung des B2 Bradykinin-Rezeptor zeigt eine andere Studie auf, in welcher der B2 Bradykinin-Rezeptor über den MAPK-Weg und der EGF-Rezeptor-Transaktivierung an der Proliferation und Differenzierung von asthmatischen bronchialen Fibroblasten beteiligt ist und somit an der Umgestaltung der Atemwege bei Asthma. Mit Hilfe von phosphospezifischen Antikörpern soll die Phosphorylierung und anschließende Internalisierung des Rezeptors, die nach Agonistexposition erfolgt, untersucht werden. Dies könnte zum verbesserten Verständnis seiner Aktivierung und Regulation in physiologischen und pathologischen Vorgängen beitragen und somit bei der Entwicklung von neuen Agonisten und Antagonisten helfen.

Promotionsstipendien II/2021

Thema: "Untersuchung von ITIH5 an vulvären intraepithelialen Neoplasien und Vulvakarzinomen"

Zusammenfassung:
Die Karzinogenese des Vulvakarzinoms ist bis heute noch nicht in ihrer ganzen Komplexität geklärt. Des Weiteren ist die Zahl der Vulvakarzinome und deren Vorstufen, den vulvären epithelialen Neoplasien (VIN), in den letzten Jahrzehnten deutlich angestiegen. Es wird von zwei unterschiedlichen Tumorentitäten ausge­gangen: dem Vulvakarzinom der jüngeren Frau mit oft positivem Nachweis auf humane Papillomviren (HPV) und dem Vulvakarzinom der älteren Frau ohne HPV-Assoziation. Bei der Differentialdiagnose von VIN und Vulvakarzinomen spielen allerdings bis dato molekulargenetische Marker keine Rolle, deren Einsatz aber möglicherweise eine bessere therapierelevante bzw. prognostische Unterscheidung von VIN, Vulva­karzinomen und Rezidiven ermöglicht würde. In Vorarbeiten der Arbeitsgruppe wurde das Gen ITIH5 in der Zervixkarzinogenese als Tumorsuppressorgen beschrieben.
Ziel der vorliegenden Studie ist, die Erfassung des ITIH5-Status in Hinsicht auf Proteinexpression, Gen-Kopienzahl sowie Methylierung an unterschiedlichem Patientenmaterial (Abstriche/ Gewebeproben) von VIN und Vulvakarzinomen, um eine potentielle Bedeutung von ITIH5 in der Vulvakarzinogenese zu prüfen.

Promotionsstipendien II/2021

Thema: "Hemmung des Komplementfaktors C1q und dessen Auswirkung auf die neurokognitiven Defizite in der Sepsis-assoziierten Enzephalopathie"

Zusammenfassung:
Die Sepsis-assoziierte Enzephalopathie (SAE) ist eine der häufigsten Organdysfunktionen im Verlauf der akuten Phase der Sepsis, die sich durch ein Delir und/oder qualitative und quantitative Bewusstseinsstörungen manifestieren kann. Nach überstandener Sepsis zeigen eine Vielzahl von Sepsis-überlebenden alltagsrelevante neurokognitive Defizite nach Krankenhausentlassung, die teilweise die Ausprägung einer milden Alzheimer-Demenz erreichen. In Vorversuchen innerhalb der Arbeitsgruppe konnten diese neurokognitiven Defizite im Mausmodell bestätigt werden. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass es in der akuten Phase der Sepsis zu einer signifikanten Erhöhung des Komplementfaktors C1q im Hippocampus sowie zu Verlust von Synapsen kommt. In diesem Projekt soll nun die intrahippocampale Hemmung des Komplementfaktors C1q mittels eines eigens für dieses Projekt hergestellten Antikörpers untersucht werden. Ferner soll die wechselseitige Interaktion zwischen C1 q und Mikroglia bei der SAE näher beschrieben werden.
Folgende 3 Hypothesen sollen untersucht werden: 1) Die Verwendung des C1q-Antikörpers führt zu einer Inhibierung des Komplementfaktors C1q ex- und in-vivo. 2) Die intrahippocampale Injektion von C1q-Antikörpern führt zu einer verringerten Mikroglia­Aktivierung und reduziertem neuronalen Schaden in der akuten Phase der SAE. 3) Die intrahippocampale Injektion von C1q-Antikörpern führt zu einer Verbesserung der neurokognitiven Fähigkeiten in der chronischen Phase der SAE.

Promotionsstipendien II/2021

Thema: "BCR-ABL-Mutationen bei Patienten mit chronischer myeloischer Leukämie unter Asciminib-Therapie"

Zusammenfassung:
Die chronische myeloische Leukämie (CML) stellt eine Modellerkrankung für Diagnostik und Therapie neoplastischer Erkrankungen dar. Die Identifikation der zugrundeliegenden zytogenetischen Aberration, das Philadelphia-Chromosom, mit der BCR-ABL-Genfusion ermöglichten die Entwicklung der selektiven BCR-ABL-Tyrosinkinase-lnhibitoren. Die häufigste Ursache für Therapieresistenzen stellen Punktmutationen im Bereich der BCR-ABL-Tyrosinkinase-Domäne dar. In Voruntersuchungen der Arbeitsgruppe konnte eine hohe Prävalenz an BCR-ABL mutierten Subklonen in CML-Patienten unter Nilotinib- und Dasatinib-Therapie identifiziert werden. Asciminib ist ein neuer Tyrosinkinaseinhibitor der 4. Generation und hemmt im Gegensatz zu den bisherigen Tyrosinkinaseinhibitoren nicht im Bereich der ATP-Bindungsstelle sondern innerhalb der Myristyl­Bindungsstelle und führt so zu einer Autoinhibition des BCR-ABL-Proteins. Asciminib wird im Rahmen der multizentrischen FASCINATION-Studie erstmals zur Erstlinientherapie bei CML-Patienten eingesetzt. Im Rahmen des beantragten Forschungsprojekts soll die Prävalenz und Kinetik von BCR­ABL mutierten Suklonen in CML-Patienten der FASCINATION-Studie unter Asciminib-Therapie mittels einer hochsensitiven Next-Generation-Sequencing-Methode systematisch untersucht werden. Hierzu werden insgesamt 100 CML-Patientenproben vom Zeitpunkt der Diagnose bis zu 2 Jahren Therapiedauer in 3-monatlichen Abständen molekulargenetisch analysiert und mit dem Therapieansprechen korreliert.

Promotionsstipendien II/2021

Thema: "Charakterisierung des zellulären Sauerstoffmetabolismus in der Akutphase der Sepsis und im mittelfristigen Verlauf mittels Cellular Oxygen Metabolism (COMET) Monitor."

Zusammenfassung:
Die Sepsis ist eine lebensbedrohliche Erkrankung, die mit einer hohen Sterblichkeit und häufig schwerwiegenden Langzeitfolgen einhergeht. Bis heute fehlt es an zielgerichteten molekularen Therapien und wegweisenden Parametern zur frühzeitigen validen Einschätzung der Prognose. Einer unzureichenden zellulären Sauerstoffverfügbarkeit wird bei der Pathogenese Bedeutung beigemessen. Eine In-vivo-Messung des zellulären Sauerstoffmetabolismus stellt einen erfolgversprechenden Ansatz dar. Mit Hilfe des Cellular Oxygen Metabolism (COMET) Monitors soll in diesem Projekt der zelluläre
Sauerstoffmetabolismus im Rahmen der Akutphase der Sepsis und im mittelfristigen Verlauf charakterisiert werden. Sowohl Assoziationen zur Mortalität und zu klinischen Verlaufsparametern als auch zu metabolischen Surrogatparametern der Mikrozirkulationseinschränkung sollen untersucht werden. Darüber hinaus wird der Anteil des Körperwassers als potentielle Einflussgröße untersucht. Abschließend soll der Zusammenhang des physischen Funktionsniveaus, gemessen mit dem 6-Minuten-Gehtest, im mittelfristigen Verlauf nach durchlebter Sepsis zum zellulären Sauerstoffmetabolismus
betrachtet werden.

Promotionsstipendien II/2021

Thema: "Kombinationsbehandlungen mit Inhibitoren der DNA-Reparatur zur therapeutischen Ausnutzung von erhöhtem Replikationsstress im Ewing-Sarkom"

Zusammenfassung:
Das Ewing-Sarkom (ES) ist der zweithäufigste maligne Knochentumor im Kindes- und Jugendalter. Seine Behandlung erfordert eine sehr intensive Chemotherapie, die bei vielen Überlebenden zu schweren Spätfolgen führt. Zudem haben Patienten mit metastasiertem ES eine 5-Jahres Überlebensrate von nur 30 %. Es müssen mithin neue Behandlungsverfahren entwickelt werden mit dem Ziel, sowohl die Therapie zu verbessern als auch die Spätfolgen zu reduzieren. Pathognomonisch für das ES ist das Fusionsprotein EWS-FLI1, ein aberrierender Transkriptionsfaktor, der einen hohen Replikationsstress (RS) mit sich bringt.
Der RS ist ein aussichtsreicher therapeutischer Ansatzpunkt beim ES, da die Hemmung der RS-Response toxische Wirkungen auf ES-Zellen haben kann. Die Proteinkinase ATR ist ein wesentlicher an der RS-Response beteiligter Faktor und ihre Hemmung bietet eine Möglichkeit, das ES zielgerichtet zu behandeln. Ich möchte in meiner Promotion untersuchen, ob die Kombination von ATR-Inhibitoren mit Standard-Zytostatika wie auch neueren zielgerichteten Wirkstoffen zu synergistischen Effekten führen könnte. Das wird an drei ESZelllinien mit unterschiedlichem p53-Status geschehen. Anschließend möchte ich durch molekulargenetische Untersuchungen Ursachen für die beobachteten Effekte klären.

Promotionsstipendien II/2021

Thema: "Reliabilitätsuntersuchungen zweier Elektrodenschemata zur Messung der Aktivitätscharakteristik der Gesichtsmuskulatur"

Zusammenfassung:
Die mimische Gesichtsmuskulatur besitzt essenzielle Funktionen für den Menschen. Sie ist u.a. bei der Nahrungsaufnahme beteiligt und spielt eine entscheidende Rolle bei der verbalen sowie non-verbalen Kommunikation. Bei letzterem können Menschen die Gesichtsausdrücke ihrer Gegenüber nahezu problemlos einer Emotion zuordnen. Hingegen stellt eine objektive Identifikation dieser Emotionen anhand der Aktivierung von Gesichtsmuskeln mit technischen Hilfsmitteln wie dem Elektromyogramm eine größere Herausforderung dar. Insbesondere der Einsatz der Oberflächen- Elektromyographie (OEMG) erscheint verheißungsvoll, da hier über die Anwendung von Multikanal-Ableitungen simultan die Funktionalität der gesamten Gesichtsmuskulatur in vivo und dabei nicht-invasiv erfasst werden kann. In meiner Promotionsarbeit möchte ich deswegen herausfinden, ob für bestimmte Gesichtsausdrücke oder Emotionen objektivierbare und reproduzierbare elektromyografische Aktivitätsmuster existieren, mit denen sie eindeutig identifiziert und differenziert werden können. Da die o.g. Funktionen der Gesichtsmuskulatur im Rahmen bestimmter Erkrankungen z.B. einer Fazialisparese erheblich eingeschränkt sein können, wäre es hinsichtlich der Diagnostik des Schweregrades der Parese oder der Objektivierung des Therapieverlaufes ein großer Fortschritt die Muskelaktivität nicht-invasiv mittels OEMG-Messungen einstufen zu können.

Promotionsstipendien II/2021

Thema: "Die Rolle von TREM2 in der Sepsis-assoziierten Enzephalopathie"

Zusammenfassung:
Die Sepsis-assoziierte Enzephalopathie (SAE) ist eine der häufigsten Organdysfunktionen im Verlauf der akuten Phase der Sepsis, die sich durch Delir und/oder qualitative und quantitative Bewusstseinsstörungen manifestieren kann. Neben der akuten Phase der Sepsis zeigen eine Vielzahl von Sepsis-überlebenden auch chronische Veränderungen, die sich als Konzentrationsstörungen oder alltagsrelevante neurokognitive Defizite bemerkbar machen. In Vorversuchen konnten wir diese neurokognitiven Defizite im Mausmodell bestätigen. Weiterhin konnten wir zeigen, dass es durch die pharmakologische Mikroglia-Depletion nach durchgemachter Sepsis zu einer Verbesserung der neurokognitiven Defizite als Langzeitfolge der Sepsis kommt. In diesem Projekt sollen nun neben den Mikroglia die Border-associated macrophages (BAMs) untersucht und eine mögliche Beteiligung des TREM2 Signalwegs in beiden Zelltypen in der akuten Phase der Sepsis untersucht werden. Folgende 3 Hypothesen sollen geprüft werden: 1) Die Sepsis führt zu einer erhöhten Expression von TREM2 in BAMs und Mikroglia in unterschiedlichen Hirnarealen von humanen post-mortem Sepsis-Patienten. 2)Die PCI führt zu einer Aktivierung von TREM2 in BAMs und Mikroglia im murinen polymikrobiellen Sepsis-Modell. 3) TREM2 knock-out führt zu einem verringerten neuronalen Schaden und verbessertem neurokognitiven Outcome in der SAE.

Promotionsstipendien II/2021

Thema: "Untersuchung der funktionellen Konnektivität im fronto-striatalen System mit rs-fMRT und deren Assoziation mit verändertem Entscheidungsverhalten bei Patienten mit Suizidversuch"

Zusammenfassung:
Weltweit versterben jedes Jahr mehr als 800.000 Menschen in Folge eines Suizids. Ein rechtzeitiges Erkennen von Risikofaktoren und daraus resultierend eine Durchführung von spezifischen präventiven Maßnahmen kann die Zahl der Todesfälle senken. Jedoch ist es aktuell noch Gegenstand der Forschung, diagnostische Marker zu entwickeln, die eine valide
Vorhersage von suizidalem Verhalten ermöglichen. In den letzten Jahren rückte die Suche nach spezifischen mit suizidalen Verhalten assoziierten neurobiologischen Markern, wie z.B. strukturelle und funktionelle Hirnveränderungen, immer weiter in den Fokus. Die Nutzung der funktionellen resting-state MRT (rs-fMRT) stellt dabei eine methodische Möglichkeit dar, die Konnektivität zwischen sowie die Aktivität von verschiedenen Hirnarealen zu quantifizieren. In der beantragten Studie sollen Unterschiede in der funktionellen Konnektivität des fronto-striatalen Netzwerks zwischen Patienten mit vorausgegangenem Suizidversuch und einer Kontrollgruppe (Personen ohne psychiatrische Vorerkrankungen und Suizidversuche) untersucht werden und ein möglicher Zusammenhang mit verändertem Entscheidungsverhalten bei Patienten mit suizidalem Verhalten gezeigt
werden.

Promotionsstipendien II/2021

Thema: "Regelreserve der retinalen Blutversorgung beim Glaukom"

Zusuammenfassung:
Das primäre Offenwinkelglaukom geht oft mit einer Erhöhung des Augeninnendruckes (IOP) einher. Dieser kann die retinalen Nervenfasern, insbesondere im Bereich des Sehnervenkopfes schädigen. Weiterhin kann er den okulären Perfusionsdruck senken und dadurch zu einer unzureichenden Blutversorgung führen. Daher ist die Senkung des IOP primäres Ziel der Glaukomtherapie. Neuere Studien zeigen jedoch, dass bei Glaukompatienten gehäuft eine gestörte retinale Blutflussregelung vorliegt. Diese wird anhand der retinalen Regelreserve bestimmt. Es wird geprüft, ob dieser Wert zwischen Glaukompatienten und Kontrollen unterschiedlich ist und ob er einen prädiktiven Wert für die Glaukomprogression hat.

Promotionsstipendien II/2021

Thema: "In vitro Liver-On-Chip: Etablierung eines S.aureus Infektionsmodells und Untersuchungen zum S. aureus Phänotypenwechsel mit erleichterter Dissemination in periphere Organe"

Zusammenfassung:
Staphylococcus aureus als grampositiver Erreger verursacht systemische Infektionen und Sepsis. In den Industrienationen sind insbesondere Methicillin-resistente S. aureus Stämme aufgrund einer hohen Mortalitätsrate bei systemischen Infektionen von besonderer Bedeutung. Die Bildung von Small Colony Variants (SCV) spielt eine wichtige Rolle in der Pathogenese von chronischen Infektionen. Im Stamm USA300 wird diese als Überlebensstrategie u.a. mit Herabregulation des bakteriellen Metabolismus und bakterieller Virulenzfaktoren beschrieben. Dies ermöglicht dem Bakterium eine intrazelluläre Persistenz als Abwehrstrategie vor der Erkennung durch Immunzellen. Verschiedenste Zelltypen werden vom Erreger unterwandert, wobei Makrophagen als bevorzugte Nische erscheinen. Mit einem Leber-On-Chip Model wollen wir die wechselseitige Interaktion zwischen dem Erreger und einzelnen Leber- und Immunzelltypen untersuchen, um Angriffsorte an der Wirtzelle in Infektionen zu identifizieren. Zunächst soll die Aufnahme des Erregers durch periphere Immunzellen gemessen werden. Anschließend wird die Übertragung des Erregers auf unterschiedliche Zelltypen untersucht, um das Infektionspotenzial einzelner Organe zu quantifizieren. Der Schwerpunkt liegt hierbei auf sekundären Infektionen von Knochenzellen bei der Entstehung der Osteomyelitis.

Promotionsstipendien I/2021

Thema: "Etablierung von methylierungsspezifischen PCR-Assays für eine nicht-invasive Urindiagnostik und deren Evaluierung in der Nachsorge des nicht-muskelinvasiven Harnblasenkarzinoms"

Zusammenfassung:
Das Harnblasenkarzinom ist der häufigste Tumor des Harntraktes. Es manifestiert sich vorwiegend als nicht-muskelinvasives Harnblasenkarzinom (NMBIC), welches häufig zu Rezidiven neigt und zum Teil ein hohes Risiko zur Progression in die muskelinvasive Form (MIBC) aufweist. Die Diagnostik und Nachsorge des NMBIC basieren auf der Zystoskopie, einem semi-invasiven und für den Patienten unangenehmen Verfahren. Zudem liefert die Zystoskopie häufig unklare Befunde, wodurch ein invasiver OP-Eingriff zur Diagnosesicherung notwendig wird. Molekulare Marker zur Detektion von Rezidiven und zur Risikoabschätzung für die Progression eines NMBIC wären hier von großer Bedeutung und wurden bereits in der Literatur beschrieben und entwickelt, finden bisher aufgrund mangelnder Sensitivität oder Spezifität keine klinische Anwendung. Im Forschungslabor der Klinik für Urologie wurden spezifische Marker im Urinsediment von Harnblasenkarzinompatienten durch genomweite Methylierungsanalysen identifiziert. Im Rahmen meiner Promotionsarbeit sollen diese Marker im Urinsediment für die Erstdiagnose und in der Nachsorge untersucht und validiert werden. Ziel des Projektes ist, ein Marker-Set zur nicht-invasiven Diagnostik des NMIBC zu identifizieren.

Promotionsstipendien I/2021

Thema: "Einfluss von Ketamin auf Ruhezustandsmessungen im Gehirn und deren Assoziation zur peripheren BDNF-Konzentration bei therapierefraktärer Depression mittels funktioneller Magnetresonanztomographie."

Zusammenfassung:
Depressionen gehören zu den häufigsten psychischen Störungen und stellen eine große sozioökonomische Belastung dar. Trotz eines breiten Spektrums pharmakologischer Therapien sprechen viele Patienten nur unzureichend auf diese an. Ketamin ist im Bereich der Anästhesie und Notfallmedizin ein bewährt eingesetztes Medikament, dessen antidepressive Effekte in den letzten Jahren vermehrt untersucht wurden. Der positive Einfluss von Ketamin auf das „Default Mode Network" (DMN, ein Netzwerk aus Hirnregionen, die sich bei depressiven Patienten im Ruhezustand überaktiv zeigen) konnte bereits in gesunden Probanden gezeigt werden. In dieser Studie soll der Einfluss von Ketamin auf die Ruhekonnektivität des DMN und deren Assoziation zur Konzentration des Brain-derived neurotrophic factor (BDNF) untersucht werden. Hierzu wird bei Patienten die zu erwartende Verminderung der Ruhekonnektivität DMN-assoziierter Hirnregionen nach einer subanästhetischen Dosis von racemischem Ketamin mittels Ruhezustand-fMRT-Bildgebung analysiert. Weiterhin werden diese neuronalen Veränderungen mit dem peripher venös messbaren Wachstumsfaktor BDNF korreliert, welcher als Induktor neuronaler Plastizität gilt. Damit soll BDNF als potenzieller Biomarker für ein therapeutisches Ansprechen im Rahmen der Ketamin-Therapie evaluiert werden.

Promotionsstipendien I/2021

Thema:"Seitenunterschiede bei Patienten mit peripherer Fazialisparese: Vergleich von Hochgeschwindigkeitsaufnahmen des Gesichtes bei repetitiven Bewegungen"

Zusammenfassung:
Der Technologische Fortschritt der in Smartphones verbauten Kameras ermöglicht es uns, mit geringem Aufwand bei hoher Qualität Aufnahmen vom Gesicht unserer Patienten in exzellenter räumlicher und zeitlicher Auflösung aufzuzeichnen. Damit ist die Schwelle, regelmäßig und z.B. auch zu Hause optisch Veränderungen zu dokumentieren, enorm gesunken. Damit eröffnete sich die Frage, ob diese technologische Innovation nicht für die klinische Diagnostik verwenden werden kann, um unsere Patienten langfristig auch telemedizinisch nachverfolgen zu können. Mit kommerziellen Smartphones werden im Fazialis-Nerv-Zentrum Jena Hochgeschwindigkeitsaufnahmen von Patienten mit einer Defektheilung nach peripherer Fazialisparese aufgenommen. Einzelne Bewegungen wie lockerer und fester Augenschluss, Lächeln oder Stirn runzeln werde über 30 – 50 Mal wiederholt und diese Bewegungen anschließend analysiert und quantifiziert. Dabei soll die Reliabilität der Messungen, die inter- und intraindividuelle Variabilität der mimischen Bewegungen untersucht werden und auf Effekte wie Ermüdung und krankheitsspezifische Unterschiede hin untersucht werden.

Promotionsstipendien I/2021

Thema: "Funktionelle Analyse der CEACAM6-C. albicans Interaktion auf die Immunantwort von U937-Makrophagen"

Zusammenfassung:
CEACAM6 (carcinoembryonic antigen-related cell adhesion molecule 6) ist ein GPI verankerter immunregulatorischer Rezeptor der CEACAM-Familie, der unter anderem auf Makrophagen exprimiert wird. Unsere bisherigen Arbeiten zeigen, dass CEACAM6 den humanpathogenen Pilz Candida albicans erkennt und die Immunreaktion von intestinalen Epithelzellen und Granulozyten auf diesen Erreger beeinflusst. In dieser Arbeit soll die Funktion und das Signaling von CEACAM6 auf U937-Makrophagen und monocyte-derived macrophages untersucht werden.

Promotionsstipendien I/2021

Thema:"Interaktion von Fibroblastenartigen Synovialzellen und Mastzellen im Hintergrund der G6PIinduzierten Arthritis"

Zusammenfassung:
Als Teil des angeborenen Immunsystems können Mastzellen nach Aktivierung eine Vielzahl von Zytokinen ausschütten (z.B. IL-6, TNF, oder IL-10), die sowohl pro- als auch antiinflammatorisch wirken. Durch ihre hohe Expression von DAMP-Rezeptoren (z.B. IL-33 Rezeptor) sind Mastzellen zelluläre Sensoren für durch Gewebeschäden freigesetzte Alarmine (z.B. IL-33). Die Rolle von Mastzellen in der Rheumatoiden Arthritis (RA) bzw. in Tiermodellen für Arthritis ist noch unklar. In Vorarbeiten detektierten wir in fibroblastenartigen Synovialzellen (FLS) Stem cell factor (SCF) Transkripte, die durch entzündliche Zytokine wie TNF und IL-17A reguliert wurden. Eine Expression von SCF auf NIH/3T3-Fibroblasten konnte durch direkten Zell-Zell-Kontakt die Sensitivität von Mastzellen gegenüber dem Gewebe-Alarmin IL-33 konzentrationsabhängig verstärken. Das hier vorgestellte Projekt soll beschreiben, wie FLS die Aktivität von Mastzellen verändern. Die FLS stammen dabei entweder aus Mäusegelenken mit unterschiedlichem Schweregrad der Arthritis oder werden mit proinflammatorischen Stimuli aktiviert. Es sollen Verständnisgrundlagen geschaffen werden, wie das synoviale Milieu durch aktivierte FLS beeinflusst wird und welche Rolle Mastzellen dabei spielen, dieses Milieu aufrecht zu erhalten oder zu unterdrücken.

Promotionsstipendien I/2021

Thema: "Analyse der agonist-abhängigen Phosphorylierung des VPAC2-Rezeptors"

Zusammenfassung:
Der VPAC2-Rezeptor ist ein G-Protein-gekoppelter Rezeptor (GPCR), der zur Familie VIP­und PACAP-Rezeptoren gehört. Der VPAC2-Rezeptor weist eine hohe Expression im ZNS auf, verteilt sich aber auch auf viele periphere Gewebe, wie die glatte Muskulatur des kardiovaskulären Systems oder dem Gastrointestinaltrakt. Verschiedene genetische Studien implizieren eine veränderte Expression und Funktion des Rezeptors bei Schizophreniepatienten. Des Weiteren könnte er ein potenzielles Target zur Behandlung von Diabetes mellitus Typ 2 sein. Mit Hilfe von phosphospezifischen Antikörpern soll die Phosphorylierung und anschließende Internalisierung des Rezeptors, die nach Agonistexposition erfolgt, untersucht werden. Dies könnte zum verbesserten Verständnis seiner Aktivierung und Regulation in physiologischen und pathologischen Vorgängen beitragen und so bei der Entwicklung von neuen Agonisten und Antagonisten helfen.

Promotionsstipendien I/2021

Thema:"Prospektive Untersuchung zur Häufigkeit, Vielfältigkeit und zum Verlauf der Langzeitfolgen nach akuter SARS-CoV-2 Infektion (Long-COVID)."

Zusammenfassung:
Das im Dezember 2019 in Wuhan entdeckte neuartige SARS-CoV-2-Virus verursacht die COVID-19-Krankheit. Die Symptomatik der Krankheit reicht von einer asymptomatischen Infektion bis zum akuten Organversagen. Bis zum 24.01.2021 sind in Deutschland 2,137 Millionen Menschen an einer Infektion mit SARS-COV-2 erkrankt, knapp 52.000 Menschen sind verstorben. Viele der Patienten berichten von über Monate anhaltenden Beschwerden nach überstandener Infektion. Hier sind Fatigue, kognitive Defizite, Depressionen, aber auch Dyspnoe und Magen-Darm-Symptome wie Diarrhoe oder abdominelle Schmerzen zu nennen. Es ist unklar, inwieweit die persistierende Symptomatik mit der zuvor erfolgten Infektion zusammenhängt und durch den Schweregrad dieser beeinflusst wird; somit ist es wichtig, die Patienten und ihre Umstände zu identifizieren, um die Langzeitsymptomatik, auch „Post- COVID-Syndrom“ genannt, besser zu verstehen. Im Rahmen dieser Arbeit soll eine sorgfältige Anamnese und Untersuchung, einschließlich neuropsychiatrischer Funktionstests, bei Patienten, die sich in der Jenaer Post-COVID Ambulanz vorstellen, durchgeführt werden. Ziel ist die Beschwerden, welche auf die COVID-19-Krankheit folgen, in Zukunft besser einzuordnen und behandeln zu können.

