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Viehhirten brachten Multiple Sklerose in der Bronzezeit nach Europa. Und: Forschende der Uni Basel haben bislang unbekannte Bakterien entdeckt. Ausserdem: Eine alte Schule wird CO2-neutral. (00:45) Die «Entmystifizierung» von MS Multiple Sklerose ist eine Autoimmunerkrankung, bei der das Immunsystem die Nervenfasern von Hirn und Rückenmark angreift. Doch die Gene, die MS zugrunde liegen, haben Hirtenvölkern vor 5000 Jahren möglicherweise einen Überlebensvorteil verschafft. (07:48) Meldungen Eichen sind doppelt von Krankheiten befallen. Geschlechtsunterschiede bei Narkosemitteln. Fingerabdrücke sind bei allen Fingern gleich (13:22) Unbekannte Keime auf unserer Haut Über Jahre hat der Basler Mikrobiologe Daniel Goldenberger unbekannte Bakterien gesammelt, die aus Patientenproben stammen. Einige dieser Keime könnten im Spital durchaus Probleme machen. (19:25) Alte Schule wird Co2-neutral und spart dabei Geld Die Energiewende ist zwar sinnvoll, kommt aber teuer – so denken viele. Eine Schule im zürcherischen Mettmenstetten beweist nun das Gegenteil: Mit einer schlauen Kombination verschiedener Techniken gelingt es, fünf ältere Schulbauten und ein Hallenbad jetzt ganz ohne Co2-Ausstoss mit Energie zu versorgen. Mehr zum Wissenschaftsmagazin und Links zu Studien: https://www.srf.ch/wissenschaftsmagazin .

Mykobakterien sind heterogene Krankheitserreger und befallen Mensch und Tier. Der bekannteste Vertreter ist das Mycobacterium tuberculosis als Hauptverursacher der Tuberkulose und wichtigster Vertreter des M. tuberculosis-Komplexes. Daneben gibt es Mycobacteria other than tuberculosis, die MOTTS, die für verschiedene Krankheitsbilder bei unterschiedlichen Spezies verantwortlich sind. In dieser Arbeit wurde der Versuch der molekularbiologischen Stammdifferenzierung bei einer größeren Zahl Formalin fixierter und in Paraffin eingebetteter Proben vorgenommen. Hierbei wurden sowohl Patientenproben als auch Proben aus dem veterinärmedizinischem Bereich herangezogen, die zunächst histologisch begutachtet wurden. Bei fünf von 12 veterinärmedizinischen Fällen wurden säurefeste Stäbchen in der Ziehl-Neelsen Färbung gefunden. In der molekularen Untersuchung wurden bei allen diesen Fälle bis auf einen, bei dem die DNA vermutlich gehemmt ist, und einem zweiten, der in der Färbung unauffällig war, die Anwesenheit von Mykobakterien bestätigt. Bei diesem in der Färbung unauffälligen Fall wurde das Vorhandensein von unbekannten Mykobakterien nachgewiesen. Bei den übrigen vier Fällen wurde dreimal das M. avium subsp. avium, normalerweise Erreger der Geflügeltuberkulose, und einmal das M. avium subsp. paratuberculosis nachgewiesen. M. avium subsp. paratuberculosis ist Erreger der Paratuberkulose, einer chronischen Enteritis bei Rindern. Es konnten keine Mitglieder des M. tuberculosis-Komplexes nachgewiesen werden. Aus dem Bereich der Humanmedizin wurden Patientenproben aus der Routinediagnostik histologisch und molekularbiologisch mit PCR und Spoligotyping untersucht. In der Ziehl-Neelsen-Färbung wurde histologisch nach Tuberkulose-typischen Auffälligkeiten wie Granulome, Epitheloidzellen und Nekrosen gefahndet. Anschließend wurden die Proben molekularbiologisch mit PCR auf β-Aktin als Hinweis auf replizierbare DNA und auf IS6110 als Hinweis auf Mitglieder des M. tuberculosis-Komplexes untersucht. IS6110-positive Proben wurden mit dem Ziel der genauen Stammdifferenzierung dem Spoligotyping zugeführt. Spoligotyping ist eine auf PCR basierende Technik, die gerne für epidemiologische Fragestellungen genutzt wird. Folgende weitere Ergebnisse wurden gewonnen: Die molekulare Untersuchung mittels PCR zeigte die Anwesenheit von M. tuberculosis-Komplex DNA in 36 von 65 humanen Fällen, wohingegen säurefeste Stäbchen in der Ziehl-Neelsen Färbung nur in elf Fällen entdeckt werden konnten. Alle IS6110 positiven Fälle wurden mit Spoligotyping weitergehend untersucht. Dreizehn Fälle boten M. tuberculosis spezifische Muster, während M. bovis spezifische Muster in vier Fällen erhalten wurden.

