Podcasts about zytoplasma

Stāsta flautiste Liene Denisjuka-Straupe "Katarses atkarība no labās puslodes funkciju deficīta" ir latviešu komponista Jura Ābola radīts darbs, kas iekļauts piecdaļīgā ciklā "Normāla fizioloģija". Arī citu daļu nosaukumi ir ne mazāk skanīgi savā oriģinālajā priekšlasījumā un tie ir: "Protoplazma", "Skeletotopija", "Generatio spontanea" un "Postludium". Ar hepeninga elementiem piesātināts skaņdarbs, kas Ābola vārdiem žanriski dēvēts par instrumentālo teātri: "Mana estētika, rēķinoties ar entropiju, proti, novecošanos, balstās uz dzīvu elpu kā darbojas jebkurš dzīvs organisms. Tas ir teātris kāpināts kubā, proti, teātris teātra teātrī." Pats autors atzīst, ka "Normālā fizioloģija" ir viens no viņa pirmajiem dadaistiskajiem darbiem. Viņš ir teicis, ka: "Te ir vērts piegriezt vērību daļu nosaukumiem, kas uzdzen ja ne nelabu dūšu, tad jēlas šaušalas dažiem estētiem. Jo šausmīgāki, jo labāki bija tie nosaukumi – tā es toreiz biju uzspicējies." Savukārt 2006. gadā Ābols Latvijas Televīzijas raidījumam "Portretu izlase" ir veltījis šādu komentāru: "Māksla ir izziņas process un, ja es kādas skaņas tur kombinēju, tad ir jātiek galā ar labo un kreiso smadzeņu puslodi, nedrīkst tikai balstīties uz kādām savām abstraktām sajūtām un jūtīgiem akordiem, un lai būtu skaistāk, aizgrābīgāk vai neparastāk. Es neticu tam. […] Īstenībā, informācijai jāienāk pa vienu smadzeņu puslodi iekšā un pa otru jāiet ārā – tas ir dabisks process, lai jebkurš dzīvs organisms eksistētu un tas ir ļoti naturāli." Juris Ābols nereti smēlās iedvesmu vēsturisko dadaistu veikumos un šeit iederas atskats uz leģendārās Cīrihes kafejnīcas jeb avangarda teātra "Voltēra kabarē" mākslinieku darbiem. Hīlzenbeka memuāros ir lasāms: "Voltēra kabarē dadaisti izpildīja bruitismu, vēloties sniegt cilvēku dvēselēm mierinājumu. Trokšņi ir kā nebeidzama šūpuļdziesma, māksla un abstraktā māksla." (Huelsenbeck 1920: 26) Hīlzenbeks izcili ierakstījās ne tikai Cīrihes, bet arī, protams, Berlīnes iecienītākajās trokšņu mūzikas piekritēju aprindās un bija entuziasma pārņemts bruitiskās izpausmēs, par kurām darbā "En Avant Dada" raksturoja šādi: "Le bruit ir troksnis ar iztēles efektu mākslās un šajā sakarā diez vai var atdalīt vienu no otras – mākslu, mūziku vai literatūru. Marineti bija pirmais, kurš izmantoja rakstāmmašīnu, tējkannu, grabulīšu un katlu vāku kori ne tikai, lai rosinātu iztēlē lielpilsētas pamošanos, bet lai nesaudzīgi un vardarbīgi atgādinātu par dzīves krāsainību." (Huelsenbeck 1920: 25) Skaidri apliecinot savu piederību antimākslinieciskajai orientācijai, Hīlzenbeks pievienojās Berlīnes dadaistiem 1917. gadā un līdztekus daudziem citiem saviem darbiem 1920. gadā atkārtoja 1916. gadā Cīrihē izpildītās Fantastiskās lūgšanas (vāc. Phantastische Gebete) – dzejoļu krājumu tomtoma pavadībā. Hīlzenbekam mūzika nebija galvenais izteiksmes kursors – citējot: “Mans sapnis arvien ir bijis radīt literatūru ar ieroci rokās.” Savukārt nākamo paaudžu vidū vidū Vācijā visvairāk dadaistiski antimuzikāli noskaņotie no viņiem bija, piemēram, ukraiņu izcelsmes gleznotājs un komponists Jefims Goliševs (Jefim Golyscheff vai Golïshev, 1897–1970), austriešu un čehu izcelsmes ebreju komponists Ervins Šūlhofs (Erwin Schulhoff vai Ervín Šulhov, 1894–1942), vācu un amerikāņu izcelsmes komponists Stefans Volpe (Stefan Wolpe, 1902–1972). Goliševs izgudroja savu atonālās notācijas sistēmu un 1919. gada 30. aprīlī kā kulminācija dadaistu kopā sanākšanas vakaram Berlīnes galerijā "Graphisches Kabinett" tika atskaņota Goliševa "Antisimfonija: muzikāli cirkulāra giljotīna" (Die Antisymphonie Musikalische Kreisguillotine), kurā tika iekļauti bruitiski efekti – virtuves trauku šķindoņa un rotaļlietu trokšņi. Antisimfonijas trīs daļu nosaukumi: "Provokatīvās injekcijas" (Provokatorische Spritze), "Haotiskais mutes dobums jeb zemūdens gaisa kuģis" (Chaotische Mundhöhle oder das submarine Flugzeug) un "Aplausi hiper fadiēzmažorā" (Zusammenklappbares Hyper-Fis-chen Dur). Vēl tika izpildīts Goliševa "Šņācošs vingrinājums: Citoplazma" diviem timpāniem un desmit grabulīšiem ar desmit sieviešu un pastnieka palīdzību (Keuchende Übung: 22 Zytoplasma für zwei Pauken und zehn Rasseln mit Hilfe von zehn Frauen und einem Postboten), kas pirmizrādi piedzīvoja tajā pašā vietā 1919. gada 24. maijā. Goliševa mūzikas darbu nosaukumi satīriski uzsvēra bezgaumību un māksliniecisku absurdu. "Antisimfonija" un "Šņācošais vingrinājums" bija Goliševa galēji dumpinieciskie protesta akti, ar kuriem viņš uzstājīgi cīnījās pret tām mākslinieku konvencijām, kuras noliedza. Atgriežoties pie Ābola novatorisma, jāpiemin viņa sacītais 2001. gadā: "Novatorisms ir veids, kā es veicu savu misiju. Es aktīvi izmantoju 1.) KOMISMU, lai pielec ātrāk. Es izmantoju 2.) psihedēliskus trikus, lai aiziet līdz kaulam, līdz zemapziņai. Es spēju iet līdz pat psihofašismam. Es izmantoju zemapziņas līmeņa DADA! Otrkārt = kritika, pie tam kreisa! […] Kas attiecas uz mani, tad es visus aicinu atjēgties, kamēr vēl nav par vēlu. Es provocēju un izlieku bīstamas bumbas. Es kopš savu studiju laikiem esmu bijis BĪSTAMS. Un arī tagad – par cik neleju ūdeni uz paņūdu dzirnavām."

In Folge #124 Mein heutiger Gast ist Dr. Jens Pohl. Er ist Diplombiologe, hat am Deutschen Krebsforschungszentrum in Heidelberg promoviert und danach mehrere Jahre in den USA und dann auch in Deutschland geforscht. Dr. Jens Pohl hat in den letzten 20 Jahren als Geschäftsführer verschiedene Biotechnik-Firmen in Heidelberg geleitet und besitzt ein breites Wissen im Bereich Pharmazie und klinischer Forschung. Er hat zahlreiche Fachartikel veröffentlicht und beschäftigt sich besonders mit dem Einfluss der Darmbakterien auf die Gesundheit des Immunsystems und mit mitochondrialer Gesundheit. Seit arbeitet Herr Dr. Pohl als Heilpraktiker und führt zusammen mit seiner Frau eine Praxis in der Nähe von Heidelberg. Wir sprechen über die Mitochondrien, die Kraftwerke der Zelle. Warum die Erhaltung Ihrer Funktionsfähigkeit ganz zentral ist, wenn es um die Erhaltung der Gesundheit geht. Warum diese kleinen Zellbestandteile so empfindlich sind, Welche Umweltfaktoren schädigend auf Mitochondrien wirken und was du tun kannst um deine Mitos gesund zu erhalten. "Wir sind überzeugt davon, dass für das Wohlergehen des ganzen Menschen, die Gesundheit seiner Zellen ausschlaggebend ist. Demzufolge war es ein logischer Schritt, Patienten dabei zu helfen, ihre Gesundheit zu erhalten – also in der Prävention, bevor sich Krankheitssymptome zeigen, und bei der Wiedererlangung der Gesundheit zu helfen. Die Aufgabe besteht darin, durch geeignete Diagnostik die Ursachen von Dysbalancen zu finden, und den Körper bei der Regeneration optimal zu unterstützen." Bitte beachten Sie auch immer den aktuellen "Haftungsausschluss (Disclaimer) und allgemeiner Hinweis zu medizinischen Themen" auf https://paleolowcarb.de/haftungsausschluss/ #geNUSS[explosion] von [næhr:sinn] - das low carb knusper nuss müsli [næhr:sinn] geNUSS[explosion] ist ein hochwertiges low-carb* Müsli und besteht zu 100% aus natürlichen Zutaten. Es ist gut als Frühstück und Snack und hat nur 13,7g verwertbaren Kohlenhydraten auf 100g. Es ist getreidefrei und sojafrei. Perfekt für den Start in den Tag. Wir verarbeiten nur hochwertigste, nährstoffreiche Zutaten, die dich länger satt machen und nachhaltig mit Energie versorgen. Wir nutzen ballaststoffreiche Kokosnuss, Erdmandel und heimische Nüsse. Mehr darüber erfährst du auf lowcarbmüsli.at oder auf Amazon.de. Das Video der aktuellen Folge direkt auf Youtube öffnen Und nicht vergessen: Wenn du uns auf Youtube siehst, und wenn du es noch nicht getan hast, dann abonniere unseren Kanal „Evolution Radio Show“ Wenn du das Podcast hörst, dann findest du die Links für Apple iTunes und Android hier auf unserer Homepage Transkript Über Dr. Jens Pohl Funktion und Bedeutung der Mitochondrien Warum Mitochondrien für den Menschen so wichtig sind Problem verursachende Umweltfaktoren für Mitochondrien Unterschied zwischen problematischen Einflüssen mit Anstieg chronischer Erkrankungen gegenüber normalen Stressoren Auswirkungen der größten negativen Umweltfaktoren auf Mitochondrien Chronic Fatigue Syndrome und Burnout Schädigung der Netzhaut – Retinopathie und Mitochondriopathie Mitochondrienanteil beim Training erhöht sich: Bewegung hilft Ernährungsempfehlungen Wichtige Cofaktoren für gesunde Mitochondrien Behandlungsmethoden mit Rotlicht Die wichtigsten 3 Dinge zur Gesunderhaltung der Mitochondrien Kontaktmöglichkeiten zu Jens Julia: Ja, lieber Jens, Herzlich Willkommen zur Evolution Radio Show! Jens: Hallo Julia! Julia: Ich freue mich, dass du heute zu Gast bist, und bevor wir jetzt so richtig losstarten mit unserem Thema, nämlich den Mitochondrien und wie man sie gesund erhält oder welche Umweltfaktoren ein Problem darstellen, vielleicht kannst du dich ganz kurz bissel vorstellen, weil es kennen dich vielleicht nicht alle von den Zuhörern und Zuschauern. Was ist deine Ausbildung und was hat dich dazu gebracht, dich genau mit dem Thema zu beschäftigen? ##Über Dr. Jens Pohl Jens: Also ich bin von Hause aus Biologe, Molekularbiologe und habe das vor vielen Jahren mal studiert, habe dann eine Doktorarbeit im Bereich der Tumorimmunologie gemacht, bin dann für ein paar Jahre zur Forschung in die USA gegangen, habe dort an Steroidrezeptoren, hauptsächlich auch Vitamin-A-Rezeptoren gearbeitet, dann noch ein bisschen in Deutschland dann nachher wieder weitergeforscht und bin dann in die Biotech-Industrie gegangen. Dort habe ich dann viele Jahre als Geschäftsführer so kleine Biotech-Unternehmen geleitet und habe mich jetzt vor ein paar Jahren mit meiner Frau zusammen selbständig gemacht, und wir haben jetzt eine Naturheilpraxis, also so ein kleines bisschen ein Paradigmenwechsel, praktisch von der Pharmaindustrie rüber in die Naturheilkunde. Das klingt auf den ersten Blick vielleicht ein bisschen widersprüchlich, auf der anderen Seite ist es aber sehr gut ergänzend würde ich mal so sagen, ja. Das heißt also, sie verteufelt die Pharmaindustrie definitiv nicht. Ich weiß, dass viele Produkte die dort hergestellt werden und dann auch am Patienten angewandt werden, durchaus ihren Stellenwert haben und ihre Berechtigung, sehe aber parallel auch in unserer jetzt Praxis speziell, dass viele Patienten damit eben nicht gesunden. Das heißt also, die haben meistens schon eine gewisse Odyssey an Fachärzten hinter sich und wenn sie dann beim Heilpraktiker aufschlagen, haben die meistens dann doch irgendwo noch ein Defizit und da gibt’s dann doch