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In der vorliegenden Arbeit wurde bronchoalveolären Lavage Flüssigkeit (BALF) von Patienten mit interstitiellen Lungenerkrankungen (23 Patienten) auf Chemokinkonzentrationen und Chemokinrezeptorexressionsmuster der Lymphozyten analysiert und die Ergebnisse mit Patienten, die an chronischer Bronchitis (6 Patienten) oder malignen Erkrankungen (9 Patienten) der Lunge erkrankt waren verglichen. Mittels ELISA wurden die Chemokinkonzentrationen und mittels Durchflusszytometrie der Anteil an Chemokinrezeptor-exprimierenden T-Zellen in der BALF bestimmt. Hierbei wurden die Chemokinkonzentrationen von MCP 1, TARC, MDC und RANTES und die Häufigkeit CCR2+, CCR5+, CCR4+ und CXCR3+ Zellen innerhalb der CD4+ und CD8+ T-Zellpopulationen gemessen. Es konnte gezeigt werden, dass bei interstitiellen Lungenerkrankungen im Vergleich zu den Kontrollgruppen die MCP-1 Konzentration knapp signifikant (p = 0,055) und die CCR2+CD4+T-Zellen signifikant erhöht waren. Im Zusammenhang mit Daten aus Kinder- und Erwachsenenstudien, in denen in der bronchoalveolären Lavageflüssigkeit erhöhte MCP-1 Werte und vermehrt CCR2+ T-Zellen nachgewiesen wurden, legen diese Ergebnisse eine wichtige Rolle der MCP 1/CCR2-Achse in der Pathogenese der interstitiellen Lungenerkrankungen nahe. Ebenso fanden sich bei interstitiellen Lungenerkrankungen signifikant mehr der TH2-assoziierten CCR4+ T-Zellen; bei dem TH1-assoziierten Rezeptor CXCR3+ ergab sich kein Unterschied. Gemeinsam mit ähnlichen Ergebnissen einiger Studien in Mausmodellen und humanen Studien weisen sie auf eine TH2-Polarisierung der T Zellen bei interstitiellen Lungenerkrankungen hin, welche hierbei einen profibrotischen Effekt haben sollen. Gleichzeitig konnten bei interstitiellen Lungenerkrankungen signifikant mehr CCR5+CD4+ und CCR5+CD8+ Zellen als in den Kontrollgruppen nachgewiesen werden. Da auch bei gesunden Menschen CCR5+ T-Zellen nachgewiesen werden konnten, postulieren wir, dass CCR5+ T-Zellen auch unabhängig von der Polarisierung der T-Zellen ein regulärer Bestandteil des bronchoalveolären Raumes im Rahmen einer normalen Immunreaktion sind. Insgesamt hat diese explorative Analyse aufgezeigt, dass sowohl die MCP 1/CCR2-Achse, als auch TH2-polarisierte T-Zellen ein potentielles Angriffsziel in der Behandlung interstitieller Lungenerkrankungen darstellen könnten. Die Ergebnisse sollten den Anstoß für ausführlichere Untersuchungen mit einem wesentlich größeren Patientenkollektiv geben.

Das kolorektale Karzinom ist die zweithäufigste Todesursache durch maligne Tumoren in den Industrienationen, verantwortlich für mehr als 10 % aller Krebstoten, mit zunehmender Inzidenz. Eine Heilung verspricht nur die chirurgische Intervention im Frühstadium, die Prognose in fortgeschrittenen Krankheitsstadien ist meist schlecht. Die Entdeckung der genetischen Veränderungen während der Tumorgenese kolorektaler Tumoren lässt hoffen, dass eine Früherkennung dieser ernsten Erkrankung über den Nachweis bestimmter Genmutationen im Stuhl oder der Kolonlavageflüssigkeit möglich ist. Die dabei am häufigsten auftretenden Mutationen betreffen das p53-Tumorsuppressorgen. Ziel dieser Arbeit war die Optimierung einer Methode zum Nachweis von p53 Mutationen in Kolonlavageproben. Mit Hilfe einer „Single Strand Conformation Polymorphism“ – Analyse war ein einfaches Screening der Exons 5-8 des p53-Gens möglich. Für die Etablierung dieser SSCP-Analyse und als positiv Kontrolle dienten die Zelllinien SW480, HaCat, Kle-1B, Hec-1B, Hut 78 und BT-20. Alle Mutationen der Zelllinien ließen sich in der optimierten SSCP-Analyse zweifelsfrei nachweisen. Dabei konnte bezüglich der Sensitivität dieser Methode gezeigt werden, dass ein Anteil von ≥ 20 % mutierter DNA in der Wildtyp-DNA nötig ist, um die Mutation nachzuweisen. Bei 37 Patienten mit kolorektalem Karzinom und einem Patienten mit einem 3 cm großen kolorektalen Adenom wurde eine Koloskopie durchgeführt. Die Tumoren wurden histopathologisch klassifiziert und die Lavageflüssigkeit zur weiteren Analyse gesammelt. Nach der Extraktion der DNA aus den Lavageproben folgten PCR und Reinigung der Amplifikate. Sowohl die Extraktion der DNA als auch die Amplifikation konnte in allen Fällen problemlos durchgeführt werden. P53 Mutationen konnten mit Hilfe der SSCP-Analyse bei 8 (22 %) der Karzinompatienten und bei dem Adenompatienten (100 %) detektiert werden. Es zeigte sich keine Korrelation zwischen dem Tumorstadium und dem Mutationsnachweis. Weiter zeigte sich keine Korrelation zwischen zusätzlich zu den Karzinomen vorhandenen Adenomen und dem Mutationsnachweis. Mit der hier verwendeten Methode ist ein Nachweis von p53 Mutationen in Kolonlavageproben möglich. Es konnten Mutationen sowohl in einem prämalignen Stadium als auch bei kleinen, auf Mukosa und Submukosa beschränkten, Karzinomen nachgewiesen werden. Der Mutationsnachweis gelang bei Tumoren aus allen Kolonabschnitten. Dennoch ist die Sensitivität der hier vorgestellten Methode zum gegenwärtigen Zeitpunkt nicht ausreichend. Weitere Studien werden benötigt, um die Sensitivität beispielsweise durch DNA-Anreicherungsmethoden zu erhöhen.