Exon 12 Nucleophosmin (NPM1) Mutationen stellen die häufigsten molekularen Aberrationen bei Erwachsenen mit akuter myeloischer Leukämie (AML) dar. Molekulare Detektion der Mutation Typ A (NPM1 A), welche 80% aller NPM1 Mutationen ausmacht, könnte für die Bestimmung von minimaler Resterkrankung (MRD) eingesetzt werden. Der molekulardiagnostische Nachweis minimaler Resterkrankung mittels RQ PCR ist von wesentlichem prognostischem Wert, um in Zukunft eine möglichst präzise Abschätzung des individuellen Rezidivrisikos, sowie eine risikoadaptierte Behandlung des Patienten zu ermöglichen. In dieser Arbeit wurde ein RT PCR-Test für die relative Quantifizierung von NPM1 Mutation A Expressionslevels im Vergleich zu Genlevels des Housekeeping-Gens ABL1 entwickelt. Die Expressionsratios wurden zusätzlich zur Normalisierung über das Referenz-Gen ABL1 über das Expressionsratio von NPM1 A zu ABL1 eines Calibrators normalisiert. Die PCR wurde mithilfe der Zelllinie OCI/AML3, welche positiv für die NPM1 A Mutation ist, etabliert. Der Calibrator entspricht einer Probe OCI/AML3 cDNA. Mithilfe einer Verdünnungsreihe von OCI/AML3 cDNA wurden getrennte Standardkurven für die Amplifikation von NPM1 und ABL1 erstellt. Der Assay hat eine Sensitivität von 10-5, das heißt die letzte nachweisbare Verdünnung von für die Mutation positive cDNA ist 1:100 000. Die Spezifität der PCR konnte mit mehreren Zelllinien, welche negativ für die NPM1 Mutation sind und keine Amplifikation gezeigt haben, nachgewiesen werden. Die Ergebnisse hinsichtlich Sensitivität und Spezifität konnten mit ausgewählten Patientenproben bestätigt werden. Die klinische Anwendung wurde mithilfe von Verlaufsmessungen von 51 NPM1 A positiven Patienten durchgeführt. NPM1 A mRNA Expressionslevel wurden in 154 Knochenmark- und Blutproben zu unterschiedlichen Stadien der Krankheit bestimmt. Bei 27 Patienten, die zum Zeitpunkt der Diagnose und nach Induktionstherapie analysiert worden sind, zeigten die NPM1 A Expressionsratios eine mittlere log10 Reduktion von 2,48. Dieses Ergebnis korreliert mit dem Erfolg der Behandlung, auch sichtbar in der Reduzierung der Blastenzahlen im Knochenmark. Von den 51 Patienten die zur Diagnosestellung untersucht worden sind, erlitten 21 ein Rezidiv. Zwei der 21 Patienten mit Rezidiv verloren die NPM1 A Mutation im Rezidiv, was durch eine Schmelzkurven-PCR bestätigt wurde. Die Beobachtung vom Verlust der Mutation durch klonale Evolution bei 9,5% der untersuchten Probenpaare von Diagnose und Rezidiv limitiert den Wert der NPM1 Mutation als molekularer Marker für MRD.

In der hier durchgeführten Studie „Untersuchungen zur mikrobiellen Besiedlung der Nasenhöhle von Patienten mit chronischer Rhinosinusitis unter besonderer Berücksichtigung von Staphylococcus aureus und Staphylococcus aureus Small Colony Varianten“ sollte das Keimspektrum der chronischen Rhinosinusitis (CRS) beim Menschen, mit Schwerpunkt auf Staphylococcus aureus (Sa) und seinem Small Colony Variant (SCV) -Phänotyp, untersucht werden. Die chronische Rhinosinusitis (CRS) ist eine häufig vorkommende Erkrankung die bei etwa 5-15 % der Bevölkerung westlicher Industrienationen auftritt. Ihre Ätiologie ist noch unbekannt, allerdings wird als mögliche Ursache eine Infektion mit Bakterien diskutiert. Unter den Bakterien wird dem grampositiven Keim Staphylococcus aureus eine große Bedeutung bei dieser Erkrankung zugeschrieben. In dieser Studie wurden Nasenschleimhautbiopsien und Nasenspülproben von 31 Patienten mit CRS und nasalen Polypen (CRSNP+), 13 Patienten mit CRS ohne nasale Polypen (CRSNP-) und 21 Kontrollpatienten mit verschiedenen mikrobiologischen Methoden untersucht. Die Ergebnisse der hier vorliegenden Studie stellen eine bakteriologische Ursache für die chronische Rhinosinusitis in Frage. Es wird deutlich, dass der normale Phänotyp von Sa keine wesentliche Rolle bei der CRS spielt, da dieser Keim sowohl bei erkrankten als auch bei gesunden Probanden etwa gleich häufig auftrat, bei CRSNP- Patienten sogar in noch geringerer Menge als bei den anderen beiden Gruppen. In keiner der untersuchten Proben konnten SASCV nachgewiesen werden, so dass deren Rolle bei der CRS untergeordnet erscheint. Auf Grund der kleinen Fallzahlen kann von dieser Studie zwar nicht auf die Gesamtbevölkerung geschlossen werden, aber die Ergebnisse geben dennoch Hinweise auf die tatsächliche Situation. Auch bei der Untersuchung der übrigen in den Proben vorkommenden gram-positiven und gram-negativen, aeroben und anaeroben Bakterien konnten keine signifikanten Unterschiede zwischen den einzelnen Gruppen festgestellt werden. Beim Vergleich der hier angewandten mikrobiologischen Nachweismethoden, stellte sich heraus, dass die Bakterienkultur im Vergleich zur Real-time PCR und der Fluoreszenz in situ Hybridisierung die sensitivste Methode war. Die PCR hat allerdings den Vorteil dass auch DNA toter Bakterien nachgewiesen werden kann, und dass sie erheblich schneller durchzuführen ist als die Bakterienkultur. Die Fluoreszenz in situ Hybridisierung an Paraffingewebsschnitten scheint nach den hier vorliegenden Ergebnissen nicht geeignet zu sein, Sa im Gewebe nachzuweisen. Auf diesem Gebiet besteht also noch Bedarf an weiterer Optimierung der Methode an Paraffinschnitten. Neben bakteriologischen Untersuchungen von Patientenproben sollten Auswirkungen des Sa und SASCV- Nachweises auf nasale immunologische Parameter erfasst werden. Hierzu sollte das nasale Zytokinmuster erhoben werden und mögliche Unterschiede der Genexpression bei CRSNP+ Patienten mit Sa- Nachweis untersucht werden. Wie eine Infektion mit Sa bzw. SASCV zelluläre Reaktionen auf Proteinebene beeinflusst und ob Unterschiede zwischen Sa und SASCV in der induzierten Zellantwort bestehen, wurde zusätzlich an humanen monozytären MonoMac-6 Zellen (MM6) und an humanen Atemwegsepithelzellen der Zelllinie BEAS-2B (B2B) untersucht. Eine in vitro Infektion dieser beiden Zelltypen mit verschiedenen Sa- Stämmen führte zu einer unspezifischen Stimulierung der Sekretion aller untersuchten Proteine. Eine Polarisation in Richtung TH1 bzw. TH2, also in Richtung CRSNP- bzw. CRSNP+ konnte nicht festgestellt werden. Auch die Microarrayanalysen von Sa-positiven und Sa-negativen Biopsien von CRSNP+ Patienten zeigen keine vermehrte Expression von Genen für Zytokine die für TH1 oder TH2 polarisieren. Ebenso wurde die Konzentration der in der nasalen Lavage gemessenen Zytokine durch eine Infektion mit Sa nicht beeinflusst und ein TH2 Shift war nicht erkennbar. Insgesamt zeigen die Ergebnisse dieser Studie, dass bei der CRS vermutlich zunächst eine Entzündung vorliegt, die dann ggf. die bakterielle Besiedlung fördert, als dass diese Entzündung initial durch eine bakterielle Infektion induziert wird. Es sei aber nochmals darauf hingewiesen, dass hier nur kleine Fallzahlen untersucht wurden. Klarheit könnte eine groß angelegte Studie mit möglichst hohen Patientenzahlen und einer gut charakterisierten Patientenpopulation sowie ggf. die Verwendung molekularer Verfahren zum Nachweis bakterieller Erreger bringen. Diese Studie zeigt, dass eine bakterielle Ursache der CRS unwahrscheinlich ist.

