Dissertationen/Habilitationen

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Analyse der Wirkung von microRNAs auf die Monozyten-Makrophagen Differenzierung am Beispiel von THP-1 Zellen
(2025) Aslantas, Özden
Die Erforschung von microRNAs verspricht in Zukunft bahnbrechende Ergebnisse in der Diagnose und Therapie von Erkrankungen zu liefern. Sie beteiligen sich auch an der Entstehung der Atherosklerose, welche den Grundpfeiler für kardiovaskuläre Erkrankungen bildet. Ein wesentlicher Schritt bei der Entstehung der Atherosklerose ist die Differenzierung von Monozyten zu Makrophagen. Die hier vorgelegte Studie untersucht die Expression ausgewählter microRNAs während der Monozyten- Makrophagen-Differenzierung. Die Untersuchung erfolgte an THP-1 Zellen, einer monozytären Zelllinie. Unter Stimulation der Zellen mit Phorbol-12-myristat-13-acetat (5ng /ml PMA) differenzierten diese zu Makrophagen, was schon mikroskopisch an einem veränderten Phänotyp mit Pseudopodien und polymorpher Erscheinungsform zu erkennen war. Auch die CD14- mRNA Expression, als Marker für die Makrophagendifferenzierung, zeigte eine signifikante Erhöhung nach 72-stündiger PMA-Stimulation. Unter dieser PMA- Stimulation wurden Expressionen verschiedener microRNAs analysiert. let-7f und miR- 92a wurden unter PMA-Gabe runterreguliert. Eine Hochregulation erfuhren miR-1, miR- 22 und miR-143. Die Expression von miR-21, miR-99a und miR-223 blieb unverändert. Die unter PMA-Gabe runterregulierten microRNAs, let-7f und miR-92a, zeigten nach Transfektion mit ihren jeweiligen AgomiRen einen Anstieg der Expression in den behandelten Zellen. AgomiR-let-7f steigerte die CD14-mRNA Expression, wohingegen der Einsatz von AgomiR-92a dazu führte, dass die CD14-mRNA Expression unter PMA reduziert wurde. Unter den AntagomiRen bewirkte lediglich AntagomiR-1 eine signifikante Erniedrigung der miR-1 Expression unter PMA. Unter diesen Bedingungen stieg die CD14-mRNA Expression. Die Makrophagendifferenzierung ist demnach bei niedriger miR-1 Expression verstärkt. Schlussfolgernd kann man sagen, dass von den untersuchten microRNAs let-7f, miR-92a und miR-1 die Differenzierung von Monozyten zu Makrophagen unter PMA-Gabe beeinflussen. Verhindert man den Abfall von miR-92a, so wird die CD14-mRNA Expression und somit die Makrophagendifferenzierung reduziert. Dagegen bewirkt eine Reduktion von let-7f oder miR-1 eine erhöhte CD14-mRNA Expression, was auf eine verstärkte Differenzierung zu Makrophagen hinweist. Somit könnte eine Modulation der miR-1, miR-92a oder let-7f Expression therapeutisch genutzt werden, um atherosklerotische Vorgänge zu reduzieren.
Structural development and functional reconstitution in the olfactory system of the clawed frog Xenopus laevis
(2025) Kahl, Melina
The transition of tetrapods to terrestrial habitats is concomitant with the adaptation of the olfactory system (OS) to the environment. This is reflected at the anatomical and functional levels with the formation of different subsystems, including cell subpopulations that exhibit distinct protein expression at the molecular level. The expression patterns of specific proteins vary between different species, although the olfactory systems show general anatomical similarities. For instance, in fish the calcium-binding protein S100Z is expressed in different cell types in their olfactory epithelium, while in mammals it is associated with cells within the vomeronasal organ (VNO). In the course of my thesis, I analyzed the expression pattern of S100Z in the OS of the anuran Xenopus laevis. Using immunohistochemistry in whole mount and slice preparations I identified a subgroup of S100Z expressing olfactory receptor neurons (ORNs) in the larval main OS and in the middle cavity of adult Xenopus laevis. In larval animals, these ORNs showed a lateral distribution bias in the olfactory epithelium and exclusively projected into the intermediate and lateral glomerular cluster. In conclusion, S100Z expression in the OS of Xenopus laevis is exclusively associated with the main OS and not with the VNO. Maintaining regenerative capacity is essential for the OS because of its exposed position to toxic substances or physical trauma. This capacity is attributed to the presence of two main cell types. Firstly, the basal cells of the olfactory epithelium, which are neuronal stem cells and support constant renewal by developing new supporting cells and ORNs. Secondly, the olfactory ensheathing cells (OECs), which enwrap the axons of ORNs until they project into the olfactory bulb (OB) in the forebrain. To date, the existence and role of OECs in the OS of Xenopus laevis have not been investigated in detail. I found vimentin expressing OECs enwrapping ORN axon bundles from the epithelium until the OB in larval Xenopus using immunohistochemistry. The presence of fibroblasts and macrophages in the olfactory nerve (ON) was determined through the utilization of immunohistochemistry and transgenic Xenopus lines. Unilateral ON transection induced a temporary transient and dynamic phosphorylation of the ribosomal protein S6 in these non-neuronal cells. In summary, I identified various cell types within the ON which protein expression is influenced by ON injury. The exact function of phosphorylated ribosomal protein S6 in the OS of Xenopus is still unknown.
Struktur-Funktions-Analyse der äußeren Netzhaut von Patienten mit biallelischen Sequenzvariationen im RPE65 Gen mittels Spectral Domain Optischer Kohärenztomographie
(2025) Tanrikulu, Özgün
Biallelische Sequenzvariationen im RPE65 Gen stellen sich phänotypisch variabel als Lebersche Congenitale Amaurosis (LCA), Early Onset Severe Retinal Degeneration (EOSRD) oder Retinitis Pigmentosa (RP) dar und sind mit frühen funktionellen und strukturellen Veränderungen der Netzhaut assoziiert. Diese manifestieren sich unter anderem mit einem reduzierten Visus und einer Schichtdickenreduktion der äußeren Retina. Das Ziel dieser Studie war eine Feinanalyse und Charakterisierung der Veränderungen in der zentralen Retina vom Retinalen Pigmentepithel (RPE) bis zur Externen Limitierenden Membran (ELM) mittels A-Scan Analyse des Spectral Domain- Optischen Kohärenztomographen (SD-OCT) bei Patienten mit genetisch gesicherten biallelischen Sequenzvariationen im RPE65 Gen (RPE65-Inherited Retinal Dystrophies/RPE65-IRDs) im Vergleich zu einer gesunden Kontrollprobandengruppe sowie eine Struktur-Funktions-Analyse des fovealen Zentrums und des Visus. Ferner wurden die interokulär funktionelle Symmetrie des BCVA und die strukturelle Symmetrie der Schichten im fovealen Zentrum der Patientenaugen untersucht. SD-OCT-B-Scans von 21 Augen von 11 Patienten mit RPE65-IRDs wurden anhand von Qualitätskriterien und einer zumindest partiellen Abgrenzbarkeit der Ellipsoid Zone (EZ) ausgewählt und analysiert. Die SD-OCT-A-Scans wurden im fovealen Zentrum und an definierten Messpunkten in Abständen von 250-500 μm bis zu 3000 μm nach nasal und temporal zum fovealen Zentrum untersucht. Die im Hinblick auf das Lebensalter angeglichene gesunde Kontrollprobandengruppe bestand aus 10 Probanden. Die Abstände der Peaks der hyperreflektiven Banden der äußeren retinalen Schichten wurden vom RPE zur ELM, vom RPE zur EZ und von der EZ zur ELM jeweils mit einer hausintern entwickelten MATLAB Software in vertikaler Achse bestimmt. Der jeweilige bestkorrigierte Visus (BCVA) zum Untersuchungszeitpunkt wurde der Patientenakte entnommen. Bei einem jungen Patientenkollektiv [Altersspannweite 