1. Bei Patienten mit FL kommt es in der Akutphase der Erkrankung zu einer neutrophilen Alveolitis. In der Lavageflüssigkeit dieser Patienten fanden sich im Vergleich zu gesunden Normalpersonen erhöhte Spiegel an IL-8. Die Lavageflüssigkeit hatte eine verstärkte chemotaktische Aktivität gegenüber PMNs im Vergleich zur Lavageflüssigkeit von gesunden Kontrollpersonen. Nach Neutralisation von IL-8 durch Zugabe von Anti- IL-8-Antikörpern konnte ein signifikanter Rückgang der Chemoattraktion von PMNs durch die Lavageflüssigkeit festgestellt werden. 2. Es fand sich eine signifikante Korrelation zwischen der chemotaktischen Aktivität der Lavageflüssigkeit auf PMNs sowohl mit den in der Lavageflüssigkeit enthaltenen Endotoxinspiegeln als auch den in der Lavageflüssigkeit enthaltenen Spiegeln an IL-8. 3. Nach Stimulation mit Heustaub reagierten Alveolarmakrophagen mit der Sekretion von TNF-alpha, IL-6 und IL-8. Aus diesen Ergebnissen lässt sich folgendes Modell für die Pathogenese des akuten Schubs der FL ableiten: Im Heustaub enthaltenes Endotoxin stimuliert nach Inhalation Alveolarmakrophagen zur Sekretion von proinflammatorischen Zytokinen. Diese führen zu einer systemischen und lokalen Entzündungsreaktion. Sezerniertes IL-8 bewirkt eine neutrophile Alveolitis. Die von aktivierten PMNs ausgeschütteten Proteasen greifen das Strukturgerüst der Lunge an und stören die strukturelle Integrität der Lunge. Durch den in der Folge einsetzenden Regenerationsprozess mit Proliferation von Fibroblasten kommt es zur Ausbildung einer Lungenfibrose.

In den vergangenen zehn Jahren wurden große Fortschritte hinsichtlich einer möglichen Gentherapie angeborener Lungenerkrankungen wie Mukoviszidose oder a1-Antitrypsinmangel erzielt. Dabei spielt die Gentherapie mittels nichtviraler Genvektoren zunehmend eine größere Rolle. Doch trotz ermutigender Ergebnisse aus einer Reihe von klinischen Studien ist die Effizienz des nichtviralen Gentransfers über eine topische Applikation in die Atemwege bis heute zu gering. Ziel dieser Arbeit war es, zu untersuchen, welchen Wechselwirkungen nichtvirale Genvektorkomplexe im Milieu der Atemwege unterliegen. Dabei konnten Veränderungen der inneren Struktur nichtviraler Genvektorkomplexe unter Einfluss von Surfactant bzw. bronchoalveolärer Lavageflüssigkeit mit Hilfe von Fluoreszenz-Quenching-Assays und Fluoreszenz-Resonanz-Energietransfer (FRET) nachgewiesen werden. Auch die Oberflächenladung der kationischen Genvektorkomplexe wurde beeinflusst, wobei in Anwesenheit hoher Konzentrationen von Surfactant eine Ladungsumkehr hin zu negativen Werten gemessen wurde. In Bezug auf die äußere Struktur der kationischen Genvektorkomplexe konnte gezeigt werden, dass in Anwesenheit von Surfactant bei Lipoplexen eine starke Zunahme der Größe beobachtet wurde, während die Größe von Polyplexen sogar leicht abnahm. Ebenfalls konnte gezeigt werden, dass die An- oder Abwesenheit von Salz in physiologischen Konzentrationen bei der Herstellung der Genvektorkomplexe einen Einfluss hat auf die Interaktion von Surfactant mit den Genvektorkomplexen. Um zu ermitteln, inwieweit die Veränderung biophysikalischer Parameter die Funktion der Genvektorkomplexe beeinflusst, wurden das Adhäsionsverhalten der Genvektorkomplexe an der Zelloberfläche und ihre Transfektionseffizienz untersucht. Auch hier waren die Folgen der Interaktion mit Surfactant sehr unterschiedlich ausgeprägt, je nach dem, ob kationische Liposomen oder kationische Polymere als Genvektorsystem verwendet wurden. Um die Effizienz des nichtviralen Gentransfers in die Lunge zu erhöhen, gibt es eine Reihe unterschiedlicher Ansätze. