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Item type:Item, Comparative analysis of Cedar virus entry and antiviral innate immune responses in human, porcine, and fruit bat cell culture systems(2026) Lenhard, LeaHenipaviruses, such as Hendra virus (HeV) and Nipah virus (NiV), are emerging threats to global public health and are currently listed on the WHO Blueprint list of epidemic threats, which require immediate research and development efforts. Their high pathogenicity and ability to inhibit the host’s innate immune response complicate research into antiviral drugs and vaccines. The discovery and isolation of the first non-pathogenic henipavirus, Cedar virus (CedV), from black flying foxes in Australia has created new possibilities for henipavirus research under low biosafety conditions. Although CedV’s low virulence has been demonstrated in animal trials and some cell culture experiments, the mechanisms by which CedV enters the cells of its natural host, fruit bats, and whether such infection activates innate immune responses and cellular stress remain poorly understood. This project sheds light on the receptors used by CedV to enter the cells of Egyptian rousette bats, as well as the innate immune processes and cytopathic effects that follow the infection of different epithelial cell lines.Item type:Item, Einfluss von Anthocyanen und ihrer Metabolite auf die Migration und die Aktivierung des NLRP3 Inflammasoms in kanzerogenen Zellen(2024) Behrendt, InkenAnthocyanen wird ein hohes gesundheitsförderndes Potenzial zugeschrieben. Allerdings ist die Bioverfügbarkeit nativer Anthocyane relativ gering. Nur etwa 1-2 % der über die Nahrung aufgenommenen Anthocyane gelangen unverändert in den systemischen Kreislauf, da sie sowohl im Gastrointestinaltrakt als auch in der Leber intensiv metabolisiert werden. Dabei entsteht eine Vielzahl an phenolischen Metaboliten, die vermutlich in einem höheren Ausmaß zur biologischen Wirksamkeit der Anthocyane beitragen als die nativen Verbindungen selbst. Ziel dieser Dissertation war es daher, das anti-migratorische und anti-inflammatorische Potenzial von Anthocyanen sowie deren Metaboliten in kanzerogenen Zellen zu untersuchen. Da Tumorerkrankungen die zweithäufigste Todesursache in Deutschland darstellen und mehr als 90 % aller tumorbedingten Sterbefälle auf Metastasen zurückzuführen sind, stellt die Inhibierung der Metastasierung einen wichtigen therapeutischen Ansatzpunkt dar. Daher wurde, im ersten Teil dieser Dissertation, mithilfe von in vitro-Migrationsmodellen (Boyden Kammer), der Einfluss physiologischer Anthocyan- und Metabolit-Konzentrationen auf das Migrationspotenzial kanzerogener Zellen untersucht. Da Zelladhäsionsmoleküle eine wichtige Rolle für die Tumoradhäsion und -migration spielen, wurde ebenfalls untersucht, inwiefern die Expression dieser durch Anthocyane sowie deren Metabolite beeinflusst wird. Dazu wurde die Expression der Zelladhäsionsmoleküle auf den Tumor- und Endothelzellen durchflusszytometrisch analysiert. Dabei zeigte sich, dass die nach 4-wöchiger Intervention mit einem Anthocyan-reichen Trauben-/Heidelbeersaft aus dem Plasma gesunder Probanden isolierten Anthocyane sowie deren Metabolite, in physiologischen Konzentrationen, in vitro die Migration von Kolonkarzinom- und Pankreaskarzinomzellen (HT-29 und PANC-1) hemmen. Dabei gingen die für PANC-1 beobachteten anti-migratorischen Effekten mit einer verminderten ICAM-1 sowie Integrin-β1 Expression auf den Pankreaskarzinomzellen einher. Da die Tumorzelladhäsion neben der Integrin-Liganden-Interaktion auch durch Wachstumsfaktoren und Zytokine, die von den Tumorzellen sekretiert werden, beeinflusst wird, wurde zudem der Einfluss von Anthocyanen und ihrer Metabolite auf die CytoMix (TNF-α, IL-1β und VEGF)-stimulierte Expression der Zelladhäsionsmoleküle auf den Endothelzellen untersucht. Dabei konnte die CytoMix-induzierte ICAM-1 Expression durch aus dem Plasma isolierte Anthocyane sowie deren Metabolite signifikant gehemmt werden. Zudem waren die aus dem Plasma isolierten Anthocyane sowie deren Metabolite in