4-23 Jahre, Altersmedian 7 Jahre] mit mindestens partiell erhaltenen Schichten der äußeren Retina bestätigte diese Studie vorangegangene strukturelle Erkenntnisse, wie die eines frühen Verlusts der EZ- und ELM-Schicht und eine Reduktion der äußeren Retina. Auch die vorbekannte hohe funktionelle interokuläre Symmetrie der Abnahme des BCVA konnte für die Gesamtgruppe der Patienten bestätigt werden. Bei Betrachtung der Ellipsoid Zone Width (EZW) als Landmarke der retinalen Degeneration wurde als neue Erkenntnis hinzugewonnen, dass Patientenaugen mit regelrechter EZW im B-Scan eine ebenfalls hohe interokuläre Symmetrie des BCVA gezeigt haben, wohingegen bei Schädigung der EZW im B-Scan eine Abnahme der interokulären BCVA Symmetrie nachweisbar war. Wie vorangegangene Studien war bei hoher Streuung der Werte kein linearer oder anderer Zusammenhang zwischen der Reduktion der äußeren Retina im fovealen Zentrum und des BCVA abgrenzbar. Bei Unterteilung der Zapfen im fovealen Zentrum in die Subschichten RPE-EZ als Schicht der Außensegmente und der äußeren Innensegmente sowie der EZ-ELM als Schicht der inneren Innensegmente ließ sich als weiterführende neue Subanalyse jeweils kein linearer Zusammenhang dieser Schichten und des BCVA feststellen. Während als weitere neue Erkenntnis bei regelrechter Abgrenzbarkeit der hyperreflektiven Schichten der äußeren Retina und einem BCVA ≤0.1 logMAR die RPE-ELM Schicht und die RPE-EZ Schicht im fovealen Zentrum eine interokuläre Symmetrie zeigten, ließ die EZ-ELM Schicht keine interokuläre Symmetrie erkennen. Letztere könnte auf eine frühe, ungleichförmig interokuläre Degeneration der Innensegmente der M- und L-Zapfen im fovealen Zentrum schließen lassen. Unter Nutzung der Kennzonen der Early Treatment Diabetic Retinopathy Study (ETDRS) konnte als weitere neue Erkenntnis bei Patientenaugen mit einem BCVA ≤0.1 logMAR für die RPE-ELM und RPE-EZ Schichten ein erhaltenes physiologisch glockenförmiges Muster von der temporären und nasalen Makulakennzone zum fovealen Zentrum beobachtet werden, während dieses physiologische Muster von der peripheren zur makulären Kennzone bereits bei diesen Patientenaugen aufgehoben war. Da bei der gleichen Patientenaugengruppe dieses physiologische Muster für die EZ-ELM Schicht in sämtlichen ETDRS Kennzonen nicht nachweisbar war, könnte dies einen Indikator einer frühen Degeneration der Photorezeptorinnensegmente darstellen. Bei den Patientenaugengruppen mit einem BCVA >0.1 logMAR konnten sowohl für die RPE- ELM Schicht wie auch für die Subschichten RPE-EZ und EZ-ELM eine Aufhebung des glockenförmigen Verdickungsmusters abgegrenzt werden, sodass eine ungerichtete und homogene Reduktion, respektive Degeneration, in der zentralen Retina nachweisbar war. Die Gruppe mit einem BCVA >0.1 - 0.49 logMAR und ohne Sehschwäche zeigte dabei ein identisches Degenerationsmuster wie die Gruppe mit einem BCVA >0.49 logMAR und Sehschwäche nach WHO-Kriterien. Mittels SD-OCT-A-Scan Analyse der äußeren Schichten in der zentralen Retina kann durch Peak-zu-Peak-Messung der hyperreflektiven Schichten eine unkomplizierte Degenerationsevaluation bei Patienten mit biallelischer Sequenzvariation im RPE65 Gen im Verlauf bzw. zur Evaluation möglicher gentherapeutischer Effekte in den postinterventionellen Kontrollen sowie im postinterventionellen Langzeitkontrollverlauf vorgenommen werden. Bei bereits nachgewiesener Zapfendegeneration bei jungen Patienten mit sehr gutem BCVA regen diese Ergebnisse ferner eine Diskussion zur frühen Indikationsstellung der subretinalen Gentherapie an.
Die Bedeutung humaner Papillomviren in der Kopf-Hals-Onkologie
(2024) Wagner, Steffen
Trotz des allgemeinen sinkenden Konsums von Tabak bleibt die Inzidenz von Kopf-Hals-Karzinomen (KHK) in Deutschland und anderen Ländern weitgehend konstant. Dies geht auf eine signifikante Zunahme HPV-assoziierter Karzinome zurück, was inzwischen als Risikofaktor bei Plattenepithelkarzinomen des Oropharynx (OPSCC) anerkannt ist. Unsere, sowie weitere Arbeiten der letzten Jahre zeigen, dass HPV-assoziierte OPSCC eine eigenständige Tumorentität sind und sich grundlegend von Noxen-assoziierten KHK unterscheiden. Virale Onkoproteine wie E6 und E7 sind neben der charakteristischen Überexpression des zellulären p16INK4a an einer Reihe molekularer Veränderungen beteiligt, die in HPV-negativen OPSCC durch genetische Veränderungen ausgelöst werden. Hierzu gehören insbesondere immun-escape Mechanismen, wie die Reduktion der HLA Klasse I Expression oder die Induktion hemmender Liganden (z.B. PD-L1) von Immun-Checkpoint Signalwegen. Dennoch sind HPV assoziierte OPSCC durch eine Präsenz von Immunzellen (wie NK-Zellen) charakterisiert. Viele dieser HPV-bedingten Veränderungen können diagnostisch und therapeutisch bedeutsam sein. So kann virale DNA im Blut von Tumorpatienten (liquid biopsy) nachgewiesen und mit dem Verlauf der Erkrankung korreliert werden. Angesichts der Bedeutung von HPV in der Kopf-Hals-Onkologie und des spezifischen Mechanismus der Karzinogenese, mit vergleichsweise homogenen Veränderungen und meist milderen klinischen Verläufen, erscheinen HPV assoziierte OPSCC besonders geeignet für neue immunologische Therapiekonzepte.
Analyse der DNA-Reparaturmechanismen nach therapeutischer Genomeditierung mittels induzierbarer Cas9 Endonuklease in vitro
(2025) Türk, Franziska Maria
Erblich bedingte Netzhauterkrankungen betreffen viele Menschen und sind häufig verantwortlich für den Verlust der Sehkraft. Begründet liegen sie meist in einer Mutation eines relevanten Gens. Es existieren unterschiedliche therapeutische Optionen, die abhängig von dem Wissen um die Ursache und dem Fortschritt der Erkrankung zum Einsatz kommen. Therapeutische Genomeditierung, das damit einhergehende Einbringen eines DSBs sowie die nachfolgenden zelleigenen Reparaturmechanismen stellen eine wichtige Rolle im Bereich der Gentherapie dar. Ziel dieser Arbeit war es, das BRET-Reportersystem in Verbindung mit einer induzierbaren Cas-Variante zu testen und mehr Informationen über das neuronenspezifische Verhalten nach einem induzierten DSB zu generieren. Nachdem die Funktionalität des bereits in der Arbeitsgruppe entwickelten BRET-Systems mit den entsprechenden gRNA/Cas9-Komplexen bestätigt wurde, folgte die Herstellung eines induzierbaren Cas9-Systems passend zu den Targetsequenzen der BRET-Reporter, welche in HEK293-T-Zellen transfiziert und auf ihre Funktionalität hin überprüft wurden. Im letzten Schritt der Arbeit wurde versucht, das Cas9-System mit gRNA und BRET-Reporten mittels Cotransfektion in die iNGNs zu integrieren. In Zukunft kann die Kombination der gRNA/iCas mit anderen Reportersystemen zu weiteren Informationen über das zellspezifische Reparaturverhalten nach einem DSB führen. Hier sollte jedoch zunächst die Erhöhung der Transfektionseffizienz der iNGNs im Fokus stehen und durch Änderung der Transfektionsmethode, der DNA-Bereitstellung und/oder des Promotors gesteigert werden. Kurzfristiges Ziel ist es, die iNGNs als intermediäres System mit gRNA/iCas-Systemen zu etablieren, um neuronenspezifische Informationen im Bereich der DNA-Reparaturforschung in Bezug auf erblich bedingte Netzhauterkrankungen generieren zu können. Langfristig steht die Ermöglichung einer direkten Therapie von erblich bedingten Erkrankungen mittels Genome Editing im Zentrum des Bestrebens. Zukünftig könnten CRISPR/(i)Cas und iPSCs somit einen wesentlichen Beitrag zu einer patientenspezifischen, regenerativen Medizin leisten.