Zum Nachweis von dissemnierten Tumorzellen im Blut bei gastro-intestinalen Karzinomen wurde die real-time PCR von Cytokeratin 20 untersucht. Die Evaluation der Methode erfolgte durch die Untersuchung von Negativkontrollen sowie von hergestellten Positivproben mit HT29-Zellen. Hierbei zeigte sich eine Spezifität von 100%. In 10ml Vollblut konnten noch fünf Tumorzellen nachgewiesen werden. Von den untersuchten Patientenproben wurden 16,2% positiv auf Cytokeratin 20 getestet. Es gab keinen statistisch signifikanten Zusammenhang zwischen dem positiven Nachweis von Cytokeratin 20 im Blut und klinisch-pathologischen Parametern.

Die wesentliche Motivation dieser Arbeit lag in der hohen Rate der entweder von vorneherein vorhandenen Resistenz bei AML Blasten mit dem klinischen Bild einer refraktären AML oder der sich entwickelnden Resistenzen mit dem klinischen Bild eines Rezidives. Nach wie vor ist die Langzeitprognose der Patienten mit AML schlecht und als Folge dieser Resistenz-mechanismen zu werten. In dieser Arbeit wurden deswegen Untersuchungen vorgenommen, die die Anzahl der potentiellen Resistenzmechanismen sinnvoll eingrenzen sollte. Dazu wurden Chemosensitivitätsprofile für die sechs weltweit am häufigsten in der Primär- und Rezidivtherapie einer AML verwendeten Zytostatika entwickelt. Dies sind Cytarabin, Daunorubicin, Idarubicin, Mitoxantron, Etoposid und Topotecan. Insgesamt wurden Blasten von 57 Patienten mit der Primärdiagnose AML verwendet. Als Parameter zur genauen Beschreibung der Chemosensitivitätsprofile wurde zum einen der LC-50% Wert evaluiert, der die Konzentration einer Substanz angibt, welche die Zellviabilität um 50% senkt, zum anderen der Parameter B-Steilheit, der als Maß für die Responsehomogenität einer exponierten Zellpopulation fungiert. Die Responsehomogenität wurde hier erstmals quantitativ an einer grossen Anzahl an Patientenproben ermittelt. Ein wesentliches Ergebnis dieser Arbeit war die hochgradig korrelierte und damit kollaterale Chemosensitivität, bzw. -resistenz für das Gros der getesteten Substanzen. Lediglich für die Konstellation Etoposid und Cytarabin konnte keine Korrelation ermittelt werden. Aber beispielsweise ist im Falle einer hochgradigen Resistenz gegenüber Daunorubicin ebenfalls mit einer hochgradigen Resistenz gegenüber Topotecan seitens der Zelle zu rechnen. Diese Beobachtung stützt die These, dass substanzunabhängige Mechanismen für die limitierende Resistenz verantwortlich sind. Hingegen ist es sehr unwahrscheinlich, dass substanzabhängige Mechanismen für die limitierende Resistenz ursächlich sind. Als wesentlicher substanzübergreifender Mechanismus kommt hier die Apoptose in Frage. Sie wird als der quantitativ entscheidende Effektormechanismus im Rahmen der chemotherapieinduzierten Zytotoxizität angesehen. Unstimmigkeiten und Probleme im Ablauf dieser komplizierten Maschinerie wären demnach ein einleuchtendes Beispiel für einen substanzunabhängigen Resistenzmechanismus und damit für die kollaterale Chemosensitivität. Im Ablauf der Apoptose kämen vor allen die effektive Reparatur der chemotherapieinduzierten DNA-Schäden und ein insuffizientes Wahrnehmen dieser DNA-Schäden als Resistenzmechanismus in Frage. Damit erfolgte die Eingrenzung potentiell möglicher Resistenzmechanismen, die nun Gegenstand weiterer Untersuchungen sein können.