noch eine Welt nebendran, mit der man dann diesen Patienten helfen kann. Julia: Ja. Es hat sicherlich beides seine Daseinsberechtigung und man darf natürlich das auch nicht verteufeln… Jens: Genau. Julia: …weil auch Antibiotika haben ihren Sinn in manchen Bereichen, dass man vielleicht so bei einer schweren Lungenentzündung da nicht dran stirbt. Jens: Ja, es ist gerade das Antibiotikum ist jetzt so ein schönes Stichwort. Wir reden heute ja auch über die Mitochondrien, und wir werden jetzt gleich auch vielleicht ein bisschen beleuchten den Zusammenhang eben von Mitochondrien und das Erbe, wo diese Mitochondrien herkommen macht gerade diese kleine Organelle auch extrem empfindlich auf Antibiotika. Die werden dann so quasi durch Querschläger mit verletzt. Das Problem, das wir dann haben ist, wenn die dann ihren Geist aufgeben, dann leidet dann halt auch wieder der Körper und da sieht man ein schönes Beispiel, dass ein Medikament, das auf der einen Seite wirklich wichtig ist und hat auch mit Sicherheit schon viele Menschenleben gerettet, auf der anderen Seite aber auch langfristige Probleme verursachen kann, wenn man es eben zu lange oder falsch dosiert. ##Funktion und Bedeutung der Mitochondrien Julia: Du hast jetzt gerade schon diese schöne Einleitung zu den Mitochondrien gemacht und es ist ein langes kompliziertes Wort. Manche sind vielleicht schon drüber gestolpert, aber vielleicht erzählst du mal ganz kurz, was sind Mitochondrien eigentlich? Wie kommen die in unseren Körper? Was machen die dort überhaupt? Und warum sind die so zentral? Jens: Also für mich ist das schon fast wie so ein Märchen, ein Biologiemärchen kann man fast sagen. Es war einmal…, damit müsste man eigentlich anfangen, ja. Das Leben auf unserer Erde ist ja vor 4 Milliarden Jahren entstanden, und ganz am Anfang gab es eigentlich nur Einzeller. Es ist halt in der Biologie oft so, dass in so einer Nahrungskette es Abkürzungen gibt und dass dann irgendwo immer wieder versuchen verschiedene Lebewesen auf andere zurückzugreifen, ohne dass sie sich Arbeit machen müssen. Das ist jetzt so, dass wir dann halt Räuber haben, Parasiten haben und ein Parasit ist normalerweise eben ein anderes Lebewesen, das von einem Lebewesen durch schädliche Aktionen die Lebensenergie abzapft, ja. Häufig wird dabei auch dann der Wirt getötet und in der Urzeit war es dann halt irgendwann einmal so, dass sich quasi eine Verbindung ergeben hat. Es gibt kleine Bakterien, die in große Zellen hineinkriechen können, und das gibt es auch heute noch, also z. B. Borrelien, die kennst du ja, die im Prinzip durch Zecken verbreitet werden. Das sind Zellen, bakterielle Zellen, die in unsere Säugerzellen hineinkriechen können, und so etwas gab es auch damals schon, also vor knapp 3,5 Milliarden Jahren sind irgendwelche Bruttobakterien in Bruttozellen hineingekrochen und eigentlich im Endeffekt nur um an deren Nährstoffe heranzukommen. Es hat sich dann aber irgendwann so im Laufe der Evolution herausgestellt, dass das für beide ein Vorteil sein kann, weil nämlich damals auf der Erde Bedingungen geherrscht haben, die natürlich anders sind als heute, um zu sagen es gibt Gebiete in denen herrscht Sauerstoff und es gibt Gebiete in denen herrscht kein Sauerstoff. Und wenn du jetzt einen Organismus hast, der in beiden Lebensbedingungen überleben kann, ist das halt für so einen Organismus ein Vorteil. Und im Endeffekt war das so quasi die Keimzelle, der Sinn für beide. Das heißt also der Wirt konnte in der einen Umgebung leben und das Bakterium in der anderen. Die haben dann quasi ihre Fähigkeiten zusammengeworfen und konnten dann auf der jungen Erde halt gemeinschaftlich einen Vorteil haben und haben dann Lebensräume erschlossen. Nur durch diesen Vorgang ist es schließlich und endlich dann auch möglich geworden, dass wir Mehrzeller bekommen. Das heißt also, im Endeffekt hat mal irgendwann ein Bakterium einen großen Wirt überfallen und wurde dann im Laufe der Zeit zu so einem Symbionten. Ein Symbiont ist jetzt also ein Lebewesen, das nicht mehr parasitär ist. Das nutzt nicht nur einseitig, sondern bei der Symbiose haben beide Partner etwas voneinander. Und es ist jetzt aber so, wir wissen heute noch, wenn wir uns Mitochondrien anschauen, da kann man ganz klarsehen, dass sie dieses bakterielle Erbe immer noch mit sich tragen. Im Laufe der Jahrmilliarden im Endeffekt hatten – also ein normales Bakterium hat ganz viele Gene. Sagen wir mal zwischen 1500 bis 2000 Gene, und das hatte auch damals dieses Pro-Bakterium, aus dem dann die Mitochondrien wurden. Die Mitochondrien haben im Zuge der Arbeitsteilung innerhalb dieser Zelle dann sich entschlossen, einen Großteil ihrer Gene in den Zellkern abzugeben. Das heißt also, die menschliche DNA, die wir in unserem Erbgut haben, besteht tatsächlich zu einem nicht unerheblichen Anteil aus bakteriellen Genen und ein paar wichtige Gene haben jetzt die Mitochondrien zurückbehalten. Darüber gibt es jetzt viele Spekulationen, welche sie aus welchem Grund eben zurückbehalten haben. Aber Fakt ist, sie haben immer noch eben dieses mikrobielle Erbe und aus dem Grund sind sie halt auch sehr sensibel auf viele Chemikalien, die eben Bakterien abtöten können, wie jetzt eben auch die Antibiotika. ##Warum Mitochondrien für den Menschen so wichtig sind Julia: Hm, wirklich spannend, ja. Und in unserer Zelle, warum sind jetzt die Mitochondrien so wichtig, also für uns als Menschen? Jens: Also im Zuge dieser Arbeitsteilung zwischen dem kleinen Organell, also ein Organell ist ein Organismus, der innerhalb einer großen Zelle jetzt halt relativ selbständig noch agieren kann, und diese Mitochondrien haben z. B. immer noch die Fähigkeit, sich allein auch zu verdoppeln, zu vermehren. Also wie ein Bakterium haben die tatsächlich noch sehr viele Fähigkeiten, und sie haben quasi die Energieversorgung der Zelle an sich gerissen oder vielleicht behalten. So kann man es vielleicht eher sagen. Die sind also insgesamt für die Energieversorgung unserer Zellen verantwortlich. Wir benötigen tagtäglich sehr viel Energie, um uns zu bewegen und um unseren Körper mit Temperatur zu versorgen quasi. Ja wir sind ja mit 37 °C Körpertemperatur wärmer normalerweise als unsere Umgebung, wenn wir jetzt nicht in der Wüste leben. Das heißt also, unser Körper strahlt permanent Energie ab, wird permanent auf 37 °C gehalten, und diese Wärmeenergie plus die Energie, die wir benötigen, um uns zu bewegen, die wird eben in diesen Mitochondrien hergestellt. Keine Mitochondrien - keine Energie – wir sind tot. Das ist also ganz schnell erklärt. Julia: Ok, also Mitochondrien sind mal zentral dafür, dass überhaupt ausreichend Energie gemacht werden kann. Jens: Genau. Julia: Die können sich teilen. Die können sich vermehren, ja. Und sie haben einen bakteriellen Ursprung kann man sagen. Jens: Ganz genau! Julia: Ihre Wurzeln waren mal Bakterien, die sozusagen eingewandert sind in diese anderen Zellen. Wir wissen ja, dass – oder es kommt jetzt immer mehr, dass uns klar wird, dass wahrscheinlich fast alle chronischen Erkrankungen auch irgendwo einen Ursprung, oder zumindest einen Zusammenhang auch mit geschädigten Mitochondrien haben, oder dass die einfach nicht mehr so richtig funktionieren. Jetzt ist die Frage einmal, welche Faktoren schädigen Mitochondrien? Man denkt ja, die sind ja super verpackt da, geschützt in den Zellen, und ich denke auch, die waren jetzt da seit vielen Millionen Jahren und erst jetzt haben wir all diese Probleme, auch all diese chronischen Erkrankungen. Also, welche Veränderungen, welche Sachen in unserer Umwelt machen jetzt diese Probleme? ##Problem verursachende Umweltfaktoren für Mitochondrien Jens: Also, da muss man jetzt doch wieder ein kleines bisschen in die Biologie zurückschauen und auch ein bisschen auf die Gene schauen, die in den Mitochondrien noch verblieben sind. Also in Mitochondrien befinden sich Genabschnitte für 37 verschiedene Dinge. Dinge sage ich deswegen, weil die sehr heterogen sind. Es gibt RNA die da drauf codiert wird. Das ist eine andere Art von Erbgut, die benötigt wird, um aus dem Erbgut Protein herzustellen. Und dann werden tatsächlich noch 13 Gene innerhalb der Mitochondrien codiert, heißt also, das ist also wie ein Bauplan. Das heißt also in unseren Chromosomen liegt Erbinformation. Das ist wie die Blaupause. Das ist ein Bauplan, mit dem quasi alles innerhalb der Zelle gebaut wird. Im menschlichen Erbgut gibt es so 20-/25000 – das ist nur eine Schätzung – Gene, und 25000 und noch deutlich mehr, weil es ja noch Kombinationen gibt, Proteine die damit hergestellt werden können. Und 13 davon haben sich quasi die Mitochondrien zurückbehalten, 13 Proteine. Und die liegen alle in komplexen, das nennt man die Atmungskette. Die Atmungskette ist eigentlich so das Kernelement der Energieversorgung die wir haben. Atmungskette hat was mit Sauerstoff zu tun, im Großen und Ganzen mit Sauerstoff und Wasserstoff. Alles was wir an Sauerstoff einatmen landet mehr oder minder im Endeffekt nachher in den Mitochondrien und wird zur Energieherstellung verwendet. Im Endeffekt aus Wasser, Wasser wir gespalten in Sauerstoff und Wasserstoff und im Endeffekt die beiden können dann quasi wieder zusammenfinden. Im Chemieunterricht hat man früher mal was von der Knallgasreaktion gehört. Da macht’s, wenn ich Sauerstoff und Wasserstoff zusammenbringe irgendwann einmal einen dicken Knall. Das passiert in unseren Zellen sehr dosiert und gedrosselt. Also so, die Energie ist vorhanden, wir spalten das und dann führt man das wieder zusammen und diese Energie, die da frei wird, die kann genutzt werden, entweder zur Bildung von kleinen Trägermolekülen - wie Batterien kann man sich das vorstellen- das ATP ist wichtig und dann halt noch in Wärme. Und das wird halt fein dosiert, wo halt was notwendig ist. Das Kuriose ist jetzt, dass die Atmungskette elementar wichtig für uns ist. Also wenn wir keine Energie herstellen können, sind wir relativ schnell tot. Und jetzt fragt man sich, warum ausgerechnet so wichtige zentrale Proteine wie die Atmungskette in den Mitochondrien drin sind. Das ist jetzt tatsächlich so, dass Gene die in unserem Zellkern drin liegen, in den richtigen schönen großen Chromosomen, die sind dort relativ gut geschützt. Das heißt, sie sind natürlich erstmal, weil sie im Zellkern sind, schon ein bisschen weiter von der Oberfläche der Zelle weg. Darum ist noch ein Zytoplasma, ist auch noch ein bisschen ein Schutz. Dann kommt noch mal die Hülle vom Zellkern und innen drin wird diese DNA, das ist also das Molekül in dem unsere Erbinformation