Mitigating Interfacial Degradation in Sulfide-Based Solid-State Batteries using Polymer Coatings and Surface-Modified Solid Electrolytes
(2025-04-11) Shi, Bing-Xuan
The growing market for electric vehicles is driving demand for high-energy-density batteries. Conven-tional liquid electrolyte batteries (LEBs) are nearing their energy-density limits, while solid electrolyte batteries (SEBs) using high-nickel cathode active materials (CAMs), solid electrolytes (SEs), and the lithium metal anode promise much higher energy densities. Sulfide-based SEs, such as Li6PS5Cl, exhibit particularly high ionic conductivity, making them promising candidates for industrial applications. How-ever, the interfacial degradation between sulfide-based SEs and electrodes limits their electrochemical performance. This dissertation explores innovative strategies to enhance the interfacial stability at both the cathode-electrolyte interphase (CEI) and the solid electrolyte interphase (SEI) in SEBs, focusing on polyelectrolyte coatings and modified sulfide-based SEs. Polyelectrolytes are selected as electrode coating materials in this dissertation for their flexibility, ease of processing, and lower cost than inorganic coatings. Moreover, they provide intrinsic ionic conductivity compared to neutral polymers, which is essential in SEBs but less of a concern in LEBs. While polymers as coatings in LEBs are well-studied, there is limited insight into their use in SEBs. This gap motivates this dissertation, demonstrating how polyelectrolytes enhance interfacial stability and performance in SEBs. The journey begins with exploring a polycation coating on LiNi0.83Co0.11Mn0.06O2 using the spray-drying method, revealing their potential and limitations. The polycation coating uniformly covers CAM particles to enhance cycling stability, but improved lithium-ion conductivity is needed to prevent capacity loss. Building on these findings, a subsequent study introduces a polyanion/amide polymer blend as a coating on LiNi0.9Co0.05Mn0.05O2, with the polyanion providing a lithium source to mitigate capacity loss and the amide polymer serving as a coating inducer. However, the polyanion/amide polymer coating demonstrates stiffness that needs more flexibility. As a result, a polyelectrolyte complex (PEC) coating is developed for LiNiO2 (LNO) cathode and a Si anode. This PEC employs a polycation to induce coating formation alongside a polyanion with a flowing nature that enhances both lithium-ion conductivity and flexibility. On the other hand, compared with the use of polyelectrolyte coatings, the modification of sulfide-based SEs via solvent treatment provides another approach to reducing the interfacial degradation of SEBs. This method improves the interfacial stability between the LNO cathode and the sulfide-based SE while preventing dendrite formation from the lithium metal anode. Additionally, modified sulfide-based SEs reveal a mechanism for enhancing cathodic performance different from the polyelectrolyte coating layer. This suggests that the combination of polyelectrolyte coatings with modifications to sulfide-based SEs could further bolster interfacial stability. This dissertation comprises four studies, including polyelectrolyte-coated electrodes and modified sul-fide-based SEs in SEBs. Each study employs a distinct approach to mitigate interfacial degradation and shows promising potential for industrial application. Collectively, these investigations provide a compre-hensive understanding of the strategies to improve interfacial stability while providing future strategies that can be further developed and studied.
Illuminating the Regulatory Dynamics of Plant Growth: A Study on Cell Cycle Genes and Motif Enrichment in Arabidopsis thaliana
(2024) Wang, Xuesong
Plant growth and development rely on the proliferation and expansion of root tip cells, which involves a network of genes participating in the regulation of the cell cycle, namely the mitotic cell cycle and endocycle. Since plants have their sessile nature, they cannot actively avoid adverse factors imposed by the environment, compelling them to develop a suite of adaptive mechanisms to enhance their adaptability and ensure survival. Some of these adaptive mechanisms influence the regulation of the cell cycle, although the underlying mechanistic connections remain elusive. Including the role of transcription factors in regulating the expression of cell cycle genes and their influencing factors, as well as the regulation of the transition between the mitotic cycle and endocycle, remain current research challenges. Research on plant cell cycle genes reached its peak in the early 21st century when combining cell cycle synchronization in cell cultures with DNA microarray and other technologies. At that time cycle-related genes have been assigned to different cell cycle phases. However, since then, the cell cycle gene networks have hardly been studied or annotated in more detail. Moreover, the ramifications of cell cycle synchronization on the cell cycle dynamics are not fully characterized and quantified. To this end, this work aimed to map and analyze cell cycle gene networks, leveraging more advanced technologies and methodologies, such as single-cell sequencing, to undertake a comprehensive exploration of the cell cycle networks. As for transcriptional regulation mechanisms of cell cycle genes, the focus has primarily been on the issue of transcription factor binding under single motif conditions. This work will focus on the binding characteristics of motif pairs and their role in transcriptional regulation. This work integrated root single-cell and bulk sequencing data of *Arabidopsis thaliana* to calculate correlations, delineating developmental zones at the single-cell level. Cycling cells in these zones were identified using known cell cycle genes and clustering methods. Differential expression analyses on cells in different cycle phases expanded the cell cycle-related gene set. The Paired Motif Enrichment Tool (PMET) identifies promoter motif pairs. Building on the existing PMET foundation, this work extends its application to uncover genetic mechanisms regulating the mitotic cycle and endocycle. Using PMET, diverse promoter motif pairs linked to cell cycle-related and stress-induced genes were identified, elucidating gene regulatory patterns involving synergistic transcription factors. Many motif pairs are specific to genes in certain cycle phases and stress conditions, offering new insights into the regulatory mechanisms of cell cycle and stress-induced gene networks.
Critical analysis of socio-natural dynamics driven by the agricultural commodity boom: the case of Hass avocado in northern Caldas, Colombia
(2025) Suarez, Andres
This explanatory study investigates the expansion of Hass avocado plantations (HAP) and their transformative impact on the socio-natural dynamics in Salamina, Caldas, Colombia. The central research question—Why are Hass avocado plantations expanding and transforming the socio-natural dynamics in the Global South?—is addressed through a systematic approach grounded in interdisciplinary frameworks and methods. To address this overarching question, a robust theoretical framework was first developed to analyze the socio-natural interactions underlying these transformations. The study then employed four sub-questions to explore the issue systematically. The first sub-question examined the phenomenon from a Global South perspective, followed by two sub-questions focusing on the specifics of the Salamina case. The final sub-question recontextualized the findings within the broader global transformations of food systems, offering insights into the dynamics of these changes as part of a larger learning process. This interdisciplinary research is underpinned by Critical Realism, integrating theoretical and conceptual approaches from political ecology, critical resource geography, and critical political economy. A multilevel design was utilized to address the four sub-questions, employing tailored sub-designs for each. The study’s overarching objective was explanatory: not only to elucidate the socio-economic and environmental implications of HAP expansion but also to analyze the socio-historical, economic, and political structures enabling this phenomenon. Methodologically, a mixed-methods approach was employed through a sequential design, balancing qualitative and quantitative data collected and analyzed simultaneously before integration during interpretation. A single cross-sectional explanatory case study further deepened the analysis. Findings reveal a complex landscape of socio-economic and environmental dynamics in Colombia’s HAP sector. While the plantations have driven economic growth and employment in Salamina and Caldas, they have also introduced significant environmental and social challenges. Colombia faces a critical juncture where economic development must align with environmental sustainability and social responsibility. Policymakers, environmental agencies, and the agricultural community must act decisively to achieve this balance, leveraging the economic potential of Hass avocados while safeguarding ecological systems and cultural heritage. The development and enforcement of sustainable public policies will be essential to navigating this multifaceted challenge.
Stoffeigenschaften und Umweltverhalten von Ivermectin und anderen Antiparasitika im One Health-Kontext: Interdisziplinäre Herausforderungen für den Bodenschutz
(2025) Heinrich, Andre Patrick
Die kumulative Dissertation untersucht die Stoffeigenschaften und das Umweltverhalten des Veterinär-Antiparasitikums Ivermectin und weiterer verwandter Wirkstoffe. Ziel ist es, die Umweltrisiken dieser Substanzen aus einer One Health Perspektive zu betrachten. Diese strebt die ganzheitliche Betrachtung der Zusammenhänge zwischen menschlicher Gesundheit, Tiergesundheit und Umweltschutz an. Die Wirkstoffe gehören zur Gruppe der makrozyklischen Laktone, die in Human- und Veterinärmedizin sowie im Pflanzenschutz zur Kontrolle von Schadorganismen verwendet werden. Zunehmend wird auch ein Einsatz in der Vektorkontrolle diskutiert. Der breite Einsatz der Wirkstoffe wirft daher Fragen nach der Vereinbarkeit von Gesundheitszielen und Umweltschutz im Sinne von One Health auf.