In der vorliegenden Arbeit wurden Real-time PCR-basierte Nachweisverfahren für E. canis und A. phagocytophilum entwickelt, validiert und im Anschluss für die Untersuchung von Patientenproben eingesetzt. Für E. canis wurden für zwei Tests Primer und Sonden des Typs „Molecular Beacon“ konstruiert, die auf unterschiedliche Zielgene gerichtet waren, die Reaktionsbedingungen optimiert und die Leistungsfähigkeit beider Tests verglichen. Die PCR EC-16S hatte hierbei die 16S rDNA als Zielgen, während die PCR ECP-p30 auf das p30-10-Gen von E. canis gerichtet war. Bei der Ermittlung der analytischen Sensitivität und analytischen Spezifität ergab sich, dass beide Tests in ihren Leistungen sehr ähnlich waren. Beide PCRs waren spezifisch und lieferten nur für DNA von E. canis ein positives Ergebnis, während die übrigen getesteten Erreger A. platys, N. risticii, A. phagocytophilum, Babesia canis, B. gibsoni und H. canis in der PCR negativ reagierten. Da die PCR ECP-p30 bei der Sensitivitätsprüfung geringfügig besser beurteilt wurde, wurde entschieden, die weiteren Untersuchungen mit diesem PCR-Protokoll durchzuführen. Zur Bestimmung der diagnostischen Sensitivität und Spezifität dieses Tests wurde eine extern kontrollierte Validierung mit geblindeten Proben durchgeführt. Hierbei ergab sich eine diagnostische Spezifität von 100 %. Die diagnostische Sensitivität der Real-time PCR betrug 82 %. Der prädiktive Wert des positiven Testergebnisses lag für die PCR ECP-p30 bei 100 %, während der prädiktive Wert des negativen Testergebnisses 87,5 % erreichte Als Nachweisgrenze wurden 14,5 Moleküle des Zielgens pro 50 µl Ansatz ermittelt. Im Anschluss wurde die Eignung des Tests an Blutproben von Hunden aus einem für E. canis endemischen Gebiet untersucht. Dabei wurden 244 Blutproben einbezogen und die Ergebnisse der PCR mit denen eines IFATs verglichen. Die Blutproben stammten aus Kampanien, Italien und wurden dort durch Tierärzte von Hunden gewonnen, die in einer Tierarztpraxis mit angeschlossenem Tierheim vorgestellt wurden. Die Tiere waren drei Gruppen zuzuordnen: Ein Teil der Hunde, und zwar 19 Tiere, wurde von privaten Besitzern in der Praxis vorgestellt, 52 Tiere waren unmittelbar zuvor von der Strasse aufgelesen worden und die dritte Gruppe, die 173 Hunde umfasste, hielt sich zum Zeitpunkt der Probennahme schon längere Zeit im Tierheim auf. Innerhalb des Tierheims wird ein hoher diagnostischer und medikamenteller Aufwand zur Erkennung und Bekämpfung von E. canis mittels antibiotischer Therapie und Zecken¬prophylaxe betrieben. In die Untersuchung einbezogen wurden jedoch nur Hunde, die mindestens drei Monate lang nicht mehr mit einem gegen E. canis wirksamen Medikament behandelt worden waren. Bei der serologischen Untersuchung der Hunde mittels IFAT ergab sich ein Anteil seropositiver Tiere von insgesamt 41,8 %, der auch bei Betrachtung der drei verschiedenen Gruppen nur wenig variierte. So betrug der Anteil seropositiver Tiere innerhalb der Gruppe der Hunde aus dem Tierheim 43,4 %, während 40,4 % der Straßenhunde und 31,6 % der Tiere in privatem Besitz seropositiv waren. Diese Unterschiede waren nicht signifikant. Ein direkter Erregernachweis mittels Real-time PCR erfolgte bei 13,9 % der untersuchten Tiere. Beim Vergleich der Untersuchungsergebnisse von PCR und IFAT wurde eine Überein¬stimmung bei 61,9 % der untersuchten Proben ermittelt. Bei Betrachtung der einzelnen Hundegruppen lag der Anteil der in der PCR positiven Tiere bei den Straßenhunden mit 23,1 % ungefähr doppelt so hoch wie bei den Tieren in Privatbesitz (10,5 %) oder den Tierheim¬hunden im Tierheim (11,6 %). Der Unterschied zwischen den Straßenhunden und den Tierheimhunden war somit signifikant. Diese Ergebnisse weisen auf ein häufiges Vorkommen von E. canis im Untersuchungsgebiet hin und stützen die Auffassung, dass eine Erreger¬elimination mittels Antibiotikatherapie nur schwer zu erreichen ist. Für A. phagocytophilum wurde in der vorliegenden Studie ebenfalls eine Real-time PCR entwickelt und das Testverfahren unter Einbeziehung zweier bereits publizierter Real-time PCR-Protokolle und zwar von Pusterla et al. (1999a) und von Courtney et al. (2004), validiert. Bei der Entwicklung der Real-time PCR für A. phagocytophilum wurde als Zielgen die 16S rDNA herangezogen, da nur hierfür vergleichbare Sequenzen nahe verwandter Ehrlichienspezies verfügbar waren. Alle drei vorliegenden Testverfahren wurden auf ihre analytische Spezifität und ihre analytische Sensitivität überprüft und zusätzlich im Rahmen einer extern kontrollierten Validierung mittels geblindeter Proben verglichen. Hierbei zeigte sich, dass nur die PCR nach Courtney et al (2004), hier als PCR AP-MSP2 bezeichnet, eine sehr gute Spezifität für A. phagocytophilum besaß. Die anderen Tests lieferten auch für N. risticii und A. platys positive Ergebnisse. Die analytische Sensitivität war bei diesem Test ebenfalls um mindestens eine Zehnerpotenz höher als bei den anderen beiden PCRs. Im Rahmen der Validierung wurde für die PCR AP-MSP2 eine diagnostische Spezifität von 96 % ermittelt, während die im Rahmen dieser Studie entwickelte PCR AP-16S eine Spezifität von 64 % und die PCR nach Pusterla et al. (1999a) einen Wert von 36 % erreichten. Der prädiktive Wert des positiven Testergebnisses betrug für die drei PCRs somit 96 %, 74 % bzw. 61 %. Für die Untersuchung von Patientenproben auf Befall mit A. phagocytophilum wurde deshalb die PCR AP-MSP2 ausgewählt. In die Studie wurden Hunde aus Deutschland einbezogen, und zwar sowohl 72 Blutproben, die eigens für diese Studie auf Anforderung von Tierärzten eingesandt worden waren, als auch 133 Proben, die aus verschiedensten Gründen in das Routinelabor des Institutes eingesandt worden waren. Die 72 eigens für die Studie gewonnenen Proben wurden mittels Buffy-coat-Ausstrich, PCR und IFAT auf A. phagocytophilum untersucht. Lichtmikroskopisch konnten in keinem Fall Einschluss¬körperchen des Erregers in den Granulozyten nachgewiesen werden. Mittels PCR wurde jedoch bei einem Hund (1,4 %) der Nachweis von A. phagocytophilum erbracht. Im IFAT konnten bei 16,7 % der 72 untersuchten Hundeseren spezifische Antikörper gegen den Erreger nachgewiesen werden. Eine Übereinstimmung der Ergebnisse von PCR und Buffy-coat-Ausstrichen lag bei 98,6 % der Proben vor. Beim Vergleich der Ergebnisse der Buffy-coat-Ausstriche mit den Ergebnissen des IFAT wurde eine prozentuale Übereinstimmung von 65,3 % errechnet. Identische Ergebnisse bei PCR und IFAT wurden bei 66,7 % der untersuchten Hunde erzielt. Die 133 Proben, die zufällig aus allen Einsendungen in das Routinelabor des Instituts für vergleichende Tropenmedizin und Parasitologie ausgewählt worden waren, wurden mittels PCR und IFAT untersucht, wobei zwei Tiere (1,5 %) in der PCR und 34,6 % im IFAT ein positives Ergebnis lieferten. Die Identität des PCR-Produktes eines der positiven Tiere wurde durch Klonierung und anschließende Sequenzierung bestätigt. Eine Übereinstimmung der Testergebnisse von IFAT und PCR bestand bei 52,6 % der untersuchten Proben. Diese Ergebnisse stützen die Auffassung, dass Hunde in Deutschland häufig mit A. phagocytophilum in Kontakt kommen, dass es sich dabei aber meist um eine selbstlimitierende, klinisch inapparente Infektion handelt.