Promotionsstipendien I/2021

Thema:"Impact of cefazolin and flucloxacillin on Staphylococcus aureus isolates from endocarditis"

Zusammenfassung:
Staphylococcus aureus is the leading cause of bacteremia and infective endocarditis (IE) in industrial countries. Apart from acute infections, S. aureus can develop persisting strategies leading to biofilm and the formation of small colony variants (SCVs) that are difficult to treat. Anti-staphylococcal penicillins (ASP) such as flucloxacillin are the most important antimicrobials to treat methicillin sensitive S. aureus (MSSA) endocarditis (SAE), but when patients are allergic to penicillin, first generation cephalosporins such as cefazolin are the first option. Cefazolin is favored because of its administration schedule and is considered less toxic than ASPs, but there is concern with treatment failure. Still, some patients surviving a first episode of IE have a significantly worse survival than the general population due to a higher risk of recurrence. Thus, several studies discuss the use of cefazolin and flucloxacillin for SAE. However, these two antimicrobials have never been compared in vitro. In a preliminary study, we investigated the effect of cefazolin on virulence and persistence of S. aureus that may promote a recurrence. The next step is to perform the experiments with flucloxacillin to compare all findings. The results of these studies will contribute to improve the treatment of SAE.

Promotionsstipendien I/2021

Thema:"Untersuchung epigenetischer Regulationen im murinen Modell des hämolytisch-urämischen Syndroms"

Zusammenfassung:
Epigenetik ist definiert als mitotisch und/ oder meiotisch vererbbare Veränderung der Genfunktion, die nicht auf Modifikation der Gensequenz zurückzuführen ist. Epigen. Regulation ist u. a. bedeutsam, um während Infektionen adäquate Abwehrreaktionen durch Immunzellen einzuleiten. Wegen der Bedeutung der Immunantwort in der Pathogenese des hämolytisch-urämischen Syndroms (HUS), einer Form der thrombotischen Mikroangiopathie mit ausgeprägter Nierenbeteiligung, soll im vorliegenden Projekt untersucht werden, welche Rolle epigen. Modifikationen dabei einnehmen. In einem durch die betreuende Arbeitsgruppe etablierten murinen Modell des HUS sollen a) epigen. Modifikationen in den Nieren von gesunden und Shiga-Toxin-exponierten Mäusen verglichen, b) die Genexpression von Schlüsselenzymen epigen. Modifikation mittels qPCR ermittelt und c) mögliche Unterschiede mittels Immunoblot auf Proteinebene validiert werden. Zudem soll d) die Enzymaktivität der für das HUS relevanten Histondeacetylasen (HDACs) mittels Enzymaktivitätskits analysiert werden. Mittels e) Chromatin-Immunpräzipitation und anschließender Sequenzierung sollen mit dem HUS assoziierte epigen. Signaturen identifiziert werden, die Rückschlüsse auf die Rolle einer beeinträchtigten HDAC-Aktivität während des Krankheitsverlaufs erlauben.

Promotionsstipendien I/2021

Thema:"Ex vivo Perfusion humaner Plazenten mit potentiell umwelttoxischen Substanzen."

Zusammenfassung:
In meiner Promotionsarbeit soll es um die ex vivo Placenta-Perfusion gehen, betreut werde ich dabei von Prof. Dr. Udo Markert aus dem Placenta-Labor in Jena. Im Rahmen meiner Arbeit werde ich in ein laufendes Projekt eingebunden. In dieser Arbeitsgruppe wird die Plazenta mit „Diesel Exhaust Particles" (DEP) perfundiert. Dabei soll der Übertritt der DEP durch die Plazenta sowie deren „Verpackung" in extrazelluläre Vesikel durch Synzytiotrophoblasten und weitere Reaktionen der Placenta untersucht werden. Meine Aufgabe wird es sein, sechs doppelseitige Perfusionen durchzuführen. Dabei werden drei Plazentas mit DEP und die übrigen drei mit Perfusionsmedium zur Kontrolle perfundiert. Während der Perfusion werden Proben sowohl aus dem mütterlichen als auch aus dem fetalen Kreislauf entnommen und auf Laktat- und Glukosekonzentration sowie ß-hCG Konzentration untersucht. Weiterhin werden Antipyrin- und Kreatinin-Werte gemessen. Die Perfusatproben werden daraufhin zur Isolierung von extrazellulären Vesikel genutzt. Von diesen werden dann die Konzentration und die Größe bestimmt. Es soll untersucht werden, ob DEP nach der Placenta-Perfusion mit diesen Vesikeln assoziiert sind und wieder in den mütterlichen Kreislauf freigesetzt werden.

Promotionsstipendien I/2021

Thema:"Charakterisierung des Einflusses von oxidativem Stress auf Calcium-Oszillationen und Stammzellplastizität in humanen Fett-abgeleiteten Stammzellen (ASC)"

Zusammenfassung:
Fett-abgeleitete mesenchymale Stammzellen (Adipose-derived stem cells, ASC) weisen mit zunehmenden Alter der Spender/innen eine erhöhte Produktion von reaktiven Sauerstoffspezies (ROS) und eine reduzierte Bildung von Stickstoffmonoxid (NO) auf. Analog hierzu verringert sich ihr Differenzierungspotenzial und die Proliferationsrate nimmt ab.
Da ASC spontane Calcium (Ca2+)-Oszillationen aufweisen, die sich mit dem Einsetzen der Differenzierung stark vermindern und intrazelluläre Signalstoffe wie ROS, NO und Ca2+ miteinander interagieren, wird angenommen, dass eine NO/ROS/Ca2+-vermittelte Signalkaskade die Plastizität von ASC determiniert und sich in der Expression von Stammzellmarkern widerspiegelt. In diesem Forschungsprojekt sollen die Charakteristika der Ca2+-Oszillationen von ASC aus Probanden unterschiedlicher Altersgruppen in Zusammenhang mit der Modulation des Redoxstatus (ROS/NO) und die daraus resultierenden Effekte auf die Stammzellplastizität untersucht werden. Das Projekt soll so neue Erkenntnisse über die Regulation von Stammzellplastizität in ASC gewinnen und Hinweise liefern, wie die Stammzellplastizität von älterer Patienten gefördert werden kann. Eine gezielte Wiederherstellung der Plastizität ist von hohem Interesse für die regenerative Medizin.

Promotionsstipendien I/2021

Thema:"Untersuchung des Einflusses von Schlaganfällen auf die funktionelle Integrität des Belohnungssystems"

Zusammenfassung:
Der ischämische Schlaganfall ist eine der häufigsten Krankheiten weltweit und die häufigste Ursache für eine erworbene motorische Behinderung. Für Schlaganfall-Patienten spielt Neurorehabilitation eine entscheidende Rolle auf dem Weg zurück zu mehr Selbstständigkeit im Alltag. Dem Verständnis und der Erforschung neurobiologischer Lernfunktionen kommt hier eine besondere Bedeutung zu. Ein besonders wichtiger Faktor für den Erfolg von motorischem Lernen ist die Motivation. Die Annahme, dass die Motivation und damit verbunden die Funktionstüchtigkeit des zerebralen Belohnungssystems nach einem Schlaganfall ungestört ist, bleibt im Einzelfall offen. Auch die Interaktion zwischen der funktionellen Integrität des Belohnungssystems und verschiedenen Lernformen ist kaum bekannt. In diesem Forschungsprojekt wird untersucht, inwiefern Patienten mit einem Schlaganfall Defizite in der Verarbeitung von Belohnungsreizen aufweisen. Es soll ein Beitrag zu einem besseren Verständnis der Einflussfaktoren auf die Lebensqualität und die funktionelle Leistungsfähigkeit nach Schlaganfall geleistet werden.

Promotionsstipendien I/2021

Thema:"Multimodale biophotonische Bildgebung zur Charakterisierung und genauen Definition des Tumorrandbereiches bei Kopf-Hals-Tumoren"

Zusammenfassung:
Bei resektablen bösartigen Kopf-Hals-Tumoren (KHT) ist die chirurgische Entfernung Therapie der Wahl. Die intraoperative exakte Bestimmung der Tumorgrenzen ist bisher jedoch nicht möglich. Oft besteht eine prognostisch ungünstige R1-Resektion, bei der Tumorzellen im Patienten verbleiben. Neue biophotonische Verfahren zur Bildgebung erlauben eine spektrale und somit objektive Beurteilung der Tumorränder. Darüber hinaus können Marker, wie der Fluoreszenzfarbstoff Indocyaningrün (ICG), intravenös verabreicht werden. ICG wird bereits intraoperativ genutzt, jedoch wurde die differenzierte Verteilung des Farbstoffes im Gewebe bisher nicht untersucht. Ziel der Promotion ist es anhand von Tumor- Restmaterial von Patienten mit KHT die Verteilung von ICG in der Mikroarchitektur der Tumorrandbereiche ex-vivo zu untersuchen. Dafür werden histologische Schnitte unter Verwendung von Fluoreszenzmikroskopie und Immunhistochemie untersucht. Um die Aufnahme von ICG durch lebende Zellen zu untersuchen, werden Zellkulturexperimente durchgeführt. Darüber hinaus sollen in Kombination mit hyperspektraler Bildgebung (HSI) die Grenzen zwischen Tumor- und Normalgewebe genauer untersucht werden. Das langfristige Ziel ist es eine bessere Bestimmung von Tumorgrenzen zu erreichen.

Promotionsstipendien I/2021

Thema:"Funktion und Regulation von Ackr3 an der Blut-Hirn-Schranke"

Zusammenfassung:
Cxcl12 ist ein lebensnotwendiges Chemokin, das an der Blut-Hirn-Schranke die Einwanderung von Leukozyten aus dem Blut reguliert. Seine extrazelluläre Verfügbarkeit wird durch den ebenfalls lebensnotwendigen atypischen Chemokinrezeptor Ackr3 kontrolliert, indem dieser Cxcl12 bindet und durch Endozytose aufnimmt. Es ist gesichert, dass diese Cxcl12-Endozytose nur dann effizient abläuft, wenn Ackr3 an C-terminalen Ser/Thr-Resten phosphoryliert ist. Die beteiligten Kinasen sind jedoch unzureichend charakterisiert. Zudem ist nicht geklärt, welche zellulären Komponenten der Blut-Hirn-Schranke Cxcl12 durch Ackr3 aufnehmen. Hier wird an einem etablierten Mausmodell mittels Durchflusszytometrie und Immunhistochemie untersucht, welche Hirnzellen Cxcl12 über Ackr3 aufnehmen. Mit Phosphorylierungs- und Radioligand- Assays an kinasedefizienten Zelllinien, wird erforscht, welche G Protein-gekoppelten Rezeptorkinasen für die Cxcl12-Endozytose notwendig sind.

Promotionsstipendien I/2021

Thema: "Untersuchungen zur Verteilung GABAerger Neurone im visuellen Kortex der Maus während der postnatalen Reifungsphase in einem konditionalen Cxcr4-Defizienzmodell."

Zusammenfassung:
Die Großhirnrinde setzt sich aus glutamatergen exzitatorischen und GABAergen inhibitorischen Neuronen zusammen. Auch wenn Letztere nur 20% der Neurone im Kortex ausmachen , sind sie dennoch essenziell für die Netzwerkaktivität. Beispielsweise spielen GABAerge Neurone im noch reifenden Cortex eine wichtige Rolle beim Netzwerkaufbau und regulieren im reifen Cortex die Exzitations-lnhibitions-Balance. Ihre Dysfunktion kann wegen fehlender Inhibition zu epileptischen Anfallsleiden führen. Zudem haben kortikale GABAerge Neurone einen Einfluss auf die kognitiven Fähigkeiten und das Verhalten des Menschen, weswegen eine gestörte Entwicklung dieser Neurone mit Autismus, Angststörungen , kognitiven Defiziten und Schizophrenie in Verbindung gebracht wird. Das hier vorgestellte Projekt soll an Mäusen grundlegende Mechanismen zur Eingliederung GABAerger Neurone in den reifenden Kortex untersuchen.

Promotionsstipendien I/2021

Thema:"Antineoplastische Wirkungen von Inhibitoren der Proteinkinasen CDK4/6 und mTOR jeweils in Kombination mit Inhibitoren der Autophagie in Ewing-Sarkomzellen"

Zusammenfassung:
Das Ewing-Sarkom (ES) ist ein maligner Knochen- oder Weichteiltumor des Kindes- und Jugendalters mit schlechter Prognose. Im Falle von Metastasen bei der Diagnose und beim Auftreten von Rezidiven liegt die 5-Jahres-Überlebenswahrscheinlichkeit bei 10-30 %. Die Erforschung neuer Behandlungswege ist mithin dringend erforderlich. Als prinzipiell vielversprechend gelten zwar mTOR-Inhibitoren (mTORi) wie auch Hemmstoffe der Cyclin depended kinases 4/6 (CDK4/6i), doch haben sie bei alleiniger Anwendung keine zufriedenstellende Wirksamkeit gezeigt. Der Grund hierfür könnte sein, dass beide Wirkstoffgruppen die Autophagie aktivieren, eine grundsätzlich zell- und damit auch krebszellprotektive Aktivität. Die Kombination von mTORi oder CDK4/6i mit Autophagie- Inhibitoren (AUTi) könnte diesem Resistenzmechanismus entgegenwirken. In meiner Doktorarbeit soll daher untersucht werden, ob Kombinationsbehandlungen von mTORi und AUTi sowie von CDK4/6i und AUTi einen neuen Ansatz in der Behandlung des ES darstellen könnten. Da ES mit mutiertem p53 eine schlechte Chemosensitivität aufweisen, werden die Untersuchungen dabei an drei Zelllinien mit unterschiedlichem p53-Status vorgenommen, um die Wirksamkeit der Kombinationsbehandlungen auch in p53-mutierten Zellen zu prüfen.

Promotionsstipendien /2021

Thema:"Auswirkungen von Alarminen auf Mastzell-Effektorfunktionen"

Zusammenfassung:
Mastzellen sind vor allem fur ihre Rolle in der IgE-vermittelten Immunreaktion bekannt, bei der sie mittels IgE/Antigen-Kreuzvernetzung aktiviert werden. Eine andere Moglichkeit zur Aktivierung von Mastzellen ist die Stimulation durch Alarmine wie Interleukin-33 (IL-33) und Adenosintriphosphat (ATP). Die Bindung von IL-33 an seinen Rezeptor IL-33R (T1/ST2) fuhrt in den Mastzellen zur Produktion von Zytokinen und Chemokinen. ATP vermittelt seine biologischen Funktionen unter anderem uber den purinergen P2 Rezeptor, P2X7. Die Mechanismen, die zur ATP-induzierten Mastzellaktivierung fuhren, sind jedoch weniger gut charakterisiert. Unsere Vordaten zeigen, dass die simultane Stimulation mit IL-33 und ATP eine massive Zunahme der Produktion proinflammatorischer Zytokine in Mastzellen bewirkt. Interessanterweise handelt es sich dabei um Zytokine, die auch den Zytokinsturm bei schweren Verlaufen von COVID-19 ausmachen (z.B.: IL-2, IL-6 und GM-CSF). Wir nehmen an, dass die durch ATP und IL-33 hervorgerufene massive Mastzellaktivierung eine wichtige Rolle in der Pathogenese von schweren Verlaufen von COVID-19 spielt. Die Identifizierung der dabei beteiligten Signaltransduktionswege konnten daher wichtige Zielstrukturen fur mogliche therapeutische Ansatze aufzeigen.

Promotionsstipendien I/2021

Thema:"Beeinflussung des motorischen Lernens durch Virtual-Reality-basiertes sensomotorisches Mismatch"

Zusammenfassung:
In der Frühphase nach einem Schlaganfall besteht das höchste Rehabilitationspotential der motorischen Fähigkeiten. Im Rahmen dieser Studie wird davon ausgegangen, dass das in den ersten Wochen nach einem Schlaganfall bestehende Mismatch zwischen der gewollten und der tatsächlich erzielten Bewegung der Patienten einen entscheidenden Einfluss auf das zu Beginn erhöhte Lernpotential hat. Mit Hilfe innovativer Virtual-Reality-Technologie (VR) haben wir die Möglichkeit, dieses Mismatch am Gesunden zu simulieren. Bereits bestehende Mismatch-Paradigmen werden in diesem Projekt weiterentwickelt und deren Effekte auf motorisches Lernen durch behavioral-motorische Analysen untersucht. Diese Studie leistet somit einen Beitrag zur Entwicklung neuer Rehabilitationskonzepte.

Promotionsstipendien I/2021

Thema:"Analyse der Expression und der Lokalisation des ß-Catenin und der Einfluss der Cofaktoren BCL9L und BCL9 in Harnblasenkarzinomzelllinien"

Zusammenfassung:
Das Harnblasenkarzinom zählt zu den häufigen malignen Tumoren. Über 90% der Blasenkarzinome sind urothelialen Ursprunges, wobei ein Großteil (ca. 75%) initial nicht muskelinvasiv (NMIBC) wächst, aber häufig rezidiviert oder zum muskelinvasiven Karzinom (MIBC) heranwächst, welches durch aggressives Wachstum, Metastasierung und hohe Sterblichkeitsraten gekennzeichnet ist. Das MIBC wird initial bei 25% der Patienten diagnostiziert. Molekulare Mechanismen, welche zu einer Progression zum MIBC führen, sind noch unzureichend aufgeklärt. Neuere Studien zeigen eine Überexpression von ß-Catenin in Harnblasenkarzinomzellen. BCL9L und BCL9 könnten hierbei als onkogene Cofaktoren des ß-Catenin-Signalweges fungieren. Ein Ziel der Arbeit ist es, eine Doppel-Immunfluoreszenzfärbung zu etablieren, mit welcher die Expression und Lokalisation von ß-Catenin, BCL9L und BCL9 in Zellkultur untersucht werden kann. Anschließend soll nach siRNA-Knockdown von BCL9L und BCL9 deren Einfluss auf die ß-Catenin Expression und Lokalisation in verschieden invasiven Harnblasenkarzinomzelllinien untersucht werden. Ein weiteres Ziel der Arbeit ist die Analyse des Einflusses von BCL9L und BCL9 auf die Expression und Lokalisation des ß-Catenins in Harnblasenkarzinomzellen.

Promotionsstipendien II/2020

Thema: „Regulation viraler Replikation durch Checkpoint-Kinasen."

Zusammenfassung:
Stressreaktionen, die zur genetischen Instabilität und Transformation der betroffenen Zellen füh-ren, werden u. a. durch Onkogene, Chemotherapeutika sowie virale Infektionen induziert. Um möglichen DNA-Schädigungen entgegenzuwirken, verfügen eukaryotische Zellen über umfang-reiche DNA-Reparaturmechanismen, die auch die Aktivierung von Checkpoint-Kinasen (CHKs) beinhalten. Verschiedene Stadien viraler Infektionen finden im Zellkern statt. So benötigen In-fluenza A Viren (IAV) für eine erfolgreiche Virusvermehrung den im Zellkern stattfindenden Zugriff auf die Cap-Strukturen der zellulären mRNAs sowie auf die zelluläre RNA Polymerase II. Akute Infektionen mit IAV stellen eine konstante Bedrohung für die menschliche Zivilisation dar, die laut WHO jährlich zu einer IAV-assoziierten Mortalität von ca. 0,5 Millionen Fällen führt. Zur Prävention sind Impfstoffe und zur Therapie effektive Virostatika verfügbar, deren Verwendung jedoch zu-nehmend durch die Entstehung resistenter Virusvarianten eingeschränkt ist. Daraus ergibt sich die medizinische Notwendigkeit, neue Therapiestrategien zu entwickeln, die z. B. auf der Modu-lation wirtseigener Prozesse beruhen. Vorarbeiten belegen, dass die Aktivität von CHKs Virusin-fektionen beeinflussen können. Im Forschungsvorhaben soll deshalb die Rolle zellulärer CHKs während der Replikation von IAV in epithelialen Zellen untersucht werden.

Promotionsstipendien II/2020

Thema: "Einfluss von NKCC1 und motorischer Aktivität auf die hippokampalen Stammzellen"

Zusammenfassung:
Das erwachsene Gehirn besitzt die Fähigkeit zeitlebens neue Nervenzellen im Gyrus dentatus, einem Teil der Hippokampusformation zu generieren. Ursprung der adulten Neurogenese sind endogene Stammzellen, die über komplexe neuronale Entwicklungsstufen reife Neurone ausbilden. Diese neu integrierten Neurone sind funktionell an Lern- und Gedächtnisprozesse beteiligt. Während der Alterung nehmen der Stammzellpool und die adulte Neurogenese stark ab, die mit einem Verlust an kognitiver Funktionalität begleitet werden. Die Arbeitsgruppe konnte bisher zeigen, dass die ruhenden endogenen Stammzellen durch die Depletion des Chlorid Ko-Transporters NKCC1 (Na+K+2Cl- Transporter) spezifisch in den nestin+ Stammzellen eine signifikante Steigerung des Stammzellpools induziert. Im Fokus der geplanten Untersuchungen stehen die altersabhängigen Veränderungen der Stammzellen und ihr Teilungsverhalten. Das Projektvorhaben soll auf den bisherigen Untersuchungen aufbauen und die Stammzellaktivierung mittels Laufradtraining, in Abhängigkeit des Chlorid Co-Transporters NKCC1, modulieren. Das Forschungsprojekt hat zum Ziel, neue Mechanismen zu verifizieren, die den Stammzellpool restituieren bzw. erhalten.

Promotionsstipendien II/2020

Thema: "Stammzellalterung im Gyrus dentatus der Hippokampusformation während der Alzheimer Erkrankung"

Zusammenfassung:
Die Alzheimer-Krankheit (AD) ist eine der wichtigsten neurodegenerativen Erkrankungen des 21. Jahrhunderts, bei der die kognitiven Funktionen abnehmen. Bis heute sind die therapeutischen Interventionsmöglichkeiten minimal und das Fortschreiten der bereits diagnostizierten Demenz kaum aufzuhalten. Während der AD bilden sich neurotoxische Tau- Fibrillen und Amyloid-Plaques aus, die folglich zum Verlust von Synapsen, Nervenzellen und Netzwerkaktivitäten führen. Im Hippokampus, werden zeitlebens neue Nervenzellen aus endogenen Stammzellen generiert. Diese adulte Neurogenese spielt bei Lern- und Gedächtnisvorgängen eine essentielle Rolle. Während der AD nimmt die Bildung neuer Nervenzellen bereits frühzeitig ab. Im Fokus des vorliegenden Forschungsprojekts stehen die endogenen Stammzellen des Gyrus dentatus und deren Schicksal während der Progression der AD. Die Hypothese des geplanten Projektes besagt, dass eine frühzeitig gesteigerte Stammzellproliferation die Stammzellen in einen senszenten Zustand überführt und die proliferative Kapazität reduziert. Mit Hilfe der APPswe/PS1ΔE9/Nestin-GFP und den Nestin- GFP Kontrollmäusen sollen die Stammzellen sowie die Stammzellproliferation während der Progression der AD an verschiedenen Zeitpunkten verifiziert werden.

Promotionsstipendien II/2020

Thema: "Assoziationseigenschaften von Sphingosin-1-Phosphat (S1P) und Serumalbumin (SA) in Sepsispatienten"

Zusammenfassung:
Das Grundverständnis der Pathophysiologie der Sepsis bildet das Fundament für eine zielgerichtete Therapie dieser schweren Erkrankung. Diese Arbeit soll einen Teil dazu beitragen, indem der Frage nachgegangen werden soll, warum in Sepsispatienten die Konzentration von S1P vermindert ist. High-Density-Lipoprotein (HDL) und Serumalbumin (SA) sind die wichtigsten Transportmoleküle für S1P im Plasma. In Sepsispatienten korreliert die Menge von HDL und an HDL gebundenen S1P (HDL-S1P), aber die Menge von an Serum gebundenen S1P (SA-S1P) nimmt trotz gleichbleibender Konzentration von SA mit der Schwere der Sepsis weiter ab. Eine Erklärungsmöglichkeit für dieses Phänomen ist eine nachlassende Bindungseigenschaft des SA für S1P, die mit posttranslationalen Modifikationen des SA mit zunehmender Schwere der Sepsis zusammenhängen können. Daher soll in diesem Projekt die Wechselbeziehung von SA und S1P analysiert werden und eventuelle Funktionsverluste und Modifikationen an SA nachgewiesen werden.

Promotionsstipendien II/2020

Thema: "Zytometrische Detektion des GPA33-Antigens in Blut-Monozyten, ein neuer Test zur Spezifizierung der Frühdetektion des kolorektalen Karzinoms"

Zusammenfassung:
EDIM (,,Epitope Detection in Monocytes") ist ein zytometrisches Testverfahren, welches die Funktion des angeborenen Immunsystems nutzt, unerwünschte Zellen oder Zellfragmente im ganzen Körper mithilfe von Monozyten zu phagozytieren. Für die Krebs-Früherkennung nutzt EDIM das Erscheinen der beiden Biomarker Apo10 und TKTL 1 in bestimmten peripheren Monozyten. Diese Antigene werden von allen malignen Tumoren exprimiert. Obwohl ihr Nachweis via EDIM spezifisch und sensitiv Malignitäten anzeigt, erlaubt der Test keine Aussage über die Lokalisierung von Tumoren. Dieses Projekt soll dazu beitragen, die diesbezügliche Aussagekraft eines positiven Ergebnisses in der EDIM-Diagnostik am Beispiel des kolorektalen Karzinoms (CRC) zu verbessern. Hierzu sollen Antikörper gegen GPA33, ein in 95% aller CRCs exprimiertes Protein, gewonnen und fluoreszenzmarkiert werden. Sie sollen dann gemeinsam mit Antikörpern gegen Apo10 und TKTL 1 eingesetzt werden, um durch Detektion dreifach positiver Blut-Monozyten einen neuen Weg zur Früherkennung klinisch noch nicht manifester kolorektaler Tumore aufzuzeigen.

Promotionsstipendien II/2020

Thema: "Modulation der gastrointestinalen Mikrobiota durch probiotische Laktobazillen - Einfluss auf zirkulierende proinflammatorische IL-17 positive Zellen bei Patienten mit Morbus Crohn"

Zusammenfassung:
Die Häufigkeit des Morbus Crohn (MC) nimmt immer mehr zu. Diese chronische Entzündung kann zu Gewebeschäden mit Funktionsverlusten im gesamten Magen-Darm-Trakt führen. In der Pathogenese wird ein Ungleichgewicht pro- und kontrainflammatorischer Zellen vermutet. Die gastrointestinale Mikrobiota hat einen starken Einfluss auf dieses immunologische Gleichgewicht. Es konnte gezeigt werden, dass probiotische Laktobazillen IL 17-positive T­Zellen in Tiermodellen der chronischen Entzündung reduzieren. Dieses Projekt soll den Einfluss von probiotischen Laktobazillen, die als Nahrungsergänzungsmittel eingenommen werden, auf die Häufigkeit zirkulierender lnterleukin-17 (IL-17) positiver Zellen bei Patienten mit MC in Remission untersuchen. Hierzu werden den Patienten vor und nach der 3-wöchigen Probiotikaeinnahme (täglich zwei Beutel OMNi-BiOTiC® 10) Blut abgenommen und der Anteil IL-17-positiver Zellen mittels FACS (fluorescence-activated cell sorting) untersucht. Durch ein besseres Verständnis von pro- und kontrainflammatorischen Zellen und deren Modulation durch die Mikrobiota kann das Potential einer Probiotika-vermittelten Entzündungshemmung optimiert und möglicherweise die Therapie der Erkrankung verbessert werden.

Promotionsstipendien II/2020

Thema: "Einfluss hormoneller Veränderungen auf die Tumorgenese, -progress und -biologie von humanen Hirntumoren"

Zusammenfassung:
Meningeome und Gliome sind Hirntumore, bei denen der Einfluss von Hormonschwankungen auf deren Tumorgenese und -progress wenig erforscht ist. Eine bedeutendere Rolle spielt hierbei die endogene Hormonveränderung z.B. während der lutealen Phase der Frau oder während der Schwangerschaft, welche eine reversible Verschlimmerung der Symptome verursachen können.
An dieser Stelle spielen Progesteron-und östrogenrezeptoren eine wichtige zu untersuchende Rolle. Der hormonelle Einfluss bei Männern, welche oftmals fulminante Verläufe zeigen, wurde bisher kaum untersucht. Auch im Hinblick auf Tumorstammzellen und deren Bedeutung in der Tumorgenese und -progress scheinen Hormone bzw. die Expression von Hormonrezeptoren eine besondere Bedeutung zu haben.
Mit dieser Arbeit soll ein besseres Verständnis der hormonellen Einflüsse auf die Tumorgenese, -progress und -biologie von humanen Hirntumoren erlangt werden. Zu diesem Zweck sollen primäre Zellkulturen aus humanen Gliom-und Meningeomresektaten von ursprünglich weiblichen und männlichen Patienten hergestellt und analysiert werden. Dabei werden besonders Expressionen von Progesteron-, Androgen-und Estradialrezeptoren sowie Ausbildung von stammzellähnlichen Eigenschaften unter verschiedenen Hormonexpositionen im Fokus stehen.