Planen - Unterstützen - Durchführen: Fortbildungen in Volkshochschul-Verbandsstrukturen
(2025) Nistal, Lydia Johanna
Die Verbänden der Volkshochschulen und ihren stadtstaatlichen Zusammenschlüsse sind wichtige Akteure in der Erwachsenen- und Weiterbildung. Sie führen die politische Interessenvertretung ihrer Mitglieder aus, erbringen Dienstleistungen und sind an Forschung und Zeitschriftenwesen in der Erwachsenen- und Weiterbildung beteiligt. Als Forschungsgegenstand sind sie dagegen erst sporadisch erschlossen. Anhand recherchierter Forschungsdesiderate erforscht die Dissertation in einem qualitativen Vorgehen verbandliche Funktionen in Volkschochschul-Verbandsstrukturen. Dabei wird ein besonderer Fokus auf Fortbildungen gelegt, die für die Mitglieder und ihr Personal entwickelt, angeboten und durchgeführt werden. Hierbei zeigen sich mehrere Varianten der Zusammenarbeit zwischen den Verbänden, ihren Mitgliedern und weiteren Akteuren aus dem Organisationalen Feld in verschiedenen Konstellationen.
Trapped, Released, Transformed: How Minerals Shape the Cycling of Organic Matter in Soils
(2025) Konrad, Alexander
Soil organic carbon persistence arises from the intertwined effects of mineral surfaces, microbial activity, and the chemical structure of organic matter, which is further modulated by a soil´s boundary conditions. This dissertation addresses two linked questions: How do minerals govern soil organic matter adsorption and desorption, and how do these organo-mineral interactions feed back on microbial utilization and persistence of mineral-associated organic carbon? To probe these questions, calorimetry was combined with isotope tracing and mineral long-term field exposure studies. Isothermal titration calorimetry provided the first direct thermodynamic quantification of adsorption of organic acids to mineral surface, showing that salicylic acid and citric acids bind exothermically to goethite. Calorimetry adsorption experiments onto goethite with differing lattice defect densities uncovered intensified exothermic binding and a greater loss of entropy on minerals abundant with defects, highlighting that adsorption thermodynamics can differ even for a single mineral type substantially. To connect mineral control of organic matter sorption with its microbial fate, uniformly and carboxyl-radiocarbon labeled monomers were adsorbed onto kaolinite, illite and goethite in a set of batch sorption experiments and incubated in loamy and sandy arable topsoil. Despite strong inner-sphere complexation, a substantial share of ligand-bound carboxyl carbon was mineralized. At the molecular scale, microbial carbon use efficiency (CUE) of mineral-adsorbed monomers rose linearly with desorbability (i.e., the ratio of the amount desorbed to the amount sorbed) across all investigated compounds. Notably, CUE values were consistently lower for monomers bound to goethite than to the clay minerals. Taken together, these findings show that mineral surface properties and sorption-desorption dynamics can redirect metabolic allocation between biomass synthesis and respiratory loss. Recognizing that minerals alter nutrient availability in soil, the dissertations research extended to cover phosphorus dynamics as well. In incubation studies, goethite-amended soil´s strong immobilization of phosphate constrained microbial growth, which channeled metabolism toward higher respiration and lower CUE, while illite did not immobilize phosphorus, resulting in higher CUEs for mineral-adsorbed monomers. Conversely, studying phosphorus transport in forest ecosystems exposed that soil colloids rich in carbon and iron can deliver large quantities of bioavailable phosphorus into sinks mimicking plant roots. This demonstrates that organo-mineral associations can alternate between acting as phosphorus sinks and nutrient shuttles, depending on their saturation state and soil boundary conditions. Laboratory findings on mineral-associated organic matter cycling were further validated under field conditions investigating minerals buried in temperate grassland and forests for five years. Across all sites, goethite accrued nearly four times more carbon than illite, while the proportion of microbial biomass on mineral-associated organic carbon was higher on illite. Notably, carbon-, nitrogen-, and phosphorus-acquiring enzymes were significantly higher on goethite than illite or the surrounding soil, characteristic of microbial mining under nutrient limitations. Three overarching insights emerge. First, the amount of carbon stabilized on mineral surfaces is mineral-specific and further depends on molecular functionality and soil properties such as pH and phosphate accessibility, but no sorption-strength threshold dictates bioaccesibility. Second, microbial processing of mineral-associated organic carbon is inseparable from phosphorus cycling, both of which are mediated by mineral type. Third, oxides and clay minerals both contribute to the persistence of organic carbon, but via contrasting mechanisms. Illite´s nutrient-rich surfaces promote rapid turnover with high CUE that channels carbon into new biomass, whereas goethite traps larger amounts in forms less accessible to microbes, leaving the small bioavailable fraction prone to respiration. Together, these findings refine our understanding of how minerals govern organic matter turnover and nutrient availability in soil: their role is soil specific, affected by pH, nutrient availability, and land use.
CytoSorb®-Anwendung : Assoziation mit klinischem Outcome in der Herzchirurgie
(2024) Biehler, Natalie
Das Auftreten eines systemisch inflammatorischen Response-Syndroms (SIRS) im Rahmen eines herzchirurgischen Eingriffes steht bei Persistenz im Zusammenhang mit einer erhöhten Morbidität und Mortalität. Zytokine gelten als Mediatoren des SIRS und können mittels Filter eliminiert werden. Daher galt es zu klären, ob unter der Anwendung eines CytoSorb®-Filters ein Rückgang der Inflammationswerte und damit verbunden eine Verbesserung des klinischen Outcomes erzielt werden kann. Erweitert wurde dies um die Fragestellung des optimalen Zeitpunkts zum Einsatz des Filters. 631 herzchirurgische Patienten wurden hinsichtlich postoperativer Morbidität und Mortalität analysiert. Die retrospektive Untersuchung der all-comers-Kohorte wurde nach Propensity-Score-Matching (2:1) kontrolliert. Wir analysierten entsprechend den intensivmedizinischen Stressphasen und hinsichtlich 30-Tages-Outcome nach Zeitpunkt der Therapie-Initiierung, antiinflammatorischer Wirksamkeit, intensivmedizinischer Morbiditätsreduktion und Mortalität. Selbige Punkte dienten auch der Beurteilung bezüglich des Einsatzzeitpunktes 5 Tage postoperativ. Patienten mit primär rasch ansteigendem und höherem CRP an Tag 1-2 (Gruppe 1: 169,02 mg/l; Gruppe 2: 8 mg/l; P=< 0,001), Tag 3-7 (Gruppe 1: 197,89 mg/l; Gruppe 2: 159 mg/l; P= 0,006), zeigten eine erhöhte Mortalität (P=< 0,001) und Beatmungszeit (Gruppe 1: 15,5 d; Gruppe 2: 0,5 d; P=<0,001). Eine frühzeitige inflammatorische Aktivierung wurde zeitnah mittels CytoSorb® behandelt. PCT-Werte (Tag 1-2: P= 0,071; Tag 3-7: P= 0,822) wurden unter CytoSorb®-Therapie absolut reduziert und konnten auf das Level der Vergleichsgruppe reduziert werden. Der relative Anstieg der übrigen kontrollierten Inflammationsmarker wurde verhindert. Die inflammatorische Dysregulation zeigte entsprechend dem Einsatzzeitpunkt des CytoSorb®-Filters signifikante Unterschiede bezüglich der Leukozytenzahl (<5 d post OP: 10,44 giga/l +- 6,773; >5 d post Op: 20,1 giga/l +- 8,609; P= 0,002) und der PCT-Werte (<5 d post OP: 13 μg/l; >5 d post Op :4,7 μg/l; P= 0,037). Unter frühzeitiger CytoSorb®-Therapie zeigte sich eine Reduktion der frühmorbidität. Späterer Filter-Einsatz reduzierte die Akutmortalität, prolongierte jedoch Beatmungsphasen (<5 d post OP: 4 d; >5 d post Op :20 d; P=< 0,004). Die Gesamtmortalität wurde durch den CytoSorb®-Einsatz bei insgesamt hohem Risikoprofil weder in der Gesamt-Kohorte noch nach Propensity-Score-Matching moduliert (P= 0,243). Ein frühzeitiger CytoSorb®-Einsatz kann zur Morbiditätsreduktion beitragen und wirkt sich daher günstig auf das klinische Outcome aus. Unter erfolgreicher CytoSorb®-Therapie wird PCT reduziert, ein Anstieg von CRP und Leukozytose abgemildert. Eine signifikante Reduktion der mittelfristigen Mortalität konnte in dieser Kohorte nicht nachvollzogen werden.