Aktivierende Mutationen in der juxtamembranösen Region (FLT3-Längenmutationen, FLT3-LM; FLT3- Interne Tandemduplikation, FLT3-ITD) und der Tyrosinkinase-Domäne (FLT3-TKD, FLT3-D835) von FLT3 stellen die häufigsten genetischen Alterationen in der AML dar und definieren eine klinisch-prognostische-Subgruppe in der AML. In der vorliegenden Arbeit wurden zwei neue Mutationen in FLT3 identifiziert und charakterisiert. Die erste Mutation (FLT3-840GS) wurde in zwei Patientenproben nachgewiesen. Moleculargenetisch stellte diese eine Längenmutation in Exon 20 dar, und war durch eine 6 bp-grosse Insertion bzw. Glycin+Serin Insertion in der Aktivierungsschleife der katalytischen Domäne zwischen den Kodons 840 und 841 nahe der Aktivierungsschleife verursacht. Die zweite Mutation, eine aktivierende Punktmutation in der JM-Region von FLT3 (FLT3-V592A) wurde in den AML-Zelllinien MonoMac 6 und MonoMac 1 identifiziert. Die funktionelle Analyse ergab, dass diese Mutanten eine konstitutive Tyrosinphosphorylierung aufweisen und zu einem IL-3 unabhängigem Wachstum in Ba/F3 Zellen führen, welches durch einen spezifischen Proteintyrosinekinase (PTK) Inhibitor gehemmt werden konnte. Diese Ergebnisse zeigen, dass neben den bisher beschriebenen noch weitere aktivierende Mutationen in der JM- und der katalytischen Domäne in FLT3 Gen existieren. Die weiteren Untersuchungen zeigten, dass verschiedene FLT3-TKD (D835) Mutationen eine deutlich unterschiedliche Empfindlichkeit gegenüber selektiven FLT3 PTK Inhibitoren aufwiesen. Weiter wurde gezeigt, dass durch kontinuierliche Exposition von FLT3-ITD transformierten Leukämiezellen mit dem FLT3 PTK Inhibitor SU5614 in vitro resistente Mutanten generiert werden können. Die molekulare und funktionelle Charakterisierung dieser SU5614-resistenten Zelllinien (Ba/F3 FLT3-ITDR1-4) ergab, dass spezifische Mutationen in der TKD-Domäne ursächlich für die Inhibitorresistenz verantwortlich waren. Die FLT3-ITD-R1-4 Zellen wiesen somit Doppelmutationen im FLT3-Gen (LM + TKD) auf und waren durch eine 7-26-fach höhere IC50 gegenüber dem Inhibitor gekennzeichnet. Solche Doppelmutanten von FLT3 wurden mittels in- vitro- Mutagenese generiert und rekapitulieren in Ba/F3 Zellen den SU5614-resistenten Phänotyp. Diese Ergebnisse zeigen, dass prä-existierende oder erworbene FLT3-TKD Mutationen Resistenzen gegenüber FLT3-PTK Inhibitoren in vitro induzieren können. Diese Befunde stellen die molekulare Basis für zelluläre Resistenzen gegenüber FLT3-PTK Inhibitoren bei Patienten mit AML dar.