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde die Anwendbarkeit der Magnetofektion auf die Transfektion von Atemwegsepithelien untersucht. Die Magnetofektion beruht auf dem Prinzip der Anreicherung von Genvektorkomplexen am Zielgewebe mit Hilfe magnetischer Anziehungskräfte. Es konnte eine deutlich bessere Dosis-Wirkungs-Beziehung der über kationische Polymere vermittelten Magnetofektion verglichen mit dem konventionellen über kationische Polymere vermittelten Gentransfer nachgewiesen werden. Hierfür waren sowohl eine stärkere als auch eine schnellere Anreicherung der Genvektorkomplexe an der Zelloberfläche verantwortlich. Die Effizienz der Magnetofektion war bei gegebener Inkubationszeit der Transfektionseffizienz konventioneller nichtviraler Gentransfersysteme deutlich überlegen. In elektronenmikroskopischen Untersuchungen konnte eine Aufnahme der Genvektorkomplexe in Zellen intakter Atemwegsepithelien mit Hilfe der Magnetofektion nachgewiesen werden.

Bei geschwächter Abwehrlage wird die Morbidität und Mortalität wesentlich von pulmonalen Komplikationen mitbestimmt. Ein Ziel dieser Arbeit war es, die Zusammensetzung und Funktion des pulmonalen Surfactants unter diesen Bedingungen zu untersuchen. Dazu wur-den die bronchoalveolären Lavageflüssigkeiten von Kindern mit malignen Erkrankungen, Immunsuppression, pulmonalen Infiltraten und therapieresistentem Fieber mit denen von pulmonal gesunden Kindern verglichen. Die SP-A-Konzentration war in der Patientengruppe deutlich erhöht, seine Funktion schien jedoch kaum verändert. Während auch die Werte für das SP-C und die kleinen Surfactant-Aggregate bei den Patienten deutlich erhöht waren, gab es kaum Unterschiede bei SP-B, SP-D, den großen Surfactant-Aggregaten und der Oberflächenaktivität. Diese Daten lassen eine adaptiv gesteigerte lokale Abwehr und ein System zur Erhaltung der Oberflächenaktivität unter den beschriebenen klinischen Bedingungen vermuten. Das zweite Ziel dieser Arbeit war die Entwicklung einer Methode zur Visualisierung von humanem SP-C mittels Immundetektion nach Dünnschichtchromatographie und Gelelektro-phorese. Eine quantitative Darstellung des SP-C in Lavageflüssigkeiten war mit keinem der beiden Verfahren möglich, eine empfindliche semiquantitative Detektion von rekombinan-tem SP-C mittels Dünnschichtchromatographie konnte jedoch erreicht werden. Ein weiteres Ziel war es, die Lavageproteine von pulmonal gesunden Kindern und Patienten gemäß ihrem Molekulargewicht und ihrem isoelektrischen Punkt zweidimensional darzustel-len, zu vergleichen und die besonders bei Kindern sehr begrenzten Mengen an Lavageflüs-sigkeit besser nutzbar zu machen. Folgende signifikante Änderungen wurden beobachtet: Bei den Patienten war das a1-Antitrypsin vermehrt, der Anteil an Ig-bindendem Faktor, Transthyretin und Cystatin S schien jedoch vermindert zu sein. Im Bereich der kleinen sauren Proteine behinderte der relativ hohe Anteil an Immunglobulinketten die Separation und Identifikation einzelner Proteine. Diese Daten zeigen, dass es bei Kindern mit malig-nen Erkrankungen, Immunsuppression, pulmonalen Infiltraten und therapieresistentem Fieber deutliche Veränderungen in der Zusammensetzung der bronchoalveolären Lavage-flüssigkeit gibt. Eine Vorfraktionierung der Proben könnte für die Identifikation der einzelnen Proteine ebenso hilfreich sein wie die Verwendung eines eng begrenzten pH-Bereiches bei der isoelektrischen Fokussierung. Diese Arbeit charakterisiert funktionelle und biochemische Aspekte des pulmonalen Sur-factantsystems bei Kindern mit malignen Erkrankungen, Immunsuppression, pulmonalen Infiltraten und therapieresistentem Fieber.