Transcriptome analyses across tissues in the liver fluke Fasciola hepatica – from gene expression to drug target characterization
(2025) Gramberg, Svenja Franziska
Fasciolosis is a food-borne trematode infection caused by the liver fluke Fasciola hepatica and related species. The disease affects human and animal health worldwide and causes considerable economic losses in the global livestock industry. The limited number of therapeutic options and the increasing resistance to anthelminthics complicate disease control and highlight the need for novel anthelmintics or a vaccine. The development of new anthelmintic strategies, however, requires a deeper understanding of fluke biology, particularly regarding organ function and organ-specific gene expression. Technological advancements in transcriptomics technologies have opened up new avenues to study the transcriptional landscape of multicellular parasites. Spatial transcriptomics (ST) enables the visualization of the entire transcriptome of a tissue section in 2D, while preserving the original morphological context. By applying the Visium Spatial Gene Expression Solution (10x Genomics) to adult F. hepatica, over 9,000 genes were captured and eight different tissues were characterized, including the intestine, integument, and reproductive organs. Gene expression profiles and marker genes were identified for each tissue and subsequently validated through in situ hybridization. In addition, a Gene Ontology (GO) enrichment analysis was performed, revealing characteristic biological processes and molecular functions associated with each tissue. The gene expression map further uncovered the tissue-specific expression of drug targets (β-tubulins), vaccine candidates (Ly6 proteins) as well as drug resistance genes (ABC transporters, glutathione S-transferases), indicating tissue-specific biological functions. Finally, the spatial expression data was combined with a database of bioactive molecules, which identified genes in the tegument and intestine that showed homology to targets of approved drugs and drugs in clinical trials. This approach led to the identification of a tegumental protein kinase C beta, for which small-molecule targeting resulted in parasite death. The further course of the work focussed on the parasite’s intestine, a tissue that, like the tegument, is vital for parasite survival. The transcription factor hepatocyte nuclear factor 4 (HNF4) is a highly conserved regulator of metabolic homeostasis and cellular differentiation of endodermal organs such as the liver, gut, and pancreas. However, its role in liver fluke biology was unknown. Using the spatial transcriptome and in situ hybridization, hnf4 expression was localized in the parasite’s gastrodermis. Functional studies utilizing RNA interference (RNAi) and RNA sequencing in immature parasites revealed that HNF4 was essential for the maintenance of gut-associated gene expression, particularly genes encoding proteases such as cathepsins and legumain. RNAi-mediated knockdown of hnf4 expression led to a significant reduction in worm viability in vitro and caused structural disruption of the intestine. Treatment with a commercial small-molecule inhibitor of HNF4, BI6015, had similar effects, although the transcriptomics data indicated that the inhibitor was not HNF4-specific. Further research on the molecular mechanisms by which HNF4 regulates gut biology may identify key pathways essential for parasite survival. Overall, this work provides the first spatial transcriptome of a parasitic flatworm and demonstrates how spatial transcriptomics can advance the understanding of multicellular parasites. The identification of tissue-specific transcripts proofed to be a valuable tool for both basic research and the discovery of new drug targets.
Einfluss der Lagerung von kaninem konservierten Vollblut auf die Aktivität von plasmatischer Gerinnung, natürlichen Gerinnungsinhibitoren und Fibrinolyse unter Berücksichtigung zweier Konservierungsmedien
(2025) Gundermann, Jan
Die tiermedizinische Literatur zur Aktivität bzw. zum Gehalt von hämostatisch aktiven Proteinen im Plasmaanteil von kühl gelagerten Vollblutkonserven ist unzureichend, um Empfehlungen hinsichtlich des klinischen Einsatzes dieser Blutproduktkomponente als Ersatz für Plasmaprodukte zu geben. Ebenso ist unklar, ob es hämostatisch äquivalent zu frischem Vollblut ist. Insbesondere Proteine der Fibrinolyse wurden hierbei bisher nicht betrachtet. Auch fehlt die Betrachtung bei Einsatz unterschiedlicher Antikoagulanzien/Additivlösungen, was aufgrund der in der Veterinärmedizin bekannten Einflüsse auf die zellulären Bestandteile des Vollblutes und der in der Humanmedizin nachgewiesenen Veränderungen im Plasma von Interesse ist. Aus diesem Grund sollte die vorliegende Arbeit den Einfluss der Lagerungsdauer auf Aktivitäten bzw. Gehalte der prokoagulatorischen und antikoagulatorischen Faktoren bzw. Fibrinolysemarker des Plasmaanteils von Vollblutkonserven während einer 28-tägigen Lagerung bei 4 °C untersuchen. Darüber hinaus sollte der Einfluss zweier Antikoagulantien/Additivlösungen (Citrat-Phosphat-Dextrose (CPD)/Phosphat, Adenin, Glukose, Guanosin, Kochsalzlösung und Mannitol (PAGGS-M) auf die hämostatisch aktiven Proteine betrachten werden. Die Hypothese bezüglich der Lagerungsdauer war, dass der Gehalt bzw. die Aktivität der hämostatisch aktiven Proteine an Tag fünfzehn der Lagerung über oder gleich fünfzig Prozent des Ausgangswertes liegen sollte. Darüber hinaus wurde von einem fehlenden signifikanten Unterschied der Gehalte bzw. Aktivitäten zwischen den unterschiedlich antikoagulierten/konservierten Konserven ausgegangen. Mit einer Ausnahme wurde hier bei Faktor V gerechnet. Die für die Untersuchungen benötigten Blutprodukte wurden während eines vorherigen, vom Regierungspräsidium genehmigten Dissertationsprojektes (V 54 - 19 c 20 15 h 02 GI 18/17 kTV 16/2020) hergestellt. Hierzu wurden 21 Hunde aus dem Blutspenderpool der Klinik während einer Routineblutspende zwischen dem 13. Januar und 01. März 2021 rekrutiert. Ausgewählt wurden hierbei ausgewachsene Tiere zwischen einem und zehn Jahren, die bei physiologischem Body Condition Score ein Körpergewicht von mehr als 27 kg und einen ruhigen Habitus aufwiesen sowie entsprechend der Empfehlung der zuständigen Kommissionen/Fachgesellschaften geimpft und antiparasitär behandelt waren. Die Tiere wiesen darüber hinaus eine unauffällige Anamnese, klinische Untersuchung und Basislabordiagnostik auf. Trächtige Tiere, Tiere mit die Hämostase beeinflussenden Grunderkrankungen oder Tiere, die in ihrem Leben zuvor Blutprodukte erhalten haben, wurden ausgeschlossen. Auslandsaufenthalte wurden nach Abwägung zugelassen. Den Hunden wurden jeweils ca. 450 ml Blut entnommen und anschließend wurde das Blut von jeweils drei Tieren zu einem Pool kombiniert (220 ml je Tier). Aus den sieben Poolbeuteln wurden anschließend je zweimal fünfzig Milliliter entnommen und in entsprechende Transferbeutel überführt. Einer der Transferbeutel wurde nicht weiterverarbeitet und stellte den Beutel mit CPD (VB) dar. Wohingegen dem anderen Beutel zusätzlich elf Milliliter PAGGS-M zugesetzt wurden (VB-PAGGS). Die Transferbeutel wurden anschließend für 28 Tage bei 4 °C aufrecht gelagert und alle zwei Tage mehrfach geschwenkt. Probenentnahmen zur Gewinnung des Plasmaanteils zu Analysezwecken für die vorliegende Arbeit fanden nach null, einem, drei, fünf, zehn, fünfzehn, 21 und 28 Tagen statt. Aus den zuvor bei -80 °C gelagerten Proben wurden anschließend prokoagulatorische Faktoren (Faktor V (FV), VII (FVII), VIII (FVIII), IX (FIX), X (FX); Fibrinogen (Fib) und Von-Willebrand-Faktor-Antigen (vWF-Ag)), Gerinnungsinhibitoren und Fibrinolysemarker (Antithrombin (AT), Protein C (PC), Protein S (PS), D-Dimere (DDIM)) sowie Gerinnungszeiten (Prothrombinzeit (PT) und aktivierte partielle Thromboplastinzeit (aPTT)) bestimmt. Verwendet wurde zu diesem Zweck ein automatisiertes Gerinnungsanalysegerät (STA Compact Max 3® Diagnostica Stago S.A.S., Asnières-sur-Seine, France). Wie im Rahmen der Lagerung zu erwarten war, nahm die Aktivität bzw. der Gehalt der hämostatisch aktiven Proteine im Verlauf der Lagerung ab. Hierbei fiel der Mittelwert der Pools aller pro- und antikoagulatorischen Faktoren bis spätestens Tag 28 signifikant (FV, FVIII, vWF-Ag, PC p < 0,0001; FIX p = 0,0001; AT p = 0,0002; PS p = 0,0005; FX p = 0,0012; FVII p = 0,0017; Fib p = 0,0034) ab. Allerdings blieb mit Ausnahme von FVIII und PS, die an Tag fünfzehn 62 bzw. 64 % ihrer Aktivität verloren hatten, bei den anderen hämostatisch aktiven Proteinen mehr als fünfzig Prozent der Ausgangsaktivität bzw. des Gehalts vorhanden. Bis auf PS, bei dem sich zu keinem Zeitpunkt ein signifikanter Unterschied der Aktivität zwischen den VB- und VB-PAGGS-Konserven fand (p = 0,34), zeigten alle anderen Proteine zu mindestens einem Zeitpunkt signifikant niedrigere Aktivitäten (FVII, FIX, FX p < 0,0001; FV p = 0,0002; FVIII p = 0,0016; AT p = 0,0018; PC p = 0,0024; vWF-Ag p = 0,0029; Fib p = 0,013) in den VB-PAGGS-Konserven. Die DDIM zeigten weder über die Zeit (p = 0,44) noch zwischen den Medien (p = 0,22) einen signifikanten Unterschied. Die PT (p < 0,0001) und aPTT (p = 0,018) zeigten einen signifikanten Anstieg über die Zeit sowie die PT signifikant erhöhte Zeiten in den VB-PAGGS-Konserven (p = 0,0046) im Vergleich zu den VB-Konserven. Im Gegensatz dazu fanden sich bei der aPTT (p = 0,064) keine signifikanten Unterschiede zwischen den beiden Zusätzen. Aufgrund der vorliegenden Ergebnisse kann der Plasmaanteil von Vollblutkonserven, die analog zu den in der Studie untersuchten Bedingungen gelagert wurden, als gute Alternative zu anderen Plasmaprodukten eingesetzt werden, insofern das Ziel nicht die Substitution von FVIII oder PS ist. Die Verwendung von VB-PAGGS-Konserven sollte mit Ausnahme des Einsatzes zur Substitution von PS, aufgrund der niedrigeren Aktivitäten bzw. Gehalte der hämostatisch aktiven Proteine zu diesem Zweck vermieden werden.