Die Diagnostik der ausschließlich in Lateinamerika vorkommenden amerikanischen Trypanosomiasis (Chagaskrankheit) bereitet vor allem in den chronischen Infektionsstadien (Latenz, chronische Erkrankung) erhebliche Probleme, da in der Regel eine extrem niedrige Parasitämie vorliegt. Der in der akuten Phase bedeutsame Parasitennachweis gelingt in den Spätstadien häufig nicht, trotz Anwendung von Anreicherungsmethoden, Kultur und Xenodiagnose (Nachweis aus am Patienten angesetzten Überträgerwanzen). Zwar sind im chronischen Stadium nahezu regelmäßig spezifische Antikörper nachweisbar, die Aussagekraft der Immundiagnostik ist jedoch eingeschränkt. So bleibt die Immunantwort oft lebenslang positiv, auch wenn die Infektion spontan oder nach Chemotherapie ausgeheilt ist. Zudem gibt es falsch-positive Ergebnisse, z. B. aufgrund von Kreuzreaktionen mit Leishmanien und anderen Trypanosomen (z. B. Trypanosoma rangeli). Der sichere Nachweis einer Infektion in den Spätstadien ist jedoch von erheblicher Bedeutung. So kann durch eine rechtzeitige Therapie die Manifestation der meist intraktablen Spätstadien verhindert bzw. reduziert werden. Zudem wäre es bedeutsam chronische Infektionen bei seropositiven Frauen mit Kinderwunsch und bei Schwangeren zu erkennen, da auch asymptomatische Schwangere die Infektion auf das Kind übertragen können. Schließlich kommt in Hochendemiegebieten ein erheblicher Teil der Bevölkerung als Blutspender nicht in Frage, da alle Seropositiven ausgeschlossen werden, auch wenn offen bleibt ob tatsächlich eine chronische Infektion vorliegt. Zum Nachweis der extrem niedrigen Parasitämien im chronischen Stadium scheint die Polymerasekettenreaktion (PCR) besonders vielversprechend. Mittlerweile sind bereits mehrere PCR-Methoden zum Nachweis von Trypanosoma cruzi entwickelt und mit sehr unterschiedlichen Ergebnissen in der Diagnostik und Therapiekontrolle bei zahlenmäßig noch sehr begrenzten Patientenkollektiven eingesetzt worden. Die verschiedenen PCR-Protokolle beruhen auf dem Nachweis verschiedener Genabschnitte der nukleären DNA (nDNA) und der in hoher Kopienzahl vorliegenden Kinetoplasten-DNA (kDNA). Zudem wurden unterschiedliche Methoden zur Stabilisierung und Verarbeitung von Proben publiziert einschließlich solcher unter einfachen Feldbedingungen, wie sie in den Hauptverbreitungs-gebieten vorherrschen. Ziel dieser Arbeit war es die wichtigsten dieser PCR-Methoden unter experimentellen Bedingungen zu vergleichen und eine Methode zu identifizieren, die eine hohe Sensitivität und eine hohe Spezifität aufweist und robust funktioniert. Anschließend sollte eine Validierung mit Proben aus einem Endemiegebiet erfolgen. Ein weiteres Ziel war dabei, Methoden der Nukleinsäuren-Isolierung und -Konservierung unter Feldbedingungen zu untersuchen und zu optimieren. Im ersten Teil der Untersuchungen wurden 4 verschiedene PCR-Methoden optimiert und unter experimentellen Bedingungen hinsichtlich Sensitivität, Spezifität und Robustheit verglichen: (1) eine PCR mit den Primern TCZ1/TCZ2 zur Amplifikation eines konservierten nDNA- Abschnitts von 188 Basenpaaren (bp) einer repetitiven (ca. 700 Kopien/Zelle) Sequenz mit derzeit noch unklarer Funktion. (2) eine PCR mit den Primern BP1+BP2 zur Amplifikation eines hochkonservierten nDNA-Abschnitts von 692 bp des F29-Gens (Flagellin). (3) eine PCR mit den Primern 121/122 zur Amplifikation an zwei konstanten Regionen der kDNA, die eine variable kDNA-Region umschließen (330 bp). (4) eine nested PCR mit den Primerpaaren 121+89/90 und 91+122 zur Amplifikation eines 289 bp Abschnitts der kDNA (identische Teilregion der PCR-Methode Nr. 3) Die höchste Sensitivität für T. cruzi zeigte unter experimentellen Bedingungen die nested PCR (Methode Nr. 4) mit einem spezifischen Amplifikationsprodukt bis herab zu einer Konzentration von 0,001 Parasiten/µl (1 Parasit/ml). Die Spezifität der PCR-Protokolle TCZ1/2 (repetitive nDNA) und BP1/2 (F29-Flagellin) war hoch. Sie amplifizierten keine Genabschnitte von anderen Trypanosomatidae, mit Ausnahme eines deutlich differenten 615-620 bp-Amplifikats für T. rangeli beim BP1/2-Protokoll. Demgegenüber zeigten sowohl das 121/122-kDNA-Protokoll wie die kDNA-nested PCR nicht von T. cruzi differenzierbare Amplifikate mit T. rangeli und in der nested PCR auch mit T. brucei brucei, nicht jedoch bei verschiedenen Leishmania-Arten. Hinsichtlich ihrer Robustheit erwiesen sich die 4 PCR-Protokolle als unterschiedlich stabil und reproduzierbar. Das TCZ1/2-Protokoll war nicht stabil und ergab Amplifikate nur in einem sehr engen Toleranzbereich der Arbeitsbedingungen. Die anderen drei Methoden erwiesen sich als robust und zeigten im optimalen Arbeitsbereich stets reproduzierbare Ergebnisse. Weiterhin wurde 6M Guanidinhydrochlorid (G-HCl) als Zusatz für die Stabilisierung von Blutproben untersucht. Im Vergleich zu PBS wurde die Sensitivität der PCR-Protokolle mit G-HCl verbessert. Beim Vergleich verschiedener Methoden zur DNA-Isolation zeigte der QIAGEN Blood Mini Kit eine etwas höhere Sensitivität als die Phenol-Chloroform-Isoamyl-Methode. Im zweiten Teil der Untersuchungen wurden Blutproben von 44 Patienten mit anamnestisch diagnostizierter Chagaskrankheit in der Umgebung von Cochabamba, Bolivien, einem Hochendemiegebiet der Chagaskrankheit abgenommen. Diese wurden mit 6M Guanidinhydrochlorid stabilisiert und zur Untersuchung nach München gebracht. Die nested PCR zum Nachweis von kDNA erwies sich als sensitivste Methode zum Nachweis einer Parasitämie, bei 6 der 27 seropositiven Proben (22,2%) konnte ein T.cruzi-spezifisches Amplifikat nachgewiesen werden. Das 121/122-kDNA-Protokoll amplifizierte bei 4 der 27 Proben eine T.cruzi-spezifische Sequenz (14,8%). Mit Ausnahme eines Falles waren alle PCR-positiven Patienten bisher nicht therapiert worden. Mit den beiden nDNA-Protokollen (TCZ1/2- und BP1/2- Protokoll) ergab sich bei keiner dieser Proben ein Amplifikat. Bei den serologisch negativen oder grenzwertigen Patientenproben konnten mit keinem der 4 PCR-Protokolle ein Amplifikat nachgewiesen werden. Zudem wurden noch 30 Blutproben von gesunden Erwachsenen aus Deutschland untersucht. Hierbei zeigten sich ebenfalls keine Amplifikate bei den 4 Protokollen. Zusammengefaßt ergaben die Untersuchungen, daß die PCR-Protokolle zum Nachweis von kDNA am sensitivsten Trypanosoma cruzi im Blut nachweisen können; mit besonders hoher Sensitivität der nested PCR-Methode. Dies beruht wohl auf der hohen Kopienzahl der amplifizierten Zielsequenz in den kDNA-Minicircles (ca. 10.000 Kopien/Zelle) im Vergleich zu den untersuchten nDNA-Zielsequenzen. Allerdings werden von den kDNA-Protokollen auch andere Trypanosomen wie T. rangeli und T. brucei brucei (nur bei der nested PCR) miterfasst, im Gegensatz zu den hochkonservierten Zielsequenzen der untersuchten nDNA-Protokolle.