codiert wird, ganz eng noch mal um Proteine drum herumgewickelt und ist dann noch mal geschützt. Und im Zellkern gibt es noch jede Menge Proteine, die sogar DNA-Defekte wieder reparieren können. Auch die gibt es eigentlich in den Mitochondrien nicht. Das heißt also, aus irgendeinem Grund – das klingt jetzt absurd, aber aus irgendeinen Grund muss es einen Sinn machen, dass ausgerechnet wichtige Gene in der Atmungskette in den Chromosomen drinbleiben, wo sie eigentlich recht ungeschützt sind, wo sie wesentlich schneller mit Chemikalien und Strahlung zerstört werden können und wo sie eigentlich relativ schnell Defekte erleiden können. Das ist auf den ersten Blick ein Paradoxon, ja. Jetzt gibt es aber viele Modelle und Erklärungsmöglichkeiten dafür, und ich sag mal jeder findet ein Modell, das ihm selber am besten passt. Es gibt in den USA einen Wissenschaftler. Der heißt Doug Wallis. Da würde ich sagen, das ist Moment vielleicht der Mitochondrien-Experte schlecht hin, der auch sehr viele evolutionsbiologische Aspekte in seine Forschung hineingebracht hat. Eine seiner Theorien, die ich sehr gut nachvollziehen kann, ist, dass die Mitochondrien quasi so eine Art Sensor darstellen. Das heißt, sie sind tatsächlich exponiert, um eben durch Umwelteinflüsse – ich will jetzt mal nicht den Begriff Schädigung verwenden, aber sie verändern sich durch Umwelteinflüsse und das erhöht den Selektionsdruck. Selektion ist für das Individuum oft nicht gut, für eine Population, für eine Menge von Individuen kann es ein Vorteil sein, dass quasi die Individuen, die durch so eine Mutation die da stattfinden kann einen Vorteil haben, setzen sich durch. Und so ist das halt bei den Mitochondrien auch. Sie sind ein Sensor. Sie fühlen in der Umwelt was passiert. Es passieren Veränderungen im mitochondrialen Erbgut, und diese Veränderungen können vorteilhaft oder negativ sein. Und sind sie vorteilhaft, können sie sich relativ schnell auch durchsetzen. Das heißt also, die Mitochondrien haben eine gewisse Anpassungsmöglichkeit auf die Umwelt. Und das ist der Grund, warum sie auf der einen Seite jetzt schnell geschädigt werden können. Aber eine Schädigung für eine Population kann ein Vorteil sein. Das klingt absurd. Also wenn man selber betroffen ist, wird man ausgemerzt. Das ist nicht schön. Aber wenn man eine Mutation in einem Individuum hat, die vorteilhaft ist, kann sich die in einer Population durchsetzen, und die kann einer Population jetzt wieder helfen. Das heißt also, Chemikalien in der Umwelt, ich sag jetzt mal es sind nicht nur die Chemikalien, sondern es sind die Temperaturbedingungen, es ist wie gesagt viel Sauerstoff, wenig Sauerstoff. Die Menschheit hat sich ja irgendwann mal auf der Erde verbreitet und hat Gegenden bevölkert, in denen sie vorher nicht war, und im Zuge dieser Adaption auf gewisse Umweltbedingungen haben sich auch die Mitochondrien verändert. Und die Individuen, die dann eben Mitochondrien hatten, die für die Gegend einen Vorteil brachten, die haben sich dann durchsetzen können, so ein Evolutionsvorteil, den du dadurch hast. Aber Individuen die natürlich betroffen werden durch eine Schädigung, die haben auch dann Nachteile. Das ist also im Prinzip jetzt ein zweischneidiges Schwert, was da im Prinzip existiert. ##Unterschied zwischen problematischen Einflüssen mit Anstieg chronischer Erkrankungen gegenüber normalen Stressoren Julia: Nur in Bezug z. B. auch auf chronische Erkrankungen gesehen, könnte man ja sagen, ist ja alles super, weil das ist ja Selektion und wir müssen uns halt anpassen. Aber wie siehst du das, oder wie erklärst du das, den Unterschied zwischen diesen modernen Problemstoffen oder Problemeinflüssen - ich möchte es jetzt eher breiter fassen – die einfach diesen wirklich exorbitanten und sehr auffallenden Anstieg an diversen chronischen Erkrankungen zeigt und die heißen ja auch nicht nur umsonst Zivilisationskrankheiten, gegenüber jetzt diesen würde ich jetzt fast sagen normal auftretenden Veränderungen, die sicherlich auch einen Stressor darstellen können und teilweise zur Vernichtung ganzer Populationen oder Spezies beitragen kann. Aber, da ist ja schon ein Unterschied zwischen diesen beiden Stressoren. Jens: Absolut! Also wenn du dir chronische Krankheiten anschaust die wir heute haben und es gibt also auch aus der Arbeitsgruppe von Wallis viele Publikationen die sagen, eigentlich sind alle chronischen Erkrankungen irgendwo mit den Mitochondrien zusammenhängend. Ob das jetzt Diabetes ist, ob das die ganzen Kreislauferkrankungen, Herzerkrankungen sind. Es geht in die Richtung auch der Autoimmunerkrankungen usw. Also alles was chronisch ist, ist irgendwo mit den Mitochondrien zusammenhängend. Jetzt muss man sich natürlich vorstellen, dass wir eine schnellere Adaption unserer Umwelt haben als eine Adaption unserer Körper. Wenn wir uns mal anschauen wie ein Kleinwarenhändler sein Sortiment noch vor 200 Jahren vielleicht bestückt hat im Vergleich zum Supermarkt heute, da ist fast nichts mehr identisch. Die heutigen Chemikalien, mit denen wir uns auseinandersetzen müssen, die sind mit Sicherheit eins, der viele Zucker ist ein anderes, die künstlichen Lebensbedingungen in denen wir uns bewegen ist noch mal ein Punkt. Ein ganz wesentliches Ereignis kann man immer wieder sehen, wenn eine Ernährungsart aus einer Gegend auf eine Population aus einer anderen Gegend trifft, sagen wir es mal so. Also diese Schönheit bringenden amerikanischen Produkte, die nach und nach die ganze Welt beglücken. Die Inuit (Eskimos) z.B. die früher eine Adaption hatten auf kaltes Wetter und Umgebung mit wenig Grünzeug und die einfach einen Stoffwechsel haben der mit viel Fleisch und viel Fett gut zurechtkommt. Und die kommen dann plötzlich in den „Genuss“ von viel Zucker. Was das dann macht, das kann man häufig sehen. Wenn die Polynesier mit Cola in Konfrontation, und Cola steht jetzt nur pars pro toto für viele kohlenhydrathaltige Lebensmittel, dann gehen die auch auseinander. Was sich hier zeigt ist, dass du eigentlich im Laufe der Evolution Populationen hast, die Mitochondrien entwickelt haben, die sich sehr gut auf die Umgebung eben adaptiert haben, und wenn sich deren Lebensstil dann signifikant ändert, du hast einfach andere Energieträger, du lebst dann anstatt draußen viel mehr drinnen. Du hast andere Umgebungstemperaturen. Du veränderst deine Lichtzyklen, deine zirkadianen Rhythmen. Du veränderst eben durch die Heizung deine Wintertemperatur im Gegensatz zu eigentlich dem Normalfall, der in Westeuropa stattfände, dass man im Winter einfach eine kühlere Umgebung hat. Dann entgleist das Ganze, ja. Und dann kann auch dieser permanent gleich hoch energetische Energieträger, deine Ernährung kann dazu führen, dass du dann halt auch schlicht weg z. B. Übergewicht entwickelst. Das heiß, wir leben einfach gegen unsere Natur. Das ist sehr oft dann eben das Ergebnis, an dem dann die Mitochondrien dann auch leiden. Auswirkungen der größten negativen Umweltfaktoren auf Mitochondrien Julia: Was sind jetzt deiner Meinung nach so die allergrößten Faktoren in unserer Umwelt, die negativ auf die Mitochondrien wirken und wenn’s geht, vielleicht auch kurz wieso wirkt sich das so aus, oder wie reagieren halt die Mitochondrien drauf? Jens: Also fangen wir mal einfach mit Chemikalien an die z. B. in Medikamenten sind, ja. Also eben hatten wir ja schon mal die Antibiotika angesprochen. Das Ciprofloxacin z. B. das ist ein recht häufig eingesetztes Antibiotikum, das bei Darmerkrankungen eingesetzt wird. Und wenn eben solche Antibiotika im Darm wirken, dann ist das, wenn du eine infektiöse Darmerkrankung mit bakteriellem Ursprung hast, durchaus das Mittel zur Wahl, um dann eben diese Schadbakterien loszuwerden. Leider nietest du damit aber deine guten Bakterien um, und es wird zum Teil in den Blutkreislauf übernommen, dringt auch in eukaryotische, also in Säugerzellen, in unsere lebenden Zellen ein und kann dort auch die Mitochondrien schädigen. Das heißt also hier, die Querschläger, die dann das Hauptziel durchaus treffen, aber „casualties of war“ wie man so schön sagt. Das sind dann einfach friendly fire - Kollateralschaden. Also die Amerikaner haben immer so schöne Begriffe und das heißt also, durch einen Angriff auf die Feinde werden dann auch deine Freunde mit umgebracht. Das ist leider mit den Mitochondrien auch der Fall. Das Glyphosat ist auch so ein schönes Beispiel, das wir heutzutage ja verbreitet immer mehr weltweit in der Agrarindustrie einsetzen. Das hat auch einen Effekt auf unsere Mitochondrien, auf die Atmungskette. Wir lagern solche Gifte ein und wir vergiften uns mit Pflanzengiften auch langsam. Das sind natürlich Sachen wo wir zunehmend Probleme mitbekommen, ob das jetzt die Schwermetallbelastungen sind usw. Neurologische Störungen können damit entstehen. Jede Zelle hat Mitochondrien und gerade die Zellen, die die meisten Mitochondrien haben, sind auch die die natürlich die meiste Energie benötigen und am ehesten dann natürlich auch betroffen sind. In der Leber haben wir z. B. pro Zelle wesentlich mehr Mitochondrien und im Herzmuskel viel mehr Mitochondrien als in anderen Geweben. Und deswegen kannst du dir vorstellen, dass diese Umweltgifte, ganz explizit natürlich jetzt auch die Leber betreffen können und dann auch den Herzmuskel irgendwann schädigen. Die Folgeerscheinungen sind dann sehr oft wieder chronische Erkrankungen, Herz-Kreislaufsystem und über die Leber brauchen wir gar nicht lange diskutieren. Das ist so ein zentrales Organ für uns. Wenn die geschädigt wird, da haben wir viele Probleme. Julia: Hm. Jetzt hast du ja gesagt, wir können mal davon ausgehen, dass praktisch jeder der eine chronische Erkrankung hat sicherlich ein Problem mit den Mitochondrien hat, oder? Könnte man das so pauschaliert sagen? Jens: Ja, pauschaliert. Chronic Fatigue Syndrome und Burnout Julia: Und ich denke auch da fällt auch rein dieser ganz große Bereich von diesen vielen Menschen, die so ganz diffuse Symptome haben, die einfach so müde sind und so. Weil du auch gesagt hast, ich meine das hat mit Energiegewinnung zu tun und es macht ja Sinn, wenn die Mitochondrien nicht funktionieren habe ich wenig Energie. Ich bin nicht leistungsfähig. Jens: Also z. B. CFS, dieses Chronic Fatigue Syndrome, das geht in den Burnout über. Das ist nicht ganz identisch, aber ich würde mal sagen, das ist ein schleichender Übergang. Du hast eine Erschöpfung. Die Erschöpfung führt langfristig dann irgendwann zu diesen Burnout-Symptomen und im Endeffekt ist diese Energielosigkeit ganz eng zusammenhängend mit