der Lage die Aktivierung des NFκB- und FAK-SFK-Signalwegs, sowohl in PANC-1 als auch in CytoMix-stimulierten HUVECs, zu hemmen und so wiederum die Adhäsion der Tumorzellen an das Endothel wie auch die transendotheliale Migration zu beeinflussen. Zudem wurde die Migration von HT-29 Zellen durch Koinkubation mit dem Chemotherapeutikum 5-FU und aus dem Plasma isolierter Anthocyane sowie deren Metabolite stärker gehemmt als durch 5-FU allein. Allerdings ist die klinische Relevanz dieser in vitro-Ergebnisse unklar. Kardiovaskuläre Erkrankungen stellen die häufigste Todesursache in Deutschland dar. Charakteristisch für diese vaskulären Erkrankungen ist eine chronische, niedrig-gradige Inflammation, die häufig mit Übergewicht und Adipositas assoziiert ist. Dabei scheint, auf mechanistischer Ebene, eine übermäßige Aktivierung des NLRP3 Inflammasoms zur Entstehung der LGI beizutragen. Die kanonische Aktivierung des NLRP3 Inflammasoms erfolgt typischerweise in zwei Schritten. Während der erste Schritt (Priming) eine gesteigerte Transkription der Inflammasom-Komponenten NLRP3 und pro-IL-1β bewirkt, induziert die Aktivierung des NLRP3 Inflammasoms die autoproteolytische Aktivierung der pro-Caspase-1, welche die Reifung der pro-inflammatorischen Zytokine IL-1β und IL-18 katalysiert. Die Freisetzung dieser Zytokine führt zur Aktivierung weiterer Immunzellen und so zu einer sich potenzierenden inflammatorischen Antwort. Somit stellt die Inhibierung dieses inflammatorischen Geschehens einen wichtigen präventiven Ansatzpunkt dar, um der LGI und der Entstehung kardiovaskulärer Erkrankungen in einem sehr frühen sub-klinischen Stadium präventiv entgegenzuwirken. Daher wurde, im zweiten Teil dieser Dissertation, der Einfluss von Anthocyanen und ihrer Metabolite auf die Aktivierung des NLRP3 Inflammasoms in humanen Monozyten untersucht. Dazu wurden monozytäre THP-1 Zellen zunächst mit LPS stimuliert (Priming) und/oder die Aktivierung des NLRP3 Inflammasoms mit Nigericin induziert. Hierbei zeigte sich, dass die Aktivierung des NLRP3 Inflammasoms in THP-1 Monozyten durch Präinkubation mit dem Anthocyan-reichen Trauben-/Heidelbeerextrakt gehemmt wird. Dabei war die verminderte IL-1β und IL-18 Sekretion vor allem auf die signifikante Hemmung der Caspase-1-Aktivität zurückzuführen. Zudem wurde die Aktivierung des NLRP3 Inflammasoms und somit die Sekretion von IL-1β und Il-18 durch Präinkubation mit dem Plasmametaboliten 2,4,6-Trihydroxybenzaldehyd signifikant gehemmt. Zusammenfassend zeigen die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit, dass Anthocyane als auch deren Metabolite in der Lage sind die Aktivierung des NLRP3 Inflammasoms in THP-1 Monozyten zu hemmen. Dies könnte sich positiv auf das inflammatorische Geschehen auswirken und somit der Entstehung inflammatorischer Erkrankungen, insbesondere kardiovaskulären Erkrankungen, präventiv entgegenwirken. Allerdings sollte die physiologische Relevanz der Ergebnisse zukünftig durch klinische Studien bestätigt werden.Item type:Item, How to build (in) a sustainable future? A multi-scalar perspective on the socio-technical transition toward a bio-based construction sector(2026) Fischer, LennartThe anthropogenic climate crisis is one of the most pressing challenges of our time. To limit negative consequences, reductions in CO2 emissions must be rapid, and sustained, alongside large-scale adaptation and societal transformation. The construction sector is responsible for a significant share of these emissions and thus provides substantial opportunities for mitigation. Bio-based materials, such as cross-laminated timber and engineered bamboo, have the potential to transform buildings into carbon sinks. The socio-technical transition toward the widespread use of bio-based materials in the construction sector is still in its early stages and requires extensive societal changes, including the legitimacy of new construction materials. In this dissertation, I examine the ongoing transition from a multi-scalar perspective, considering relations and interactions across multiple geographical scales. I