Relationship between Hypercoagulability and Mesenteric Ischemia early after Cardiac Surgery
(2025-10-10) Taghiyev, Zulfugar Timur
Background: Cardiac surgery is considered to be a hypercoagulable state with an increased incidence of thromboembolic events. In acute mesenteric ischemia (Me-Is), plasma coagulation markers may have additional diagnostic relevance perioperatively. Methods: Out of 500 consecutive cardiac surgery patients, 25 patients with hyperinflammatory (IL-6 >600 ng/l) and metabolic acidosis (lactate >4 mmol/l) were retrospectively matched 1:4 into Me-Is (n=5) and control (n=20) groups. Blood samples collected before surgery, upon ICU admission and 12 hours after ICU admission were assessed for hemostatic parameters, including fibrinogen, D-dimer, thrombin-anti-thrombin complex (TAT), prothrombin fragments 1+2 (F1+2). All samples were also evaluated in thrombin generation assays, and intestinal fatty-acid-binding protein (I-FABP) was assessed as a marker for Me-Is. Results: Baseline levels of hemostatic markers in the two groups were similar. TAT levels were significantly increased in the Me-IS group at 12h after ICU admission, respectively (54.20 ±10.49 vs 22.18±12.43 ng/ml, p=0.010). In contrast, at ICU admission, absolute F1+2 values were significantly increased in the control group (1.19±0.04 vs. 0.49 ± 0.47 ng/ml, p=0.047). However, the relative F1+2 values of the Me-Is group (394.2±231.6%) vs. the control group (114.7±144.9%) within 12 hours after ICU admission were 3.9- vs. 1.1-fold higher than baseline (p=0.040). Postoperatively, significantly higher levels of I-FABP and of D-dimers were observed in the Me-Is group vs. controls at ICU admission, (17116.2±18185.4 vs. 2252.3±1582.7 pg/ml [p=0.006] and 5.3±1.3 vs. 3.0±2.1 μg/ml [p=0.043], respectively) and 12 hours after ICU admission (16998.2±20346.3 vs. 1030.8±1100.0 pg/ml [p=0.030] and 3.7±1.8 vs. 1.2±0.8 μg/ml [p=0.005], respectively). No significant differences were observed for thrombin generation (TGA, peak value, ETP) between the two groups. Conclusion: Our findings suggest that TAT and F1+2 levels are promising candidate markers for evaluating coagulability after cardiac surgery. High levels of activation markers suggest a temporary stage of hypercoagulability immediately after surgery in Me-Is patients.
Tiergestützte Interventionen und Human-Animal Studies : eine theoretische Einbettung und empirische Pilotierung des Einsatzes von Pferden in pädagogisch-therapeutischen Kontexten unter transdisziplinärer Berücksichtigung ethologischer Erkenntnisse sowie mikrosoziologischer Bezugstheorien
(2025) Braun, Theresa Franziska
Der Einsatz von Tieren in verschiedenen pädagogischen und therapeutischen Kontexten wächst stetig. Die bisherige Forschung in diesem Kontext widmet sich vorrangig den positiven Effekten von Tieren auf den Menschen in diesen Settings. Das heißt, die Mensch-Tier-Interaktionen werden bisher dahingehend analysiert, welcher Mehrwert für die Zielgruppe der tiergestützten Interventionen entsteht. Diese Ausrichtung stellt jedoch nur eine Teilebene des feldrelevanten Interaktionsdreiecks „tiergestützte Fachkraft-Tier-Zielgruppe“ dar und ist dementsprechend zu eindimensional. Vor allem die tiergestützte Fachkraft und das Tier selbst (hier am Bsp. Pferd) wurde in den Interspezies-Interaktionen der Triade bisher wenig beachtet. Dementsprechend erfolgt in der vorliegenden Dissertation die Analyse der Mensch-Pferd-Interaktionen inter- und transdisziplinär. Als theoretische und multiperspektivische Annäherungen dienen Ansätze aus den Human-Animal Studies, geprägt durch mikrosoziologische Perspektiven des Symbolischen Interaktionismus, sowie ethologische und veterinärmedizinische Perspektiven (Kontext Tierschutz). Daraus entsteht ein multidimensionaler Blick auf tiergestützte Interventionen, der auch die Tiere selbst als Akteure mit einbezieht.