In der vorliegenden Arbeit wurde eine vergleichende Untersuchung der Polymerase Kettenreaktion und der Southern Blot Analyse beim Nachweis der bcl-2 Translokation bei Patienten mit centroblastisch-centrocytischen und centroblastischen Non-Hodgkin Lymphomen durchgeführt. Erstes Ziel der war die Ermittlung der Häufigkeit der bcl-2 Translokation t(14;18) im Bereich der MBR im Knochenmark bei einer Gruppe von Patienten mit centroblastisch-centrocytischen und centroblastischen Non-Hodgkin Lymphomen im Einzugsgebiet des Tumorzentrums München. Zweites Ziel war die Untersuchung der Sensitivität und Spezifität der Southern Blot Analyse und der Polymerase Kettenreaktion im Nachweis der t(14;18) Translokation als Indikator für Organbefall im Vergleich mit der histologischen, cytologischen und immuncytologischen Untersuchung des Knochenmarks oder des peripheren Blutes. Drittes Ziel war die Untersuchung der Frage, inwieweit die Polymerase Kettenreaktion bzw. die Southern Blot Analyse zur Verlaufsbeobachtung bei centroblastisch-centrocytischen und centroblastischen Non-Hodgkin Lymphomen geeignet ist und ob sich Patienten mit oder ohne eine nachgewiesene bcl-2 Translokation bezüglich Allgemeinbefinden nach WHO-Einteilung und des klinischen Krankheitsstadiums unterscheiden. Die Southern Blot Analyse ist eine sensitive, jedoch zeit- und kostenintensive Methode zum Nachweis der bcl-2 Translokation t(14;18). Allein der Schritt der Autoradiographie der Röntgenfilme kann über 7-14 Tage dauern. Daher ist die SBA weniger für Routinediagnostik geeignet. Es wird eine Mindestmenge von 10 µg DNS pro Restriktionsenzym-Verdauprozess, in der Regel 30 µg DNS benötigt, die nicht bei jeder Patientenprobe zur Verfügung steht. Störfaktoren können unter anderem ein unvollständiger Enzymverdau durch Restriktionsenzyme, Verunreinigung der DNS durch Proteine und Salze, Strangbrüche der DNS bei zu langem Enzymverdau oder nach erfolgter Chemotherapie sein. In unserer Untersuchungsgruppe konnte nur bei 17 von 35 Patienten die Southern Blot Analyse genomischer DNS erfolgreich durchgeführt werden; bei einem von 35 Patienten konnte das Ergebnis der SBA nicht beurteilt werden. Die SBA kann die bcl-2 Translokation t(14;18) unabhängig von der Bruchpunktregion nachweisen. Bei 3 von 17 Patientenproben (17.6%) mit negativer PCR gelang ein Nachweis der Translokation t(14;18) in der SBA. Durch die SBA wurde in der vorliegenden Arbeit bei fehlendem Hinweis auf einen Befall durch maligne Zellen im Blut oder Knochenmark durch die morphologischen Untersuchungsmethoden Histologie, Cytologie und Immuncytologie eine deutlich niedrigere Detektionsrate an Zellen mit der Translokation t(14;18) erreicht als mit der PCR (SBA 25.0% versus PCR 66.7%). Die Polymerase Kettenreaktion kann eine maligne Zelle unter 106 Zellen detektieren. Die Methode ist schnell und kostengünstig. In unserem Versuchsansatz lag das Ergebnis im Durchschnitt innerhalb eines Tages vor. Bei allen der untersuchten 35 Patientenproben konnte die PCR erfolgreich durchgeführt werden. Zur Steigerung der Sensitivität und Spezifität der Polymerase Kettenreaktion ist eine Southern Blot Analyse der PCR Amplifikate zu empfehlen, da in der vorliegenden Arbeit bei 6 von 35 Patienten (17.1%), bei denen in der Gelelektrophorese der PCR Amplifikate keine Bande detektierbar war, in der Southern Blot Analyse der PCR Produkte eine Bande dargestellt werden konnte. Die Ermittlung der optimalen Versuchsbedingungen für die individuellen Laborgeräte und Materialien ist unabdingbar. Unter anderem kann die Änderung von Anlagerungstemperatur, MgCl2-Konzentration, DNS-Menge, Konzentration der Nukleotide, Art des Verdunstungsschutzfilms, Konzentration des Agarosegels, Betriebsart des Thermocycler-Gerätes eine Störquelle bilden und zum Teil hohen Zeit- und Kostenaufwand bis zur Optimierung der Versuchsbedingungen erfordern. Da in unserem Patientengut keine cytogenetische Untersuchung durchgeführt wurde, die eine Translokation t(14;18) nachweist, sondern nur Untersuchungen auf einen Befall mit malignen Lymphomzellen im Blut oder Knochenmark (Cytologie, Immuncytologie, Knochenmarkhistologie), die nicht obligat die Translokation t(14;18) tragen, fehlte uns ein Referenzwert zur Untersuchung der Sensitivität und Spezifität der Polymerase Kettenreaktion und der Southern Blot Analyse. Bei 17 von 35 Patientenproben, bei denen die SBA nicht durchgeführt werden konnte waren 11 (31.4%) in der PCR positiv. Bei 3 von 17 (17.6%) Patientenproben, bei denen die SBA positiv ausfiel war die PCR negativ. Bei 5 von 17 (29.4%) Patientenproben, bei denen die SBA negativ ausfiel war die PCR positiv. Sowohl die Southern Blot Analyse als auch die Polymerase Kettenreaktion haben ihre Grenzen der