der Energieleistung deiner Mitochondrien. Es gibt natürlich gewisse Cofaktoren, von denen man weiß, dass sie in der Atmungskette eine Rolle spielen und eins der Hilfsmittel ist natürlich jetzt hier auch, die Mitochondrien wieder so ein bisschen anzufüttern, dass sie die Bausteine dann wiederbekommen, die sie benötigen um eben ihren Job zu machen. Es ist nicht ganz so einfach. Also es gibt mitochondriale Schädigungen, Mitochondriopathie heißt das Ganze, und da gibt es zwei verschiedene. Die muss man auch voneinander unterscheiden. Vielleicht auch mal noch einen kurzen Sprung zurück zur Herstellung, wo die Mitochondrien mal herkommen und wie sie sich verbreiten oder vermehren. Die Mitochondrien die wir in unseren Zellen haben, bekommen wir nur durch unsere Mütter. Das ist eine ganz wichtige Information. Das heißt also, man kann heutzutage sagen, jeder weiß wo er seine Mitochondrien herhat. Definitiv nicht vom Vater, also immer nur die mütterlichen Linien. Die sind also jetzt was die Mitochondrien betrifft tatsächlich viel wichtiger. Es gibt jetzt vererbbare mitochondriale Erkrankungen, primäre und es gibt sekundäre. So unterscheidet man das eigentlich. Das sind die primären, das heißt aus irgendeinem Grund kann sich so ein Mitochondrium nachdem es eine Mutation hat die eigentlich schädlich ist trotzdem noch durchsetzen. Das heißt der Träger stirbt dadurch nicht, und deswegen kann sich so eine Mutation verbreiten. Es kann aber sein, dass du dann nach kurzer Zeit deines Lebens vielleicht nach 4, 5 Jahren blind wirst. Julia: Ok. ##Schädigung der Netzhaut – Retinopathie und Mitochondriopathie Jens: Solche Erkrankungen gibt es tatsächlich. Das heißt also auch hier, dort wo wir dann Defekte haben, das können Herzprobleme sein, also Retinopathien, dass die Netzhaut im Auge eine Schädigung hat, weil auch die sehr stark mit Energie versorgt werden muss durch den Stoffwechsel. Das heißt, da gibt es dann Defekte und die zu heilen ist verdammt schwer. Machen wir uns da jetzt nichts vor. In England gibt’s ja mittlerweile sogar neue Gentherapien, Drei-Eltern-Kinder nennt man das Ganze. Das heißt, es wird tatsächlich die Eizelle einer Frau mit dem Zytoplasma einer anderen Frau miteinander fusioniert. Das heißt man nimmt die Eizelle einer Mutter und packt die quasi in den Restzellteil aus dem der Kern entnommen wurde von einer gesunden Frau, weil die Mitochondrien ja im Zytoplasma schwimmen und nicht im Zellkern. Und das wird dann befruchtet mit dem Vater. Also so ein Kind hat tatsächlich dann genetisch gesehen drei verschiedene Eltern. Und das ist in England jetzt vor ein paar Jahren zugelassen worden. Da gibt es auch die ersten Kinder, die aus dieser Methode geboren wurden. Das ist eine Methode, wie du diese Mitochondriopathie loswirst. Das ist eine genetische Angelegenheit, ja. Und dann haben wir eben die erworbene Mitochondriopathie, und das ist eben das, was wir durch Umweltprobleme bekommen. Da können Traumata entstehen. Du kannst nach einem Unfall kannst du tatsächlich im Endeffekt eine Mitochondriopathie erleiden. Das heißt, das ist ein ganz feines Wechselspiel zwischen unserem Körper und den Zellen, in denen die Mitochondrien sitzen. Die Mitochondrien können dem Körper Probleme machen, und unser Körper kann den Mitochondrien Probleme machen. Wenn das entgleitet, das ist ein Bereich, da kann man dann wieder eingreifen. Du hast keine genetische Problematik, die jede Körperzelle betrifft, sondern du versuchst dann, die Gewebe wieder so ein bisschen auf die Beine zu bringen, die eben durch so eine Mitochondriopathie leiden. Die Mitochondrien haben, weil sie Bakterienursprung haben auch die Fähigkeit, viele Sachen zu machen die Bakterien können. Sie können sich relativ flott auch z. B. wieder vermehren. Jeder Sportler weiß das, wenn du ein Sportler bist und du trainierst, erhöhst du a) deinen Sauerstoffbedarf. Das merkt das Gewebe. Es muss mehr Sauerstoff, also den Sauerstoff benötigst du, um natürlich Energie zu liefern. Dein Bedarf ist nicht der Sauerstoff, es ist indirekter Sauerstoff. Du brauchst den Sauerstoff, um Energie zu produzieren. Damit du das aber kannst, erhöht sich der Anteil deiner Mitochondrien beim Training. Und wenn jemand tatsächlich jetzt eine sekundäre, eine erworbene Mitochondriopathie hat, das Beste was er tun kann ist im Endeffekt, wenn er es schafft, du musst ihn unterstützen. Wenn du jetzt ein Fatigue-Syndrom hast, also du hast ein Erschöpfungssyndrom, ist das mit dem Training natürlich eine sehr schwierige Sache. Aber rein tendenziell: Bewegung hilft. Julia: Ja. ##Mitochondrienanteil beim Training erhöht sich: Bewegung hilft Jens: Ergo, die Anzahl deiner Mitochondrien, die guten Bakterien, die guten Mitochondrien können sich schneller vermehren als Geschädigte und du hast dann wieder im Körper eine Selektion. Das heißt, du kannst durch die Zulieferung von genügend Nährstoffen für die Mitochondrien und die Kombination mit dem richtigen Training, kannst du dann die Mitochondrienanzahl der Guten vermehren und dich dann auch wieder heilen. Julia: Hm. Also das heißt, Bewegung wäre jetzt, wenn man eben jetzt noch nicht gerade in so einem Erschöpfungszustand ist, eines der besten Dinge wahrscheinlich, um die Mitochondrien mal gesund zu erhalten bzw. viele Mitochondrien zu haben. Jens: Richtig. Also wie gesagt, wenn du natürlich jetzt eine Erschöpfung hast, kann’s natürlich der Sargnagel sein. Also das soll jetzt nicht so die core message sein, dass es für jeden richtig ist. Wenn du wirklich total erschöpft bist, dann musst du erst mal langsam dich dann wieder aufbauen. Das kann man u. a. mit den Nährstoffen machen, die eben wieder selektiv für die Mitochondrien ein Vorteil halt sind. Also die Mitochondrien benötigen z. B. das Co-Enzym Q10 oder viele B-Vitamine. Also ich würde jetzt einer Person die ein chronisches Erschöpfungssyndrom hat mit Sicherheit nicht gleich raten, jetzt hier auch wieder 5 km zu laufen. Aber eine leichte Bewegung würde schon helfen. Also der berühmte Waldspaziergang der hilft auch bei einer Erschöpfung. Du musst dich damit ja nicht überanstrengen. Sauerstoff, frischer Sauerstoff, frisches Licht, dann im Wald, kein künstliches Licht würde dir helfen. Und das kannst du dann so ein bisschen untermauern mit der richtigen Ernährung. Also jetzt weniger Zucker, vielleicht ein bisschen mehr Kohlenhydrate mit Eiweiß und Fett usw. Du kannst auch durch die Ernährung natürlich die Energiegewinnung der Mitochondrien beeinflussen. Mitochondrien sind so quasi Allesbrenner. Ja, also es gibt so Motoren die alles schlucken. Da kannst du quasi alles reinstopfen. Die verwerten mehr oder minder alles. Aber manche der Produkte, die du benötigst um sie anzuwerfen, die bringen dann auch mehr Schadstoffe dann wieder. Das heißt, es gibt ja Motoren, wenn du da Schweröl reinmachst, dann kommt mehr Ruß aus dem Auspuff. Und so kannst du dir das bei den Mitochondrien vorstellen. Es gibt verschiedene Lebensmittel, wenn du die Mitochondrien damit befeuerst, gibt es mehr Abfallprodukte, und ein Abfallprodukt das Mitochondrien herstellen bringt jetzt wieder Mitochondrien um. Julia: Ja. Jens: Die stellen die Reactive oxygen species, ROS hat man das genannt, her. Das ist zum Teil sinnvoll, also die müssen das können. Unter anderem helfen Mitochondrien mit diesen ROS, mit diesen aggressiven Sauerstoffmolekülen auch im Immunsystem Schadkeime zu zerstören. Mitochondrien sind in der Lage, einen Selbstmord der Zelle zu verursachen. Das klingt jetzt auch wieder grauselig, aber eine Tumorzelle z. B. die in deinem Körper entsteht, wenn die das Signal bekommt, bring dich selber um, du hältst dich nicht an die Spielregeln im Organ – das ist sehr gut, ja. Das heißt also, solche Zellen, die neben der Spur laufen quasi dann eben auszumerzen, da helfen auch wieder unsere Mitochondrien dabei. Und wenn jetzt aber auf der anderen Seite in einem gesunden Gewebe zu viel von diesen ROS entstehen, dann kann ich wieder eine dauerhafte Entzündung damit verursachen. Dann entwickelt sich sogar eine chronische Erkrankung aus einer Fehlproduktion aus unseren Mitochondrien heraus. Also das ist schon ein feines Wirksystem, dass man sehr stark mit Ernährung beeinflussen kann. ##Ernährungsempfehlungen Julia: Ja. Und was würdest du jetzt, also was empfiehlst du von der Ernährung her jetzt, also konkret, wenn jetzt jemand zu dir kommt. Was ist empfiehlst du da als Ernährungsstrategie? Jens: Also ich würde sagen, das ist jetzt nicht so eine One-for-all-Antwort die du hier geben kannst, weißt du. Ich schau mir natürlich jetzt auch erst mal die unterschiedlichen Individuen an, ja. Wenn du jetzt kommst und bist gesund und willst eine Performance-Steigerung als Sportler haben, ist das eine ganz andere Fragestellung als du bist jetzt der CFS, Chronic Fatigue Syndrome-Patient, der wirklich auf dem komplett anderen Ende des Spektrums sich befindet. Dann musst du aber auch schauen, dass jeder Mensch, jeder einen individuellen Stoffwechsel hat, ja. Julia: Ja klar. Jens: Es gibt da unterschiedliche Muskelarten, mehr lange Fasern, mehr kurze Fasern. Es gibt die Athleten die mehr geeignet sind für den Marathon. Es gibt die Sprinter. Die alleine brauchen schon einen unterschiedlichen Ratschlag. Und so ähnlich kannst du es auch bei den Individuen anschauen, die als Patienten dann eben aufschlagen, ja. Wenn du eine Stoffwechselerkrankung hast und du hast jetzt eine sehr starke Fettleibigkeit, ist die Zielvorgabe eine komplett andere, als jetzt bei einem Untergewichtigen. Es gibt auch untergewichtige Personen, die durchaus eine andere Fragestellung dann haben. Ich würde prinzipiell sagen, dass alles was an schnell verwertbaren Zuckern heutzutage in der Ernährung ist reduziert werden sollte. Das ist auch mein Ratschlag eigentlich für Sportler. Sehr häufig kriegen ja Sportler gesagt, sie sollen jetzt hohe Mengen an Kohlenhydraten verwenden, um mit diesen Kohlenhydraten noch mehr Energie leisten zu können. Ich habe selber ein paar Mal Marathon gelaufen, und am Abend vor dem Marathon da gibt’s die guten Pasta-Partys, ja. Auch in Berlin oder wo auch immer, da sind dann tausende Leute. Am Tag vorher stopfen die sich dann am Abend vorher die Nudeln rein. Das ist im Prinzip ein typisches Essen, was für untrainierte Sportler entwickelt ist, ja. Du wirst kein Kenianer sehen, der bei einer Nudelparty mitmacht, ja. Jetzt ist es so, dass du eben durch das Training in der Lage bist, deine Mitochondrien eben zu verändern. Die Anzahl der Mitochondrien kannst du ändern. Du kannst in gewissem Maße auch die Biochemie deiner