Tierschutzhunde aus Süd- und Osteuropa: Evaluation der Vermittlung, des Transports und des Verhaltens von durch Tierschützern nach Deutschland verbrachten Hunden
(2025) Graf, Jessica
Tierschutzhunde aus dem Ausland prägen zunehmend das Bild der Hundepopulation in Deutschland und sind häufige Patienten in der tierärztlichen Praxis. Während es in Deutschland keine freilebenden besitzerlosen Hunde gibt, gehören Straßenhunde zum alltäglichen Bild von zahlreichen Ländern in Süd- und Osteuropa. Um diese Hunde vor Leid, widrigen Lebensbedingungen oder auch Euthanasie zu schützen, werden sie von Tierschützenden nach Deutschland vermittelt. Sie werden per Flugzeug oder Straßentransport nach Deutschland verbracht und erreichen entweder direkt oder über Pflegestellen ihre neuen Besitzer. Während die Thematik seit Jahren hohe mediale Aufmerksamkeit erlangt, gibt es bislang nach meinem Kenntnisstand keine wissenschaftliche Studie, die die Vermittlungspraxis und die nach Deutschland verbrachten Hunde näher untersucht hat. Ziel der vorliegenden Forschungsarbeit war es, einerseits die Zahl der im Auslandstierschutz in Süd- und Osteuropa tätigen Vereine zu ermitteln sowie die Anzahl der jährlich verbrachten Hunde für die Jahre 2018 bis 2020 retrospektiv zu erfassen. Weiterhin sollte untersucht werden, inwieweit die Vermittlung und der Transport der Hunde unter tierschutz-, tiertransport- und tiergesundheitsrechtlichen Aspekten durchgeführt wird. Um beurteilen zu können, unter welchen Gesichtspunkten eine Verbringung von Hunden im Sinne des Tierwohls gerechtfertigt ist, wurde neben der Untersuchung der Einhaltung der rechtlichen Bestimmungen auch eine Evaluation des Verhaltens von Auslandshunden vorgenommen. Weiterhin wurde analysiert, inwiefern eine Betreuung und Aufklärung der neuen Besitzer durch die Tierschutzvereine stattfand. Um die Arbeit der Tierschutzvereine aus unterschiedlichen Aspekten zu beleuchten, wurden drei methodische Ansätze kombiniert. Zum einen wurde eine Befragung von Amtstierärzten und Amtstierärztinnen durchgeführt, um die Tierschutztransporte und Gesetzesverstöße zu analysieren und zu quantifizieren. Den Hauptteil der Arbeit stellt eine Befragung von Hundebesitzern und Hundebesitzerinnen dar. Dabei ging es einerseits um die Erfassung von Daten der Hunde wie beispielsweiser Importalter, Rassezugehörigkeit, Geschlecht und Kastrationsstatus. Weiterhin wurde die Betreuung durch den Tierschutzverein während und nach dem Adoptionsprozess ermittelt und eine Evaluation des Verhaltens der Hunde anhand des C-BARQs (Canine Behavioral Assessment and Research Questionnaire) durchgeführt. In der dritten Teilstudie wurden durch eine Inhaltsanalyse von Internetpräsenzen von Tierschutzvereinen Daten zur Hundevermittlung ausgewertet. Die Ergebnisse der Studie zeigen, dass die Zahl der nach Deutschland verbrachten Hunde im Erhebungszeitraum steigend war und im Jahr 2020 mehr als 100.000 Hunde durch Tierschutzvereine nach Deutschland kamen. Es konnten 764 Vereine gefunden werden, die Hunde aus Süd- und Osteuropa nach Deutschland vermittelten. Bei diesen Zahlen muss jedoch von einer hohen Dunkelziffer ausgegangen werden, da die Vereinslandschaft eine starke Fluktuation aufweist und festgestellt werden konnte, dass das TRACES-System zur Registrierung von Hundetransporten von Tierschutzvereinen teilweise rechtswidrig umgangen wird. Die häufigsten festgestellten Verstöße im Zusammenhang mit dem Transport der Hunde bezogen sich auf die erforderliche Dokumentation im Zusammenhang mit der Nutzung des TRACES-Systems, tierschutzrechtliche Vergehen stellten eine Ausnahme dar. Die verbrachten Hunde stammten etwa zur Hälfte aus Rumänien. Es handelte sich in der Regel um junge Mischlinge, die mittelgroß und zumeist bereits vor Einreise nach Deutschland kastriert waren. Während die osteuropäischen Hunde eher den Herdenschutzhunden und Molossern angehöhrten, wurden aus den südlichen europäischen Ländern häufiger Jagdhunde verbracht. Die Hunde zeigten deutliche Verhaltensunterschiede im Vergleich zur Population westeuropäischer Hunde, wobei sie in den meisten Kategorien gemäß des C-BARQs wünschenswerte Verhaltenseigenschaften zeigten. Lediglich Angstverhalten gegenüber fremden Personen und der unbelebten Umwelt traten häufig auf. Dabei war festzustellen, dass osteuropäische Hunde eher Angst- und Aggressionsverhalten zeigten als südeuropäische Hunde, die wiederum aufgrund ihrer Rassezugehörigkeiten häufiger Jagdverhalten zeigten. Schwere Verhaltensstörungen traten kaum in der Gruppe der untersuchten Hunde auf. Bei diesen Verhaltensstörungen handelte es sich am häufigsten um schwere Angststörungen (6,7 %) und es muss davon ausgegangen werden, dass diese Hunde kein artgerechtes Leben führen können. Einschränkend muss hierbei jedoch angemerkt werden, dass in der Befragung keine Hundebesitzenden erfasst wurden, die ihren Auslandhund wieder abgeben hatten. Weitere Studien sind hier nötig, um die Prävalenz von Rückgaben und deren Gründe weiter zu evaluieren. Insgesamt zeigte sich, dass die Besitzenden zufrieden waren mit ihren Auslandshunden und sowohl erneut einen Auslandshund adoptieren würden als auch den Tierschutzverein weiterempfehlen würden. Es zeigte sich jedoch nur eine ungenügende Aufklärung der Besitzenden durch die Tierschutzvereine. Etwa ein Drittel der Adoptanten wurde weder über typisches Verhalten von Auslandshunden noch über Infektionserkrankungen aufgeklärt. Auch wurden keine flächendeckenden Tests auf vektor-übertragene Infektionen vor der Einreise nach Deutschland durchgeführt und die Quote infizierter Hunde lag bei 37,2 % wobei etwa die Hälfte davon vektor-übertragene Infektionen waren. Dies birgt ein hohes Risiko für die Einschleppung von Erregern und eine Ausbreitung von Infektionen in Deutschland. Zusammenfassend zeigt sich, dass eine Vermittlung von Hunden aus Süd- und Osteuropa nach Deutschland tiergerecht durchgeführt werden kann, wenn andere tiergerechte Lösungen im Ausland nicht zur Verfügung stehen und sich Tierschützende strikt an alle gesetzlichen Vorgaben halten. Dazu gehört außerdem eine umfassende Aufklärung und Betreuung der Adoptanten sowie eine sorgfältige Präselektion von zur Verbringung geeigneter Hunde.
Association of air pollution and mortality in individuals with high cardiovascular risk
(2024) Maitra, Rebecca Anjuli
Background and Aim: Non-communicable diseases, e.g. cardiovascular diseases, are among the leading causes of mortality worldwide. Well-established risk scores, such as the ESC SCORE 2 (European Society of Cardiology Systematic COronary Risk Evaluation) are used to predict the onset of cardiovascular disease and mortality. However, they consider patient intrinsic risk factors, e.g. smoking but not extrinsic risk factors like air pollution. Yet, there is extensive evidence for an unfavourable associa tion between air pollution exposure and cardiovascular and other mortality. This dissertation aims to explore the time-dependent association between the extrinsic risk factor air pollution and mortality in a population with pre-existing cardiovascular risk factors in Hesse, Germany. Moreover, it explores the utility of considering air pollution and socioeconomic status in mortality risk prediction, compared to existing risk scores. Methods and results: Between 2010 and 2019, patients (N = 4610, 32% female, median age 69 years) scheduled for coronary angiography were enrolled in a prospective registry cohort at a certified German centre for cardiovascular research. Mortality was the outcome variable (1122 registered deaths). Air pollution data were retrieved from the Hessian State Agency for Nature Conservation, Environment and Geology (HLNUG) and assigned to patients according to postcode information. Air pollution markers of interest were: carbon monoxide (CO), nitrogen monoxide (NO), nitrogen dioxide (NO2), ozone (O3), particulate matter (PM10 and PM2.5 with an aerodynamic diameter of <10µm and <2.5µm, respectively) and sulphur dioxide (SO2). Receiver Operating Characteristic (ROC) analysis was conducted to identify the time period with the highest prognostic importance of air pollution exposure for its association with mortality within the range of 3 years prior to study enrolment. Exposure time periods with the highest prognostic ability varied for respective air pollution markers (CO [3 days], O3 [348 days], PM10 [232 days], PM2.5 [402 days], NO [1077 days], NO2 [1014 days], SO2 [1058 days]). Mean air pollution exposure concentrations for time periods of maximum predictive power were then each analysed in multivariate logistic regression models, with single air pollution markers. In these single air pollution marker models, adding NO, NO2, PM10, PM2.5, SO2 but not CO and O3 to a model including the ESC SCORE 2 variables, could significantly improve a models’ mortality prediction power. There was no significant benefit of adding purchasing power as an explanatory variable. Conclusion: The findings of this dissertation indicate that considering air pollution exposure in mortality risk prediction for individuals with cardiovascular burden is likely to enhance mortality risk estimation and should be subject to further research.
