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.