Mitochondrien mit beeinflussen. Und wenn du jetzt viel trainierst, dann brauchst du nicht so viele Kohlenhydrate. Die Kohlenhydrate sind eben diese Moleküle, die schnell verfügbar sind. Und im Körper hast du relativ wenig Speicher für Kohlenhydrate. Das ist also das Glykogen in deiner Leber. Und das hält bei einem Langstreckenläufer bis Kilometer 25 – 30 und dann sind die dann am Zusammenbrechen. Und da hilft dann auch die Pastaparty vorne dran nichts. Das unterscheidet dich vielleicht, du schaffst anstatt 25 deine 30 km. Aber es bringt dich dem Ziel nicht unbedingt näher. Und wenn du ein wirklicher Sportler bist der trainiert, dann machst du ein anderes Training und du machst eine andere Ernährung. Der richtige Sportler der braucht tatsächlich weniger Kohlenhydrate. Der kann auch Fettverbrennung machen. Deswegen wäre meine Empfehlung jetzt auch normalerweise, du benötigst also nicht viele Kohlenhydrate, wenn Kohlenhydrate eben nicht die schnell verwertbaren und mein Tipp, um auch deine Mitochondrien gesund zu halten und auch zu gesunden, wäre tatsächlich diese LowCarbHighFat (LCHF)-Ernährung, die sich ja immer durchsetzt. Das muss jetzt nicht in die Keto-Ernährung reingehen. Also das ist schon eine ganz spezielle Sonderernährung, die in manchen Fällen ihre Berechtigung hat. Aber ich würde mal sagen, im Verhältnis zu dem was Jahrzehnte lang propagiert wurde, viele Kohlenhydrate und wenig Fett, ist das was ich empfehle eigentlich genau das Gegenteil, was auch den Mitochondrien guttut, wenn sie auch dementsprechend trainiert werden, nicht. Also auch das musst du natürlich dann immer in einem Zusammenhang sehen, richtige Ernährung, richtiges Bewegungsprofil, abgestimmt auf denjenigen. Wer jetzt also 80 kg Übergewicht hat, und so etwas gibt es, dem würde ich jetzt auch ein langsames Heranarbeiten an das Ziel dann erst mal raten. Man kann es nicht übertreiben. Julia: Die andere Frage ist auch, ich meine du hast das vorhin schon angesprochen ein bissel, Nährstoffe, also du brauchst Cofaktoren, damit die Atmungskette, damit das überhaupt funktioniert und jetzt ist natürlich die eine Möglichkeit, dass man eben die Ernährung jetzt nicht nur als Energielieferant sieht, sondern ja eigentlich auch als Baustofflieferant für die Mitochondrien und für den Körper, sind aber in der Richtung optimiert. Jens: Absolut, ja. Julia: Da kann man sicherlich viel machen. Aber es ist ja dann doch oft so, wenn man schon in so einer Situation drin ist, dass es dann glaube ich auch oft schwer ist, dass nur über die Ernährung zu machen bzw. sind jetzt auch nicht mehr so viele Vitamine und all diese Sachen in den Lebensmitteln selbst drin. Das heißt, wo würdest du sagen was sind so die wichtigsten Vitamine oder andere Faktoren, auf die du achten würdest oder die für dich zentral sind? ##Wichtige Cofaktoren für gesunde Mitochondrien Jens: Also wenn ich jetzt eine erworbene Mitochondriopathie habe, ich kann das also klar schon sehen, dass es nicht eine genetische Ursache hat, sondern es geht jetzt halt wieder um die erworbene und ich sehe, dass es auch jetzt hier eine Erschöpfungsproblematik gibt, die verschiedene Organe betreffen kann, dann würde ich jetzt tatsächlich auch mit einer Supplementierung rangehen. Eben haben wir das Coenzym Q10 ja schon mal kurz erwähnt. Es gibt eine Reihe von B-Vitaminen die eine wichtige Rolle spielen. Du kannst auch mit Glutathion kannst du die Mitochondrien ein bisschen pushen, aber du musst immer wieder vorsichtig sein mit dem Einwerfen von Supplements. Also es gibt bei den Supplementen immer das Problem, dass du erst mal gucken kannst, warum hast du das Defizit, ja. Also viele Personen die eine Mitochondriopathie haben, haben aber auch ein Darmproblem. Chronische Erkrankungen haben sehr oft ein Darmproblem, und wenn du eine Darmschleimhaut hast, die nicht optimal ist, dann wird auch die Resorption der Supplements (NEM – Nahrungsergänzungsmittel) und auch der Ernährungsbestandteile eingeschränkt sein. Da kannst du oben reinwerfen wie du willst, es rutscht durch und da haben wir vor kurzem Mal drüber gejuxt, es ist ein teurer Stuhl den du dann hast. Das möchten wir natürlich vermeiden. Das heißt also, im Endeffekt in eine gute Diagnose gehört nicht nur die Untersuchung rein was fehlt, sondern auch den Grund herauszufinden, warum etwas fehlt. Julia: Ja. Jens: Und wenn ich eine Darmentzündung habe, muss ich mich auch um eine Darmentzündung kümmern. Wenn ich irgendein Resorptionsproblem habe, dass kann auch sein, dass ich im Aufschließen meiner Ernährung ein Problem habe. Das heißt also, du kannst ein Problem mit der Galle haben, dann klappen die Lipasen nicht so. Du kannst die Gallensäure nicht ordentlich produzieren. Du kannst ein Leberproblem haben, das zu einem Gallenproblem führt. Du kannst ein Pankreasproblem haben, wo dir dann einige Enzyme fehlen. Du kannst ein Magensäureproblem haben, wo du nicht genügend Salzsäure produzierst, die hilft dein Eiweiß aufzuschließen. Wenn du jetzt dann das ersetzen möchtest durch Proteindrinks, dann ist das nicht zielführend. Ich meine dann soll man sich erst mal darum bemühen, zu gucken warum gibt es ein Magensäureproblem. Und wenn du dann Pantoprazol-Patienten vor dir sitzen hast, die eben noch mal diese ganzen Puffer bekommen, die verhindern, dass du Magensäure produzierst, dann haben die sehr oft so einen Rattenschwanz an Zusatzproblemen. Die haben dann eine Blinddarmfehlbesiedlung. Dann kommen dann Resorptionsprobleme mit und im Endeffekt ist das Defizit dann nicht durch Nahrungsergänzungsmittel zu schließen, ja. Julia: Ja. Jens: Worüber du dir auch Gedanken machen musst ist, es gibt eine Menge Chemikalien, die werden vor Ort in der Zelle auch produziert und wenn die Zelle es vor Ort erst produziert, ist das nicht das Gleiche wie wenn du jetzt eine Tablette oder ein Pulver nimmst. Das muss jetzt nicht in der gleichen Menge wie du es oben reinfütterst dann auch in der Zelle landen. Und es wird natürlich dann auch im Körper stark verdünnt. Du hast einen Körper, der hat 60 – 70 kg, oft auch mehr, und dann verteilst du jetzt so ein Löffelchen von irgendetwas, das landet nicht unbedingt im Herzmuskel, ja. Und jetzt z. B. das Glutathion ist auch so eine Substanz. Darüber kann man jetzt lange spekulieren. Es gibt einige Firmen, die aus diesem Grund z. B. auch jetzt Varianten von dem Glutathion hergestellt haben, die eine höhere Bioverfügbarkeit, bessere Resorptionsfähigkeit besitzen. Ich würde also jetzt z. B. auch eher die Einzelbausteine vom Glutathion, du kannst also Glutamin und Cystein, also diese Aminosäuren die würde ich gezielt einnehmen, damit der Körper vor Ort das baut, was er benötigt. Es gibt da unterschiedliche Ansätze, aber einfach nur das, was dem Mitochondrium fehlt oben reinstopfen muss nicht der richtige Weg sein. Also sehr oft muss man sich wirklich angucken Ursache und Wirkung, ja. Wo liegt das echte Problem. Julia: Ja, wie man sieht, es ist wieder mal nicht so einfach wie man sich das so vorstellt. Und es ist klar, es sind immer viele Faktoren. Man kann einfach nicht nur an einem, ja isoliert die Sache betrachten und denken, so da gebe ich jetzt einfach mal ein bisschen Glutathion oder eben bissel Q10 und dann ist alles gut, sondern wie du eben gesagt hast, es gibt so viele Umweltfaktoren. Du hast das eben nur ganz kurz angesprochen, einfach so etwas wie Licht natürlich, aber auch Bewegung, der Darm usw. und sofort. Das sind einfach eben, natürlich muss man auf all diesen Ebenen ansetzen, ja. ##Behandlungsmethoden mit Rotlicht Jens: Ganz genau. Ein interessanter Punkt: Du hast gerade das Wort Licht noch mal erwähnt. Etwas was man in der letzten Zeit auch häufiger sieht, sind jetzt Behandlungsmethoden mit Rotlicht, ja. Die Mitochondrien haben in der Atmungskette Moleküle drin, die eine gewisse Resonanz auf Lichtenergie haben. Das heißt also, jeder Körper hat irgendwo eine gewisse Frequenz mit der er eine Resonanz erzeugt. Und bei den Zytochromen, das sind also spezielle Teile innerhalb der Atmungskette, also die Atmungskette ist sehr komplex. Das sind glaube ich 83 verschiedene Proteine zusammengebaut in relativ komplexe Strukturen. Und einige davon, die sind nun mal interaktiv mit Rotlicht. Das heißt, wenn ich Rotlicht in den Körper hinein strahle, und das ist jetzt eher in dem Bereich jetzt auch noch infrarot, das Infrarot-A-Licht, das dringt schon ein bisschen tiefer ins Gewebe ein. Damit kriege ich eine Resonanz von den Zytochromen und ich kann damit tatsächlich die Mitochondrien anregen und die fangen auch an, sich damit zu vermehren. Also Rotlichtbehandlung ist etwas wo du auch einen Heilungsprozess mit anregen kannst. Das ist eine interessante Sache. Es gibt Methoden wo du tatsächlich auch Schilddrüsen wieder aktivieren kannst, indem du eine Schilddrüse – die sollte jetzt nicht Tumor-gefährdet sein, auch da muss man wieder vorsichtig sein, also das Anregen von Gewebe ist immer eine zweischneidige Sache. Aber sagen wir mal eine Schilddrüse, die ein bisschen lahm ist, die ein bisschen wenig produziert und die relativ klein ist, kann man tatsächlich mit Rotlicht behandeln, und die wird damit auch wieder ein bisschen nachwachsen. Also dazu gibt es interessante Studien. Und genauso gibt es also auch viele mittlerweile Laserbehandlungen, wo man mit Rotlicht selektiv eben die Mitochondrien anregen kann. Das ist ein spannendes Feld noch mal, ja. Julia: Ja, wirklich sehr spannend. Ja, ich meine wir kommen jetzt so langsam zum Ende. Das ist so spannend und immer wieder schade, wie schnell die Zeit vergeht. Wenn du sagen wir mal 3 Dinge raussuchen müsstest, wo du sagen würdest, die 3 Dinge sind wichtig oder sollte man machen, um seine Mitochondrien gesund zu halten, was würdest du sagen, was wären diese 3 Dinge? ##Die wichtigsten 3 Dinge zur Gesunderhaltung der Mitochondrien Jens: Also ich würde mal sagen, das Leben im Einklang mit den Jahreszeiten, das halte ich für sehr wichtig. Und das sind die Mitochondrien mit Sicherheit zentral, aber nicht das einzige. Und wenn ich sage mit den Jahreszeiten, dann meine ich die jahreszeitliche Ernährung und die jahreszeitliche Lichthygiene und die jahreszeitliche Temperaturumgebung. Also im Winter ist unser Schlafzimmer nicht geheizt. Das heißt nicht, dass es friert. Aber es ist auch deutlich kälter als sonst. Und das halte ich zumindest für extrem wichtig, dass du einfach mit den Jahreszeiten lebst. Wo du lebst, das solltest du dich an deiner Umgebung auch orientieren. Das heißt also, saisonal, regional, im Einklang mit der Natur. Ich bin der Meinung, dass du sehr