analyze and compare the sustainability transitions in China, India, Germany, and Italy on a national level. The focus is particularly on India because its construction sector is expected to grow the most in the future and thus has high mitigation potential. Simultaneously, India is an intriguing case since it has several regions at the forefront of experimentation with bio-based materials and first large-scale demonstration projects. I analyze one of these regions, the greater Chennai area, which has a long tradition of using bio-based materials. Despite the potential of bio-based materials to transform the construction sector, their adoption depends on phasing out mineralbased construction materials such as cement and steel, as well as the socio-technical systems in which they are embedded. These systems are often reluctant to change. In this dissertation, I take the contestation that often shapes ongoing socio-technical transitions as my starting point, adopting an economic geography of sustainability transitions perspective. I investigate how the future of the bio-based construction sector is envisioned across different countries and reveal various visions of contested directions a transition could take. To understand what constitutes a dominant vision, I conceptualize the legitimacy of visions as a key condition for them to be adopted and collectivized. Struggles over legitimacy emerge in transitions in-the-making, where transformative and incumbent configurations both compete. The contestation over institutional elements, leads to relations and interactions between emerging socio-technical configurations that shape the directionality of transitions. I explore this empirically for the field of sustainable construction materials and conceptualize interactions between emerging configurations. Based on a focused regional case study, I develop a framework that provides a multi-scalar perspective on the (de-)legitimation of biobased construction materials in Chennai. The results in this dissertation reveal that although bio-based materials demonstrate transformative potential across countries, incumbents have thus far successfully constrained this transition by resisting changes to building codes and other established rules of the game.Item type:Item, Funktionelle Untersuchungen zur Aktivität von Sequenzvarianten im Promotor des PRDM13-Gens(2025) Zlobin, ChristianDie North-Carolina-Macular-Dystrophy (NCMD) ist eine seltene autosomal-dominant vererbte Erkrankung der Netzhaut. Dabei kann es bei Betroffenen zu Flecken, Kolobomen oder Läsionen der Makula kommen. Der Verlauf ist individuell stark variabel. Aktuelle Untersuchungen zeigen, dass ein enger Zusammenhang zwischen der NCMD und der Expression des PRDM13-Gens besteht. In früheren Untersuchungen hierzu wurden bereits drei Sequenzvariationen (V1-V3) in der Promotor-Kontroll-Region (PKR) des PRDM13-Gens gefunden, welche die Expression des Gens beeinflussen. In der Biodatenbank der Klinik und Poliklinik für Augenheilkunde der Justus-Liebig-Universität in Gießen wurden bei Betroffenen weitere fünf Sequenzvariationen (M1-M5) in der PKR des PRDM13-Gens gefunden. Zur Beurteilung der Expression der jeweiligen Sequenzvariationen wurde mithilfe einer quantitativen PCR die Luziferase-Expression eines Reportergen-Assays gemessen und quantifiziert. Die CT-Werte der qPCR-Amplifikation wurden mithilfe der 2−ΔΔCT-Methode mit einem Kontrollplasmid (WT) verglichen. Die Messungen zeigten, dass die Sequenzvariationen (M1-M5, sowie V1-V3) in der PKR des PRDM13-Gens zu einer erhöhten Luziferasegen-Expression im Vergleich zum Kontrollplasmid führten. Dies entspricht einer verstärkten Genexpression des PRDM13-Gens bei Vorliegen der Sequenzvarianten. Zusätzlich gibt es Hinweise darauf, dass es sich bei der PKR des PRDM13-Gens um einen Silencer handelt. Durch den Verlust der Suppression der PRDM13-Expression kann das Gen verstärkt transkribiert werden, was zu einer Überexpression führt. Aktuelle Studien nehmen an, dass eine PRDM13-Überexpression zur NCMD führt. Die Messungen dieser Arbeit konnten diese