Sensitivität und Spezifität im Nachweis der Translokation t(14;18). Bei 29.4% der PCR positiven Patientenproben entging der SBA der Nachweis, bei 17.6% der SBA positiven Patientenproben entging der PCR der Nachweis. Beide Methoden sollten daher zum Nachweis der bcl-2 Translokation kombiniert angewendet werden. Die Häufigkeit der bcl-2 Translokation in unserer Untersuchungsgruppe mit 35 Patienten im Einzugsgebiet des Tumorzentrums München ist mit 77.1% für die kombinierte Anwendung von PCR und SBA vergleichbar mit der Häufigkeit, die in der Literatur für Patientengruppen in den USA, in Großbritannien und in den Niederlanden angegeben wird. Die bcl-2 Translokation konnte mit der Southern Blot Analyse bei 58.8%, mit der Polymerase Kettenreaktion bei 68.6% der Patienten nachgewiesen werden. Wurden beide Methoden kombiniert, betrug die Nachweisquote 77.1%. Bei 82.9% der Patienten konnte ein peripherer Befall mit Lymphomzellen durch Kombination der morphologischen Untersuchungsmethoden Histologie, Cytologie oder Immuncytologie nachgewiesen werden, dagegen bei 47.1% durch die Histologie allein. Daher sollten die Histologie, Cytologie und Immuncytologie zum Nachweis eines peripheren Befalls kombiniert eingesetzt werden. Die Detektionsrate der Southern Blot Analyse und der Polymerase Kettenreaktion ist annähernd gleich bei vorliegendem Hinweis auf einen Befall durch maligne Zellen im Blut oder Knochenmark durch die morphologischen Untersuchungsmethoden Histologie, Cytologie und Immuncytologie (SBA 64.3% versus PCR 69.0%). Durch die Southern Blot Analyse wird bei fehlendem Hinweis auf einen Befall durch maligne Zellen im Blut oder Knochenmark durch die morphologischen Untersuchungsmethoden Histologie, Cytologie und Immuncytologie eine deutlich niedrigere Detektionsrate an Zellen mit der Translokation t(14;18) erreicht als mit der Polymerase Kettenreaktion (SBA 25.0% versus PCR 66.7%). Bei fehlendem morphologischem Nachweis eines peripheren Befalls eignet sich die PCR zum Nachweis der bcl-2 Translokation deutlich besser als die SBA. Unter den Patienten mit Nachweis eines Knochenmarksbefalls mit Zellen mit der bcl-2 Translokation waren 3 Pat. mit klinischer kompletter Remission, 4 Pat. im klinischen Stadium I A oder I B, 4 Pat. im klinischen Stadium II A oder II B. Würde die bcl-2 Translokation t(14;18) als typisch für die malignen Lymphomzellen angesehen, müsste die Heraufstufung in das Stadium IV erfolgen. Patienten aus unserer Untersuchungsgruppe mit Nachweis einer bcl-2 Translokation mit der Southern Blot Analyse bzw. der Polymerase Kettenreaktion zeigten keinen auffallenden Unterschied im klinischen Verlauf des CB-CC oder CB Non-Hodgkin Lymphoms im Vergleich zu Patienten ohne Nachweis einer bcl-2 Translokation. Die Ergebnisse sind jedoch aufgrund der großen Varianz der klinischen Verlaufsbeobachtungsdauer und der uneinheitlichen Therapie bei den untersuchten Patienten nur eingeschränkt auswertbar.

Ziel der vorliegenden Studie war es, abzuklären, wie verlässlich die Serotypisierung von HIV-1 die in einem ostafrikanschen Land vorkommenden, seit Jahren nebeneinander existierenden, unterschiedlichen Genotypen bestimmen kann. Hierzu wurden die genetischen Subtypen von 86 AIDS-Patienten aus Mbeya-Stadt im südwestlichen Tansania durch die Nukleinsäuresequenzierung eines env-Abschnitts bestimmt. Die Daten wurden mit den Ergebnissen der V3-Serotypisierung verglichen, welche durch 4 verschiedene Testverfahren erhoben wurden. In den zur Verfügung stehenden Patientenproben konnten 4 genetische Subtypen identifiziert werden: A (25,29%), C (47,55%), D (13,15%) und G (1,1%). Im Vergleich der serologischen Tests untereinander konnte gezeigt werden, dass die Sensitivität und Spezifität der verwendeten ELISAs beträchtlich variierte. Weiterhin konnten verschiedene Aminosäurereste im V3-loop identifiziert werden, die größte Bedeutung für eine erfolgreiche und gleichzeitig spezifische Antikörperbindung haben. Abweichungen hiervon waren in hohem Maße mit einer serologischen Fehlklassifizierung verbundn. Die Ergebnisse haben gezeigt, dass die Tests zumindest auf Populationsebene die Subtypenverteilung in den richtigen Proportionen vorharsagen. Auf individueller Ebene ist die Vorhersagekraft jedoch nicht ausreichend. Die Schuld dafür ist in den extrem ähnlichen Aminosäuresequenzen der prävalenten genetischen Subtypen zu suchen, die eine Unterscheidung von A und C bzw. D und C in vielen Fällen unmöglich machten. Um in groß angelegten Studien die genetischen HIV-1-Subtypen untersuchen zu können, sind modifizierte Algorithmen nötig, mit deren Hilfe die durch regionale Besonderheiten der Viren verursachten Schwierigkeiten der serologischen Tests erkannt und korrigiert werden können.