Promotionsstipendien II/2020

Thema: "lnfluence of a short bio-feedback intervention on physiological stress-resonance in healthy couples"

Zusammenfasung:
Humans display the tendency to physiologically resonate with others' stress responses - resulting in synchronous hypothalamic-pituitary-adrenal axis and sympathetic nervous system activation. This phenomenon has been termed stress resonance. Since excessive activation of neurobiological stress systems can predispose an individual to adverse health outcomes, it is important to find tools to decouple · affected individuals from others' stress experiences. In this interventional study we will investigate to which extent the use of a breathing technique learned via biofeedback training can reduce an observer's physiological stress resonance while watching his or her partner, the "target", undergo a standardized stress paradigm. We will examine 80 couple dyads which are randomly distributed to one control and one biofeedback breathing group. Before, during and after the stress test, a range of psychological-emotional and biological stress markers will be assessed simultaneously in observers and targets. We expect the observers of the biofeedback group to have a more upregulated parasympathetic tone and therefore reduced acute physiological stress resonance compared to the observers of the control group.

Promotionsstipendien II/2020

Thema: "Untersuchung der Kopienzahl und des Methylierungsstatus von ITIH5 in zervikalen intraepithelialen Neoplasien an Abstrichmaterial"

Zusammenfassung:
Im multifaktoriellen Prozess der Zervixkarzinogenese sind neben einer Infektion mit humanen Papillomviren der Hochrisikogruppe (HR-HPV) genetische / epigenetische Veränderungen der Wirtszelle essentiell. Vorangegangene Studien der Arbeitsgruppe implizieren, dass der Verlust des Gens ITIH5 im Verlauf der Zervixkarzinogenese ein tumortreibendes Ereignis darstellen könnte. Ursächlich für die verringerte Expression von ITIH5 scheinen sowohl Kopienzahlverluste als auch DNA-Promotormethylierung zu sein, wie an zervikalen Zelllinien und ausgewählten klinischen Proben (Gefrierschnitten) gezeigt werden konnte. Ziel der vorliegenden Studie ist die Untersuchung epi(genetischer) ITIH5-spezifischer Aberrationen an Abstrichmaterial zervikaler intraepithelialer Neoplasien (CIN). Da das Progressionsverhalten von Präkanzerosen zurzeit nicht zuverlässig eingeschätzt werden kann, könnte der Vergleich der Ergebnisse in CIN unterschiedlichen Schweregrades Hinweise auf Läsionen mit einem erhöhten Progressionspotential geben und die Voraussetzung für eine prospektive Verlaufsstudie darstellen.

Promotionsstipendien II/2020

Thema: "Einfluss der pharmakologischen Mikrogliareduktion auf die neurokognitiven Defizite in der akuten Phase der Sepsis-assoziierten Enzephalopathie"

Zusammenfassung:
Die Sepsis-assoziierte Enzephalopathie (SAE) ist eine der häufigsten Organdysfunktion im Verlauf der akuten Phase der Sepsis, die außerdem auch noch mit einer erhöhten Sterblichkeit einhergeht. Die SAE kann sich durch ein Delir und/oder qualitative und quantitative Bewusstseinsstörungen manifestieren. Neben der akuten Phase der Sepsis zeigen eine Vielzahl von Sepsis-überlebenden alltagsrelevante neurokognitive Defizite im späteren Verlauf. In Vorversuchen konnten wir diese neurokognitiven Defizite im Mausmodell bestätigen. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass es durch die Depletion der Mikroglia nach durchgemachter Sepsis zu einer Verbesserung der neurokognitiven Defizite als Langzeitfolge der Sepsis kommt. In diesem Projekt soll nun der Einfluss der pharmakologischen Mikroglia-Reduktion in der akuten Phase der Sepsis untersucht werden. Folgende 3 Hypothesen sollen untersucht werden: 1) Die Verwendung von PLX5622 (300 mg/kg) vor Sepsis-Induktion führt zu einer signifikanten Reduktion der Mikroglia in der akuten Phase der SAE. 2) Eine pharmakologische Reduktion der Mikroglia durch PLX5622 (300 mg/kg) vor Sepsis-Induktion führt zu einer Verbesserung der neurokognitiven Leistungsfähigkeit als Langzeitfolge der SAE. 3) Eine pharmakologische Reduktion der Mikroglia durch PLX5622 (300 mg/kg) führt zu einem verringerten neuronalen Schaden.

Promotionsstipendien II/2020

Thema: "Cytometrische Detektion von spezifischen Antigenen des Prostatakarzinoms in aktivierten Monocyten als Ausgangspunkt für einen potentiellen neuen Bluttest mit überlegener Spezifität"

Zusammenfassung:
Die beiden Tumorantigene Apo1 O und TKTL 1 werden sehr spezifisch von allen untersuchten malignen Zellen exprimiert und können mithilfe des „Epitope Detection in Monocytes" (EDIM)­Verfahrens cytometrisch als intrazelluläre Biomarker in Makrophagen des peripheren Blutes nachgewiesen werden. Dieses Verfahren erlaubt eine sensitive und spezifische Früherkennung von Malignitäten. Eine erhebliche Einschränkung für den breiten Einsatz des Tests ist, dass bei positivem Befund keine Aussage über das Ursprungsgewebe des Karzinoms möglich ist. Dieses Projekt soll dazu beitragen, die Aussagefähigkeit der EDIM-gestützten Diagnostik von Krebserkrankungen am Beispiel des Prostata-Karzinoms (PCa) um Informationen zur Art des detektierten Malignoms zu erweitern. Antikörper gegen zwei PCa-Biomarker mit gewisser Spezifität für Prostatagewebe sollen fluoreszenzmarkiert werden, um eine gleichzeitige Erfassung von globalen (Apo10 und TKTL 1) und prostataspezifischen Antigenen durch das EDIM-Verfahren zu verfolgen. Die Leistungsfähigkeit des Ansatzes wird an klinischen Proben durch Vergleich mit Ergebnissen des weithin etablierten PSA-Bluttests umfassend evaluiert.

Promotionsstipendien II/2020

Thema: "Klinische und funktionelle Bedeutung von ASXL 1-Mutationen bei CML-Patienten"

Zusammenfassung:
Die chronische myeloische Leukämie (CML) ist molekularbiologisch durch das Philadelphia­Chromosom mit dem BCR-ABL-Fusionsgen gekennzeichnet. Schon früh gab es Hinweise dafür, dass BCR-ABL möglicherweise nicht als alleinige Aberration für die Pathogenese der CML verantwortlich gemacht werden kann und ein klonales Vorstadium, im Rahmen einer Mehrschritt-Pathogenese, der Erkrankung vorausgehen könnte. In Vorarbeiten der Arbeitsgruppe von Prof. Ernst konnten ASXL 1-Mutationen häufig zusätzlich zum BCR-ABL­Fusionsgen nachgewiesen werden, welche auch zeitlich vor der BCR-ABL-Translokation entstehen können. ASXL 1-Veränderungen könnten demnach ein wichtiger Kofaktor für die Pathogenese und den Therapieverlauf von CML-Patienten darstellen. Im Rahmen des hier vorgestellten Projektantrags soll die klinische und funktionelle Bedeutung von ASXL 1- Mutationen in CML-Patienten fokussiert untersucht werden. Es sollen funktionelle Auswirkungen von ASXL 1-Mutationen in CML-Patienten auf mRNA- und Proteinebene analysiert werden. Der Fokus liegt dabei auf den ASXL 1-assoziierten Histonmodifikationen und damit verbundenen Veränderungen der HOXA-Expression. Ein besseres Verständnis der Auswirkungen epigenetischer Regulatoren könnte zu neuen Behandlungsstrategien führen.

Promotionsstipendien II/2020

Thema: "Untersuchung des Einflusses der Substratverfügbarkeit auf den kardialen Redoxstatus und die kontraktile Funktion im isolierten, perfundierten Herz der Ratte"

Zusammenfassung:
Herzerkrankungen sind eine der häufigsten Todesursachen weltweit. Bei Herzinsuffizienz, ischämischen Herzerkrankungen und der diabetischen Kardiomyopathie tragen Veränderungen des mitochondrialen Energiestoffwechsels maßgeblich zur kontraktilen Dysfunktion bei. Dabei verschiebt sich sowohl die relative Nutzung von Substraten als auch der oxidative Stoffwechsel der Mitochondrien selbst. Kürzlich wurde gezeigt, dass die Oxidation von Ketonkörpern in verschiedenen Formen der Herzinsuffizienz zunimmt. Interessanterweise hat die Ketonkörperoxidation einen positiven Effekt auf den Krankheitsverlauf, obwohl weder die mitochondriale Atmung noch die ATP Produktion noch die kardiale Kontraktilität davon profitiert. In diesem Projekt soll der reziproke Zusammenhang zwischen Atmungskettenfunktion und Substratverfügbarkeit näher untersucht werden, und wie diese Interaktion die kardiale Kontraktilität beeinflusst.

Promotionsstipendien II/2020

Thema: "Reaktive Sauerstoffspezies als Botenstoffe einer Fruktose-induzierten Storung der Angiogenese in der fruhen Embryonalentwicklung - Untersuchungen in vitro"

Zusammenfassung:
Im Rahmen dieses Projektes sollen die Ursachen der Fruktose-Induktion von reaktiven Sauerstoffspezies (ROS), deren Einfluss auf die Vaskulogenese bzw. Angiogenese sowie die zugrunde liegenden Signalwege und mögliche inflammatorische Prozesse untersucht werden. Hierzu werden aus embryonalen murinen Stammzellen abgeleitete embryoid bodies (EBs) verwendet, welche ein etabliertes Modell für frühe embryonale Entwicklungsprozesse aus Stammzellen darstellen. Durch eine Erforschung der betroffenen Signalkaskade bei einer Fruktose bedingten Störung der Angiogenese konnen Grundlagen fur spätere Therapiekonzepte, aber auch Risikobewertungen in Bezug auf die Ernährung in der Frühschwangerschaft getroffen werden.

Promotionsstipendien II/2020

Thema: "Antineoplastische Wirkung von Inhibitoren der Poly(ADP-ribose)-Polymerase-1 in Kombination mit Inhibitoren der Zellzykluskinasen CDK4 und CDK6 in Ewing-Sarkomzellen"

Zusammenfassung:
Das Ewing-Sarkom (ES) ist ein maligner Knochentumor im Kindes- und Jugendalter. Patienten mit Metastasen oder Rezidiven haben mit einer Überlebenswahrscheinlichkeit von unter 30 % eine immer noch schlechte Prognose. Ein Therapiefortschritt beim ES blieb zudem die letzten zwei Jahrzehnte aus, sodass die Notwendigkeit besteht, neue Behandlungsstrategien zu etablieren. Aussichtsreich erscheint dabei die Kombination von Poly(ADP-ribose)-Polymerase-1 (PARP1)-Inhibitoren (PARPi) mit Cyclin-abhängige-Kinase 4/6-Inhibitoren (CDK4/6i). PARP1 spielt eine zentrale Rolle bei der Reparatur von DNA-Einzelstrangbrüchen. Folglich führt dessen Inhibierung zur Akkumulation von DNA-Schäden und so zum Zelltod. CDK4/6i blockieren die Hemmung des Tumorsuppressorproteins Retinoblastom-Protein (Rb) und bewirken eine Suppression bestimmter DNA-Reparaturmechanismen. Erste Studien liefern bereits Hinweise auf synergistische Effekte der beiden Wirkstoffklassen beim Ovarial- und Mammakarzinom. In meiner Dissertation soll untersucht werden, ob die Kombination aus PARPi und CDK4/6i ein Ansatz zur Therapie des ES sein könnte. Durch die Verwendung von ES-Zelllinien mit unterschiedlichem p53-Status soll geklärt werden, ob die Kombinationswirkung von funktionellem p53 abhängt.

Promotionsstipendien II/2020

Thema: "Quantifizierung von Willkür- und elektrisch-evozierten Bewegungen der Gesichtsmuskulatur mithilfe von 3D-Videoaufnahmen"

Zusammenfassung:
Eine Fazialisparese bedeutet als häufigste Funktionsstörung eines Hirnnervs für betroffene Patienten nicht nur erhebliche Funktionseinschränkungen z.B. beim Augenschluss, Essen, Trinken und Lächeln, sondern auch eine erhebliche psychosoziale Beeinträchtigung durch Einschränkungen der verbalen und nonverbalen Kommunikation und der Emotionserkennung. Über etablierte Untersuchungsabläufe in der Computer-, Magnetresonanztomographie und in der Sonographie sind sowohl statische als auch dynamische Aufnahmen und 3DRekonstruktionen bei Patienten mit Fazialisparese validiert und für Forschungsfragen nutzbar gemacht worden, um sensitiv Größen-, Querschnitts- und Bewegungsveränderungen der Gesichtsmuskulatur zu detektieren. In meiner Promotionsarbeit soll der Schritt von diesen technik- und zeitaufwendigen Quantifizierungen zu optischen Ansätzen vollzogen werden. Willkürliche und transkutan elektrisch-evozierte Muskelbewegungen sollen mittels 3D-Videoaufnahmen aufgezeichnet, quantifiziert und verglichen werden. Sobald Referenzwerte von Gesunden vorliegen, werden parallel Untersuchungen an Patienten mit Fazialisparese erfolgen, um deren eingeschränkte Bewegungen in Relation zu den Bewegungsausmaßen von Gesunden setzen zu können.

Promotionsstipendien II/2020

Thema: "ln-Ovo-Bildgebung: Biodistribution etablierter radioaktiver Tracer"

Zusammenfassung:
Zur Entwicklung präklinischer Bildgebung werden aktuell bevorzugt Kleinsäuger als Versuchstiere eingesetzt.
Da die Forschung an embryonierten Eiern in Deutschland nicht als Tierversuch angesehen wird, bietet sich die Evaluation von Radiopharmaka an den Eiern großer Laufvögel (z.B. Straußeneier) als Alternative an. Entsprechende Vorarbeiten zur Machbarkeit sind erfolgt.
Es sind verschiedene Versuchsreihen geplant, um die nuklearmedizinische in-ovo Bildgebung zu optimieren und somit als reproduzierbare Methodik zu etablieren. Das zu bearbeitende Teilprojekt soll der systematischen Beschreibung der in-ovo-Verteilung etablierter Positronenemitter (Radiopharmaka; Ga-68-PSMA-11 und F-18- Fluordesoxyglukose (FOG)) dienen. Dazu sollen verschiedene Aufnahmen in einem Positronenemissionstomographen/Computertomographen (PET/CT) in statischer und dynamischer Akquisitionsweise angefertigt werden. Die Anreicherungsmuster einzelner Organe in der PET/CT sollen mit post-mortem Aktivitätsbestimmungen nach Sektion und Organentnahme verglichen werden. übergeordnetes Ziel der in-ovo-Forschung ist die Etablierung eines neuartigen Versuchsmodells. Diese Methodik soll die Grundlage für die in-vivo Verteilung darstellen, um perspektivisch die Translation neu entwickelter Radiopharmaka - hin zur Anwendung am Menschen - zu ermöglichen. Ziel ist die Etablierung der Forschung an embryonierten Eiern anstelle von Tierversuchen.

Promotionsstipendien II/2020

Thema: "Impact of lipid-mediated dietary factors on osteoblasts and osteocytes during S. aureus infection."

Zusammenfassung:
Staphylococcus (S.) aureus is an opportunistic gram positive pathogen and a frequent cause of human infections such as endocarditis, skin and soft tissue infections, bacteremia or osteomyelitis. Infections can develop from acute to chronic persisting stage and become very difficult to treat and surgical interventions being necessary to eradicate the bacteria. Lipid-metabolic environmental factors may impact the infection process. Fatty acids are important lipid-metabolic fuels that influence bone metabolism and might modulate the host immune response in bacterial-induced bone infections. Palmitic (PA) and oleic acid (OA), the most abundant saturated and monounsaturated fatty acids (FA) in the Western diet and in serum, display distinguish immune modulatory proprieties depending on their saturation and can be dietary target for modulating host immune response. The effect of PA and OA (alone or in combination) will be investigated on the host-S. aureus interaction. Cell culture models and microbiological tools will be performed to investigate the influence of both FAs on bacterial clearance and persistence. Eradication of bacteria as well as manipulation of the host inflammatory response will contribute to a better therapeutic outcome for patients who suffer from bone infections.

Promotionsstipendien II/2020

Thema: "Die Rolle des S100A4-Proteins bei der Entstehung intrakranieller Karzinommetastasen"

Zusammenfassung:
Hirnmetastasen gehören zu den häufigsten Neoplasien des Zentralen Nervensystems (ZNS) und sind oftmals mit vielen klinischen Problemen für den Patienten, einer erhöhten Sterblichkeit sowie einer sich verschlechternden Lebensqualität verbunden. Trotz vielfältiger Forschung sind die Bedingungen und Prozesse, welche zur Ausbildung von intrakraniellen Metastasen führen noch immer nicht ganz klar.
Ziel dieser Studie ist es, zu klären inwieweit Tumorstammzellen verschiedener Entitäten intrakranieller Metastasen die Fähigkeit haben wiederum intrakranielle Metastasen ausbilden und welche biologischen Charakteristika diese innehaben müssen, um dies zu erfüllen. Hauptfokus in dieser Studie soll dabei die Expression des S100A4-Proteins (Metastasin), welches eine zentrale Rolle bei der Ausbildung von Fernmetastasen einzunehmen scheint, sein.
Dazu sollen Tumorstammzellen aus Resektaten der häufigsten intrakraniellen Metastasen (Bronchial-, Nierenzell-, Kolonkarzinommetastasen) isoliert, in-vitro charakterisiert und schließlich in einem In-vivo-Experiment auf Funktionalität überprüft werden. Dieses Protein bildet ein zukünftiges potentielles Target zur Behandlung/Inhibition von intrakraniellen Metastasen.

Promotionsstipendien II/2020

Thema: "Rolle des Ras/Map-Kinase Signalweges für die sepsisassoziierte Immuntoleranz"

Zusammenfassung:
Immuntoleranz bezeichnet die unzureichende Antwort von Zellen des angeborenen Immunsystems auf pathogene Erreger und molekulare Bestandteile, wie z.B. LPS. Bekannt ist, dass Immunzellen im Verlauf einer Sepsis Toleranzen entwickeln. Unklar bleibt dabei, wie es dazu kommt und welche genaue Rolle dies im Verlauf der Sepsis hat. Der Ras/MAP-Kinase-Signalweg ist ein sehr gut erforschter und charakterisierter Signaltransduktionsweg des menschlichen Organismus. Er reguliert essentielle Funktions-, Differenzierungs- und Proliferationsprozesse, auch in Immunzellen. Seine Rolle in der Immuntoleranz im Verlauf einer Sepsis ist bisher jedoch gänzlich unerforscht. In meinem geplanten Projekt soll eine mögliche Funktion von Ras in der Auslösung der Immuntoleranz in Monozyten und Makrophagen mit Hilfe eines genetisch-kodierten induzierbaren Ras-Inhibitors untersucht werden. Stabil transfizierte Zelllinien werden mittels FACS-Sorting und unter antibiotischen Selektionsdruck etabliert, sodass die Zellen den Ras-Inhibitor stabil in ihr Genom integrieren. Mit Hilfe dieser genetischen induzierbaren Systeme besteht die Möglichkeit, im weiteren Verlauf die Rolle der Ras-abhängigen Signaltransduktion bei der Auslösung und Aufrechterhaltung der Immuntoleranz zu klären.

Promotionsstipendien I/2020

Thema: "Lokale Untersuchung des Einflusses unterschiedlicher Ernährungsformen bei parodontaler Infektion auf den
alveolären Knochenstoffwechsel im Altersvergleich"

Zusammenfassung:

Das vorliegende Forschungsprojekt befasst sich mit den lokalen Auswirkungen unterschiedlicher Ernährungsformen auf den parodontalen Inflammationsstatus im Altersvergleich. In diesem Rahmen sollen die lokalen Veränderungen des parodontalen Stoffwechsels und des zellulären Entzündungsstatus der Gingiva unter Einfluss der beiden am häufigsten in unserer Ernährung vorkommenden Fettsäuren Palmitinsäure und Ölsäure lokal in vivo und weiterführend auf molekularer Ebene in vitro analysiert werden. Dabei liegt der Fokus auf altersassoziierten histomorphometrischen und zellulären Veränderungen. In diesem Zusammenhang und in Anlehnung an die bisherigen Arbeiten der Forschungsgruppe soll in einem Tierversuch getestet werden, ob sich bei gleicher Kalorienaufnahme die Ölsäure im Vergleich zur Palmitinsäure positiv auf den Krankheitsverlauf einer parodontalen Infektion bei alten und jungen Mäusen im oralen Bereich auswirkt. Im Hinblick auf einen steigenden Behandlungsbedarf parodontaler Erkankungen vor allem bei älteren Patienten, sollen diese Untersuchungen zum besseren Verständnis der Auswirkungen der Ernährungsform auf den Krankheitsverlauf einer Parodontitis beitragen.

Promotionsstipendien II/2020

Thema: " Studying the role of the mitochondrial electron transport chain in the rat heart challenged by ischemia-reperfusion (I/R) using alternative oxidase (AOX)"

Zusammenfassung:

Cardiovascular diseases (CVD) are a major socio-economic burden and leading cause of morbidity and mortality on a global scale. The etiology is most commonly based on ischemia-reperfusion (I/R) injuries attributed to stress signals arising from an impaired mitochondrial electron transport chain (ETC), which are specifically induced during the reperfusion phase. Mitochondrial stress signals include redox imbalance, metabolic stalling, ATP depletion and excessive production of reactive oxygen species (ROS). The latter are thought to specifically trigger cardiac contractile dysfunction. Alternative oxidase (AOX) is a respiratory enzyme, absent in mammals, that accepts electrons from a reduced quinone pool when the ETC is blocked thereby restoring electron flux and metabolism, and blunting ROS production. In principle, AOX may thus be considered a natural rescue mechanism from respiratory stress. Preliminary data from our lab, however, show contractile deterioration of the post-ischemic mouse AOX heart, thereby questioning current concepts. Using isolated, perfused rat hearts expressing AOX, this study aims to decipher the consequences of mitochondrial respiratory impairment and ROS production on cardiac metabolism and contractility.

Promotionsstipendien I/2020

Thema: "Altersabhängige systemische Untersuchung des Einflusses spezieller Fettsäuren auf
Inflammation und Knochenstoffwechsel bei Parodontitis im Mausmodell"

Zusammenfassung:
Im Rahmen des Forschungsprojektes soll der Einfluss der Ernährung auf den systemischen Knochenstoffwechsel und die basale Inflammation bei einer parodontalen Erkrankung in Mäusen eruiert werden. Dabei werden die beiden am häufigsten in der westlichen Ernährung vorkommenden Fettsäuren Palmitin- (PA) und Ölsäure (OA) untersucht. Es hat sich bereits gezeigt, dass PA durch sein proinflammatorisches Potential einen negativen Einfluss auf die systemische Knochenhomöostase hat. Da mit einer Prävalenz der Parodontitis von über 90% in erster Linie die Altersgruppe über 75 Jahren betroffen ist, sollen zusätzlich potentielle Einflüsse des Alters entschlüsselt werden. Dafür werden Mäuse (n=72) in zwei Altersgruppen (jung (4 W) vs. alt (>72 W)) mit PA oder OA angereicherten Hochfettdiäten (HFD) bzw. einer Normaldiät gefüttert und oral infiziert. Die akuten systemischen Effekte der Ernährung in Abhängigkeit von Alter und Infektion werden über die Analyse von Serummarkern der Inflammation und des Knochenmetabolismus analysiert. Über immunhistochemische Färbungen von Femuren werden die trabekuläre und kortikale Knochenarchitektur quantifiziert und somit Auswirkungen auf die Knochenstruktur detektiert. Des Weiteren wird das davon beeinflusste zelluläre Zusammenspiel von Osteoklasten und Osteoblasten aus dem Femur in isolierten Primärzellkulturen untersucht.

Promotionsstipendien I/2020

Thema: "Untersuchung der AML-Subtyp-spezifischen Reaktionen auf Retinoide in Kombination mit epigenetischen Inhibitoren"

Zusammenfassung:
Nach dem aktuellen Stand der Forschung ist von der Akuten myeloischen Leukamie (AML) nur ein Subtyp, die Akute Promyelozyten-Leukamie (APL), durch Differenzierungstherapie mittels All-trans- Retinsaure (ATRA) heilbar. Andere Subtypen der AML reagieren nicht auf die Therapie mit ATRA, obwohl deren Retinsäurerezeptoren (RAR) nicht mutiert sind. Ein Grund dafur ist wahrscheinlich eine abnorme Aktivität epigenetischer Modifikatoren, welche die genregulatorischen Effekte der RAR verhindern. Vorarbeiten der Arbeitsgruppe um Dr. Schenk zeigten, dass eine kombinierte Behandlung mit Inhibitoren der epigenetischen Enzyme LSD1 und GCN5 zu einer Resensibilisierung von AMLZellen gegenüber ATRA führte. Ziel dieser Arbeit ist es aufzuklären, welche zytogenetischen, mutations- und genexpressionsspezifischen Merkmale verschiedener AML-Subtypen dem Ansprechen auf eine Behandlung mit epigenetischen Inhibitoren und ATRA zugrunde liegen, um molekulare Signaturen zu identifizieren, die eine prodifferenzierende Reaktion vorhersagen können. Des Weiteren soll untersucht werden, ob sich die Effektivität der Behandlung durch die Verwendung des RARα-spezifischen Agonisten Tamibaroten anstelle des Pan-RAR-Agonisten ATRA noch verbessern lässt.

Promotionsstipendien I/2020

Thema: "Der NADH-Spiegel als Indikator für die Entwicklung einer Herzinsuffizienz"

Zusammenfassung:
Herzinsuffizienz ist eine der Haupttodesursachen in Deutschland. Durch den demografischen Wandel hin zu einer alternden Bevölkerung nimmt besonders die Prävalenz von altersbedingten Krankheiten, wie Herzinsuffizienz, zu. Derzeit gibt es keine Therapien eine Herzinsuffizienz zu kurieren, eine frühe Diagnose ist daher essenziell. Herzfunktion und Substratstoffwechsel sind unmittelbar miteinander verbunden. NADH als wichtiges Intermediat im Substratstoffwechsel zeigt dabei Veränderungen an und reguliert gleichzeitig die Aktivität von Sirtuinen, die den Stoffwechsel mit der Genregulation verbinden. In meiner Promotionsarbeit soll daher erforscht werden, wie sich NADH-Spiegel in der Entwicklung einer Herzinsuffizienz verändern. Damit kann die Diagnose der Herzinsuffizienz möglicherweise erleichtert und es können Ansatzpunkte für metabolische Therapien gefunden werden.

Promotionsstipendien I/2020

Thema: "Wirkung von cGMPS-Derivaten auf HCN-Kanäle"

Zusammenfassung:
Retinitis Pigmentosa (RP) ist eine Netzhauterkrankung, bei der ein progressiver Stäbchenund Zapfenverlust stattfindet. Ursächlich dafür kann ein Funktionsverlust der cGMPPhosphodiesterase 6 sein, welcher durch eine übermäßige cGMP-Akkumulation zur pathologischen Daueröffnung der CNG-Kanäle und zur Überaktivität der Proteinkinase G (PKG) in den Photorezeptorzellen führt. Ein potentieller Therapieansatz ist der Einsatz von antagonistischen cGMPS-Derivaten. Da auch eine Beteiligung der HCN-Kanäle an der Pathogenese von Retinitis pigmentosa diskutiert wird, soll in diesem Projekt die Wirkung verschiedener cGMPS-Derivate auf HCN2-Kanäle untersucht werden. Dafür wird die Patch- Clamp-Technik an Oozyten des südafrikanischen Krallenfrosches als heterologem Expressionssystem zur Anwendung kommen. Ziel ist hierbei, durch Erkenntnisse über das Aktivierungsverhalten der HCN-Kanäle die Entwicklung pharmakologischer cGMPS-Derivate zu optimieren. Dabei soll für eine Reihe von cGMPS-Derivaten, deren Wirksamkeit an HCN2 bereits belegt ist, eine genauere Analyse des HCN2-Schaltverhalten durchgeführt werden. Dazu werden die Parameter Effizienz, Potenz und Aktivierungskinetik bestimmt und der Einfluss der einzelnen cGMP-Substituenten auf diese Parameter untersucht.