Der Einfluss einer fünftägigen Behandlung mit intravenösen Immunglobulinen (IVIg) auf die Konzentration und Expression von B-Zell aktivierender Faktor (BAFF) sowie Proliferation-induzierender Ligand (APRIL) und die Expression der BAFF-Rezeptoren im Blut von Patienten mit Myasthenia gravis und Immunneuropathien
(2024) Spreunat, Anne-Teresa Juliane
Bei der Entstehung von Autoimmunerkrankungen spielen verschiedene Faktoren eine Rolle: die genetische Prädisposition, Umgebungsfaktoren als potentielle Trigger und mögliche regulatorische Störungen innerhalb des Immunsystems. Die B-Zell-aktivierenden Faktoren BAFF und APRIL sind an der Pathogenese verschiedener Autoimmunerkrankungen beteiligt. Sie werden vorrangig von Monozyten, Makrophagen, Dendritischen Zellen und T-Zellen gebildet und binden an die Rezeptoren BAFF-R, BCMA und TACI, die hauptsächlich auf B-Zellen unterschiedlicher Entwicklungsstufen exprimiert werden. Bei einigen Autoimmunerkrankungen konnten BAFF-Inhibitoren zu einer Besserung führen. In der vorliegenden Studie wurde Blut von Patienten mit Myasthenia gravis und Immunneuropathien vor, während und nach der fünftägigen Therapie mit IVIg hinsichtlich der BAFF- und APRIL-Spiegel im Serum, der Expression beider Zytokine auf und in Monozyten und der Rezeptorexpression von BAFF-R, BCMA und TACI auf B-Zellen untersucht. Die Bestimmung der BAFF- und APRIL-Serumkonzentrationen erfolgte mittels ELISA. Die extrazelluläre und/oder intrazelluläre Expression von BAFF, APRIL und deren Rezeptoren wurde durchflusszytometrisch bestimmt. Es fanden sich keine signifikanten Unterschiede zwischen den basalen BAFF- und APRIL-Serumspiegeln der Patienten im Vergleich zu den gesunden Kontrollpersonen. Allerdings war die Expression von APRIL in Monozyten bei beiden Patientengruppen im Vergleich zur Kontrollgruppe deutlich erhöht. Der Einfluss von IVIg auf die Serumkonzentrationen von BAFF und APRIL war uneinheitlich. Es zeigte sich jedoch, dass ein gutes Ansprechen auf IVIg in der Gesamtpatientengruppe mit einer Reduktion des BAFF-Serumspiegels einhergeht. IVIg hatte keinen Einfluss auf die Expression der BAFF- und APRIL-Rezeptoren auf B-Zellen. Die vorgestellten Ergebnisse sprechen dafür, dass eine Fehlregulation von BAFF und APRIL in der Pathogenese der Immunneuropathien und der Myasthenia gravis eine Rolle zu spielen scheint. Zudem fand sich ein inhibitorischer Effekt der IVIg auf die BAFF-Freisetzung bei Patienten mit gutem Ansprechen auf die Therapie. Dieser legt damit einen weiteren Wirkmechanismus von IVIg bei neurologischen Autoimmunerkrankungen nahe.
Einfluss von Entlastungskraniektomien und Durotomien auf eine artifizielle intrakranielle Hypertension am Katzenkadaver
(2025) Taube, André
Traumatische Verletzungen sind ein häufiger Vorstellungsgrund von Notfallpatienten in der Kleintiermedizin. Neurologische Ausfälle, die ursächlich mit einer intrakraniellen Hypertension zusammenhängen können, haben sich in diesen Fällen als negativer prognostischer Faktor erwiesen. Auch bei anderen Erkrankungen (z.B. intrakraniellen Neoplasien, Entzündungen) wirken sich Befunde, die für einen erhöhten intrakraniellen Druck sprechen, negativ auf den Behandlungserfolg aus. In der Humanmedizin existieren Richtlinien für die Behandlung von Patienten mit Schädel-Hirn-Traumata und intrakranieller Hypertension. In der Tiermedizin existieren beim lebenden Patienten häufig nur einzelne Fallberichte oder kleine Fallserien, die den Effekt verschiedener Therapieoptionen auf den intrakraniellen Druck darstellen. Isolierte Effekte chirurgischer Maßnahmen, wie die Entlastungskraniektomie und Durotomie sowie die benötigte Fläche der Kraniektomie sind bisher wenig erforscht. Über die klare Ursache-Wirkungsbeziehung dieser Maßnahmen auf den intrakraniellen Druck ist bei Katzen und Hunden zum aktuellen Zeitpunkt wenig bekannt. Die evidenzbasierte Therapie eines Schädel-Hirn-Traumas in der Kleintiermedizin ist trotz der hohen Prävalenz aufgrund des Mangels an klinischen Studien in diesem Bereich zum aktuellen Zeitpunkt nicht möglich. Ein Großteil der therapeutischen Maßnahmen wird häufig direkt aus Richtlinien der Humanmedizin übernommen. Vor diesem Hintergrund werden zwar viele Maßnahmen in der Literatur empfohlen, jedoch mangelt es häufig an detaillierten Anweisungen zur Durchführung dieser Maßnahmen und deren Einfluss auf den Therapieerfolg. Diese Kadaverstudie soll eine Grundlage an Informationen über die praktische Durchführung einer Kraniektomie und Durotomie bei Katzen liefern. Dabei sollte ein Fokus auf die Fläche der Kraniektomie sowie die Technik der Durotomie gelegt werden und der direkte Einfluss dieser Maßnahmen auf den intrakraniellen Druck festgestellt werden. An 19 verstorbenen oder euthanasierten, mesozephalen Katzen ohne Hinweis auf intrakranielle Erkrankung wurde eine Kadaverstudie durchgeführt. Der intrakranielle Druck wurde mittels Dehnungsstreifen-Drucksensor direkt gemessen. Durch Einbringen und Inflation eines Ballonkatheters in die Schädelhöhle auf Höhe der Mittellinie wurde eine artifizielle intrakranielle Hypertension von 20 mmHg erzeugt. Anschließend wurden eine schrittweise Kraniektomie und Durotomie durchgeführt, um den Einfluss der Kraniektomiegröße und der Durotomietechnik auf den intrakraniellen Druck festzustellen. Wenn bereits eine Kraniektomie von < 400 mm² zu einem Druckabfall von ≥ 10 mmHg führte, wurde eine schrittweise Durotomie durchgeführt (Kriterium 1). Wenn die Kraniektomie bereits auf 400 mm² erweitert wurde und dennoch kein Druckabfall von ≥ 10 mmHg zu diesem Zeitpunkt messbar war, wurde die Durotomie ebenfalls durchgeführt (Kriterium 2). Wenn auch hierdurch kein Abfall des intrakraniellen Drucks um ≥ 10 mmHg erreicht wurde, wurde die Kraniektomiefläche so lange erweitert, bis dieser Zielwert erreicht wurde. Die Durotomie erfolgte bei allen Versuchen schrittweise durch drei vertikale Einschnitte (Durotomieschritt 1-3) der Dura mater und einem anschließenden horizontalen Einschnitt (Durotomieschritt 4). Um einen Druckabfall um 10 mmHg zu erreichen, war eine Kraniektomiefläche von 313,61 ± 164,75 mm² notwendig. Dieser Druckabfall konnte bei 13 von 19 Versuchen alleine durch die Durchführung einer Kraniektomie erreicht werden (Kriterium 1). Bei fünf der Versuche war eine zusätzliche Durotomie notwendig, um einen Druckabfall von 10 mmHg zu erreichen (Kriterium 2). Bei einem Versuch war neben der Durotomie eine anschließende Erweiterung der Kraniektomie notwendig. Ein Bonferroni-korrigierter post-hoc-Test zeigte signifikante Unterschiede im intrakraniellen Druck zwischen den Durotomieschritten, insbesondere zwischen Schritt 0 und 4 (p < 0,0001; Druckdifferenz = 5,57 mmHg). Eine starke negative Korrelation zwischen der Kraniektomiefläche und dem intrakraniellen Druck wurde mit Spearmans ρ = .608 (p < .0001) bei 17 von 18 Versuchen festgestellt, wobei in einem Versuch eine ungewöhnlich starke positive Korrelation (ρ = .959, p < .0001) auftrat. In diesem Experiment wurde gezeigt, dass bei Entlastungskraniektomien an Katzen eine großzügige Kraniektomiefläche im Verhältnis zum gesamten Neurokranium erforderlich ist, um einen effektiven intrakraniellen Druckabfall zu erzielen. Selbst bei vergleichsweise niedrigem Ausgangsdruck im Vergleich zu akuten intrakraniellen Hypertensionen im klinischen Kontext war teilweise eine Durotomie notwendig, um den gewünschten Druckabfall zu erreichen. Die rostrotentorielle Kraniektomie erwies sich aufgrund ihrer einfachen Zugänglichkeit und ausreichenden Fläche als geeignete Lokalisation. Die Ergebnisse legen die Bedeutung der Durotomie als integralen Bestandteil der Entlastungskraniektomie nahe. Es werden jedoch weitere Studien mit praxisnäheren operativen Zugängen und rekonstruktiven Operationstechniken benötigt, bevor diese Erkenntnisse am lebenden Patienten angewendet werden können. Die Studie bietet eine Grundlage für künftige Versuche, insbesondere für Kadaverstudien, um die Effekte von Kraniektomie und Durotomie bei verschiedenen Ausgangsdrücken zu identifizieren und die optimale Kombination für unterschiedliche Krankheitsbilder zu ermitteln. Trotz der Einschränkungen in der direkten Übertragbarkeit auf lebende Patienten, liefert die Studie wertvolle Einblicke, die die Planung künftiger experimenteller Untersuchungen und potenzieller chirurgischer Eingriffe erleichtern können.

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