stark auf deine schnellen Kohlenhydrate achten solltest, also möglichst wenig Zucker, möglichst wenig von diesen Nudeln, Kartoffeln, Reis, Brot usw. essen. Das heißt nicht nein, ich sage nur weniger. Und auch da wieder regional, saisonal - darauf achten. Und dann denke ich, dass ein für deinen Körper geeignetes Bewegungsprogramm notwendig ist. Ältere Personen verlieren irgendwann auch Mitochondrien. Du verkürzt die Telomere, das sind so die Kappen auf deinen Chromosomen. Das heißt, du hast eine Zellalterung. Das ist enorm wie du aber deinen Körper aufbauen kannst durch tatsächlich jetzt wieder körperliche Bewegung. Und was ich da immer wieder gerne empfehle sind diese HIT-Programme, also so High Intensity Training, also mit den Muskeln an die Belastungsgrenze gehen. Die ist individuell, die altersbedingt natürlich individuell, und eine ältere Person die einen Liegestütz schräg an der Wand stehend macht ist immer noch deutlich besser als kein Liegestütz, ja. Also es gibt den berühmten Frauenliegestütz. Wenn du den anders nicht hinkriegst, dann so einen Liegestütz. Aber wie gesagt, 10 Liegestütze versuchen, möglicherweise täglich, ja. Und das sind also diese, den Körper an die Belastungsgrenze bringen. Das erhöht auch wieder deine Mitochondrienzahl, hält die Mitochondrien am Leben und selektioniert die Guten aus. Also die Kombination mit der richtigen jahreszeitlichen Ernährung im richtigen Umfeld mit dem richtigen Energieträger, also nicht zu viel Zucker, mit der Bewegung – ich glaube das ist ein ganz wichtiger Punkt. Julia: Super! Ja, wo finden dich jetzt die Zuhörer und Zuschauer im Internet, oder wo bist du zu Hause? Wo kann man auch mehr über dich lesen und bissel sehen was du so anbietest? ##Kontaktmöglichkeiten zu Jens Jens: Unsere Praxis findet man unter www.hygeanum.de. Wir liegen in Deutschland zwischen Karlsruhe und Heidelberg an der A5 an der Autobahn recht gut zu erreichen. Julia: Ja. Lieber Jens, herzlichen Dank für deine Zeit! Jens: Danke für dein Interesse! Julia: Es hat mich sehr gefreut, vielen Dank! Jens: Es hat mir auch Spaß gemacht und es war Klasse, dass wir endlich mal die Zeit gefunden haben, nicht?! Julia: Ja, finde ich auch. Jens: Ok, tschüß! Julia: Tschüß! Bücher ###Mitochondrientherapie - die Alternative: Schulmedizin? Heilung ausgeschlossen! von Dr. sc. med. Bodo Kuklinski, Dr. Anja Schemionek Webseiten Naturheilpraxis Hygeanum Dr. rer. nat. Adriana Radler-Pohl, Heilpraktikerin und Dr. rer. nat. Jens Pohl, Heilpraktiker Blog - My Body Science Dr. Jens Pohl - Hygeanum | (https://www.facebook.com/Hygeanum) Paleo Low Carb - JULIAS BLOG | (auf Facebook folgen)

Zur morphologischen und ultrastrukturellen Untersuchung der Leber des Straußes wurden in der vorliegenden Doktorarbeit lichtmikroskopische Färbungen sowie die Elektronenmikroskopie verwendet. Zur genaueren Charakterisierung des Zytoskeletts der einzelnen Leberzellen wurden immunhistochemische Methoden herangezogen. Die Glykohistochemie half bei der Untersuchung der Kohlenhydratstrukturen der verschiedenen Zellen der Leber. Die untersuchten Organe stammten von dreizehn Afrikanischen Straußen (Struthio camelus) im Alter von 15 - 17 Monaten aus kommerzieller Haltung von der Straußenfarm Donaumoos. In meinen Untersuchungen konnte ich keine geschlechtsspezifischen Unterschiede in der Leber des Straußes feststellen. Überwiegend stimmen meine Befunde über die Straußenleber mit bisher bekannten Berichten über die Lebern bei anderen Vogelarten überein. Die rotbraune Leber liegt im kaudoventralen Teil des Thorax und wird kranial vom Herz sowie kaudal vom Magen begrenzt. Zwei tiefe Einziehungen teilen die Leber in zwei große Lappen. Der rechte, ungeteilte Leberlappen ist mit durchschnittlich 24,8 x 15,6 cm etwas größer als der 23,5 x 12,8 cm große linke Leberlappen. Letzterer wird durch eine kleine Einziehung in einen kranialen und einen kaudalen Abschnitt unterteilt. Auf seiner viszeralen Seite befindet sich ein kleiner zungenförmiger Lappen. Die Leber des Straußes ist mit einem Anteil von 1,8% an der Gesamtkörpermasse im Vergleich zu vielen anderen Vogelarten verhältnismäßig klein. Ich konnte in meinen Untersuchungen keine Unterschiede in der Struktur der einzelnen Leberlappen erkennen. An ihrer Oberfläche ist die Leber von einer bindegewebigen Kapsel bedeckt. Histomorphologisch ist bei der Leber des Straußes weder eine Unterteilung des Parenchyms in Läppchen, noch eine zirkuläre Anordnung der zweischichtigen Leberzellbalken zu erkennen. Die Areae interlobulares mit Venae interlobulares, Arteriae interlobulares sowie Ductus interlobulareis zeigen sich unregelmäßig verteilt im Parenchym liegend. Das Grundgerüst desselben besteht aus parallel zueinander verlaufenden Leberzellbalken 6. Zusammenfassung 166 und Sinusoiden. Die polygonalen Hepatozyten ordnen sich zu einem Kreis aus vier bis acht von ihnen um einen Canaliculus biliferus herum, der keine eigene Zellmembran besitzt. Dadurch lässt sich ihre Oberfläche in drei Abschnitte unterteilen. Einen schmalen biliären, den gegenüberliegenden, breiteren sinusoidalen Abschnitt und die Kontaktfläche zwischen zwei Hepatozyten. Die Hepatozyten des Straußes besitzen einen 5 μm großen Zellkern. Außerdem beinhalten sie diffus verteilt Glykogendepots, die sowohl mittels der PAS-Färbung nachgewiesen, als auch in den elektronenmikroskopischen Bildern als Glykogengranula gefunden werden konnten. Die Verteilung und Ausprägung dieser Depots unterschied sich deutlich zwischen den einzelnen Tieren. Die Wandauskleidung der Sinusoide wurde von Zellfortsätzen der Endothelzellen und den Pseudopodien der von-Kupffer-Zellen gebildet. Im schmalen Dissé Raum fanden sich Ito-Zellen mit bis zu 2 μm großen Lipidtropfen. Mit Hilfe der Immunhistochemie wurden verschiedene Komponenten des Zytoskeletts der Leberzellen untersucht. Dabei konnten in meiner Arbeit Intermediärfilamente (Zytokeratine, Vimentin und Desmin) sowie das Protein α-SMA nachgewiesen werden. Die Zytokeratine waren vor allem in den Gallengangszellen zu finden. Durch die unterschiedliche Verteilung der untersuchten Zytokeratine auf die einzelnen Abschnitte des Gallengangsystems lassen sich diese voneinander abgrenzen. Zytokeratin 8 konnte nur in den biliären Abschnitten der Hepatozyten gefunden werden. Vimentin und Desmin konnten in den Sinusoiden und den Gefäßwänden der Leber nachgewiesen werden. Außerdem zeigten die Epithelzellen der Gallengänge eine positive Reaktion mit dem Desmin-Antikörper. Bei den Untersuchungen in meiner Arbeit mit Methoden der Glykohistochemie konnten Bindungsstellen für ConA, LCA, PSA, PNA, RCA, WGA, WGAs, GSL-1, SBA, PHA-E und PHA-L nachgewiesen werden. Anhand dieser Befunde konnten in den Hepatozyten Zuckerketten mit Glucose-, Mannose-, N-Acetyl-D-Galaktosamin- und Galaktose- Resten differenziert werden. Bei den galleführenden Strukturen konnten Zuckerketten mit N-Acetyl-D-Glukosamin-, N-Acetyl-D-Neuraminsäure- und Oligosaccharid-Resten nachgewiesen werden. Die Zellmembran und das Zytoplasma der Endothelzellen der Arterien zeigen eine geringere Reaktion auf den Nachweis von N-Acetyl-D-Glukosaminund N-Acetyl-D-Neuraminsäure-Glykokonjugaten als die der Venen.

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der histologischen, ultrastrukturellen, glyko- sowie immunhistochemischen Analyse der Niere des Straußes (Struthio camelus). Die Organe wurden hierzu von dreizehn klinisch gesunden Tieren aus kommerzieller Haltung entnommen und untersucht. Ein Unterschied zwischen männlichen und weiblichen Tieren war dabei nicht feststellbar. Überwiegend - jedoch mit einigen Besonderheiten - stimmen die in dieser Arbeit erhaltenen Untersuchungsergebnisse über den Aufbau und die mikroskopische Struktur der Straußenniere mit denen anderer Vogelarten überein. Die paarige Niere liegt im Synsakrum eingebettet und ist beidseits in drei Abteilungen unterteilt, die oft oberflächlich verwachsen sind. Zwischen linker und rechter Niere sowie zwischen den Abteilungen bestanden keine signifikanten Unterschiede. Der Anteil der Straußenniere am Gesamtkörpergewicht ist mit 0,6 % relativ gering, im Vergleich zu vielen anderen Vogelarten. Die lichtmikroskopischen Untersuchungen zeigen ein Schnittbild aus größtenteils Rindengewebe mit kortikalen und medullären Nephronen, die in der gesamten Niere inselartig verteilte, bindegewebig begrenzte Markbereiche umgeben. Diese enthalten Henle-Schleifen, Vasa recta und Sammelrohre, eine spezifische Anordnung dieser Strukturen im Markkegel war in den untersuchten Präparten jedoch nicht vorhanden. Glomerula kamen in verschieden Größen von ca. 40 μm bei kortikalen bis zu ca. 200 μm Durchmesser bei medullären Neprhonen vor. Spezialisierte Macula densa-Zellen des distalen Tubulus im Bereich des glomerulären Gefäßpols konnten in der Straußenniere nicht dargestellt werden. Eine positive PAS-Rekation war insbesondere in den Mesangialzellen des Nierenkörperchens, dem Bürstensaum der proximalen Tubuli und den muzinhaltigen Vakuolen der Sammelrohre vorhanden. Letztere reagierten auch stark positiv mit Alcianblau. Die elektronenmikroskopischen Aufnahmen der Straußenniere führten mit vorangegangenen Untersuchungen anderer Vogelarten zu vergleichbaren Ergebnissen. In den durchgeführten glykohistochemischen Untersuchungen - zur genaueren Analyse von Zuckerstrukturen auf den Zellen der Straußenniere - zeigte sich eine besonders starke Affinität der Lektine zu den Mikrovilli der proximalen Tubuli. Alle Lektine mit Bindungsstellen in der Straußenniere, LCA, MAA-I, PHA-E, PHA-L, PNA, PSA, RCA, SBA, SJA, WGA und WGAs, zeigten hier deutlich bis stark positive Reaktionen. Auch in den muzinhaltigen Vakuolen der Sammelrohre waren Bindungsstellen für die meisten Lektine vorhanden (LCA, PHA-E, PSA, SBA, SJA, WGA und WGAs). Für ConA, DBA, GSL-I, SNA und UEA-I konnten keine Bindungsstellen in den untersuchten Straußennieren festgestellt werden. Mit Hilfe immunhistochemischer Methoden wurden zytoskelettale Elemente in der Niere des Straußes untersucht. Die Intermediärfilamente Zytokeratin 8, 14, 18, 19, Panzytokeratin, Vimentin und Desmin, sowie das Protein “alpha-smooth muscle actin” (α-SMA), wurden dabei nachgewiesen. Während Desmin und α-SMA nur in Muskel- und Bindegewebszellen der untersuchten Tiere vorgefunden werden konnten, wurden Zytokeratine und Vimentin auch im Nierengewebe nachgewiesen. Während sich Zytokeratine vorwiegend im Zytoplasma der proximalen Tubuli und teilweise auch der Henle-Schleifen fanden, fiel Vimentin vor allem durch die starke Bindung an glomerulären Strukturen auf.