Promotionsstipendien I/2020

Thema: "Wirksamkeit von physiotherapeutischen Behandlungsmethoden auf die thorakolumbale Faszie"

Zusammenfassung:
Krankheiten des Muskel-Skelett-Systems und des Bindegewebes sind die führenden Hauptdiagnosen der aus Vorsorge- oder Rehabilitationseinrichtung entlassenen vollstationären Patientinnen und Patienten im Jahr 2017. Sie betrifft alle Altersgruppen, aber mit 37,3% ist der Altersdurchschnitt der 65-85-jährigen am häufigsten betroffen. [1] Der inbegriffene Rückenschmerz stellt somit eine hohe ökonomische Relevanz in unserem Gesundheitswesen dar.
Ziel der Studie ist es, physikalische Therapien in ihrer Wirksamkeit mit einander zu vergleichen, um die Behandlung einer schmerzhaften thorakolumbalen Rückenfaszie zu optimieren. Insgesamt werden 75 Patienten kontrolliert, randomisiert und offen in drei parallellaufende Gruppen eingeteilt. Eingeschlossen sind Patienten mit chronisch-rezidivierenden, nicht-spezifischen thorakolumbalen Rückenschmerzen, welche mittels verschiedener physiotherapeutischer Methoden behandelt und anschließend untersucht werden. Es handelt sich dabei um die Elektrotherapie durch den Ultrareizstrom nach Träbert und Bewegungsübungen mit der Faszienrolle. Primär wird die Effektivität der Anwendungen mit Hilfe des Funktionsfragebogens Hannover „FFbH-R", des Gesundheitsfragebogens „SF12" und der Visuellen Analogskala „VAS" erfasst. Nach der Datenerhebung, werden die einzelnen Interventionen jeweils untereinander und der Kontrollgruppe gesondert gegenübergestellt.

Promotionsstipendien I/2020

Thema: "Phänotypische Charakterisierung von CD44(+)-Subkulturen meningealen Ursprungs“

Zusammenfassung:

Promotionsstipendien I/2020

Thema: "Generierung von patienten-spezifischen-Kardiomyozyten abgeleitet aus humanen induzierten Stammzellen"

Zusammenfassung:
Die Möglichkeit aus adulten humanen Zellen induzierte Stammzellen (iPS-Zellen) zu gewinnen, hat unzählige neue Möglichkeiten n verschiedensten Bereichen der medizinischen Forschung ermöglicht. Besonders in der molekularen Kardiologie werden iPS-Zellen zur Simulation verschiedenster kardiologischer Krankheitsbilder verwendet, allen voran Kardiomyopathien, wie die Lamin A/C- assoziierte dilatative Kardiomyopathie, oder Herzrhythmusstörungen, wie das Long-QT-Syndrom. Grundsätzlich können dabei alle kernhaltigen Zellen zu iPS-Zellen dedifferenziert werden. Am häufigsten werden dafür Fibroblasten der Haut, Keratinozyten aus Haarfolikeln oder mononukleäre Zellen des peripheren Blutes verwendet. Dabei stellt die Blutentnahme zur Gewinnung von eripherem Blut die patientenschonendere und kostengünstigere Methode im Vergleich zur Hautbiopsie dar. Im Rahmen dieses Projektes sollen patientenspezifische iPS-Zelllinien und davon abgeleitete Kardiomyozyten bei hereditären Kardiomyopathie-Patienten aus peripherem Blut gewonnen werden, umso die in-vitro-Simulierung der zugrundeliegenden Krankheitsmechanismen am Universitätsklinikum Jena zu ermöglichen.

Promotionsstipendien I/2020

Thema: " The effect of age and fitness on the expression of inflammation and remodeling markers in rat Achilles tendons"

Zusammenfassung:
The pathogenesis of tendinopathy is not well understood for now. Inflammation and degeneration seem to be involved in the process, which is favored by an interaction of extrinsic and intrinsic factors. Previously, my working group discovered the important role of age and fitness on extracellular matrix proteins in a rat model artificially selected for running capacity. This study was the first one using an animal model with activity related health impairments without genetic modifications. These rats differ significantly in their intrinsic running capacity, body weight and life expectancy. Therefore, investigating inflammation and remodeling markers in this model will be of special interest. In my project, I will apply rat tendons to different experiments in vitro to evaluate the effect of fitness and age on the expression of inflammation and remodeling markers. qRT-PCR will be the main method to quantify the gene expression. To study histopathological changes, microscopy and immunohistochemistry will be used. To address overuse as a predisposing factor for tendinopathy, tendon cells will be exposed to defined mechanical loading in vitro and alteration in gene expression will be studied.

Promotionsstipendien I/2020

Thema: "Bedeutung der Glukokortikoidrezeptoren (GR) auf der Mikroglia für das Schlaganfall-Outcome"

Zusammenfassung

Promotionsstipendien I/2020

Thema: " Einfluss von Hämabbauprodukten auf die neurovaskuläre Reaktion und die Morphologie zerebraler Gefäße im Maus- und Rattenmodell."

Zusammenfassung:
Die Subarachnoidalblutung (SAB) ist ein neurochirurgischer Notfall, der sich zumeist mit dem Leitsymptom des akut einsetzenden Vernichtungskopfschmerzes präsentiert. Ursache ist in 80% der Fälle die Ruptur eines zerebralen Aneurysmas mit Hämorrhagie in die basalen Zisternen des Subarachnoidalraumes. Die häufigste und oft schwerwiegende Komplikation der SAB ist der zerebrale Vasospasmus, welcher mit verzögerten zerebralen Ischämien sowie neurologischen Defiziten einhergehen kann. Seine Pathogenese ist multimodal und bisher nur unzureichend verstanden. Bisherige Forschungsergebnisse sehen die infolge der Blutung entstehenden oxidativen Abbauprodukte des Hämoglobins, sogenannte Hämabbauprodukte (HDPs), als Ursache des Vasospasmus. In Mausmodellen konnte in Abhängigkeit der Expression des BKCa-Kalium-Kanals ein vasokonstriktorisches Potenzial von HDPs in vitro sowie in vivo nachgewiesen werden. Zum besseren Verständnis der Rolle von Hämabbauprodukten und der BKCa-Kanäle am Pathomechanismus des Vasospasmus sollen die in den ersten beiden Teilprojekten geplanten Untersuchungen der neurovaskulären Reaktion im akuten Hirnschnittmodell der Maus beitragen. Neben diesen funktionellen Messungen soll in einem dritten Teilprojekt der Frage nachgegangen werden, inwiefern HDPs einen Umbau der Gefäßwand zerebraler Arterien auslösen.

Promotionsstipendien I/2020

Thema: "Selektive Modulation von Stäbchen-CNG-Kanälen mittels neuartiger cGMPAnalogazur Ve rhinderung von Netzhautdegeneration."

Zusammenfassung:
Retinitis pigmentosa (RP) ist die häufigste Form der vererbten Netzhautdegeneration und ist durch progressiven Sehverlust bis zur vollständigen Erblindung charakterisiert. Eine medikamentöse Therapie existiert derzeit noch nicht. Die Arbeitsgruppe um Dr. Nache und Dr. Kusch leiten ein größeres Projekt hinsichtlich der Modulation von CNG- und HCN-Kanälen und ihrer Auswirkung auf Retinitis pigmentosa. Ursache der Retinitis pigmentosa sind verschiedene Mutationen, welche cGMP (cyklisches Guanosinmonophosphat) der retinalen Stäbchen-Sinneszellen dauerhaft erhöhen. Dies erhöht die Öffnungswahrscheinlichkeit der CNG-Ionenkanäle, wodurch die Sinneszelle durch teilweise noch unklare Mechanismen stirbt. Im Rahmen des Projektes wurden schon verschiedene cGMP-Analoga charakterisiert, die jedoch nicht selektiv sind und auch an Zapfen-CNG-Kanäle und HCN-Kanäle in der Retina binden. Durch die 2017 publizierte Struktur eines eukaryotischen CNG-Kanales, der den CNGA1-Kanälen der Retina ähnlich ist (Li et al.2018), könnte nun Selektivität erreicht werden. Die ursprüngliche Idee des Projektes stammt aus der Arbeit von R. H. Kramer und J. W. Karpen (Kramer und Karpen 1998). Demzufolge wäre es möglich, cGMP-Derivate mit bestimmten Linkerlängen zu verbinden und die so erzeugten Dimere, Trimere oder Tetramere auf die dreidimensionale Ionenkanalstruktur anzupassen.

Promotionsstipendien I/2020

Thema: "Untersuchung des Einflusses ischämischer Läsionen auf die funktionelle Integrität des Reward-Systems und das motorische Lernen im Alter"

Zusammenfassung:
Der ischämische Schlaganfall ist die häufigste Ursache einer erworbenen motorischen Behinderung und führt häufig zu Beeinträchtigungen in der kortikalen Repräsentation und Verarbeitung von Emotionen. Jeder dritte Schlaganfallpatient leidet an einer „Post Stroke Depression", welche mit einer erhöhten Mortalität, einem stärkeren Grad der Behinderung und einer verminderten Lebensqualität assoziiert ist. Als Ursache wird vermutet, dass strukturelle Hirnschädigungen die Emotionsverarbeitung über eine Veränderung des Belohnungssystems direkt verändern. Das Belohnungs-system ist eng mit der Fähigkeit zu Lernen verknüpft. Die Auswirkungen von strukturellen Hirnschädigungen auf diese Faktoren sind kaum verstanden. Unsere Hypothese ist, dass Schlaganfallpatienten Defizite in der Belohnungsverarbeitung aufweisen, die sich negativ auf das Erlernen von motorischen Fertigkeiten auswirken. Zur Untersuchung dieser Hypothese werden Patienten mit akutem Schlaganfall mit einer gesunden, altersangeglichenen Vergleichsgruppe in ihrem motorischen Lernpotential sowie in ihrer behavioralen Funktionalität des Belohnungssystems mittels Magnetenze-phalografie untersucht.

Promotionsstipendien I/2020

Thema: "Morphologische Charakterisierung renaler Organoide aus humanen induzierten pluripotenten Stammzellen"

Zusammenfassung:
Die Etablierung von humanen Organoiden hat die Erforschung diverser Fragen des Organismus revolutioniert. Diese aus humanen Stammzellen differenzierten Strukturen können als Modell der Patho- und Organogenese dienen (Lancaster and Knoblich 2014). In meinem Projekt will ich unter Verwendung renaler Organoide und Genomeditierung eine Methode für die Charakterisierung der Morphologie von Nierenerkrankungen etablieren. Hierbei erstelle ich ein Reportersystem basierend auf zwei Genen: Podocin (NPHS2) und Uromodulin (UMOD). Beide Gene werden nahezu ausschließlich in der Niere exprimiert: NPHS2 in den Podozyten des Glomerulus und UMOD in den Tubuluszellen. Ich möchte diese Gene mit Fluoreszenz-Reporter-Genen im Genom der induzierten pluripotenten Stammzellen (iPS-Zellen) verknüpfen und diese dann zu renalen Organoiden differenzieren, was mir die Darstellung der Gene am lebenden Präparat ermöglicht. Dadurch lassen sich Aspekte der Morphologie studieren. Dies erlaubt die Untersuchung der Rolle dieser Gene bei der Organogenese auch in patientenspezifischen Proben mit bekannten Mutationen. Damit ist perspektivisch die Entwicklung von humanen Krankheitsmodellen möglich, die das Verständnis erweitern und potenziell neue therapeutische Ansätze liefern können.

Promotionsstipendien I/2020

Thema: "Kombination von PARP1-Inhibitoren und Autophagie-Inhibitoren zur Behandlung des Ewing-Sarkoms."

Zusammenfassung:
Das Ewing-Sarkom (ES) ist ein Knochenkrebs, der vor allem im Kindes- und Jugendalter auftritt und im Falle von Metastasen oder Rezidiven eine Überlebenswahrscheinlichkeit von unter 30 % aufweist. In den letzten zwei Jahrzehnten wurden kaum mehr Fortschritte in der Behandlung des ES gemacht, sodass neue Therapieansätze erforderlich sind. In präklinischen Studien haben sich Poly(ADP-ribose)-Polymerase-1-Inhibitoren (PARPi) zwar als besonders wirksam gegen ES-Zellen erwiesen (1), doch konnte eine klinische Studie die Erwartungen dann nicht erfüllen (2). Nach dem gegenwärtigen Forschungsstand müssen PARPi vielmehr mit anderen Wirkstoffen kombiniert werden. Als aussichtsreich erscheinen hier Autophagie-Inhibitoren (AUTi), da aktuelle Daten zeigen, dass die Aktivierung der Autophagie zur PARPi-Resistenz führt (3). In meiner Dissertation möchte ich daher an drei ES-Zelllinien untersuchen, ob sich die Kombination aus PARPi und AUTi zur Behandlung des ES eignen könnte. Darüber hinaus möchte ich ein Verfahren zur Sortierung von ESZellen entwickeln, mit dem diese in mehrere Populationen mit unterschiedlicher Autophagie- Aktivität fraktioniert werden können. Auf diese Weise soll u. a. geprüft werden, ob das Ansprechen auf PARPi tatsächlich von der autophagozytotischen Aktivität abhängt.

Promotionsstipendien I/2020

Thema: " Die Interaktion Fett-abgeleiteter mesenchymaler Stammzellen (ASC) aus Patienten unterschiedlichen Alters und Vorerkrankungen mit Prostata-Mikrotumoren in vitro – mögliche Ansätze in der Tumortherapie"

Zusammenfassung:
Mesenchymale Stammzellen (MSC), u.a. Fett-abgeleitete Stammzelle (Adipose-derived stem cells, ASC), sind in der Lage, Tumore zu erkennen und in diese zu migrieren. Es ist bisher nicht geklärt, ob und unter welchen Bedingungen sie das Tumorwachstum hemmen oder fördern. Neben Berichten über eine Tumor-stimulierende Wirkung von MSC gibt es ebenso Berichte über inhibierende Effekte auf Wachstum, Metastasierung und Tumor-Angiogenese. Eine mögliche Ursache für die kontroversen Beobachtungen kann der Ursprung der MSC aus Probanden unterschiedlichen Alters und Vorerkrankungen sein. MSC können einen antiinflammatorischen und einen pro-inflammatorischen Phänotyp aufweisen. Bei älteren Patienten und Patienten mit Diabetes mellitus Typ 2 konnten MSC mit einer deutlich höheren Bildung an Reaktiven Sauerstoffspezies (ROS) sowie reduzierter Bildung von NO gefunden werden, was für einen metabolischen Shift zu einem pro-inflammatorischen Phänotyp spricht. In diesem Forschungsprojekt soll die Wirkung von ASC aus gesunden und an Diabetes Typ 2 erkrankten Patienten auf das Wachstum, das metastatische Potential und die Tumor-Angiogenese von Mikrotumoren in vitro untersucht werden. Die Daten aus diesem Projekt erweitern das Verständnis der Rolle von MCS bei der Tumorprogression und können zu neuen therapeutischen Ansätzen auf der Basis einer gezielten Verwendung von ASC in der Tumortherapie führen.

Promotionsstipendien II/2019

Thema: "Quantifizierung des More-Reflexes bei Frühgeborenen in Terminnähe mittels 3D­Bewegungsanalyse"

Zusammenfassung:
Der More-Reflex zählt zu den primitiven Reflexen und wird im Rahmen der postnatalen Diagnostik zur Einschätzung des neurologischen Entwicklungsstandes genutzt. Er wird durch ein plötzliches Zurückneigen des Kindes in Rückenlage ausgelöst und zeigt als Reflexantwort eine initiale Streckung der Arme und eine darauffolgende Umklammerungsbewegung. Im klinischen Alltag wird der More-Reflex händisch vom Untersucher initiiert sowie visuell beurteilt, was die Objektivität der Untersuchungsergebnisse limitiert. Zur objektiven Erfassung wurde ein Verfahren mittels dreidimensionaler Bewegungsanalyse, die schon im Bereich der neurologischen sowie orthopädischen Ganganalyse Anwendung findet, entwickelt, wobei mit Hilfe eines eignes hierfür konstruierten Kipptisches der Reflex standardisiert und für den Probanden sicher ausgeführt werden kann. Im Rahmen dieses Projektes soll der More-Reflex bei Frühgeboren in Terminnähe mittels der 3D­Bewegungsanalyse quantifiziert und mit den Daten gesunder Neugeborener (>36+6SSW) verglichen werden, um u.a. die unterschiedlichen Auswirkungen einer intra- oder extrauterinen Reifung auf den More-Reflex darstellen zu können und die diagnostische Wertigkeit zu evaluieren.

Promotionsstipendien II/2019

Thema: "Auswirkungen einer intrauterinen Wachstumsrestriktion auf die autonome Regulation der
fetalen Herzfrequenz"

Zusammenfassung:
Eine intrauterine Wachstumsrestriktion (FGR) auf dem Boden einer Plazentainsuffizienz stellt eines der Kernprobleme der Perinatalmedizin dar und eine damit einhergehende Risikosituation für das ungeborene Kind. FGR zeichnet sich durch Veränderungen der fetalen Herz-Kreislauf-Regulation aus. Die fetale Magnetkardiographie (fMKG) ermöglicht als non-invasive, risikofreie Methode zum fetalen Herzfrequenzmonitoring eine Analyse der Schlag-zu-Schlag Herzfrequenzvariabilität (HRV) und damit der Funktion des autonomen Nervensystems. Ziel der Promotion ist mit Hilfe der fMKG-Methode eine autonome Dysregulation im Schwangerschaftsverlauf von FGR anhand von fHRV-Parametern zu 2 beobachten und in Abhängigkeit des Schweregrades zwischen den Studienkollektiven und mit dem Normalkollektiv zu vergleichen. Es wird erwartet, dass eine sympathisch dominierte autonome Dysfunktion aus der fetalen HRV ablesbar ist. Sekundär soll in der Gruppe mit später FGR das prognostische Potential von HRV-Parametern der 37. SSW zur Vorhersage von Geburtskomplikationen untersucht werden. Das erhoffte Ziel wäre die von FGR betroffenen Feten gemäß der durch die fMKG-Messungen gewonnen Daten frühestmöglich adäquat behandeln und bis zur Entbindung betreuen zu können.

Promotionsstipendien II/2019

Thema: "Detektion von spezifischen Antigenen des Pankreas-Karzinoms durch cytometrische Analyse von Blut-Monocyten"

Zusammenfassung:
Krebszellen exprimieren die globalen Tumormarker Apol0 und TKTLl, deren Auftreten in einem definierten Subset von Monocyten die Anwesenheit eines malignen Tumors im Körper anzeigt. Dies ist die Basis eines jüngst eingeführten cytometrischen Testverfahrens (,,Epitope Detection in Monocytes"-EDIM), das in Blutproben eine zuverlässige Früherkennung von okkulten Malignomen erlaubt. Allerdings sind bei positiven Ergebnissen zunächst keine Aussagen über die Entität des zugrunde liegenden Tumors möglich.
Dieses Projekt soll einen Beitrag dazu leisten, am Beispiel des Pankreas-Karzinoms (PaC) die Aussagefähigkeit der EDIM-basierten Krebsdiagnostik um Informationen zur Art des detektierten Malignoms zu erweitern. Dazu sollen Antikörper gegen zwei Marker mit einer gewissen PaC-Spezifität (CA 19.9 und MUC5AC) fluoreszenzmarkiert werden, um dann zusammen mit Antikörpern gegen Apol0 und TKTLl in permeabilisierten Monocyten zur Detektion der kombinierten allgemeinen und präferentiell PaC-assoziierten Tumormarker eingesetzt zu werden.

Promotionsstipendien II/2019

Thema: "Methamphetamin-Konsum und dessen funktionelle Auswirkungen auf das Gehirn im mesolimbischen System und Veränderungen in der Impulsivität – eine fMRT Studie"

Zusammenfassung:
Methamphetamin (MA) ist eine weltweit konsumierte Substanz, die zu Euphorie und Hypervigilanz führt und ein starkes Abhängigkeitspotential mit hohen Rückfallraten aufweist. Hinzu kommen vielseitige negative gesundheitliche und soziale Folgen. Der steigende Konsum stellt ein gegenwärtiges gesellschaftliches Problem dar. Suchtexperten gehen von 18.000 Abhängigen in Thüringen aus. Die Zahl der von der Drogenhilfe betreuten Klienten hat sich in den letzten Jahren in Thüringen verfünffacht.
Im vorliegenden Forschungsprojekt soll der Einfluss des MA-Konsums auf Veränderungen der Impulsivität und den zugrundeliegenden neuronalen Prozessen untersucht werden. Außerdem sollen die neuronale Veränderung im Verlauf nach einer qualifizierten Entzugsbehandlung untersucht werden. Hierzu werden eine „resting-state“ (Ruhezustand)-fMRT-Untersuchung und Messungen der Impulsivität an MA-Konsumenten durchgeführt. Um den Verlauf bzw. Veränderungen nach einer dreiwöchigen akuten Entzugsbehandlung beurteilen zu können, sind zwei Untersuchungszeitpunkte geplant. Der Fokus der Untersuchung wird dabei auf der funktionellen Hirnkonnektivität im Ruhezustand des dopaminproduzierenden ventralen tegmentalen Areals (VTA) und der zentral am Belohnungsverhalten beteiligten Region Ncl. accumbens (NAcc) liegen, da diesen eine wichtige Rolle bei der Entstehung und Aufrechterhaltung von Suchtverhalten zukommt.
Die Ergebnisse dieser Untersuchung sollen ein Beitrag zum besseren Verständnis des Suchtverhaltens auf neuronaler Ebene sein, um zielgerichtete Therapieansätze entwickeln zu können.

Promotionsstipendien II/2019

Thema: "Untersuchung der molekularen Mechanismen der Opioid-induzierten Toleranz klinisch
relevanter Opioide auf Analgesie und Atemdepression."

Zusammenfassung:
Morphin oder Fentanyl sind unverzichtbare Arzneistoffe in der Therapie starker Schmerzen. Ihre therapeutische Anwendung ist jedoch durch z.T. lebensbedrohliche Nebenwirkungen wie Toleranzentwicklung, Atemdepression und Obstipation stark eingeschränkt. Ziel des vorliegenden Projektantrages ist es, die molekularen Mechanismen der Opioidtoleranz klinisch relevanter Opioiden wie Methadon, Oxycodon und Sufentanil zu charakterisieren sowie die Toleranzentwicklung in der Atemdepression nach Morphin und Fentanyl aufzuklären. Die Ergebnisse dieses Projektes sind für die klinische Schmerztherapie sehr relevant und liefern einen wichtigen Beitrag zum Verständnis der Toleranzentwicklung nach Opioiden.

Promotionsstipendien II/2019

Thema: "Einfluss der Phosphoinositid-3-Kinase-γ auf die zelluläre Barrierefunktion epithelialer Zellen"

Zusammenfassung:
Phosphoinositid-3-Kinasen (PI3K) sind multifunktionelle Enzyme, von denen es verschiedene Isoformen gibt, welche sich unter anderem in Funktion, Expression und Lokalisierung unterscheiden. Beispielsweise finden sich die p110γ- und p110δ-Isoformen vermehrt in Immunzellen und sind dort in Signaltransduktionskaskaden von Entzündungs- und Immunprozessen beteiligt [3]. Nachdem sich in der Arbeitsgruppe von Prof. Huber Hinweise darauf ergeben haben, dass die p110γ-Isoform in epithelialen Zellen exprimiert wird, soll die Funktion dieser Isoform und deren Einfluss auf die zelluläre Barrierefunktion untersucht werden. Maßgeblich verantwortlich für die Funktion der epithelialen Barriere sind die Proteine der Tight Junctions (TJ) und Adherens Junctions (AJ). Im Rahmen meiner Promotionsarbeit soll der Einfluss der PI3Kγ auf die Expression und Funktion von TJ- und AJ-Proteinen untersucht werden. Zudem soll mit Hilfe physiologischer Untersuchungen die Integrität der epithelialen Barriere in An-und Abwesenheit der PI3Kγ bewertet werden. Dies soll einerseits unter basalen Bedingungen geschehen, aber auch unter Stresssituationen in Anwesenheit von Zytokinen. Hohe Zytokinspiegel verursachen bei chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen einen Zusammenbruch der epithelialen Barriere. Vermittler dieses Effekts können Vertreter der PI3-Kinasen sein [10].

Promotionsstipendien II/2019

Thema: "Charakterisierung der Hämabbau-induzierten zerebralen Mikrozirkulationsstörungen und Neuroinflammation im Mausmodell"

Zusammenfassung:
Die Mortalität von Subarachnoidalblutungen (SAB) beträgt aktuell rund 40% und wird maßgeblich durch das Auftreten sekundärer Komplikationen bestimmt. Der zerebrale Vasospasmus, eine Verkrampfung arterieller Gefäße, ist für betroffene Patienten mit SAB besonders prognoserelevant. Diese Komplikation tritt meist drei bis neun Tage nach dem Akutereignis auf und kann eine verzögerte zerebrale Ischämie induzieren. Als wichtiger Faktor in der Ätiologie von zerebralen Vasospasmen werden Hämabbauprodukte (HDP) gesehen, für die im Tiermodell eine gefäßverengende Wirkung nachgewiesen werden konnte. Allerdings sind die Pathomechanismen komplex und unzureichend verstanden. Im Hinblick auf neue Therapieoptionen sollen in diesem Projekt die Vasoaktivität der Derivate des Hämabbaus in Abhängigkeit von der NO-Verfügbarkeit im Hirnschnittmodell untersucht werden. Inwiefern HDPs eine für Hirnblutungen typische Entzündungsreaktion triggern können, dieser Frage soll in einem zweiten Teilprojekt nachgegangen werden. Diese Versuchsreihen sollen um funktionelle Messungen der kortikalen und pialen Mikrozirkulation am Mausmodell ergänzt werden.

Promotionsstipendien II/2019

Thema: "Prävalenz und Kinetik von BCR-ABL-mutierten Subklonen bei der chronischen myeloischen Leukämie unter Dasatinib- und Asciminib-Therapie"

Zusammenfassung:
Die chronische myeloische Leukämie (CML) stellt eine Modellerkrankung für Diagnostik und Therapie neoplastischer Erkrankungen dar. Die Identifikation der zytogenetischen Aberration (Philadelphia-Chromosom) mit Entstehung des BCR-ABL-Fusionsgens ermöglichten die Entwicklung der selektiven BCR-ABL-Tyrosinkinase-Inhibitoren (TKI) (z.B. Imatinib, Glivec®). Die häufigste Ursache für Therapieresistenzen stellen Punktmutationen im Bereich der BCR-ABL-Tyrosinkinase-Domäne dar. In Voruntersuchungen der Arbeitsgruppe konnte eine hohe Prävalenz an BCR-ABL mutierten Subklonen in CML-Patienten unter Nilotinib-Therapie identifiziert werden, die mit herkömmlichen Analysemethoden (z.B. Sanger-Sequenzierung) nicht nachweisbar sind. Im Rahmen des Forschungsprojekts soll die Prävalenz und Kinetik von BCR-ABL mutierten Suklonen an CML-Patienten unter Dasatinib- und Asciminib-Therapie mittels einer Next-Generation-Sequencing-Methode untersucht werden. Asciminib, ein neuer TKI der 4. Generation, hemmt im Gegensatz zu den bisherigen TKI nicht im Bereich der ATP-Bindungsstelle sondern innerhalb der Myristyl-Bindungsstelle und führt so zu einer Autoinhibition des BCR-ABL-Proteins. Es werden 60 CML-Patientenproben (Dasatinib, n=50; Asciminib n=10) vom Zeitpunkt der Diagnose bis zu 2 Jahren Therapiedauer in 3-monatlichen Abständen genetisch untersucht und mit dem molekularen Ansprechen korreliert. Die Kenntnis über die klinische Bedeutung von BCR-ABL mutierten Subklonen könnte für zukünftige klinische Studien, insbesondere auch für Absetzstudien, von wichtiger Bedeutung sein.