Annahme bestätigen und zeigten zusätzlich, dass auch die gefundenen Sequenzvariationen in der Gießener Biodatenbank, die Silencerfunktion der PKR des PRDM13-Gens reduzieren. Bei den Plasmiden mit multiplen Sequenzvariationen in der PKR des PRDM13-Gens (2K3 und 3K4) konnte sowohl eine reduzierte Reporter-Genexpression (2K3), als auch eine erhöhte Luziferase-Expression (3K4) gemessen werden, sodass keine exakten Angaben zu dem ursächlichen Pathomechanismus von multiplen Sequenzvariationen gemacht werden können. Insgesamt bestätigen die Versuchsreihen dieser Arbeit die Annahme, dass es sich bei der PKR des PRDM13-Gens um einen Silencer handelt und dieser durch die Sequenzvariationen in seiner Aktivität beeinflusst werden kann, sodass eine Überexpression des PRDM13-Gens resultiert und somit zur NCMD führen kann. Es kann außerdem die Vermutung von Kent Small, dass die gefundenen Sequenzvariationen in der PKR des PRDM13-Gens (V1-V3) ursächlich für die Entstehung der NCMD sind, durch diese Arbeit bestätigt werden.Item type:Item, Physico-Chemical Engineering and Evaluation of Microstructures and Coatings for Solid-State Battery Composite Cathodes(2025) Kissel, MaximilianSolid-state batteries are widely regarded as a key technology for next-generation energy storage, promising improved safety and higher energy densities. However, their widespread adoption remains hindered by fundamental challenges in materials development, interface stability, and cell processing. This dissertation addresses the often overlooked interplay between physico–electrochemical understanding and process engineering, with a focus on composite cathodes and cathode active material coatings. Unlike conventional lithium-ion batteries, where a liquid electrolyte infiltrates a porous electrode structure, solid-state batteries require the solid electrolyte to be directly integrated into the cathode composite during its fabrication. As a result, the mixing of the composite components becomes critical. Using a representative model system comprising a nickel-rich active material, a sulfide solid electrolyte, and a carbon additive, this thesis demonstrates that the quality of the mixing process has a direct impact on the electrochemical performance and reproducibility. Specifically, a method is validated and evaluated to quantify the static active material utilization in the composite as a microstructural descriptor, enabling a clear distinction between static and kinetic capacity losses. This allows for the quantification of mixing quality during process development and helps to avoid misinterpretation of capacity data in early-stage research. Based on this, a scalable mechanofusion process is investigated to create mixed-conducting matrix coatings as cathode microstructures. These coatings enable microstructural control and enhance electrochemical performance by facilitating both ionic and electronic transport across interfaces with intimate contact. In a complementary study, protective coatings on nickel-rich cathode active material particles using the model coating precursor Li3PS4 are investigated. A single annealing parameter is shown to significantly influence the coating’s composition, morphology, and ultimately the performance of the entire cell. These findings underscore how variations in processing conditions have major consequences on interphase properties and interfacial stability. To address this parameter space, a practical and efficient benchmarking protocol is developed that combines surface characterization and targeted electrochemical testing, focusing on impedance analysis. This reliable approach enables a systematic screening and an accelerated optimization of cathode coating strategies. The physico-chemical concepts and process strategies developed in this dissertation are broadly transferable to other material systems. They provide a robust framework for accelerated development and reliable evaluation of composite cathodes and coatings for solid-state batteries — on a fundamental level of materials research as well as toward industrial research.