Das Einkomponentensystem CadC in Escherichia coli zählt zur Gruppe der ToxR-ähnlichen Transkriptionsregulatoren und aktiviert bei niedrigem pH-Wert die Expression des cadBA-Operons, einem Säure-induzierbaren Lysin-Decarboxylase-System. Transkriptionsregulatoren der ToxR-Familie zeichnen sich durch einen gemeinsamen modularen Aufbau aus und bestehen aus einer periplasmatischen Sensordomäne, einer Transmembranhelix und einer zytoplasmatischen Effektordomäne. Die Signalwahrnehmung, -weiterleitung und -verarbeitung erfolgt bei den ToxR-ähnlichen Transkriptionsregulatoren innerhalb eines einzelnen Proteins. Die molekularen Mechanismen der Reizwahrnehmung durch CadC sind bekannt, die Signalweiterleitung und -verarbeitung im Zytoplasma sind hingegen weitgehend ungeklärt. In CadC ist ein zytoplasmatischer Linker (51 Aminosäuren) essentiell für die Signaltransduktion von der sensorischen Domäne zur DNA-Bindedomäne. Im ersten Teil dieser Arbeit wurde der Mechanismus der Signalweiterleitung von der sensorischen Domäne zur DNA-Bindedomäne untersucht. Mit Hilfe der Kernspinresonanzspektroskopie konnte gezeigt werden, dass die Linkerregion unstrukturiert vorliegt. Im Rahmen einer umfangreichen Mutagenesestudie wurde beobachtet, dass sowohl eine Vielzahl an Aminosäuresubstitutionen (Veränderungen der Ladung, der Rigidität oder der Wahrscheinlichkeit zur Bildung einer α-Helix) als auch die Verlängerung des CadC-Linkers zu keiner funktionellen Beeinträchtigung führte. Jedoch wurde die Signalverarbeitung im Zytoplasma durch Verkürzung des Linkers modifiziert und verursachte ein invertiertes Expressionsprofil des Zieloperons cadBA oder die Entkopplung der Expression vom externen pH. Der Linkerregion in CadC konnte keine Rolle in der Oligomerisierung zugeordnet werden. Unabhängig vom Linker wurde in einer in vivo Interaktionsstudie eine pH-abhängige Interaktion (pH < 6,8) zwischen CadC-Monomeren gezeigt. Im zweiten Teil dieser Arbeit wurde die Röntgenkristallstruktur (2,0 Ångström) und in einem parallelen Ansatz die NMR-Struktur (0,46 backbone RMSD) der zytoplasmatischen Effektordomäne in CadC als erste dreidimensionale Struktur der DNA-Bindedomäne eines ToxR-ähnlichen Regulators aufgeklärt. In der Struktur von CadC1-107 wurde ein „winged Helix-Turn-Helix“-Motiv aus der Familie der OmpR-ähnlichen Transkriptionsregulatoren beobachtet. Im Gegensatz zu der Topologie bereits gelöster OmpR-ähnlichen Regulatoren enthält CadC am Übergang von DNA-Bindedomäne und Linkerregion einen zusätzlichen β-Strang (β-Strang 7), welcher sich stabilisierend auf die DNA-Bindung auswirken könnte. Im dritten Teil dieser Arbeit wurde der DNA-Bindemechanismus von CadC an den cadBA-Promotor untersucht. In in vitro Versuchen zur Bindung von löslichen CadC-Varianten an DNA konnte eine sehr geringe Dissoziationsrate beobachtet werden. Somit ist nicht die Affinität zur DNA sondern die Stimulus-abhängige Interaktion von CadC mit der α-Untereinheit der RNA-Polymerase essentiell für die Aktivierung des cadBA-Operons. Außerdem wurden, basierend auf der Kristallstruktur der DNA-Bindedomäne von CadC Aminosäuresubstitutionen durchgeführt. Die Aminosäure His66 in der Erkennungshelix α3 ist an der Interaktion mit der großen Furche der DNA beteiligt, während die Aminosäuren Lys95 und Arg96 die Interaktion mit der kleinen Furche der DNA vermitteln. Die Ergebnisse dieser Arbeit postulieren ein Modell zur Signalverarbeitung in CadC, in welchem die Signalwahrnehmung im Periplasma zu konformationellen Veränderungen des unstrukturierten CadC-Linkers führt und somit die räumliche Positionierung der DNA-Bindedomänen im CadC-Dimer ermöglicht wird.

Fragestellung: Das Ovarialkarzinom ist die fünfthäufigste Krebserkrankung bei Frauen. Trotz radikaler chirurgischer Interventionen und nachfolgender Chemotherapie beträgt das Fünfjahresüberleben nur 42%. Die anhaltend schlechte Prognose macht die Suche nach Zielmolekülen im Sinne einer „targeted therapy“ zur Erweiterung des Behandlungsspektrums nötig. Diese Arbeit soll neue Erkenntnisse über die Expression acht verschiedener Rezeptoren der Kernrezeptorsuperfamilie (THRα2, THRα1, THRα1/2, THRβ, THRβ1, RXRα, PPARγ und VitDR) im Ovarialkarzinom bringen und Aussagen zu ihrem prognostischen Stellenwert ermöglichen. Patienten und Methoden: Das untersuchte Kollektiv besteht aus Patientinnen, die an unserer Klinik zwischen 1990 und 2002 aufgrund eines Ovarialkarzinoms operiert wurden. Die Gewebeproben wurden nach den gängigen Methoden der Immunhistochemie bearbeitet, die Färbungen mittels IRS-Score bewertet und mit SPSS statistisch ausgewertet. Ergebnisse: Alle von uns untersuchten Rezeptoren werden im Ovarialkarzinom exprimiert und zeigen zusätzlich zu ihrem nukleären Vorkommen eine Koexpression im Zytoplasma. Speziell PPARγ und THRβ1 kommen überwiegend extranukleär vor. Die Analyse der Rezeptorexpression nach histopathologischen Subtypen ergab eine Spezifität von THRβ1 für klarzellige Ovarialtumore. THRα1/2 ist in allen Subtypen außer dem muzinösen exprimiert. Bei Tumorprogression erlischt die Expression mehrerer Rezeptoren: Mit Verschlechterung des Gradings kommt es zum Verlust von THRα2 in serösen Ovarialkarzinomen und tendenziell auch im Gesamtkollektiv. Beim serösen Ovarialkarzinom wirkt sich dies verkürzend auf das Überleben aus. Auch die Expression des THRβ1 in klarzelligen Tumoren und des VitDR in serösen Karzinomen sinkt signifikant mit der Verschlechterung des Gradings. In fortgeschrittenen FIGO-Tumorstadien verlieren die Karzinome außerdem ihre THRβ1 Rezeptoren, sowie seröse Tumoren tendenziell ihre THRα1/2 Rezeptoren. Zusammenfassung 4 THRβ erfährt als einziger Rezeptor eine Expressionszunahme bei Tumorprogression und ist im Stadium III der FIGO-Klassifikation deutlich überexprimiert. Die zytoplasmatische Expression von THRα2, THRβ und VitDR scheint zudem die Mortalität zu erhöhen. Außerdem zeigt sich eine lange Reihe an Rezeptorkorrelationen. Diskussion: Im Zuge der Entdifferenzierung des Gewebes zeigte sich für mehrere Rezeptoren (THRα2, THRα1/2 und THRβ1) ein intranukleärer Expressionsverlust. Die intranukleäre und zytoplasmatische Expression der von uns untersuchten Rezeptoren korreliert dabei umgekehrt proportional miteinander (Ausnahme VitDR). Eine persistierende intranukleäre THRα2-Expression ermöglich zumindest im serösen Ovarialkarzinom ein längeres Überleben, während die zytoplasmatische Expression von THRα2, THRβ und VitDR im Gesamtkollektiv hochsignifikant das Mortalitätsrisiko steigert. Diese Translokation im Rahmen der Tumorprogression könnte evtl. durch einen Enzündungsprozess oder durch eine Schilddrüsenstörung ausgelöst sein. Weitere Untersuchungen mit Vergleich der Rezeptorexpression im gesunden Ovarialgeweben und simultaner Messung von Schilddrüsenhormonen und Entzündungsparametern sind ausstehend. Die intranukleäre Expression von THRβ hingegen nimmt bei Tumorprogression zu. Sein Stellenwert in der Kanzerogenese des Ovarialkarzinoms ist genau wie seine Bedeutung in der Krebsentstehung anderer Tumore noch nicht geklärt. RXRα, PPARγ und THRα1 scheinen im Ovarialkarzinom eine untergeordnete Rolle zu haben.