Promotionsstipendien II/2019

Thema: "Feind oder Freund: Bakteriophagen im fäkalen Mikrobiom-Transfer bei entzündlichen
Darmerkrankungen"

Zusammenfassung:
Die Colitis ulcerosa (CU) ist neben dem Morbus Crohn eine der Hauptformen der chronischentzündlichen Darmerkrankungen (CED). Da die CU mit einer mikrobiellen Dysbiose einhergeht, ist zu der Behandlung ein seit vielen Jahrhunderten genutzter therapeutischer Ansatz wieder in den Vordergrund der Forschung gerückt. Hierbei handelt es sich um den fäkalen Mikrobiom- Transfer (FMT). Eine überzeugende wissenschaftliche Evidenz für die Behandlung der CDI (Clostridioides difficile Infektion) mit FMT ist von van Nood und Mitarbeitern 2013 vorgelegt worden [1]. In dieser Studie wurde bei Patienten mit rezidivierender CDI das Konzept des FMT durchgeführt, was zu einer Heilung von mehr als 80% bzw. 90% geführt hat. Ein weiterer, hoch interessanter Ansatz ist die Applikation eines Hochdruckfiltrates (FMF) aus aufbereitetem Stuhlmikrobion welches ebenfalls bei Patienten mit rCDI zu einer Besserung der Krankheitssymptome, sowie zu einer Veränderung des Viroms geführt hat [2]. Vorteil dieses Konzeptes ist, dass durch verschiedene Filterprozesse in dem FMF keine vitalen Bakterien und Pilze mehr vorhanden sind, sodass sich das Filtrat vor allem aus komplexen bakteriellen Komponenten, antimikrobiellen Verbindungen bakterieller Herkunft, Metaboliten und Bakteriophagen zusammensetzt. In dieser Promotionsarbeit soll untersucht werden, wie sich das Virom/Phageom von gesunden Spendern zusammensetzt und welchen Einfluss die verschiedenen Arbeitsschritte bei der Herstellung von aufgearbeitetem Mikrobiom für einen FMT oder FMFT haben.

Promotionsstipendien II/2019

Thema: "Funktionelle Relevanz von ‚non-homologous chromosomal contacts (NHCCs)‘"

Zusammenfassung:
Interchromosomale Interaktionen sind von zentraler Bedeutung für die Organisation des Genoms und der Genregulation, jedoch bislang kaum erforscht. Inwiefern die durch eine gestörte Genomstruktur in Form von chromosomalen Aberrationen, die Kommunikation zwischen einzelnen Chromosomen und Loci miteinander verändert und damit auch die Entstehung und der Verlauf von Erkrankungen beeinflusst wird, soll im hier vorgeschlagenen Promotionsprojekt beispielhaft untersucht werden. Als Modell dienen familiär vorliegende Translokationen mit Bruchpunkten im Chromosom 12, die zu einer Relokalisation des CISTR-ACT-Lokus auf Chromosom 12 führen, und dadurch die physiologische Kommunikation mit bekannten Morphogenesegenen stören, was zu Brachydaktylie bei den Betroffenen führt. Die Untersuchungen werden mittels selbst hergestellter FISH-Sondensets und hochauflösenden mikroskopischen Techniken an Interphasekernen durchgeführt werden. Dies wird neue Einblicke ermöglichen in einen bislang kaum untersuchten Pathomechanismus, verursacht durch eine gestörte Zellkernarchitektur, sowie weitere Ergebnisse zu den generellen Prinzipien der Genomorganisation und Kommunikation zwischen Chromosomen.

Promotionsstipendien II/2019

Thema: "Untersuchung des Einflusses von ischämischen Läsionen auf die funktionelle Integrität des Reward-Systems"

Zusammenfassung:
Der ischämische Schlaganfall ist eine der häufigsten Ursachen einer erworbenen motorischen Behinderung. Jeder dritte Schlaganfallpatient leidet zudem an einer Post-Stroke-Depression (PSD), welche mit einer erhöhten Mortalität, einem stärkerem Grad der Behinderung und einer verminderten Lebensqualität (quality of life) assoziiert ist. Als Ursache dafür wird vermutet, dass strukturelle Hirnschädigungen das Belohnungssystem negativ beeinflussen, welches ein wichtiger Antrieb für unser Handeln und unsere Motivation zu Lernen ist. Hypothese der aktuellen Arbeit ist, dass strukturelle Läsionen einen messbar negativen Effekt auf die Funktionalität des Reward-Systems entfalten, auch wenn die klinischen Kriterien einer „Post- Stroke-Depression“ nicht erfüllt sind. Dieser Effekt soll weiterhin mit der altersassoziierten Veränderung der Funktionalität des Reward-Netzwerks verglichen werden. Methodisch dienen ein operant konditionierter Reward-Test im MEG und evaluierte Fragebögen zur Beurteilung der Funktionalität des Reward-Systems. Die Untersuchung erfolgt in drei Gruppen. Es werden gesunde ältere Probanden mit Schlaganfallpatienten als auch mit jungen gesunden Probanden verglichen.

Promotionsstipendien II/2019

Thema: "Schnelle Diagnostik von pathogenen „Danger"-Molekülen durch lumineszenzauslösende Hybrid-Rezeptoren"

Zusammenfassung:
Sepsis nimmt in etwa einem Viertel der Fälle einen tödlichen Verlauf. Bei Nichterkennen steigt die Sterblichkeit mit der Zeit drastisch an, weshalb eine schnelle Diagnostik bei der Behandlung entscheidend für das Überleben des Patienten ist. Eine zeitliche Verzögerung durch die derzeit gebräuchlichen Verfahren stellt hier ein entscheidendes Problem dar. Dieses Projekt will einen Beitrag zur Verbesserung dieser Situation leisten, indem es Moleküle, die charakteristischerweise bei unterschiedlichen Mikroorganismen auftreten (PAMPs: ,,pathogen associated molecular patterns") und die Toll-like Rezeptoren (TLRs) aktivieren, für eine empfindliche und schnelle Diagnostik erschließt. Hierzu sollen Hybridrezeptoren aus den ligandenbindenden Domänen von TLRs und den signalauslösenden Domänen eines Cytokinrezeptors in Reporterzellen exprimiert werden, die auf PAMP-induzierte TLR-Dimerisierung mit luminometrisch auslesbarer Luciferase­Aktivität reagieren.

Promotionsstipendien II/2019

Thema: "Einfluss der Autophagie auf den Zellzyklus und die Chemosensibilität von Prostatakarzinomzellen"

Zusammenfassung:
Der zelluläre Stoffwechselprozess der Autophagie und seine Implikationen im Hinblick auf die Therapie von Krebserkrankungen ist ein neues und hochinteressantes Forschungsgebiet. Besondere Aufmerksamkeit gebührt dabei der Tatsache, dass eine hohe Autophagie-Aktivität einerseits als protektiver Faktor der Krebsentstehung vorbeugen kann, andrerseits jedoch auch maligne Zellen vor Stress, einschließlich der Chemotherapie, zu schützen vermag [1]. In meiner Arbeit möchte ich mithilfe von verschiedenen Prostatakrebszelllinien, welche sich in ihren Autophagie-Signalwegen unterscheiden, Zusammenhänge zwischen Autophagie, Zellzyklus und Chemotherapie-Sensibilität genauer untersuchen. Um dies zu realisieren, werde ich die Zellen mit verschiedenen Wirkstoffen behandeln und die Autophagie-Aktivität, den Zelltod und den Zellzyklus messen. Zudem werde ich die Zellen nach ihrer autophagozytotischen Aktivität in Populationen mit niedriger, mittlerer sowie hoher Autophagie sortieren und diese sodann weiterkultivieren, um an ihnen Zellzyklusanalysen und Messungen zur Chemotherapie-Sensibilität durchzuführen. Ein integraler Bestandteil meiner Arbeit wird es dabei sein, einen Weg zu finden, dieses bisher an nicht-adhärenten Zellen etablierte Verfahren an den adhärenten Prostatakarzinomzellen umzusetzen.

Promotionsstipendien II/2019

Thema: "Stereotaktische Strahlentherapie primärer und sekundärer Lebermalignome. Klinischer Outcome und Korrelation der Bestrahlungsparameter mit der Leberfunktion "

Zusammenfassung:
Für Patienten mit primären oder sekundären Lebermalignomen stehen mehrere lokaltherapeutische Verfahren zur Verfügung unter anderem eine Operation und lokal interventionelle Verfahren wie die Radiofrequenzablation (RFA) und die transarterielle Chemoembolisation (T ACE) oder die stereotaktische Strahlentherapie (SBRT). Da vornehmlich die RFA und TAGE tumorbedingt limitiert sind beispielsweise durch Größe, Lage oder Vaskularisation des Tumors, gewinnt die SBRT zunehmend an Bedeutung in der Behandlung von Lebermalignomen. Diese ermöglicht die hochpräzise Bestrahlung der Tumorvolumina mit hohen (ablativen) Bestrahlungsdosen unter Schonung des umliegenden Lebergewebes unter anderem durch einen sehr steilen Dosisgradienten. Die Leber von Patienten mit entsprechenden Malignomen ist allerdings häufig vorgeschädigt, unter anderem durch Noxen wie Alkohol, die die Entstehung primärer Lebermalignome begünstigen. Bei Patienten mit sekundären Lebermalignomen kann die Leberfunktion durch Zytostatika beeinträchtigt sein. Während für die Leberteilresektion präzise Funktionskriterien neben Volumenkriterien existieren, die die Resektabilität beschreiben, ist dies für die SBRT nicht der Fall. Da bisher die Nebenwirkungsrate nur unzureichend erforscht ist und unerwünschte Wirkungen uneinheitlich erfasst werden, soll mit dieser Arbeit evaluiert werden, wie genau Nebenwirkungen zu erfassen sind und ob es prädiktive Parameter gibt, die eine erhöhte Toxizität vorhersagen.

Promotionsstipendien II/2019

Thema: "Identifikation eines Markersets zur nicht-invasiven Diagnostik des Urothelkarzinoms der Harnblase, basierend auf genomweiter Methylierungsanalysen des Urinsediments"

Zusammenfassung:
Jährlich wird bei etwa 30.000 Menschen in Deutschland ein Harnblasenkarzinom neu diagnostiziert. Dabei ist die mit Abstand häufigste Manifestationsform das nicht muskelinvasive Harnblasenkarzinom (NMIBC), welches eine hohes Rezidiv- und Progressionsrisiko aufweist. Bisher sind etablierte Verfahren zur nicht-invasiven Urindiagnostik nicht sensitiv oder spezifisch genug, als dass sie invasive diagnostische Verfahren wie die Zystoskopie oder die diagnostische TURB vollständig ablösen könnten. Molekulare Marker auf Basis der DNA-Methylierung sind bereits bei einigen Tumorentitäten, wie dem Zervixkarzinom und dem Kolonkarzinom etabliert. Jedoch gibt es derzeit noch keinerlei klinische Anwendung solcher Marker beim NMIBC, obwohl diese in der Literatur bereits hinreichend beschrieben sind. Das Ziel meiner Promotionsarbeit ist, mithilfe von genomweiten Methylierungsanalysen des Urinsediments, ein Markerset zur nicht-invasiven Diagnostik des NMIBC zu identifizieren, um damit in Zukunft die Erstdiagnose und Nachsorge so gering invasiv wie möglich zu halten.

Promotionsstipendien II/2019

Thema: "Untersuchung der zerebralen Oszillationen als Marker des motorischen  Sequenzlernens mittels Magnetenzephalographie (MEG) beim gesunden Älteren"

Zusammenfassung:
Motorisches Sequenzlernen ist nicht nur beim Gesunden von alltäglicher Bedeutung für das Erternen neuer motorischer Fähigkeiten sondern hat auch eine starke klinische Bedeutung für · die Wiederherstellung motorischer Funktionen nach Hirnfunktionsstörungen, bspw. nach einem Schlaganfall. Es ist hrnreichend bekannt und beim jungen, gesunden Menschen gut untersucht, dass das Sequenzfernen in verschiedenen zeitlichen Phasen abläuft. Bisherige Untersuchungen stützen sich vor allem auf fMRT (funktionelle MRT) bzw. PET Verfahren, welche zwar eine gute räumliche, jedoch eine eingeschränkte zeitliche Auflösung für dynamische Lernprozesse besitzen. Des Weiteren fehlt es an Untersuchungen zur Altersabhängigkeit, welche als Grundlage für . di& Etfor.schung .alteraassazüerter .Eooankungen wie z.B. dem Schlaganfall von essentieller Bedeutung sind. Ziel des geplanten Projektes ist daher die Untersuchung der zeitlichen Dynamik zerebraler Oszillationen in den verschiedenen Lernstadien des motorischen Sequenzfernens beim gesunden Älteren mittels Magnetenzephalographie (MEG) als neurophysiologischer Marker der motorischen Lernfähigkeit. Wichtige Fragen hierbei sind, ob die behaviorale Einteilung in eine Akquisitionsptrase, eine Konsolidierungsphase und eine Retentionsphase auch beim Älteren ein entsprechendes Korrelat auf neuronaler Ebene findet und ob diese Unterteilung vergleichbar zu jungen Menschen besteht. Weiterhin wollen wir untersuchen, ob es neuronale Marker gibt, die den Übergang vori einer Lernphase in die Nächste ankündigen oder ob es sich um einen linearen stufenlosen Übergang handelt. Die hier erhobenen Ergebnisse sollen insbesondere auch als Grundlage für weiterführende Untersuchungen beim Schlaganfallpatienten dienen. 

Promotionsstipendium I/2019

Thema "Charakterisierung der Beteiligung von Tribbles 1 an der Platinsensitivität von
Ovarialkarzinomen"

Zusammenfassung:
Ovarialkarzinome weisen eine generell schlechte Prognose auf, die oftmals durch eine auftretende Therapieresistenz gegenüber der Platin-haltigen Standardchemotherapie bedingt ist. Jedoch sind für den Großteil der Patientinnen keine prädiktiven Marker verfügbar. Des Weiteren sind die Resistenzmechanismen gegenüber Platin nur unvollständig verstanden. Unsere Arbeitsgruppe konnte Trib2 als Mediator von Chemosensitivität identifizieren und ist sowohl an der vollständigen Aufklärung dessen Wirkungsweise, als auch an der Untersuchung der weiteren Familienmitglieder der tribbles Proteinfamilie interessiert. Trib-Proteine sind Pseudokinasen und fungieren als Adaptorproteine für die Aktivierung des MAPK-pathways und für die gezielte Ubiquitin-vermittelte Proteindegradation. Trib1 zeigt, wie Trib2 eine Cisplatin- und Resistenzabhängige Expression in Zelllinien und eine hohe Expression in Biopsieproben ist mit einer klinischen Sensitivität und besseren Prognose
assoziiert. Somit sind die Ziele des Projektes (i) die funktionelle Untersuchung der Beteiligung von Trib1 an der Platinsensitivität in zu erstellenden, geeigneten Zellkulturmodellen, (ii) die Identifikation des Mechanismus über den Trib1 beteiligt ist und (iii)
die Untersuchung der Trib1 Repression in resistenten Zellen.

Promotionsstipendien I/2019

Thema: "Metabolische Untersuchung des Einflusses spezieller Fettsäuren auf den alveolären Knochenverlust bei Parodontitis"

Zusammenfassung:
Das vorliegende Forschungsprojekt soll die Auswirkungen verschiedener Fettsäuren in der Ernährung auf das Fortschreiten und die Etablierung einer Parodontitis untersuchen. Dabei wird insbesondere das Ausmaß des Parodontitis-bedingten Knochenabbaus unter Einfluss der Fettsäuren Palmitin- und Ölsäure lokal und systemisch in vivo und gleichzeitig weiterführend auf molekularer Ebene in vitro analysiert werden. Anders als bei den bereits zuvor durchgeführten Studien der Forschungsgruppe werden in der vorliegenden Studie normalgewichtige Mäuse untersucht. Mittels dieses Modells sollen die Sekundärauswirkungen des Übergewichtes (z. B. Diabetes mellitus, kardiovaskuläre Erkrankungen) ausgeklammert und die Auswirkungen verschiedener Fette auf den gesunden und parodontal erkrankten Organismus isoliert betrachtet werden.

Das ermittelte Wissen soll dazu beitragen, ein besseres Verständnis über den Zusammenhang von unterschiedlich gesättigten Fetten zur Parodontitis zu entwickeln um auf dieser Basis präventive Maßnahmen hinsichtlich des Knochenverlusts generieren zu können.

Promotionsstipendien I/2019

Thema: "Untersuchung der Durchführbarkeit (“feasibility“) eines kognitiven computerisierten Trainings an Patienten mit Mild Cognitive Impairment (MCI)"

Zusammenfassung:
Die leichte kognitive Einschränkung („Mild Cognitive Impairment“) wird im ICD-10 als eine Störung definiert, die durch (selbst- oder fremd-berichtete) Gedächtnisstörungen, Lernschwierigkeiten und verminderte Fähigkeit der
längeren Konzentration charakterisiert ist. Alltagsfunktionen sind dabei zwar noch nicht schwerwiegend eingeschränkt und die Kriterien einer Demenz nach DSM-IV noch nicht vorliegend, das Risiko für das Fortschreiten zu einer Alzheimer- Demenz liegt jedoch bei ca. 10-15% pro Jahr. Meist tritt dies bereits in den ersten Jahren nach der Diagnosestellung „MCI“ ein. Jeder dritte Mensch über 90 Jahren ist momentan von einer Alzheimer - Demenz betroffen [1]. Um dieser Entwicklung entgegen zu wirken, wurden in den letzten Jahren eine Vielzahl kognitiver Trainingsprogramme entwickelt, die nun im Hinblick ihrer Effekte auf kognitive Funktionen Objekt zahlreicher Studien sind. Dabei gilt es, nicht nur den Effekt dieser Programme zu untersuchen, sondern auch zu evaluieren, inwiefern sich diese Form der möglichen Sekundärprävention für Menschen mit leichten kognitiven Beeinträchtigungen als Therapie eignet und wie gut sie auf diese Patientengruppe angewendet werden kann.

Promotionsstipendien I/2019

Thema: "Der Einfluss von Leptin auf eine Influenza A Virus Infektion im murinen Adipositasmodel"

Zusammenfassung:
Respiratorische Infektionen sind als Hauptauslöser einer Sepsis mit einer hohen Mortalitäts- und Morbiditätsrate verbunden. Bei der Influenza A Virus-Pandemie im Jahr 2009 hat sich gezeigt, dass eine bestehende Adipositas zu einer erhöhten Morbidität und Mortalität führt. Genauere Untersuchungen konnten zeigen, dass die reduzierte Immunantwort mit einer verminderten Leptinsensitivität einhergeht. Dieser Mechanismus ist abhängig von Leptinrezeptoren, welche bspw. auf Endothelzellen und Makrophagen exprimiert werden. Leptin ist ein Hormon, das hauptsächlich von Adipozyten produziert wird. Da die Leptin vermittelten Wirkmechanismen im Rahmen einer Influenza Virus Infektion weitgehend unbekannt sind, soll im Rahmen dieser Arbeit untersucht werden, welchen Einfluss Leptin auf eine Influenza Virus Infektion hat.

Promotionsstipendien I/2019

Thema: "Validation of the OCS-Plus in comparison to the MoCA in patients with Mild Cognitive Impairment (MCI) in an ambulant setting"

Zusammenfassung:
Dementia is one of the leading neurological diseases having a strong impact on national health systems and the individual patient. It is therefore important to recognize and treat dementia as early as possible. Mild cognitive impairment (MCI) is a risk factor of dementia. It is characterized by subjective and objective cognitive deficits without having restrictions in daily life activities. Mild dementia is also defined by cognitive impairment, but in contrast to MCI, patients with mild dementia have difficulties in performing daily life activities. Since MCI and mild dementia have an increased risk for further cognitive decay, a rapid diagnosis and thus the differentiation from other neurological disorders is essential. There are also different specific cognitive domains potentially affected by MCI and mild dementia, and it would be of great interest to have access to reliable tests for the differential diagnosis. [1]

Promotionsstipendien I/2019

Thema: "Wirkung von Autophagieaktivatoren und -inhibitoren auf die Chemosensibilität von akuten myeloischen Leukämiezellen"

Zusammenfassung
Bei der Therapie der puerilen akuten myeloischen Leukämie (AML) zeigt sich dank beachtlicher Behandlungsoptimierungen der letzten Jahrzehnte eine deutlich verbesserte Überlebenschance für die betroffenen Kinder. Nichtsdestoweniger weist sie im Vergleich zur akuten lymphatischen Leukämie (ALL) eine nach wie vor weit schlechtere Prognose auf. Insbesondere Rezidive und Therapieresistenzen stellen auch unsere moderne Medizin noch immer vor große Herausforderungen. Ein erfolgsversprechender Ansatz in der Auseinandersetzung mit diesen Problemen könnte in der Modulation der tumorzellulären Autophagie liegen. An zahlreichen Prozessen innerhalb eukaryotischer Zellen beteiligt, hat die Autophagie einen erheblichen Einfluss auf das zelluläre Gleichgewicht und den Zelltod. Zahlreiche Studien legen nahe, dass von ihr, je nach zellulärem Kontext, ein zytoprotektiver oder zytotoxischer Effekt auf Krebszellen ausgeht. Welche Art der Intervention, ob Aktivierung oder Inhibition der Autophagie, die erfolgreichere sein könnte, muss also für jede Tumorentität individuell geprüft werden. In meiner Promotionsarbeit möchte ich daher erforschen, ob die Aktivierung oder die Inhibierung der Autophagieaktivität die Wirkung
ausgewählter Zytostatika auf AML-Zellen verstärken könnte.

Promotionsstipendien I/2019

Thema: "Einfluss intrinsischer und extrinsischer Ausdauerkapazität auf die mitochondriale Funktion während der Entwicklung einer Herzinsuffizienz"

Zusammenfassung
Die Herzinsuffizienz gehört zu den Haupterkrankungen der westlichen Welt. In Deutschland ist es die dritthäufigste Todesursache mit einer Fünf-Jahressterblichkeit nach Diagnosestellung von 50% [1]. Dabei gelten eine hohe körperliche Leistungsfähigkeit und Ausdauertraining als kardioprotektiv und führen bei Erkrankten zu einer Verbesserung der Herzfunktion und des Überlebens. Herzinsuffizienz und körperliche Leistungsfähigkeit sind eng mit der Funktion von Mitochondrien verbunden. Doch die körperliche Leistungsfähigkeit setzt sich aus einer intrinsischen (genetisch bedingten) und einer extrinsischen (erworbenen) Komponente zusammen. Diese lässt sich mit einem Rattenmodell gegensätzlicher genetisch bedingter körperlicher Leistungsfähigkeit untersuchen. Es gibt Ratten mit hoher aerober Ausdauerkapazität (high capacity runners – HCR) und niedriger aerober Ausdauerkapazität (low capacity runners – LCR). In dieser Arbeit soll nun mit Hilfe dieses Modells der Einfluss intrinsischer und extrinsischer Ausdauerkapazität auf die Herz- und Mitochondrienfunktion während der Herzinsuffizienzentwicklung untersucht werden. Dieses Projekt liefert wichtige Ergebnisse über die mögliche Anwendung von Ausdauertraining als Präventions- und Therapiemöglichkeit bei Patienten mit entstehender Herzinsuffizienz.

Promotionsstipendien I/2019

Thema: "Oxidative Damage in Heart and Skeletal Muscles in the context of Aging, lntrinsic Exercise Capacity and Gender (An Experimental Rat Model)."

Zusammenfassung
Background: With the rapidly changing distribution of age now occurring at this stage of human evolution, it is becoming increasingly important that we develop a deeper understanding of aging and its impacts on our health. Several theories have been proposed to explain the cause of 'aging'; however, the factors that affect this complex process are still poorly understood. Of these theories, the accumulation of oxidative damage over time is among the most accepted. Many studies revealed intrinsic exercise capacity as a predicting factor capable of modifying aging phenotypes in heart and skeletal muscles through different mechanisms related to mitochondrial biogenesis and its consequent oxidative status, thus leading to higher life expectancy.
Objective: This study aims to investigate the oxidative damage in the heart and skeletal muscles in 2 lines of selectively bred rats: HCRs (High Capacity Runners) and LCRs (Lew Capacity unners) in the context of their age, intrinsic exercise capacity, and gender .
Methods: Heart and skeletal muscles are investigated in 8 different groups with 8-10 samples per group (HCRs vs LCRs ; Old vs Young ; Females vs Males). Oxidative damage will be examined through the investigation of some biomarkers related to the oxidative status on one hand (lipid peroxidation product HNE, and protein carbonylation), and the antioxidant status on the other hand (antioxidant enzymes: superoxide dismutase SOD, catalase CAT and glutathione peroxidase GPx).

Promotionsstipendien I/2019

Thema: "Vitamin A als Modulator der Candida albicans-induzierten NADPH-Oxidase Aktivierung in
humanen Neutrophilen."

Zusammenfassung
Candida albicans Infektionen sind eine häufige Ursache für nosokomiale Infektionen der Blutbahn. Die Bildung reaktiver Sauerstoffspezies durch den Multienzymkomplex NADPHOxidase neutrophiler Granulozyten gilt als zentraler Killing-Mechanismus in der C. albicans Infektion. In anderen Studien und Vorarbeiten meiner Arbeitsgruppe konnte bereits gezeigt werden, dass atRA (der aktive Metabolit von Vitamin A) ein starkes immunmodulatorisches Potenzial während der Candida-infektion besitzt. Im Zuge dieser Promotionsarbeit soll nun der Effekt von Vitamin A auf die Aktivierung der NADPH-Oxidase neutrophiler Granulozyten in der C. albicans Infektion, sowohl auf transkriptioneller- und Protein-, wie auch auf funktioneller-Ebene untersucht werden. Dazu werden wir mit RNA-Amplifizierung- Sequenzierung (RNA-Ampli-Seq), Real Time Quantitative PCR (RT-qPCR) und Western Blot arbeiten, um die vermuteten Effekte auf transkriptioneller-, sowie Proteinebene nachzuweisen, als auch mit Oxidative-Burst (durch reaktive Sauerstoffverbindungen (ROS)) – Messungen und Killing Assays für einen Nachweis auf funktioneller Ebene. Neben ausgereiften primären Zellen werden wir den Effekt auch anhand eines Zellmodels (HL60) untersuchen, welches wir mittels DMSO und atRA zur Differenzierung anregen.

Promotionsstipendien I/2019

Thema: "Einfluss der Prostataarterienembolisation (PAE) auf verschiedene Qualitäten von Miktionsbeschwerden"

Zusammenfassung
Bei meiner Arbeit handelt es sich um eine Analyse zur Klärung in welchem Maße Patienten mit irritativen und obstruktiven Miktionsbeschwerden von dem Eingriff der Prostataarterienembolisation (PAE) bei BPH profitieren. Dies soll genutzt werden, um die Patientenauswahl gezielter zu treffen und die Patienten über einen möglichen Nutzen, je nach vorbestehender Symptomatik, besser aufklären zu können. Bei der PAE handelt es sich um ein radiologisch interventionelles Verfahren: Durch eine Schleuse in der Leiste wird ein Angiographiekatheter eingeführt und mittels Kontrastmittel die Aa. prostaticae dargestellt und anschließend mit einem Embolisat verschlossen. Dadurch ist die Hauptblutzufuhr verschlossen und in den kommenden Wochen verkleinert sich das Prostatavolumen. Somit stellt dieses Verfahren eine gute minimalinvasive Alternative zum bisherigen Goldstandard der transurethralen Prostataresektion (TURP), insbesondere für ältere komorbide Patienten, dar. Unklar ist, in welchem Maße Patienten mit verschiedenen Qualitäten von Miktionsbeschwerden profitieren, was mit dieser Arbeit untersucht werden soll.

Promotionsstipendien I/2019

Thema: "Modulation der Immunantwort von bronchialen Epithelzellen auf Moraxella catarrhalis und non-typable Haemophilus influenzae durch kurzkettige Fettsäuren und Rezeptoren der CEACAM-Familie"

Zusammenfassung
Kurzkettige Fettsäuren produziert von fermentierenden Bakterien im Darm können in hohen Konzentrationen in der Zirkulation auftreten und Immunantworten in entfernten Organen, wie z.B. der Lunge, modulieren. Während inhibierende Effekte der kurzkettigen Fettsäuren auf Immunreaktionen von Leukozytenpopulationen recht gut untersucht sind, ist die Wirkung auf das Bronchialepithel während bakterieller Infektionen gänzlich unerforscht. Im hier dargestellten Promotionsvorhaben soll eine immunmodulierende Funktion kurzkettiger Fettsäuren auf bronchiale Epithelzellen nach Infektion mit Moraxella catarrhalis und nontypable Haemophilus influenzae in Zellkulturuntersuchungen gezeigt werden. Hierzu soll die inflammatorische Antwort der Zellen auf transkriptioneller (qPCR) und Proteinebene (ELISA und globale proteomische Sekretomanalysen) erfasst werden. Es soll ferner untersucht werden, ob kurzkettige Fettsäuren die Adhäsion und Invasion der Bakterien beeinflussen. Zusätzlich soll die die Rolle der Interaktion spezifischer Bakterienoberflächenproteine mit CEACAM-Rezeptoren der Epithelzellen auf die Immunantwort des Bronchialepithels untersucht werden.

Promotionsstipendien I/2019

Thema: "Antineoplastische Wirkung der Kombinationstherapie mit Inhibitoren von Histondeacetylasen und der Poly(ADP-ribose)-Polymerase-1 in Ewing-Sarkomzellen in Abhängigkeit des p53- Status"

Zusammenfassung
Das Ewing-Sarkom (ES) ist ein primärer maligner Knochentumor im Kindes- und Jugendalter. Seine Prognose ist nach wie vor schlecht und im Falle von Metastasen oder Rezidiven liegt die Überlebenswahrscheinlichkeit bei unter 40 %. In den vergangenen 15 Jahren wurden praktisch keine Therapieverbesserungen mehr erzielt, was die Identifizierung neuer Behandlungsstrategien nahelegt. Aussichtsreich scheinen zwei Wirkstoffklassen: die Inhibitoren der Poly(ADP-ribose)-Polymerase-1 (PARP1) und die von Histondeacetylasen (HDAC). Die PARP1 ist direkt an der Reparatur von DNA-Einzelstrangbrüchen beteiligt. Ihre Inhibierung führt zu erhöhter Wahrscheinlichkeit irreparabler DNA-Schäden und damit zum Absterben der Zelle; ein Prinzip welches schon bei BRCA1/2-mutiertem Brustkrebs genutzt wird. HDAC sind Enzyme, die in die zelluläre Epigenetik eingreifen und dadurch unter anderem die DNA-Reparaturantwort beeinflussen. Ihre Hemmung kann potentiell den Effekt DNA-schädigender Wirkstoffe noch verstärken. In meiner Dissertation soll untersucht werden, ob sich der kombinierte Einsatz von PARP1- und HDAC-Inhibitoren zur Therapie des ES eignen könnte. Die Verwendung von ES-Zelllinien mit unterschiedlichem p53-Status soll dabei die Frage klären, ob die Kombinationswirkung von funktionellem p53 abhängt.

Promotionsstipendien II/2018

Thema: Wie erlernt man chirurgische Fertigkeiten – Talent oder Konzepte?

Inhalt:

Die Chirurgie ist ein obligater Bestandteil jedes Medizinstudiums. Spätestens im praktischen Jahr wird das Beherrschen von Basisfertigkeiten vorausgesetzt.
Die vorgestellte Arbeit befasst sich mit dem Erlernen dieser chirurgischen Basisfertigkeiten. Es soll ermittelt werden, welche Parameter die Fehlerhäufigkeit im Lernprozess beeinflussen. Untersucht wird (1) der Zusammenhang zwischen koordinativen Fähigkeiten der Teilnehmer und der Durchführungsqualität (Fehlerart und -häufigkeit) sowie (2) der Einfluss einer spezifischen Schulung zur Fehlersensibilisierung auf das Auftreten dieser Fehler. Die Daten werden im Rahmen eines Blockpraktikums der AG Dahmen erhoben.
Zur Ermittlung immanenter Fähigkeiten wird ein Koordinationstest (Motorische Leistungsserie) durchgeführt. Zur Bestimmung der Durchführungsqualität wird die Performanz der Teilnehmer bei der Durchführung einer chirurgischen Übung nach Abschluss einer Lehrintervention bewertet. Dies erfolgt mithilfe eines Scores nach Vorbild des OSATS („Objective Structured Assessment of Technical Skills“).
Zur Steigerung der Fehlersensibilisierung soll ein eLearning Lehrmodul entwickelt werden. Es wird überprüft, ob diese Schulung die Fehlerhäufigkeit senkt und die Teilnehmer einen Nutzen für die Selbstbeurteilung ihrer Videos hieraus ableiten können.

Promotionsstipendien II/2018

Thema: "Identifizierung und Charakterisierung von CEACAM-Rezep tor-Liganden auf Candida albicans"

Inhalt:

Mitglieder der CEACAM-Familie sind immun-regulatorische Rezeptoren für den human­ pathogenen Pilz Candida albicans. Insbesondere CEACAM1 und CEACAM6 spielen eine wichtige Rolle in der mucosalen Immunreaktion auf C. albicans. Bis heute ist jedoch der Ligand der CEACAM-Rezeptoren auf der Candida-Zellwalloberfläche nicht bekannt. Durch das hier beantragte Projekt sollen zunächst Liganden-Kandidaten für humanes CEACAM1 und humanes CEACAM6 via Massenspektrometr ie identifiziert werden. Dazu soll jewei ls rekombinantes CEACAM-Protein kovalent an eine Säule gebunden werden. Anschließend werden Candida-Zellwall-Proteine aus enzymatischen Präparationen darüber gegeben. Spezifisch an CEACAM1 und CEACAM6 gebundene Proteine werden anschließend via LC-MS-MS identifiziert. Als Negativkontrolle wird rekombinantes CEACAM8, welches keine Bindung an Candida zeigt, mitgeführt. Sind potentielle Liganden gefunden worden, werden die jewe iligen Interaktionen mit CEACAM1 und CEACAM6 durch alternativen Methoden verifiziert, wie z.B. Bindungsanalysen mit Candida-Deletionsmutanten, und die biologische Funktion der Bindung in Zellmodellen charakterisiert.

Promotionsstipendien II/2018

Thema: "Telepathologische Beurteilung von intraoperativen Schnellschnitten in der Explantationsdiagnostik bei Organentnahmen"

Inhalt:

Die telepathologische Schnellschnitt (SS) – Diagnostik ist bisher in Deutschland nicht als Standard etabliert, wird aber dringend benötigt, z.B. in der Explantationsdiagnostik bei Organentnahmen. Im Rahmen der Organentnahmen werden in rund einem Drittel der Fälle Schnellschnitte angefordert um die Organqualität zu beurteilen bzw. suspekte Befunde abzuklären.
Im Gegensatz zu Chirurgie gibt es in der Pathologie kein Curriculum, welches auf diese speziellen
Anforderungen vorbereitet [1]. Deshalb wurden in dieser Arbeit die folgenden Zielstellungen gesetzt. Das erste Ziel dieser Arbeit
ist die Evaluation der telepathologischen bildbasierten SS-Diagnostik. Dazu soll die Gleichwertigkeit des mikroskop-basierten und des bild-basierten Verfahrens nachgewiesen und anschließend die möglichen Vorteile der Telepathologie für die Explantdiagnostik untersucht werden.
Das zweite Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung eines internetbasierten Lernmoduls. Dazu werden repräsentative Präparate ausgewählt, digitalisiert und entsprechend der geforderten Vorgaben befundet. Der Nutzer ist gefordert die Bilder online aufzurufen, den Befund zu erstellen und sein Ergebnis mit dem kommentierten Musterbefund zu vergleichen. Am Ende hat der Nutzer die Option einer Lernstandskontrolle mit anschließender automatisierter Auswertung. Durch die Untersuchung des potentiellen Nutzens des telepathologischen Verfahrens möchten wir die Etablierung der SS-Diagnostik im Rahmen von Explantationen unterstützen. Mit dem Lernmodul möchten wir Pathologen eine Möglichkeit zur spezifischen Vorbereitung auf das Befundspektrum der Spenderbiopsien anbieten.

Promotionsstipendien II/2018

Thema: "Die Funktion von Cyclin D2 für Proliferation und Erhaltung des adulte neuralen Stammzellpools"

Inhalt:

Adulte neurale Stammzellen bilden die Grundlage lebenslanger Plastizität des Hippocampus, indem sie kontinuierlich neue Neurone hervorbringen. Dieser hochdynamische Prozess wird durch ein komplexes Zusammenspiel extrinsischer und intrinsischer Faktoren gesteuert. Störungen der adulten Neurogenese führen zu kognitiven Beeinträchtigungen und tragen zur Ätiologie von Hirnpathologien bei. Auch im Alter nimmt die adulte Neurogenese stark ab, vermutlich durch den Verlust neuraler Stammzellen. Die Ursachen hierfür sind bislang ungeklärt. In früheren Studien konnte unsere Arbeitsgruppe zeigen, dass der Zellzyklusregulator Cyclin D2 das einzige D-Cyclin adulter hippocampaler Stammzellen ist. Vorarbeiten an D2 Knockout-Mäusen lieferten darüber hinaus Hinweise auf elementare Funktionen von D2 für die Genese des adulten Stammzellpools. Ziel des beantragten Projektes ist es, die spezifischen Funktionen von D2 für Proliferation und Erhalt der adulten hippocampalen Stammzellen aufzuklären. Hierfür sind in vivo und in vitro-Untersuchungen an einem eigens entwickelten konditionalen Mausmodell geplant, welches eine spatiotemporal definierte Deletion von D2 in neuralen Stammzellen erlaubt. Darüber sollen auch die Mechanismen des altersbedingten Verlustes des adulten Stammzellpools aufgeklärt werden.

Promotionsstipendien II/2018

Thema: "Evaluierung von Drug Delivery Systemen zur Behandlung einer S. aureus Osteomyelitis in vitro und in vivo"

Inhalt:

Die RANK/RANKL-Bindung ist nach neuen Erkenntnissen der osteoimmunologischen Forschung wichtiger Bestandteil der Pathogenese entzündlicher Knochenerkrankungen, und eine der Hauptursachen, für die mit diesen Erkrankungen einhergehenden osteolytischen Veränderungen des Knochens. Damit stellt sie ein attraktiver Angriffspunkt für die Entwicklung neuer therapeutischer Ansätze zur Behandlung einer S. aureus Osteomyelitis dar.
Ziel der Arbeit ist, die von mir bereits erfolgreich etablierte in vitro Methode, die RANK-Expression mittels Polyethylenimin (PEI) gecoateter Si-RNA gegen RANK in ausgereiften und differenzierten Knochenmarkszellen zu supprimieren, fortzuführen, um schließlich ein Drug Delivery System aus PEI-gecoateter Si-RNA mit aktivem Knochentarget und zusätzlicher Fluorezenzmarkierung zu entwickeln. In der Vergangenheit wurde PEI bereits erfolgreich in anderen Modellen, insbesondere in der Tumorforschung, als Drug-Delivery-System eingesetzt, und Erfolge in der therapeutischen Nutzung von Si-RNA konnten bereits erzielt werden. Meine Arbeit soll diese Verfahren auf das, in der Arbeitsgruppe bereits etablierte (und von ihr entwickelte) murine Modell der S. aureus Osteomyelitis übertragen und klären, ob PEI-gekoppelte si-RNA gegen RANK ein möglicher Behandlungsansatz bei Osteomyelitis darstellt.

Promotionsstipendien II/2018

Thema: "Identifikation funktioneller Domänen in P2X-Rezeptoren"

Inhalt:

Die durch extrazelluläres ATP aktivierbaren ionotropen P2X-Rezeptoren sind u.a. bei der Vermittlung von Schmerz- und Entzündungsprozessen involviert. Die Membranrezeptoren assemblieren sich aus sieben Untereinheiten als Homo- oder Heterotrimere und zeigen in ihrer Funktion eine deutliche Heterogenität. So sind zum Beispiel P2X1- und P2X3-Rezeptoren durch niedrige mikromolare ATP-Konzentrationen im Submillisekunden-Bereich aktivierbar. Weiterhin gehen sie bei längerer Anwesenheit des Liganden in einen desensitisierten nicht aktivierbaren Zustand über. P2X7-Rezeptoren werden hingegen erst bei submillimolaren ATP-Konzentrationen mit einer verlangsamten Kinetik aktiviert. Die längere Anwesenheit von ATP führt zu einer Sensibilisierung des Kanals und womöglich zu einem Übergang in einen dilatierten Zustand mit verminderter Ionenselektivität. Im Rahmen der experimentellen Arbeit sollen Struktur-Funktionsbeziehungen von P2X-Rezeptoren erarbeitet werden. Dazu werden ein Set von Chimären aus P2X1 – und P2X7-Rezeptoren stabil in HEK293-Zellen exprimiert und mithilfe der Patch-Clamp-Technik und mikroskopischen Techniken hinsichtlich ATP-Sensitivität, Aktivierungskinetik und Porendilatation charakterisiert.

Promotionsstipendien II/2018

Thema: "Zelluläre DNA-Reparaturmechanismen in virusinfizierten Zellen: Bedeutung und Funktion des Proteins PR130 während der Replikation von Herpes-simplex-Virus Typ 1 (HSV-1)."

Inhalt:

Eukaryontische Zellen verfügen über umfangreiche DNA-Reparaturmechanismen. Mangel an Nukleotiden, DNA-Schäden sowie virale Infektionen induzieren die Aktivierung von Checkpoint-Kinasen (CHKs). Diese induzieren eine komplexe Stressantwort, die das Schicksal der Zelle entscheidend beeinflusst. Neue Untersuchung zeigen, dass die Aktivität von CHKs durch epigenetische
Regulatoren aus der Familie der Klasse I Histon-Deacetylasen (HDACs) aufrechterhalten wird. Dagegen ist der trimere Phosphatase PP2A Komplex an der Inaktivierung der CHKs beteiligt. PR130, als regulatorische Untereinheit von PP2A, moduliert die Dephosphorylierung bestimmter CHKs und beeinflusst die Kontrolle des Zellzyklus. Das humane Herpessimplex-
Virus Typ 1 (HSV-1) vermehrt sich im Zellkern. Somit sind enge Wechselwirkungen zwischen viraler DNA-Replikation und zellulären DNA-Reparaturmechanismen zu erwarten. Infektionen mit HSV-1, die bei Patienten unter Immunsuppression, im Verlauf septischer Ereignisse oder altersbedingt reaktiviert werden können, sind mit einer gesteigerten Mortalität und Morbidität verbunden. Zur Therapie sind effektive Virostatika verfügbar, deren Verwendung jedoch zunehmend durch die Entstehung resistenter Virusvarianten eingeschränkt ist. Daraus ergibt sich die medizinische Notwendigkeit, neue Therapiestrategien zu entwickeln, die z. B. auf der Modulation wirtseigener Prozesse beruhen. Vorarbeiten belegen, dass die Aktivität von PR130 hemmend auf die Virusinfektion wirkt. Im Forschungsvorhaben soll deshalb der Einfluss zellulärer DNA-Reparatur-mechanismen auf die HSV-1 Replikation untersucht werden.

Promotionsstipendien II/2018

Thema: "Funktionelle Charakterisierung von Nexilin in Epithelien"

Inhalt:

Nexilin ist ein F-Aktin-bindendes Protein, das hohe Expressionsraten im Herz- und Skelettmuskel sowie in der Plazenta und im Hoden aufweist. Bisher ist die Funktion von Nexilin in Myozyten noch nicht hinreichend geklärt. Es konnte aber gezeigt werden, dass Nexilin eine wesentliche Rolle für die Integrität des Zytoskeletts und des Sarkomers spielt. Untersuchungen an Patienten mit Kardiomyopathien zeigten, dass Mutationen im Gen für Nexilin mit dilatativer Kardiomyopathie assoziiert sind. Des Weiteren führt die Abwesenheit von Nexilin in Gen-defizienten Mäusen binnen weniger Tage zum Tod der Tiere aufgrund
einer dilatativen Kardiomyopathie (Aherrahrou et al., 2016) Basierend auf der Interaktion mit F-Aktin wird vermutet, dass Nexilin auch eine Rolle in der Ausbildung und Regulation von Zell-Zell-Verbindungen in epithelialen Strukturen spielt. Ziel
meiner Promotionsarbeit soll es sein, Nexilin als Strukturprotein in epithelialen Zellen nachzuweisen und seine dortige Funktion näher zu untersuchen. Dafür sollen die Expression, Lokalisation, potentielle Interaktionspartner sowie die physiologische Funktion des Epithels in An- und Abwesenheit von Nexilin genauer untersucht werden.

Promotionsstipendien II/2018

Thema: "Vergleichende Evaluierung der antineoplastischen Wirkung der Inhibition der Polo-like-Kinase 4 in Ewing-Sarkom-Zellen mit mutiertem p53 und Wildtyp-p53"

Inhalt:

Das Ewing-Sarkom (ES) hat unter den Tumoren im Kindes- und Jugendalter eine der schlechtesten Prognosen, vor allem im Falle von Metastasen oder Rezidiven liegt die Überlebenswahrscheinlichkeit unter 40 %. Da Veränderungen der Behandlungsprotokolle in den vergangenen 15 Jahren keine Verbesserungen mehr gebracht haben, ist es erforderlich, neue therapeutische Angriffsziele zu identifizieren. Vielversprechend erscheinen die Pololike- Kinasen (PLKs), Serin/Threonin-Proteinkinasen, die bei der Zellteilung wichtige Kontrollfunktionen wahrnehmen. Insbesondere die PLK4, welche eine zentrale Rolle bei der Zentriolen-Duplikation spielt, hat sich jüngst als ein in vielen Tumoren überexprimiertes und die Metastasierung stimulierendes Protein herausgestellt. Zur Funktion der PLK4 im ES liegen indes noch keine Studien vor. In meiner Dissertation soll darum untersucht werden, ob sich die PLK4 als ein therapeutischer Angriffspunkt im ES eignen könnte. Dazu sollen die Wirkungen von PLK4-Inhibitoren in ES-Zellen getestet werden. Der Schwerpunkt wird dabei auf der Prüfung eines denkbaren chemosensibilisierenden Effektes der PLK4-Hemmung liegen. Der Einsatz von ES-Zelllinien mit unterschiedlichem p53-Status soll dabei die Frage klären, ob die Wirkung von PLK4-Inhibitoren von funktionellem p53 abhängt.

Promotionsstipendien II/2018

Thema: "Proteomics-basierte Suche nach präklinischen Markern beim Alportsyndrom am Hundemodell
(COL4A5-)"

Inhalt:

Das Alportsyndrom ist eine monogenetische Erbkrankheit, die in 85% der Fälle x-chromosomal vererbt wird. Bleibt die Erkrankung unbehandelt, erleiden die Patienten im Durchschnitt mit 22 Jahren ein Nierenversagen. Zum Antragszeitpunkt gibt es noch keine kausale Therapie. Allerdings haben frühere Studien an Mäusen und Kindern gezeigt, dass man die Progression der Erkrankung durch präklinische Gabe von ACE-Inhibitoren deutlich verlangsamen kann (beim Menschen um
mehr als 10 Jahre) [1]. Ist der Patient jedoch bereits symptomatisch, zeigt die Gabe von ACEHemmern keinen signifikant positiven Effekt mehr. Daraus ergibt sich ein Dilemma, denn es gibt bis heute keine validen präklinischen Marker, mit denen das Alportsyndrom frühzeitig diagnostiziert werden kann.
In meinem Promotionsvorhaben plane ich daher, die Proteine aus dem Blut von präklinischen Hundewelpen, die den genetischen Defekt des Alportsyndroms tragen, und gesunden Hunden zu extrahieren und deren Zusammensetzung mit einander zu vergleichen. Auf diese Weise soll überprüft werden, inwieweit sich die Konzentrationen einzelner Proteine im Plasma zwischen erkrankten und gesunden Hunden unterscheiden und ob diese Konzentrationsunterschiede signifikant genug sind, um als präklinische Diagnostik-Parameter verwendet zu werden. Zum anderen soll nachgewiesen werden, ob sich im Blut erkrankter Tiere neue, gegebenenfalls als präklinische Marker nutzbare, Proteine befinden.
In diesem Zusammenhang werden die Proben innerhalb der AG Proteomics bereits seit November 2017 massenspektrometrisch analysiert. Ich werde anschließend die massenspektrometrisch erhobenen Daten mit dem Programm SIEVE 2.0 auswerten. Die Ergebnisse werde ich daraufhin mittels Excel-Makros visualisieren und so die aussichtsreichsten Biomarkerkandidaten extrahieren. Diese werde ich anschließend mittels Immuntesten validieren.

Promotionsstipendien II/2018

Thema: "Untersuchung der Bedeutung der Häm- und Eisen-Homöostase in Niere und Leber für die
Pathogenese des hämolytisch-urämischen Syndroms im Mausmodell"

Inhalt:

Das hämolytisch-urämische Syndrom (HUS) als systemische Komplikation einer Infektion mit enterohämorrhagischen Escherichia (E.) coli (EHEC) geht klinisch mit einer mikroangiopathischen hämolytischen Anämie und akutem Nierenversagen einher. Shiga-Toxine (Stx) tragen als Hauptvirulenzfaktoren von EHEC durch Globotriaosylceramid (Gb3)-
Rezeptor-vermittelte Hemmung der Proteinbiosynthese zur Pathogenese des HUS bei. In den Vorarbeiten der Arbeitsgruppe NWG Translational Septomics wurden zwei murine Modelle des Stx-vermittelten HUS etabliert und charakterisiert. Eines dieser Modelle dient der geplanten Promotion als Grundlage um a) die Häm- und Eisen-Homöostase durch die Analyse der Genexpression ausgewählter Zielproteine in Niere und Leber im Kontext der Pathophysiolgie des HUS zu charakterisieren, b) deren pathophysiologische Relevanz auf Proteinebene (Immunoblotting, Immunhistochemie) zu überprüfen, c) die Rolle von Haptoglobin und Hämopexin für die Häm- und Eisen-Homöostase in der Pathogenese des HUS zu analysieren. Basierend auf den hierbei gewonnenen Erkenntnissen können weitere mechanistische In-vitro-Studien erfolgen.

Promotionsstipendien II/2018

Thema: "Untersuchungen zur Funktion der Rezeptor-Tyrosinkinase c-Met bei der Kommunikation zwischen Tumor- und Stromazellen durch genetische Ausschaltung von c-Met"

Inhalt:

In diesem Vorhaben möchte ich studieren, wie der Hepatocyten-Wachstumsfaktor (HGF) und sein Rezeptor c-Met an der   Kommunikation zwischen Blasenkarzinom (UBC)-Zellen und stromalen Fibroblasten beteiligt sind. UBC-Zellen aktivieren Fibroblasten, die daraufhin ihrerseits Faktoren sezernieren (u.a. HGF), die autokrin wirken sowie die Malignität der Tumorzellen fördern. Da in beiden Zelltypen c-Met exprimiert und aktiviert wird, soll sein funktioneller Beitrag zur Tumor-Stroma-Wechselwirkung analysiert werden. Hierzu wird durch genetischen Knockdown mit Hilfe von small hairpin (sh)RNA in zwei verschiedengradigen UBC­ Zelllinien (RT-112 und Cal-29) sowie in der Fibroblasten-Zelllinie hTERT c-MET spezifisch ausgeschaltet. Dann werden die c-Met k.o und wildtypischen Tumorzellen bzw. Fibroblasten in Co-Kulturversuchen vergleichend daraufhin    untersucht, inwieweit aktivierte Fibroblasten malignitätsrelevante Eigenschaften der UBC-Zellen wie Proliferation und Migration steigern. Zudem wird mit dem gleichen Ansatz studiert, wie die in der Tumor-/Stromazell-Kommunikation aktive HGF/c-Met-Achse die Entwicklung von Zytostatika-Resistenz in UBC-Zellen beeinflusst. Das Projekt soll dazu beitragen, Funktionen von c-Met bei der Wechselwirkung von Karzinom­ Zellen und stromalen Fibroblasten besser zu verstehen und zu charakterisieren.

Promotionsstipendien II/2018

Thema: "Histologische Untersuchung der Synovialmembran von Arthrose-Patienten mit bzw. ohne Diabetes mellitus"

Inhalt:

Die Osteoarthrose hat sich nicht zuletzt wegen des demografischen Wandels zu einer weit verbreiteten Alterserkrankung entwickelt.[1] Die Stoffwechselerkrankung Diabetes mellitus, deren Prävalenz weltweit stark zunimmt,[2] wird laut neuesten Studien als Risikofaktor für die Osteoarthrose betrachtet.[3] Bisher ist nicht bekannt, welche Faktoren des Diabetes mellitus möglicherweise die Entstehung oder die Progression der Arthrose beeinflussen können. Kürzlich konnte gezeigt werden, dass Arthrose-Patienten mit Diabetes mellitus einen erhöhten Gelenkschmerz aufweisen.[4]
In der Promotionsarbeit werden zunächst geeignete humane Gewebeproben von Patienten mit fortgeschrittener Gonarthrose aus der Klinik für Unfallchirurgie ausgewählt. Diese werden auf den Grad der Entzündung des Synovialgewebes, der Einwanderung von Immunzellen (Mastzellen, M1/M2-Makrophagen, Granulozyten), der lnnervationsdichte und der Gefäßversorgung untersucht und diese Ergebnisse unter anderem mit der Schmerzintensität in Beziehung gesetzt. Ziel ist es, Faktoren zu identifizieren, die an einer Verstärkung des Arthrose-Schmerzes bei den Diabetes-Patienten beteiligt sein könnten.

Das Stipendien wird vom Förderverein des UKJ übernommen.

Promotionsstipendien II/2018

Thema: "Pathogenese des hämolytisch-urämischen Syndroms – In-vivo- und In-vitro-Untersuchungen zur Rolle von TWEAK und der Bedeutung des non-kanonischen NF-κB-Signalweges"

Inhalt:

Das hämolytisch-urämische Syndrom (HUS) ist eine systemische Komplikation nach Infektion u. a. mit Shigatoxin-produzierenden enterohämorrhagischen E. coli (STEC) und zählt zu den hämolytischen Mikroangiopathien. Die Arbeitsgruppe hat zwei murine Modelle dieses Krankheitsbildes etabliert, die auf der intravenösen Applikation verschiedener Dosen Shiga-Toxin 2 beruhen. Während im akuten Modell (1x300 ng/kg Stx2) prärenale Mechanismen des Nierenversagens überwiegen, spielen im subakuten Modell (3x25 ng/kg Stx2) intrarenale Mechanismen eine große Rolle in der Pathogenese. Es wurde gezeigt, dass die Aktivierung des non-kanonischen NF-κB-Signalweges eine wichtige Rolle in der Pathogenese verschiedener Nierenerkrankungen spielt, die Bedeutung im HUS ist allerdings bisher nicht untersucht. Im hier vorgelegten Projekt soll die Rolle des Tumor necrosis factor-like weak inducer of apoptosis (TWEAK) als Mediator des non-kanonischen NF-κB-Signalweges auf Transkriptionsebene (qPCR) und Proteinebene (Immunoblotting und ELISA) im subakuten Modell des HUS näher untersucht werden. Anschließend sollen in in-vitro-Experimenten an HK-2-Zellen mögliche Wechselwirkungen von Shiga-Toxin und TWEAK in der Regulation des non-kanonischen NF-κB-Signalweges untersucht werden.

Promotionsstipendien II/2018

Thema: "Role of cyclin D2 for ongoing neurogenesis in the adult mouse hippocampus"

Inhalt:

Adult neurogenesis is a multi-stage process in which new neurons are generated from activated neural stem cells via increasingly committed progenitors. It involves proliferation and differentiation and, as such, is fundamentally linked to the cell cycle. Moreover, it is a highly dynamic process tightly regulated by a complex interplay of intrinsic and extrinsic signals, providing a mechanism through which the brain can adapt to changing cognitive demands. Disturbances of neurogenesis, either pathologically or by natural aging, have been linked to cognitive impairments and neurological disorders. Previously, we discovered that a knockout of the cell cycle regulator cyclin D2 causes a loss of adult stem cells and adult-born neurons, suggesting a requirement of cyclin D2 for adult neurogenesis. More recent evidence indicated that these phenotypes result from combined developmental and adult effects of the knockout. This inspired us to develop a floxed D2 mouse for spatiotemporally controlled ablation of D2. By applying these mice in in vivo and in vitro experiments, my project aims at defining the role of cyclin D2 in adult hippocampal neurogenesis with particular focus on unveiling its specific functions in distinct neural precursor cells.

Promotionsstipendien II/2018

Thema: "Die Abhängigkeit kindlicher Geburtsparameter von der fetalen Bewegungsaktivität im
Schwangerschaftsverlauf bei Kindern diabetischer und nichtdiabetischer Mütter"

Inhalt:

Die Fidgety-Hypothese postuliert, dass eine hohe fetale intrinsische Aktivität dazu führt, erhöhte intrauterine Glukosewerte, wie sie bei einem Gestationsdiabetes (GDM) auftreten können, auszugleichen und ein etwaiges Makrosomierisiko dadurch zu mindern. Die Methode der fetalen Magnetkardiographie (fMKG) ermöglicht eine zeitlich hochauflösende Darstellung der fetalen Herzfrequenz. So können zur Bewegungsdetektion indirekt der Herzfrequenzanstieg, als auch direkt die Veränderungen des fMKG-Signals bei fetaler Bewegung genutzt werden. Die Kombination beider Informationen dient der Bewegungsdetektion in Korrelation zur autonomen Herzfrequenzregulation. Ziel der Promotion ist es mit dieser Methode die Abhängigkeit des Geburtsgewichtes zur fetalen Bewegungsaktivität bei Kindern diabetischer und nichtdiabetischer Mütter zu ermitteln. Zusätzlich gilt es herauszufinden, wie sich die Herzfrequenzvariabilität (HRV) als Maß der autonomen Herzfrequenzregulation, bei Feten verändert, die einem GDM ausgesetzt sind. Es wird erwartet, dass sich ein Einfluss erhöhter mütterlicher Glukosewerte auf die Entwicklung des autonomen Nervensystems des Feten mittels HRV-Analyse aufzeigen lässt.

Promotionsstipendien II/2018

Thema: "Qualitätsmarker für individualisierte Stammzelldifferenzierung"

Inhalt:

Die induzierte pluripotente Stammzell-Technologie nimmt in der Forschung heutzutage eine besondere Stellung ein. Sie hat aufgrund ihrer vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten ein großes Potential. So können beispielsweise patienteneigene Fibroblasten entnommen, in induzierte pluripotente Stammzellenzellen (iPS-Zellen) umgewandelt und in verschiedene Zelltypen differenziert werden. Die neugewonnenen Zellen können dann zu diagnostischen und therapeutischen Zwecken in vielen klinischen Fächern verwendet werden (s. Abb. 1). Bislang konnten induzierte pluripotente Stammzellen im Tiermodell zur Therapie, z. B. der Sichelzellanämie, erfolgreich eingesetzt werden. Außerdem bieten sie die Möglichkeit, Pathomechanismen diverser altersbezogenen Krankheiten, z. B. metabolische und neurodegenerativen Erkrankungen, zu erforschen. Gegenstand meines Projektes ist es, ein Reportersystem zu entwickeln, das sich zur Validierung von Differenzierungsstadien mittels Fluoreszenzmarkern eignet. Hierbei wird ein Vektor-System entwickelt, das die Differenzierung der Zellen anzeigt. Mittels Fluoreszenzmikroskopie können damit zum Beispiel einzelne Subpopulationen an Zellen aus den verschiedenen Keimblättern identifiziert oder die gewebstypische Differenzierung angezeigt werden. Darauf aufbauend könnten die Ergebnisse dieses Projektes auch für die Optimierung von Differenzierungsprotokollen genutzt werden.

Promotionsstipendien II/2018

Thema: "Der Einfluss von Chemotaxis-Inhibierenden-Proteinen von Staphylococcus aureus
(ChIPS) induzierten Superinfektion bei bestehender Influenza A Virus Infektion"

Inhalt:

Respiratorische Infektionen sind als Hauptauslöser einer Sepsis mit einer hohen Mortalitätsund Morbiditätsrate verbunden. Das Erregerspektrum umfasst neben Bakterien auch eine Anzahl von Viren, wobei eine bakterielle Koinfektion zu einem erheblichen Anstieg der Morbidität bei Immunkompetenten führen kann. Staphylococcus aureus (S. aureus) kann bei einer vorbestehenden Influenza Virus Infektion zu schweren Krankheitsverläufen führen. Spezifische bakterielle Virulenzfaktoren können dabei die Mortalität erheblich steigern. Ziel dieses Projektes ist die Untersuchung des Chemotaxis-Inhibierenden-Proteins von S. aureus (ChIPS) auf die Koinfektion, bzw. die primär bestehende Virusinfektion auf die Expression dieses immunregulierenden Proteins. Der Alveolar-Biochip soll für die speziesspezifische Koinfektion das entsprechend komplexe
Modell liefern, um die Wechselwirkungen der viral-bakteriellen Infektion mit Zellsystemen zu untersuchen.

Promotionsstipendien II/2018

Thema: "Wirkung von Fruktose auf die frühen Differenzierungsprozesse embryonaler Stammzellen im in vitro Modell embryoid body"

Inhalt:

Im Rahmen dieses Projektes soll der Einfluss von Fruktose auf die Differenzierungsprozesse in Stammzellen untersucht werden, um die Wirkung dieses, in den modernen Ernährungsgewohnheiten zunehmend verwendeten Zuckers, auf die frühe Entwicklung eines Embryos beurteilen zu können.
Hierzu werden embryonale murine Stammzellen in Form der dreidimensionalen embryoid bodies (EBs) verwendet, welche ein Modell für frühe embryonale Entwicklungsprozesse aus Stammzellen darstellen. Diese Stammzellen sind durch ein pluripotentes Verhalten gekennzeichnet und exprimieren gewebsspezifische Muster von Proteinen und Genen, die der embryonalen Entwicklung in vivo entsprechen. Durch die Verwendung dieses Modells kann untersucht werden, wie Fruktose den Metabolismus beeinflusst und welche Signalwege dabei eine Rolle spielen. Dabei stehen vor allem reaktive Sauerstoffspezies (ROS) und der Insulin-Rezeptor-Signalweg als zentrale Regulatoren für die Differenzierung im Mittelpunkt des Projektes. Wir erwarten durch diese Untersuchungen neue Erkenntnisse über die Konsequenzen einer zunehmend Fruktose-reichen Ernährung für die Entwicklung früher Embryonen.

Promotionsstipendien II/2018

Thema: "Generierung und funktionelle Charakterisierung rekombinanter Antikörper gegen den Thymic Stroma! Lymphopoietin (TSLP) Rezeptor mit inhibitorischen Eigenschaften"

Inhalt:

Thymic Stroma/ Lymphopoietin (TSLP) ist ein Zytokin mit zentralen Rollen bei Asthma bronchiale. Die pathogenetischen Effekte von TSLP beruhen auf der Aktivierung des TSLP­ Rezeptors (TSLPR) durch Heterodimerisierung, deren Blockierung daher eine attraktive therapeutische Option darstellt. In diesem Projekt sollen,· ausgehend von einem vorhandenen monoklonalen Antikörper mit inhibitorischen Eigenschaften, rekombinante Immunglobulin­ Varianten erzeugt werden, die die ligandeninduzierte Aktivierung des TSLPR effizient hemmen können. Hierzu soll aus einer Maushybridomzelllinie durch gentechnische Verfahren cDNA für TSLPR-bindende Domänen des sezernierten Antikörpers kloniert, sequenziert und dann in den Formaten single-chain-Antiköper (scFv) und Fab-Fragment in Säugerzellen exprimiert werden. Nach analytischen Tests auf spezifische, hochaffine Bindung des TSLPR und proteinbiochemischer Reinigung der rekombinanten Antikörpervarianten soll die kompetitive Hemmung der Aktivierung des TSLPR in TSLP-reaktiven Zellen charakterisiert werden. Hierzu dient eine Reporterzelllinie, in der die Signaltransduktion des TSLP-stimulierten TSLPR als luminometrisch messbare Luciferase-Aktivität ausgelesen werden kann. Die Ergebnisse können potentiell zur Entwicklung neuer spezifischer Asthma-Therapeutika beitragen.

Promotionsstipendien I/2018

Thema: "Die Rolle der PI3-Kinase δ bei der Regulation des wachstumsfaktorunabhängigen Überlebens und des glykolytischen Phänotyps von Nbeal2-/- BMMCs."

Zusammenfassung:
Nbeal2 gehört zur Familie der beige and Chediak-Highashi (BEACH) Domänen Proteine und besteht aus einer BEACH-, ConA-, WD40-, und aus einer pleckstrin homology Domäne (1).
Die BEACH-Domäne ist von entscheidender Bedeutung für den vesikulären Transport und für die Fusion der Vesikel mit der Zellmembran. Die ConA-Domäne bindet gykolysierte Proteine und ist somit an der Sortierung und Sekretion verschiedener Proteinen beteiligt. Die Protein-Protein-Interaktion wird von der WD40-Domäne vermittelt, wohingegen die pleckstrin homology domain (PH-Domäne) für die Interaktion von 4,5-bisphosphoinositol verantwortlich ist.
Es ist bekannt, dass der Funktionsverlust von Nbeal2 oder der Mangel von Nbeal2 bei Menschen das Gray-Platet-Syndrom verursacht, welches sich in Form von Makrothrombozytopenie, Splenomegalie und einem Mangel an a-Granula in Megakaryozyten und Thrombozyten darstellt (1-3). Dieser Phänotyp konnte auch durch den Knockout von Nbeal2 im Mausmodell (Nbeal2-/-) nachgewiesen werden (4). Somit stellt dieses Mausmodell ein geeignetes System dar, mit dem weitere funktionelle Charakterisierungen von Nbeal2 erfolgen können.
In unserer Arbeitsgruppe konnte gezeigt werden, dass Nbeal2 auch eine essentielle Rolle bei der Mastzellentwicklung und Granulabiosynthese spielt (5). Wir konnten zeigen, dass Nbeal2 sowohl in einer 200kDa als auch in einer 300kDa Isoform in Mastzellen exprimiert wird. Weitergehende Untersuchungen zeigten, dass Nbeal2 über die Regulation des IRF8-MITF/GATA2-Signalwegs die Expression von p27 und somit der Zellzyklus steuert (5).
Die biologische Funktion von Mastzellen wird in der Immunbiologie anhand von in vitro generierten knochenmarksausgereiften Mastzellen, auch als „bone marrow derived mast cells“ (BMMCs), untersucht. Dazu wird Knochenmark aus Mäusen isoliert und mit IL-3 haltigem Medium kultiviert, sodass nach vier bis fünf Wochen ausgereifte BMMCs entstehen.
Gegenstand dieses Projektvorhabens ist eine weitere funktionelle Charakterisierung von Nbeal2 in BMMCs

Promotionsstipendien I/2018

Thema: "Untersuchung zur Relevanz von cis-regulatorischen Elementen im humanen Renin-Promotor
mittels Crispr/Cas9 Technologie"

Inhalt:

Herz-Kreislauf-Erkrankungen zählen zu den Haupttodesursachen weltweit. Als einer der bedeutendsten Risikofaktoren wird die arterielle Hypertonie genannt. Medikamentöse Therapien des Bluthochdrucks konzentrieren sich hauptsächlich auf die Regulation des Renin-Angiotensin-Aldosteron-Systems (RAAS), denn dieses System ist physiologischerweise für die langfristige systemische Blutdruckregulation von zentraler Bedeutung. Renin gilt dabei als Schlüsselenzym, da es die Spaltung von Angiotensinogen zu Angiotensin I katalysiert, die Vorstufe des Effektors Angiotensin II. In der Promotionsarbeit steht die Regulation des Renin-Gens durch cis-regulatorische Elemente des Renin-Promoters im Fokus. Ich möchte untersuchen, inwieweit eine Abhängigkeit zwischen dem Abstand der Promotorregion vom Renin-Gen und der resultierenden Aktivierbarkeit des Gens vorliegt. Dazu werden 10 Sequenzen à 50 Basenpaaren direkt vor dem ersten Exon des Gens auf die Aktivierbarkeit von Renin untersucht und 3 weitere Abschnitte, welche ca. 13kb stromaufwärts liegen und in der Literatur als potentiell regulatorisch wirksame Regionen hinsichtlich der Reninexpression beschrieben werden. Ergebnisse des Projektes könnten ein wichtiger Ansatzpunkt für weitere Forschungen in Richtung der gezielten Modifikation der Reninexpression sein.

Promotionsstipendien I/2018

Thema: "Immunhistochemische Untersuchung verschiedener Biomarker auf Plazenten von in der
Schwangerschaft zytostatisch behandelten Brustkrebs-Patientinnen"

Inhalt:

Frauen, die während ihrer Schwangerschaft an Brustkrebs erkrankt und mit Chemotherapeutika behandelt worden sind, können nichtsdestotrotz anscheinend gesunde Kinder bekommen (Vitalparameter stabil, keine makroskopisch sichtbaren Fehlbildungen und unauffälliges Äußeres). In meiner Promotionsarbeit wird diese bemerkenswerte Beobachtung untersucht, um herauszufinden, welche Mechanismen, Transporter oder Enzyme im Körper und/oder in der Plazenta für den Schutz des Fötus vor teratogenen Substanzen sorgen. Dafür werden 109 Plazenten von Brustkrebspatientinnen und 20 Kontrollplazenten von gesunden unauffälligen Schwangeren aus der Universitätsfrauenklinik in Jena verwendet. Diese werden in der
Untersuchung immunhistochemisch mittels Maus- oder Kaninchenantikörpern auf vier Biomarker (GLUT3, HIF-1alpha, p-Glykoprotein und BCRP) getestet.

Promotionsstipendien I/2018

Thema: "Metabolische Untersuchung des Knochenstoffwechsels bei Parodontitis"

Inhalt:

In dem Projekt werden die molekularen Mechanismen untersucht, die dem Knochenabbau bei Adipositas zugrunde liegen. Es soll speziell untersucht werden, wie der Knochen bei Adipositas auf eine parodontale Infektion reagiert. Die zentrale Hypothese des Projekts ist, dass eine starke Akkumulation von gesättigter Palmitinsäure und die daraus resultierenden lipotoxischen metabolischen Zwischenprodukte den Knochenstoffwechsel beeinflussen und entscheidend für die Reaktion des Knochens auf eine parodontale Infektion sind. Es sollen die molekularen Mechanismen des Knochenabbaus analysiert werden, um herauszustellen, wie die Immunantwort bei Adipositas moduliert wird. Durch das Projekt soll das Wissen über die Alterserkrankung Parodontitis in Bezug auf Adipositas erweitert werden, um innovative Therapien von Knochenverlust entwickeln zu können.

Promotionsstipendien II/2017

Thema: "Bedeutung des Sphingosin-1-Phosphats und der AMP-aktivierten Kinase für die Integrität des glomerulären Endothels bei Inflammation und Sepsis – Eine In-vitro-Untersuchung in murinen glomerulären Endothelzellen"

Zusammenfassung:
Eine Störung der Integrität der endothelialen Barriere trägt maßgeblich zur Pathophysiologie der Sepsis bei und kann - neben anderen Organfunktionseinschränkungen - auch das Auftreten eines akuten Nierenversagens begünstigen. Sphingosin-1-Phosphat (S1P) ist ein körpereigenes bioaktives Sphingolipid, welches - vermittelt über den G-Protein-gekoppelten S1P-Rezeptor 1 (S1P1) - eine stabilisierende Wirkung auf die endotheliale Barriere hat. Es ist bekannt, dass S1P die AMP-aktivierte Proteinkinase (AMPK) phosphorylieren kann. Ein möglicher Beitrag dieses Signalweges zur Stabilisierung des glomerulären Endothels bei Inflammation/Sepsis wurde bisher noch nicht untersucht. Im Zuge dieser Promotionsarbeit soll in murinen glomerulären Endothelzellen (GENC) untersucht werden, ob der S1P-AMPK-Signaltranduktionsweg auch in der Niere zum Schutz der endothelialen Barriere in gesunden Zellen sowie in einem In-vitro-Modell der Sepsis beiträgt. Dazu soll a) durch Immunoblotting die Interaktion von S1P und AMPK nachgewiesen, b) durch elektrische Resistenzmessung die Effekte auf die endotheliale Barrierefunktion charakterisiert sowie c) die stabilisierenden Mechanismen und Downstream-Mediatoren ermittelt werden. In GENC-Zellen mit transientem AMPK-knockdown sollen die gewonnenen Ergebnisse verifiziert werden.

Promotionsstipendien II/2017

Thema: "Der Einfluss von ionisierender Strahlung und hormonellen Veränderungen auf die Induktion von NANOG-exprimierenden pathologischen und nicht-pathologischen meningealen Zellen im ln-vitro­ System und deren Bedeutung für die Tumorgenese"

Zusammenfassung

Über die Tumorgenese existiert eine Vielzahl von Theorien . Neben internen Faktoren wird insbe­ sondere speziellen externen Einflüssen eine tumorfördernde Wirkung zugeschrieben . Der in die­ sem Zusammenhang wohl bekannteste tumorigene externe Faktor ist ionisierende Strahlung . Die­ se kann insbesondere im Rand- und Streubereich im Rahmen strahlentherapeutischer Tumorbehandlungen wiederrum zu einem deutlich späteren Zeitpunkt Sekundärtumore hervorrufen. Eine der für diesen Umstand wohl bekanntesten Situationen ist eine Schädelbestrah­ lung, die nach einem Zeitraum von mehrren Jahren zur Ausbildung von intrakraniellen Meninge­ omen führen kann. Wie diese offensichtlich tumorinduzierenden Mechanismen ablaufen , ist bislang weitestgehend unklar. Jedoch scheint in der zuletzt immer wichtiger werdenden Hypothese zur tumorinduzierenden Wirkung von stammzellähnlichen Zellen eine mögliche Erklärung für diese Mechanismen zu existieren. Im Rahmen dieser Arbeit soll nun der Einfluss ionisierender Strahlung auf die Induktion von stammzellähnlichen Zellen mit Hilfe des Transkriptionsfaktors NANOG in pathologischen meningealen und nicht-pathologischem leptomeningealen Zellkulturen untersucht werden. Im Rahmen eines größeren Projektes dienen die hier gewonnenen Daten zur Aufklärung tumorgenerierender Prozesse im Allgemeinen sowie insbesondere in der Meningeomentstehung.

Promotionsstipendien II/2017

Thema: "Effektivität und Spezifität der pharmakologischen Inhibition des Kälteschock-Proteins Ybx1 in humaner AML in vitro."

Zusammenfassung:
Die Etablierung zielgerichtet wirkender Substanzen hat in den letzten Jahren die Behandlung maligner Erkrankungen revolutioniert. Hierbei werden sowohl monoklonale Antikörper („biologicals“) als auch spezifisch wirkende Pharmaka („small molecules“) angewendet. In der Therapie der akuten myeloischen Leukämie (AML) spielen diese zielgerichteten Therapieansätze jedoch bisher eine untergeordnete Rolle. Ursache dafür ist vor allem die enorme klonale Komplexität der AML mit daraus resultierenden primären und sekundären Resistenzen gegen die Inhibition diverser zellulärer Signalwege. Unsere Arbeitsgruppe forscht seit einiger Zeit an dem Kälteschock-Protein Ybx1. Wir konnten zeigen, dass Ybx1 essentiell für Leukämie-Zellen bzw. Leukämie-Stammzellen ist, jedoch für die normale (adulte) Hämatopoese entbehrlich. Diese Kombination macht das Kälteschock-Protein zu einer interessanten Zielstruktur in der AML. Ein Problem für Translation dieser Erkenntnisse in die klinische Praxis, ist das Fehlen von gut etablierten direkten oder indirekten pharmakologischen Inhibitoren von Ybx1. Im Rahmen dieses Projektes möchten wir zwei Substanzen mit bekannter Wirksamkeit gegen Ybx1 (Luteolin und Fisetin) im Hinblick auf ihre anti-leukämische Aktivität, sowie auf ihre Target-Spezifität in vitro untersuchen.

Promotionsstipendien II/2017

Thema: "Molekularzytogenetische Charakterisierung der neuronalen murinen Tumorzelllinie Neuro-2a sowie der Subklone TR-alpha und TR-beta"

Zusammenfassung:
Große Teile der Grundlagenforschung und Etablierung neuer Behandlungsstrategien basieren auf murinen Tumorzelllinien (mTZL). Letztere sind genetisch meist nur marginal untersucht und (sub-)chromosomale Veränderungen wenig oder gar nicht erfasst. Im vorliegenden Projekt werden daher 1 kommerziell erhältliche mTZL und 2 hierausentwickelte Subklone erstmals grundlegend genetisch analysiert. Tumorassoziierte chromosomale Bruchpunkte, Ploidiegrad, sowie massive chromosomale Zugewinne und Verluste werden mittels eines hochauflösenden molekular-zytogenetischen Bänderungsverfahrens (mcb) [1] ermittelt, submikroskopische Umbauten durch array-comparative genomische Hybridisierung erfasst. Die prinzipielle Machbarkeit einer solchen Studie wurde bereits im Labor von PD Dr. Liehr in Pilotstudien gezeigt (z.B. [1-2]). Insgesamt sind praktisch alle murinen Modellsysteme für menschliche Erkrankungen, inklusive mTZL, genetisch nicht so charakterisiert wie sie es vor ihrem Einsatz in weiterführenden Studien sein sollten. Das vorliegende Doktoranden-Projekt (Humanmedizin) ist Teil eines größeren Projektes der Arbeitsgruppe von Dr. Liehr, das diese eminente Wissenslücke mit der Untersuchung von 50 mTZL schließen und eine verlässliche Grundlage zu schaffen, welche mTZL als Modellsystem für menschliche Tumore wirklich geeignet sind. Dafür werden die nachgewiesenen Aberrationen auch der zwei hier untersuchten Zelllinien auf das menschliche Genom übertragen, und mit den Veränderungen entsprechender humaner Tumore abgeglichen. Durch diese Arbeiten sind mTZL künftig in breitem Umfang und wirklich gezielt in der Krebsforschung einsetzbar.

Promotionsstipendien II/2017

Thema: „Untersuchung des Wnt/β-Catenin-Signalwegs bei Sepsis in Wnt-LacZ-Reportermäusen“

Zusammenfassung

Sepsis ist das Ergebnis einer fehlregulierten Wirtsantwort auf eine Infektion und geht mit einer lebensbedrohlichen Organdysfunktion einher. Die Leber spielt während der Sepsis eine wichtige Rolle als lymphatisches Organ und Faktor für das Überleben. Im Rahmen der Prozesse, die durch die Immunantwort des Wirtes hervorgerufen werden (inflammatorische und antiinflammatorische Prozesse), kommt es zu Gewebsschädigungen, die bei erfolgreicher Reparatur eine zentrale Rolle für das Überleben spielen. Der Wnt/β-Catenin-Signalweg spielt eine wichtige Rolle bei Reparatur- und Regenerationsprozessen. Ziel meiner Promotionsarbeit ist es, die Rolle des Wnt/β-Catenin-Signalwegs bei Sepsis näher zu untersuchen und zu charakterisieren. Dazu soll mittels einer peritonealen Kontamination und Infektion eine Sepsis in Wnt/LacZ-Reportermäusen induziert werden. Anschließend sollen die Tiere hinsichtlich der Sepsisstärke charakterisiert und Änderungen in der Aktivität des Wnt/β-Catenin-Signalwegs bei der Sepsis mittels histologischer Färbungen (β-Galaktosidase) und quantitativer Genexpressionsanalyse ermittelt werden. Neue Erkenntnisse über die zugrundeliegende Regulation sollen helfen, die Prozesse bei Sepsis besser zu verstehen. Im Mittelpunkt dieser Arbeit werden dabei Untersuchungen an der Leber stehen.

Promotionsstipendien II/2017

Thema "Pharmakologische Charakterisierung chimärer Somatostatin-Dopamin-Rezeptoragonisten"

Zusammenfassung
Der Einsatz stabiler Somatostatinanaloga (SSA) wie Octreotid und Dopaminagonisten (DA) wie Cabergolin in der Behandlung neuroendokriner Tumore (NET) ist klinisch etabliert. Beide Substanzgruppen vermitteln ihre Wirkung über G-Protein-gekoppelte Rezeptoren (GPCRs). Zahlreiche Untersuchungen zeigen eine erhöhte Expression vom Somatostatinrezeptor Typ 2 (SST2) und Dopaminrezeptor 2 (D2R) in verschiedenen NET, darunter Tumore der Adenohypophyse und gastroenteropankreatische-neuroendokrine Tumore (GEP-NETs). Die erhöhte Expression dieser Rezeptoren bildet die molekulare Voraussetzung für eine zielgerichtete Pharmakotherapie. Dabei steht therapeutisch besonders die Hemmung der Sekretion der hormonell aktiven Substanzen wie Insulin, Prolaktin (PRL), Serotonin, Wachstumshormon (GH) oder Vasoaktives Intestinales Peptid (VIP) des funktionellen Tumors im Vordergrund. Ein Teil der Patienten spricht jedoch nicht auf die Therapie an und/oder es tritt ein Wirkungsverlust während der medikamentösen Langzeitbehandlung auf. Die Entwicklung chimärer „Dopastatine“, die sowohl Somatostatin- als auch Dopaminrezeptoren aktivieren, bietet eine interessante Option um diesen „Tumorescape“ zu
verhindern oder hinauszuzögern.

Promotionsstipendien II/2017

Thema: "Die Rolle der peritonealen Expression des Mannoserezeptors CD206 bei der bakteriellen Peritonitis
und seine epigenetische Regulation durch die Histondemethylase JMJD3"

Zusammenfassung
Bakterielle Infektionen bei Patienten mit Leberzirrhose, insbesondere die spontan bakterielle Peritonitis
(SBP) mit daraus folgender Sepsis, sind häufige Auslöser eines Multiorganversagens mit
hoher Mortalität. Während die intestinale Barriere die erste Verteidigungslinie zur Verhinderung
von Infektionen darstellt, ist die immunologische Funktion der Peritonealhöhle die entscheidende
zweite Verteidigungslinie. In dieser modulieren Peritonealmakrophagen (PMφ) als Schlüsselpopulation
der angeborenen Immunabwehr die Inflammation, neutralisieren Mikroorganismen und rekrutieren
weitere Immunzellen. Ziel dieses Antrages ist es, die Mechanismen phänotypischer und
funktioneller Plastizität humaner PMφ bei Patienten mit Leberzirrhose im Kontext bakterieller Infektionen
näher zu charakterisieren. Hierzu wird in einem ersten klinisch-translationalen Ansatz die
Oberflächenexpression von CD206 und die Konzentration seiner löslichen Variante (sCD206) im
Aszites als Indikator und Prädiktor komplizierter peritonealer Infektionen untersucht. Ein zweiter
grundlagenwissenschaftlicher Abschnitt validiert die aus Tiermodellen stammende Hypothese,
dass in primären humanen PMφ die Ausreifung zu immuntoleranten CD206+ PMφ epigenetisch
über die Histondemethylase JMJD3 reguliert wird. Ein besseres Verständnis der Regulation der
Polarisierung humaner PMφ kann so zukünftig zur Prophylaxe von Infektionen dienen.

Promotionsstipendien II/2017

Thema: "Etablierung und klinische Validierung eines ELISAs zum Nachweis von ED-B+ – Fibronektin
sowie Testung der Spezies-Spezifität für präklinische Studien im Tiermodell"

Zusammenfassung
Kardiovaskuläre Erkrankungen sind mit Gewebsumbauprozessen in Herzmuskel und Gefäßstrukturen verbunden. Dieses myokardiale bzw. vaskuläre Remodelling ist mit einer strukturellen und funktionellen Reorganisation der kardialen extrazellulären Matrix (cECM) mit Wiederauftreten fetaler Molekülvarianten des Adhäsionsproteins Fibronektin (Fn)
assoziiert. Diese Moleküle spielen eine bedeutende Rolle in der Embryonalentwicklung des Herzens, sind im gesunden adulten Herzmuskel nahezu nicht nachweisbar und zeigen eine eindrucksvolle Reexpression im Rahmen o. g. Remodelling-Prozesse. Sie sind damit nicht nur als Biomarker, sondern auch als Zielstrukturen für die Entwicklung neuartiger Antikörperbasierter
Therapiestrategien interessant.
Eine bislang wenig untersuchte Fn-Variante ist ED-B+ Fn, welches eine wesentliche Rolle bei der Angioneogenese spielt und protektive Eigenschaften bei pathologischen Gefäßveränderungen zu haben scheint. Für eine quantitative Erfassung von ED-B+ Fn in Körperflüssigkeiten stehen bislang keine kommerziellen Tools zur Verfügung. Ziel ist daher die Etablierung eines bislang nicht verfügbaren ELISA-Protokolls zur spezifischen Detektion von ED-B+ Fn in humanen und murinen Plasma- bzw. Serumproben sowie dessen präklinische Testung im Tiermodell mit anschließender Validierung an Serumproben von verschiedenen Patientenkollektiven mit kardiovaskulären Erkrankungen.

Promotionsstipendien II/2017

Thema: "In vitro Charakterisierung der frühen Immunantwort der Ko-Infektion zwischen Influenza A Virus und Staphylococcus aureus in Ko-Kultur-Modellen („CoInfect“)"

Zusammenfassung

Respiratorische Infektionen sind als Hauptauslöser einer Sepsis insbesondere bei immunsupprimierten Patienten mit einer hohen Mortalitäts- und Morbiditätsrate verbunden. Das Erregerspektrum umfasst neben Bakterien auch eine Anzahl von Viren, wobei eine bakterielle Ko-Infektion zu einem erheblichen Anstieg der Morbidität bei Immunkompetenten führen kann. Durch die Speziesspezifität der Infektionen (z.B. von Toxinwirkungen) sind murine in vivo Modelle nur wenig aussagekräftig, weswegen die Verwendung von in vitro Modellen notwendig ist. Bis zum heutigen Zeitpunkt gibt es kein Infektionsmodell, das verschiedene Zelltypen kombiniert und darüber hinaus eine komplexe Ko-Infektion zulässt. Die Expertise bakteriologischer und virologischer Methoden verbunden mit dem etablierten Alveolar-Biochip ist einmalig. Die Originalität des Ansatzes wird noch durch die Perfusion des Organoids unterstrichen, die eine Endothel-seitige stetige Mediumperfusion und eine komplette Epithel-seitige Belüftung möglich machen, die dem Zustand in der Lunge stark nahe kommt. Die Wirkung der Virus-getriggerten inflammatorischen Prozesse auf die bakterielle Schädigung der Zellen soll hier speziesspezifisch (auf humanen Zelllinien) analysiert werden.

Promotionsstipendien II/2017

Thema: "Untersuchung zur Rolle der GRK5 in der Entwicklung der Opiat Abhängigkeit"

Zusammenfassung
Ziel des vorliegenden Projektantrages ist es, eine molekulare Erklärung für Morphinabhängige Suchtentstehung zu erhalten. Die verblüffende Beobachtung, dass GRK5-/- Mäuse keinerlei Morphin-induzierte Platz-Präferenz mehr zeigen, liefert eine logische Begründung zur weiteren Untersuchung von GRK5 als Schlüssel zum Verständnis der biologischen Ursachen der Opiatsucht. Die Ergebnisse dieser Studie sind daher hochrelevant für die klinische Schmerztherapie, sowie dem Verständnis von Suchterkrankungen und deren Behandlung.

Promotionsstipendien II/2017

Thema: "Untersuchung eines einfachen Modells des Zeitverhaltens der retinalen Autofluoreszenz hinsichtlich der Datenqualität und diagnostischen Aussagekraft"

Zusammenfassung

Die Fluoreszenzlebensdauerophthalmoskopie (FLIO) ist ein Verfahren, das in der Arbeitsgruppe Experimentelle Ophthalmologie des Jenaer Universitätsklinikums entwickelt wurde. Mittels dieses Verfahrens kann die Lebensdauer der Autofluoreszenz am Augenhintergrund erfasst werden. Ziel dieser Methode ist es, pathognomonische Fluorophore am Augenfundus zu detektieren, bevor Erkrankungen sich durch morphologische Veränderungen klinisch manifestieren.
Gegenstand dieser Arbeit ist die Untersuchung von Fluoreszenzlebensdauern des Augenhintergrunds, die mit zwei verschiedenen Verfahren aus den gemessenen zeitlichen Verfällen der Fluoreszenz bestimmt werden. Da diese exponentiell sind, werden sie bisher durch eine Summe von drei Exponentialfunktionen approximiert (least-square-fit), wobei die Zeitkonstanten individuell bestimmt werden. Ziel dieser Arbeit ist es, altersgerechte Normwerte für diese Zeitkonstanten zu finden, diese beim Fit konstant zu halten und lediglich den relativen
Beitrag der einzelnen Exponentialkomponenten zur Gesamtfluoreszenz zu bestimmen. Die Untersuchung erfolgt an zwei Kohorten, einer gesunden Kontrollgruppe und einer Patientengruppe mit nicht-proliferativer diabetischer Retinopathie (NPDR).
Es wird die Trennschärfe (Sensitivität und Spezifität) des neuen Verfahrens mit dem bisher verwendeten verglichen. Erweist sich dieses als erfolgreich, könnte es in Zukunft zu einer klinischen Anwendung der FLIO beitragen, da es folgende Vorteile erbringt: Die Anzahl der vom Arzt zu beurteilenden Parameter würde deutlich reduziert werden. Zudem würde diese Reduktion eine bessere Ortsauflösung der FLIO-Bilder ermöglichen. Da zum Fit der Messdaten auf ein nichtlineares Modell verzichtet werden kann, würde sich die erforderliche Rechenzeit (zurzeit circa 15 Minuten) drastisch verringern.

Promotionsstipendien II/2017

Thema: "In-vitro-Untersuchungen zur Biokompatibilität einer DBD-Plasma-Quelle (TU Ilmenau)"

Zusammenfassung
Plasma, ein ionisiertes Gas, wird als der 4. Aggregatzustand der Materie beschrieben und existiert neben den Zustandsformen „fest“, „flüssig“ und „gasförmig“. Es ist ein natürlich vorkommendes Phänomen, welches jedoch auch künstlich hergestellt werden kann und in vielfältigster Weise nutzbar ist. Einen besonderen Nutzen für die Medizin scheint das „kalte atmosphärische Plasma“ (KAP) zu besitzen. Die Temperatur dieses nicht-thermischen Plasmas liegt unterhalb von 40°C und ist somit auch an humanen Zellen anwendbar. Auch wenn die Erforschung dieses Bereichs noch recht neu ist, zeigen bisher veröffentlichte Studien vielversprechende Ergebnisse. Diesen zufolge soll kaltes atmosphärisches Plasma eine bakterizide Wirkung haben. Diese Feststellung ist vor allem zu Zeiten steigender Antibiotikaresistenzen von Bedeutung. So könnte KAP zur klinischen Desinfektion von chirurgischen Instrumenten und Kathetern, sowie zur Behandlung chronisch infizierter Wunden genutzt werden. Einen positiven Effekt auf Wundheilungsprozesse scheint KAP jedoch auch durch die Induktion von Angiogenese und Zellproliferation auszuüben.
Weiterhin wurde berichtet, dass KAP auf Tumorzellen eine apoptoseauslösende Wirkung habe. Daher ist die experimentelle Forschung an kaltem atmosphärischen Plasma ein hochinteressantes Gebiet, mit dem auch ich mich näher befassen möchte. Seit 2016 steht der Klinik für Hautkrankheiten des Universitätsklinikums Jena eine DBD-Plasmaquelle der TU Ilmenau zur Verfügung, die nun auf Biokompatibilität untersucht werden soll.

Promotionsstipendien II/2017

Thema: "Die Rolle des Ryanodin- und Inositol-1,4,5-Triphosphat-Rezeptors im ER-Mitochondrien-Calcium-Zyklus bei der Pathophysiologie der Amyotrophen Lateralsklerose"

Zusammenfassung
Amyotrophe Lateralsklerose (ALS) ist eine neurodegenerative Erkrankung, die durch den Verlust von Motorneuronen charakterisiert ist und auf zellulärer Ebene Calciumdysregulation, mitochondriale Funktionsstörungen und ER-assoziierte Proteinfehlfaltung zeigt. Diese Organellen sind im Endoplasmatisches-Retikulum (ER)-Mitochondrien-Calcium-Zyklus (ERMCC) verbunden und stehen in stetigem Calciumaustausch. Der Calciumausstrom aus dem ER wird durch den Ryanodin-Rezeptor (RyR) und den Inositol 1,4,5-Triphosphat Rezeptor (IP3R) kontrolliert. Es soll zunächst die Expression des RyR und des IP3R in embryonalen Kokulturen des G93AhSOD1-Tiermodells und nicht-transgener Tiere in Motoneuronen und Nicht-Motoneuronen mittels Immunhistochemie visualisiert und über Western-Blot-Verfahren quantifiziert werden. In einem zweiten Schritt wird durch Langzeit-Live-Cell Imaging (IncuCyte® ZOOM System) die Rolle des RyR und des IP3R bei Modulation des ERMCC untersucht. Zuletzt wird das Überleben von selektiv vulnerablen Motoneuronen mit und ohne Überexpression der G93AhSOD1 unter zusätzlichem exzitotoxischem Stress untersucht, um mögliche neuroprotektive Strategien für die Modulation des RyR und des IP3R zu entwickeln.

Promotionsstipendien II/2017

Thema: "Analyse des Mikrobioms und dessen altersassoziierter Veränderung in den Modellorganismen
Danio rerio und Nothobranchius furzeri"

Zusammenfassung

Das Mikrobiom, die Gesamtheit der mikrobiologischen Besiedlung eines Organismus, ist in den letzten Jahren immer weiter in den Fokus der Forschung gerückt.
Das Verhältnis von bakteriellen zu humanen Zellen beträgt ungefähr 1:1 und es hat sich gezeigt, dass das Mikrobiom durch seine Zusammensetzung und Veränderung signifikant über Gesundheit und Krankheit- sowie Stoffwechsel des Wirts bestimmt.
Diese grundlegenden Prozesse verändern sich maßgeblich während der Entwicklung und des Alterns von Organismen, weshalb sich die Frage stellt inwieweit sich auch das Mikrobiom in höherem Lebensalter verändert und zum Altern des Wirtsorganismus beiträgt. Um den Prozess des Alterns und seine Auswirkungen bzw. Ursachen in Wirbeltieren zu verstehen, haben sich in den letzten Jahren die Tiermodelle Nothobranchius furzeri und Danio rerio etabliert. Eine Analyse des Mikrobioms vor allem ersterer Art ist bis jetzt noch nicht erfolgt. Aufgrund der extremen Kurzlebigkeit eignet sich N. furzeri besonders gut für Untersuchungen von altersassoziierten Veränderungen. Ziel dieser Promotionsarbeit soll es sein, die Mikrobiome der Haut und des Darms dieser Fisch-Modellorganismen zu bestimmen und bezüglich Veränderungen während des Alterungsprozesses zu untersuchen.

Das Stipendium wird vom Förderverein des UKJ übernommen.

Promotionsstipendien I/2017

Thema:
"Evaluation vom lärmreduzierten Sequenzen für die Magnetresonanztomographie des Kopfes bei pädiatrischen / kinderpsychiatrischen Patienten"

Zusammenfassung:
Die Magnetresonanztomographie ist eine etablierte radiologische Untersuchungsmodalität, die sich durch hervorragende Bildqualität, hohen Weichteilkontrast und ein vielseitiges Indikationsspektrum bei fehlender Strahlenexposition auszeichnet. Die Lärmentstehung während der Untersuchung, welche mehr als 100 Dezibel betragen und für den Patienten äußerst belastend sein kann, stellt einen der wenigen Nachteile und einen der wichtigsten Gründe für Untersuchungsabbrüche dar. Zudem erschwert die Geräuschkulisse auch die Kommunikation des Patienten mit dem medizinischen Personal. Als aktueller Forschungsschwerpunkt fungiert die Entwicklung und Etablierung geräuscharmer MR-Sequenzen (Quiet-Sequenzen), bei welchen die magnetischen Zusatzfelder weniger abrupt ein- und ausgeschaltet werden. Erste Studienergebnisse zeigen, dass hierdurch die Lärmbelastung um bis zu 80% reduziert werden kann. In dieser Studie wird zunächst in einer Phantommessung die Lautstärke einzelner Sequenzen (Quiet vs. Standard) gemessen und miteinander verglichen. Anschließend folgt eine klinisch-prospektive Studie mit dem Ziel, einen Vergleich der Diagnostischen Bildqualität und der Untersuchungsdauer zwischen den geräuschreduzierten und korrespondierenden Standard-Sequenzen durchzuführen und die subjektive Lärmbelastung für die Patienten mit Hilfe eines Fragebogens zu bewerten.

Promotionsstipendien I/2017

Thema:
"Die Rolle der Proteinkinase C vermittelten Aktivierung von Proteinphosphatasen für den Ausbau von Gallensäuretransportern in der Cholestase"

Zusammenfassung:
Bei verschiedenen cholestatischen Krankheitsbildern wurde ein Ausbau von Gallensäuretransportern wie MRP2 aus der kanalikulären Membran in Hepatozyten nachgewiesen. Aktuelle Studien legen nahe, dass der Verlust von kanalikulären Transportern in der Umstrukturierung von Ankerkomplexen, die diese in der Membran stabilisieren, begründet ist. In dieser Arbeit sollen intrazelluläre Signalkaskaden aufgeklärt werden, die zu diesem Umbau und damit zu dem Verlust der Verankerung führen.

Mit Hilfe von fluoreszenzmikroskopischen Methoden soll dazu zunächst eine mögliche, Proteinkinase C vermittelte, Interaktionen zwischen verschiedenen Proteinphosphatase ­ lsoformen und dem Ankerprotein Radixin analysiert werden. Anschließend wird untersucht, ob die Aktivierung von Proteinphosphatasen durch bestimmte Klassen oder unspezifisch durch alle Proteinkinase C lsoformen vermittelt wird. Das Verständnis der Signaltransduktion am kanalikulären Pol von Hepatozyten nach pro-cholestatischen Reizen, die zum Ausbau der Gallensäuretransporter führen, ist dabei essentiell, um die protektiven Mechanismen der pharmakologischen Proteinkinase C Inhibition zu verstehen und macht einen weiteren Schritt in die Richtung neuer anti-cholestatischer Medikamente.

Promotionsstipendien I/2017

Thema:
"Regulation of p53 by microRNA and circRNA in cancer"

Zusammenfassung:
Die enorme Bedeutung des p53-Gens für die Onkogenese erklärt das beständige Interesse an der Erforschung neuer Regulationsmechanismen und -störungen des Gens. Das im Folgenden vorgestellte Projekt soll in Form einer experimentellen Arbeit den Einfluss nichtcodierender Ribonukleinsäuren (noncoding RNAs, ncRNAs) auf p53 in Tumoren untersuchen. Der Schwerpunkt wird hierbei auf der bisher kaum erforschten Untergruppe der zirkulären RNAs (circular RNAs, circRNAs) liegen.

Promotionstipendien I/2017

Thema:
"Die Rolle des Tumorsuppressorproteins Merlin in Makrophagen und Mikroglia - in vitro Untersuchungen zum Einfluss von Merlin bei der Aktivierung von  Makrophagen und Mikroglia“

Zusammenfassung:
Die autosomal-dominant vererbte Erkrankung Neurofibromatose Typ 2 (NF2) ist durch die Ausbildung multipler Schwannome gekennzeichnet . Darüber hinaus entwickelt mehr als die Hälfte aller betroffenen Patienten Zeichen peripherer Neuropathie (motorische, sensible u/o nozizeptive Störungen). Vorarbeiten der eigenen Arbeitsgruppe haben gezeigt, dass Merlinmangel eine maßgebliche Rolle bei der Entwicklung von Schwannomen (1) und in der Pathogenese der NF2-assoziierten Neuropathie spielt (2).

Das bisherige Augenmerk bei der Aufklärung der NF2-Tumorigenese und NF2-assoziierten Neuropathie galt der Rolle der Schwannzellen und deren Interaktion mit den durch sie myelinisierten Axonen in betroffenen peripheren Nerven. Aktuelle Ergebnisse geben jedoch Hinweise darauf, dass begleitende Entzündungsprozesse in Schwannomen durch tumorassoziierte Makrophagen bzw. bei der NF2-assoziierten Neuropathie in Spinalganglien und im Rückenmark durch Mikrogliazellen entscheidenden Einfluss auf die Dynamik der Erkrankungen nehmen. Zur Rolle von Merlin bei der Aktivierung dieser immunkompetenten Zellen ist bislang wenig bekannt. Die vorgesehenen eigenen Untersuchungen an Zelllinien und Primärzellen sollen aufklären, ob und wie Merlin spezifische Aktivierungsprozesse der Makrophagen und Mikroglia-Zellen reguliert.

Promotionsstipendien I/2017

Thema:
"Pathogenese des hämolytisch-urämischen Syndroms – Mechanistische Charakterisierung innovativer therapeutischer Ansätze im murinen Modellsystem"

Zusammenfassung:
Das hämolytisch-urämische Syndrom (HUS) ist eine systemische Komplikation einer Infektion mit enterohämorrhagischen Escherichia (E.) coli (EHEC), die klinisch mit einer mikroangiopathischen hämolytischen Anämie und akutem Nierenversagen einhergeht. Shigatoxine (Stx) tragen als Hauptvirulenzfaktoren von EHEC durch Globotriaosylceramid (Gb3)-Rezeptor-vermittelte Hemmung der Proteinbiosynthese zur Pathogenese des HUS bei. In Vorarbeiten der Arbeitsgruppe wurden zwei murine Modelle des Stx-vermittelten HUS etabliert und charakterisiert. Sie dienen als Grundlage für pharmakologische Interventionsstudien. Dabei wurde in Nieren der Versuchstiere aller Interventionsgruppen eine RNA-Expressionsanalytik durchgeführt, um die beiden Modelle weitergehend zu charakterisieren und um die Mechanismen, die einem gezeigten Überlebensvorteil zweier Interventionen zugrunde liegen, aufzuklären. Im Rahmen der geplanten Promotion sollen a) Änderungen der Signaltransduktion identifiziert, b) mittels quantitativer Realtime-PCR validiert und c) deren pathophysiologische Relevanz auf Proteinebene (Immunoblotting, Immunhistochemie) überprüft werden. Basierend auf den hier gewonnen Erkenntnissen können in vitro weitere mechanistische Studien erfolgen (Zellkultur).

Promotionsstipendien I/2017

Thema:
"Prävalenz, Kinetik und prognostische Bedeutung von BCR-ABL-mutierten Subklonen bei der chronischen myeloischen Leukämie (CML)"

Zusammenfassung:
Die chronische myeloische Leukämie (CML) stellt eine Modellerkrankung für Diagnostik und Therapie neoplastischer Erkrankungen dar. Die Identifikation der zugrundeliegenden zytogenetischen Aberration, das Philadelphia-Chromosom, mit der BCR-ABL-Genfusion ermöglichten die Entwicklung der  selektiven  BCR-ABL-Tyrosinkinase-lnhibitoren  (z.B. lmatinib, Glivec®).  Die häufigste  Ursache  für  Therapieresistenzen  stellen  Punktmutationen im Bereich der BCR-ABL-Tyrosinkinase-Domäne dar.  In  Voruntersuchungen  der Arbeitsgruppe konnte eine hohe Prävalenz an BCR-ABL mutierten Subklonen identifiziert werden, die mit herkömmlichen Analysemethoden (z.B. Sanger-Sequenzierung) nicht nachgewiesen werden können. Die klinische Bedeutung dieser Subklone ist allerdings noch unklar. Im Rahmen des beantragten Forschungsprojekts soll die Prävalenz, Kinetik und die prognostische Bedeutung von BCR-ABL mutierten Subklonen an einer klinisch gut charakterisierten Patientenkohorte mittels einer hochsensitiven Next-Generation­ Sequencing-Methode systematisch untersucht werden.  Hierzu werden CML-Patientenproben vom Zeitpunkt der Diagnose bis zu 2 Jahren Therapiedauer in 3-monatlichen Abständen genetisch untersucht und mit dem molekularen Ansprechen korreliert. Die Kenntnis über die klinische Bedeutung von BCR-ABL mutierten Subklonen könnte für zukünftige klinische Studien, insbesondere auch für Absetzstudien, von wichtiger  Bedeutung sein.

Promotionsstipendien I/2017

Thema:
"Neurophysiologische Korrelate von interhemisphärischen Inhibitionsprozessen. Eine Untersuchung im somatosensorischen Cortex mittels MEG und EEG."

Zusammenfassung:
Mittels der im Folgenden vorgestellten experimentellen Studie sollen zeitkritische funktionelle Aspekte der Kommunikation zwischen den beiden Hirnhälften beim Menschen untersucht werden. Diese Untersuchungen sollen beispielhaft im somatosensorischen System durchgeführt werden, jedoch prinzipielle Erkenntnisse über die interhemisphärische Kommunikation über die Grenzen funktioneller Systeme hinweg erlauben. Der Schwerpunkt liegt auf den zeitlichen Aspekten dieser Kommunikation. An gesunden Probanden werden magnetoenzephalographische (MEG) und elektroenzephalografische (EEG) Messungen durchgeführt, bei denen durch elektrische Stimulation des Nervus medianus am rechten und linken Handgelenk in unterschiedlichen zeitlichen Abständen im Millisekundenbereich somatosensorisch evozierte Felder (SEF) und Potentiale (SEP) im primären somatosensorischen Cortex des menschlichen Gehirns abgeleitet. Ziel ist die Untersuchung der interhemisphärischen Interaktion der SEFs und SEPs mit besonderem Schwerpunkt auf der zeitlichen Dynamik.

Promotiosstipendien I/2017

Thema
"Evaluierung der Wirkung der Inhibierung von Polo-like-Kinase 1 (PLK1) und deren Einfluss auf die Autophagie in kindlicher akuter lymphoblastischer Leukämie (ALL)"

Zusammenfassung:
Die ALL ist die häufigste maligne Tumorerkrankung im Kindesalter. Dank der kontinuierlichen Optimierung der Therapieprotokolle überleben inzwischen fast 90% der Patienten. Allerdings scheint diese positive Entwicklung ein Plateau erreicht zu haben, sodass neue Strategien zur weiteren Therapieverbesserung erforderlich sind. Einen erfolgversprechenden Therapieansatz könnte die Inhibierung von Polo-like-Kinase-1 (PLK1) bieten, eine für die Steuerung des Zellzyklus bedeutende Serin/Threonin-Proteinkinase, deren Überexpression eine Assoziation mit der Tumorgenese aufweist. In diesem Projekt soll darum die Wirkung von PLK1-Inhibitoren auf ALL-Zelllinien geprüft und in ALL-Patientenproben die Expression von PLK1 bestimmt werden. In den Zelllinienarbeiten wird dabei vor allem der Frage nachgegangen, ob mit PLK1-Inhibitoren die Resistenz von ALL-Zellen gegen klassische ALL-Medikamente überwunden werden könnte. Da mit der Auslösung der Autophagie ALL-Zellen gegen Glukokortikoide sensibilisiert werden können, wird ein Schwerpunkt auf einen potentiell Autophagie-modulierenden Effekt der PLK1-Hemmung gesetzt, wozu in der Literatur erst wenige und noch dazu widersprüchliche Befunde vorliegen.

Promotionsstipendien I/2017

Thema:
"Die Herpes-simplex-Virus-Infektion humaner, neuronaler Zellen: Funktion der S1P-vermittelten Signaltransduktion im viralen Replikationszyklus"

Zusammenfassung
Akute bzw. latente  Infektionen mit humanen  Herpes-simplex-Viren (HSV) Typ  1  bzw. Typ  2 (HSV-1/HSV-2), die bei Patienten unter Immunsuppression, im Verlauf septischer Ereignisse oder altersbedingt reaktiviert werden können, sind mit einer gesteigerten Mortalität und Morbidi- tät verbunden, wobei besonders der Herpes neonatorum bei Neugeborenen und die HSV- induzierte Enzephalitis  bei  Immunsupprimierten  lebensbedrohliche  Komplikationen  darstellen. Zur Therapie sind effektive Virostatika verfügbar, deren Verwendung jedoch zunehmend durch die Entstehung resistenter Virusvarianten eingeschränkt ist. Daraus ergibt sich die medizinische Notwendigkeit, neue Therapiestrategien zu entwickeln, die z. B. auf der Modulation wirtseigener Prozesse beruhen, die unabdingbar für eine erfolgreiche Virusvermehrung sind. Vorarbeiten be- legen, dass die Sphingosin-1-Phosphat (S1P)-basierte Signaltransduktion eine wichtige Rolle im Verlauf der HSV-1 Replikation in Endothelzellen spielt. Im geplanten Forschungsvorhaben soll nunmehr die Rolle dieser Signalketten in HSV-infizierten, neuronalen Zellen als maßgebliche Zielzellen der viralen Replikation/Latenz hinsichtlich der Bedeutung der Sphingosinkinase (SK), der S1P-bedingten Rezeptoraktivierung und nachfolgender Signalketten  (AMPK-, PI3K- bzw. Rac/Rho/ROCK-Aktivierung) zur neuronalen Virusausbreitung untersucht werden.

Promotionsstipendien I/2017

Thema
"Zirkadiane Rhythmik der Zusammensetzung und Funktion von Leukozytenpopulationen im peripheren Blut"

Zusammenfassung
Schlafstörungen und Fatigue sind wesentliche Faktoren der eingeschränkten Lebensqualität
bei Patienten mit Multipler Sklerose (MS). Dabei spielen Zytokine über eine zentralnervöse
Modulation eine wesentliche Rolle bei der Schlafregulation. Bei der MS liegt eine dysregulierte Zytokinproduktion vor, die damit die Ursache für die bei dieser Erkrankung überdurchschnittlich häufigen Schlafstörungen und der Fatigue sein könnte. Die Regulation der Zytokinproduktion ist komplex: es bestehen wechselseitige Regulationsmechanismen zwischen Immunzellen und ZNS und es existiert eine zirkadiane Rhythmik der Zytokinproduktion. Im vorliegenden Projekt soll mittels durchflusszytometrischer Analysen die Rhythmik der Immunzellen und Zytokinproduktion von Patienten mit MS und bei gesunden Probanden charakterisiert werden. Das Verständnis der Zusammenhänge zwischen gestörter Immunantwort, Schlaf und zirkadianen Rhythmen ist dringend notwendig, um präventive und therapeutische Strategien zu entwickeln, die Lebensqualität von Patienten mit MS zu steigern und Folgeerkrankungen wie Fatigue und Depression, die mit Schlafstörungen assoziiert sind, zu verhindern.

Promotionsstipendien I/2017

Thema:
"Molekularzytogenetische Charakterisierung zweier muriner Tumorzelllinien der Speicheldrüse"

Zusammenfassung:
Während große Teile der Grundlagenforschung und Etablierung neuer Behandlungsstrategien auf murinen Tumorzelllinien (mTZL) basieren sind letztere genetisch meist nur marginal untersucht. Daher sind die in den mTZL vorliegenden (sub-)chromosomalen Veränderungen wenig oder gar nicht erfasst. Im vorliegenden Projekt werden daher 2 kommerziell erhältliche mTZL erstmals grundlegend genetisch analysiert. Tumorassoziierte chromosomale Bruchpunkte, Ploidiegrad, sowie massive chromosomale Zugewinne und Verluste werden mittels eines hochauflösenden molekular-zytogenetischen Bänderungsverfahrens (mcb) [1] ermittelt, submikroskopische Umbauten durch array-comparative genomische Hybridisierung erfasst. Die prinzipielle Machbarkeit einer solchen Studie wurde bereits im Labor von PD Dr. Liehr in Pilotstudien gezeigt (z.B. [1-2]).
Insgesamt sind praktisch alle murinen Modellsysteme für menschliche Erkrankungen, inklusive mTZL, genetisch nicht so charakterisiert wie sie es vor ihrem Einsatz in weiterführenden Studien sein sollten. Das vorliegende Doktoranden-Projekt (Zahnmedizin) ist Teil eines größeren Projektes der Arbeitsgruppe von Dr. Liehr, das diese eminente Wissenslücke mit der Untersuchung von 50 mTZL schließen und eine verlässliche Grundlage zu schaffen, welche mTZL als Modellsystem für menschliche Tumore wirklich geeignet sind. Dafür werden die nachgewiesenen Aberrationen auch der zwei hier untersuchten Zelllinien auf das menschliche Genom übertragen, und mit den Veränderungen entsprechender humaner Tumore abgeglichen. Durch diese Arbeiten sind mTZL künftig in breitem Umfang und wirklich gezielt in der Krebsforschung einsetzbar.