Proteine werden durch Gene kodiert und sind die Vermittler biologischer Strukturen und Prozesse. Veränderungen der Gene haben einen Einfluss auf die Struktur und Funktion der Proteine. Zur Erfüllung ihrer Aufgaben bilden Proteine über Protein-Protein-Interaktionen (PPI) Komplexe oder Funktionseinheiten. Diese zu kennen, ist wesentlich für das Verständnis der Funktion einzelner Proteine im Gesamtkontext und um den Einfluss von genetischer Variation auf die Proteinfunktion im Rahmen angeborener Erkrankungen besser einordnen zu können. Bislang werden PPI einerseits v.a. mit Hochdurchsatz-Verfahren untersucht, bei welchen die Proteine nicht in ihrer biologischen Umgebung exprimiert oder in denaturierter Form verwendet werden; dadurch ist häufig mit Artefakten zu rechnen. Andererseits erfordern die Verfahren zur in vivo-Untersuchung biologisch relevanter Interaktionen einen hohen Aufwand. Wir beschreiben in dieser Arbeit den Aufbau und die Etablierung eines Verfahrens zur in vivo Hochdurchsatz-Untersuchung von PPI. Dieses beruht auf der Technologie des Biolumineszenz Resonanzenergietransfers (BRET), welche durch Optimierung des Prozesses zu improved BRET (iBRET) hinsichtlich Effizienz, Durchsatz und Validität verbessert wurde. Dabei wurde die Konstrukt-Klonierung durch Einsatz eines auf Rekombination basierenden Klonierungssystems beschleunigt und Effizienz sowie Durchsatz der Transfektion von eukaryonten Zellen mit Hilfe eines Elektroporationsverfahrens im 96-Well Format optimiert. Bei der Detektion wurde ein Substrat verwendet, welches nur von lebenden Zellen verarbeitet werden kann. Die Signalmessungen erfolgten automatisiert an einem Multiwell Plattenlesegerät. Die Auswertung wurde durch eine bioinformatische Methode zur Berechnung von Schwellenwerten für positive Interaktionen verbessert. Mit dieser Technologie konnte die Homodimerisierung von PEX26 erstmals beschrieben und charakterisiert werden. PEX26 ist ein Membranprotein des Peroxisoms, das am Import von Matrixporteinen in das Peroxisom beteiligt ist. Bei genetischen PEX26-Defekten kommt es zum Auftreten von sog. peroxisomal ghosts – dies sind Membrankompartimente ohne Matrixinhalt. Klinisch kommt es v.a. zu Erkrankungen aus dem Zellweger-Spektrum, die sich mit einem unterschiedlichen Schweregrad manifestieren. Anhand von Trunkierungs-Konstrukten identifizierten wir mittels iBRET die zwei Interaktionsdomänen für die Homodimerisierung am C-Terminus des Proteins in der Umgebung der Transmembrandomäne bzw. in der peroxisomalen Matrix. Diese liegen abseits der für den Matrixprotein-Import essentiellen Bindedomäne für PEX6, der sich im zum Zytosol gerichteten N-terminalen Abschnitt von PEX26 befindet. Neben dem Volllängeprotein PEX26 wurde auch die Splice-Variante PEX26Δex5 beschrieben, welcher das Exon 5 und damit die Transmembrandomäne fehlt. Diese Variante ist im Endoplasmatischen Retikulum (ER) und im Zytoplasma lokalisiert. Wir zeigten, dass auch sie Homodimere bildet und zudem das Volllängeprotein PEX26 bindet. Sie ist in der Lage, das Fehlen von funktionellem PEX26 in PEX26-Defektzelllinien zu etwa 50% zu komplementieren, obwohl das Protein nicht am Peroxisom lokalisiert ist. Dies lässt die Schlussfolgerung zu, dass sich PEX26 für den Matrixprotein-Import nicht zwingend am Peroxisom befinden muss. Die physiologische Funktion der Splice-Variante ist noch nicht aufgeklärt. Mittlerweile ist bekannt, dass auch PEX26 anteilig im ER lokalisiert ist und es mehren sich die Hinweise, dass es aufgrund der Herkunft der Peroxisomen aus dem ER bei deren Biogenese und Homöostase eine Rolle spielt. Wir führten eine Literaturrecherche nach Interaktionspartnern von PEX26 und seinem homologen Protein Pex15p aus der Hefe durch, fanden hier jedoch keinen Hinweis auf weitere Funktionsbereiche von PEX26. Klar ist jedoch, dass sich die unterschiedliche Manifestation der Defekte bei den Patienten nicht allein aus seiner Rolle beim Import von Matrixporteinen ableiten lässt. Basierend auf der vorliegenden Arbeit könnten Erkenntnisse aus der derzeit in unserer Arbeitsgruppe umgesetzten Untersuchung des peroxisomalen Interaktoms zu einem besseren Verständnis der Funktion von PEX26 und der Fehlfunktion bei PEX26-Defekt beitragen.

Die Myotone Dystrophie Typ 2 (DM2) gehört, zusammen mit der Myotonen Dystrophie Typ 1 (DM1), zu den häufigsten erblichen Muskelerkrankungen des Erwachsenenalters. Sie wird autosomal dominant vererbt, ihre Inzidenz liegt bei 1:10.000 - 1:20.000. Die genetische Ursache der Myotonen Dystrophie Typ 2 ist ein abnorm expandiertes Tetranukleotid-CCTG-Repeat im Intron 1 des Zinkfinger-9-Gens (ZNF-9) auf Chromosom 3q21.3. Das kleinste, bisher in der Literatur beschriebene, Krankheitsallel zeigte eine Expansion von 75 CCTGs. Im Regelfall haben DM2-Patienten ein expandiertes Allel mit mehr als 5000 CCTG-Repeats. Die CCTG-Repeats akkumulieren in sog. ribonukleären Foci im Zellkern und im Zytoplasma. Dadurch kommt es zu Störungen in RNA-Prozessierungs- und Metabolisierungsvorgängen, wie dem alternativen Spleißen oder der Proteintranslation. Die vorliegende Arbeit beschreibt zum ersten Mal eine Phänotyp-Genotyp-Analyse von DM2-Patienten mit einem Repeat, kürzer als 75 CCTGs, sowie die Evaluation der Pathogenität dieser kurzen Repeats. Die Evaluation der Pathogenität geschah mithilfe verschiedener Nachweismethoden in Mus-kelbioptaten und in der genomischen DNA. Der Repeat-Nachweis im Muskelbioptat wurde einerseits immunhistochemisch mit monoklonalen Antikörpern gegen das CUG Bindungspro-tein 1 (CUGBP1) und gegen die Muscleblind-like Proteine 1-3 (MBNL1-3) geführt, anderer-seits mittels der Fluoreszenz in situ Hybridisierungstechnik unter Verwendung einer DNA-Sonde. Zur spezifischeren Detektion, der für die DM2-Erkankung typischen Repeat-Expansion, wurde eine PCR und eine Triplet-Repeat-Primed PCR angeschlossen. Des Weite-ren fand eine Sequenzierung der Blutproben der Patienten statt, zur möglichst genauen Analy-se der Repeat-Größe. In der vorliegenden Arbeit konnte der Repeat-Nachweis in den Muskelbioptaten mit den be-schriebenen Methoden bei allen untersuchten Patienten erfolgreich geführt werden. In den PCRs waren erhöhte Produkte nachweisbar. Die angeschlossene TP-PCR zeigte eindeutige Prämutationsmuster und die Sequenzierung der genomischen DNA ergab eine reproduzierbare Repeatlänge zwischen 32 und 36 CCTGs. In der Zusammenschau mit dem erhobenen Phä-notyp sind somit bereits CCTG-Repeat-Expansionen unter 75 CCTGs pathogen. Zur funktio-nellen Absicherung der Pathogenität wurde ergänzend eine Repeat-Untersuchung im Muskel durchgeführt und das für den Pathogenitätsnachweis etablierte CLCN1 splicing assay. Auch hier bestätigte sich die funktionale Relevanz dieser Mini-Repeat-Expansionen. Somit kann aufgrund der Untersuchungen dieser Arbeit die untere Grenze der als pathogen anzusehenden Repeat-Expansion bei der Myotonen Dystrophie Typ 2 auf eine Repeat-Anzahl von 35 CCTGs festgesetzt werden, die sich mit der von Normalallelen nahezu überlappt. Daraus ergeben sich bedeutende diagnostische und klinische Konsequenzen für Patienten mit neuromuskulären Erkrankungen und dem Verdacht auf eine Myotone Dystrophie Typ 2.

Ziel der vorliegenden Doktorarbeit war es, die histochemischen und ultrastrukturellen Eigenschaften der Leber des Rindes mit modernen morphologischen Methoden näher zu untersuchen. Dabei sollte zugleich festgestellt werden, ob und in wie weit sich diese zwischen den einzelnen Leberlappen (Lobi hepatici) unterscheiden. Das Untersuchungsmaterial stammte von, als frei von pathologischen Befunden beurteilten Lebern frisch geschlachteter Rinder. Daraus wurden Präparate für konventionell lichtmikroskopische, immun- und glykohistochemische sowie elektronenmikroskopische Untersuchungen hergestellt. Als Grundlage für die konventionell lichtmikroskopischen Studien dienten Hämatoxylin-Eosin-, Masson-Goldner, Alcianblau 8GX- sowie PAS-gefärbte Schnitte. Bei den immunhistochemischen Analysen wurde der Nachweis von Zytokeratin 5, 8, 14, 18 und 19 sowie von Vimentin verfolgt. Bei den glykohistochemischen Untersuchungen kamen 14 verschiedene Lektine pflanzlicher Herkunft, deren Bindungsverhalten im Lebergewebe fluoreszenzmikroskopisch erfasst wurde zum Einsatz. Die ultrastrukturelle Analyse des Lebergewebes erfolgte transmissionselektronenmikroskopisch. Die Auswertung begann mit der konventionellen Lichtmikroskopie. Bereits die Analyse der HE-gefärbten Schnitte legte nahe, dass sich die Lobi hepatici mikroanatomisch nicht unterscheiden, was sich im Zuge der weiteren Analysen bestätigte. Die Färbung mit Alcianblau 8GX zeigte zudem zum einen das Vorkommen von Mastzellen im Bindegewebe der Rinderleber an und deutete zum anderen auf die Synthese und Sekretion von sauren Mucopolysacchariden, durch die insbesondere am Beginn des extralobulären Teils des Gallengangssystems gelegenen Epithelzellen hin. In der mit und ohne Amylasevorbehandlung durchgeführten PAS-Reaktion erwiesen sich darüber hinaus die Läppchenzentren als die Speicher des Leberglykogens, wobei deren Umfang in Abhängigkeit von der Stoffwechselsituation großen Schwankungen unterlag. Im Zuge der immunhistochemischen Studien konnte Zytokeratin 5 überhaupt nicht, und die Zytokeratine 8, 14, 18 und 19 nur in den Gallengangsepithelzellen nachgewiesen werden, wobei die einzelnen Zytokeratine nicht in allen Bereichen des Gallengangssystems, sondern nur in ganz bestimmten, für das jeweilige Zytokeratin individuell spezifischen Abschnitten deutlich in Erscheinung traten. Dieses Zytokeratin-Nachweismuster erlaubte unter Einbeziehung anatomischer, topographischer und morphologischer Gesichtspunkte eine Gliederung des Gallengangssystems in die überwiegend CK 8-positiven, zentralen Ductuli biliferi, die hauptsächlich CK 14-positiven, peripheren Ductuli biliferi sowie die, für die Verbindung zwischen dem intra- und extralobuären Teil des Gallengangssystems verantwortlichen, primär CK 18-positiven Ductus interlobulares biliferi kleinerer bis mittlerer Größe, und die von CK 19 dominierten Ductus interlobulares biliferi besonders großen Durchmessers. Diese sich unter Berücksichtigung des Zytokeratin-Nachweismusters ergebende Gliederung des intrahepatischen Gallengangssystems, spiegelte, mit Blick auf die Eigenschaften der einzelnen Zytokeratine, zugleich auch die embryologische Entwicklung des lichtmikroskopisch sichtbaren Teils des Gallenganssystems, beginnend mit den zentralen Ductuli biliferi bis hin zu den größten, am weitesten entwickelten Ductus interlobulares biliferi wieder. Das Auftreten der normalerweise außer für Basalzellen mehrschichtiger Epithelien nur noch für Zellarten mit mindestens bipotentem Potential typischen CK-14- Expression in den einschichtigen Gallengangsepithelien, ließ vermuten, dass auch die bovinen Gallengangsepithelzellen wenigstens zu einem gewissen Grad über bipotentes Potential verfügen. Vimentin war im gesamten Bindegewebe sowie im Endothel aller Blutgefäße nachweisbar. Im Rahmen der glykohistochemischen Untersuchungen zeigten das Endothel, insbesondere der Arterien und Sinusoide, im Vergleich zu den übrigen Strukturen des Lebergewebes den stärksten Besatz mit verschiedenartig gestalteten Glykanen. Dies war angesichts der zahlreichen Funktionen der Endothelzellen, wie etwa Aufrechterhaltung der Gewebestabilität, Mitwirkung an immunologischen Prozessen, Schaffung eines Gleichgewichtszustands zwischen Koagulation und Antikoagulation sowie Stoffaustausch zwischen Blut und Gewebe, deren Erfüllung nur aufgrund der umfangreichen Glykokalix möglich ist, nicht überraschend. Darüber hinaus wurde eindeutig ersichtlich, dass die Zuckerketten der arteriellen, venösen und sinusoidalen Endothelzellen jeweils ganz individuell spezifische, sich von denen der anderen Gefäßarten gänzlich unterscheidende Glykane tragen, was sich darauf zurückführen ließ, dass die verschiedenen Gefäßarten verschiedene Aufgaben bevorzugt wahrnehmen. Neben den Endothelzellen stellten sich auch die Hepatozyten als Träger von verhältnismäßig vielen, verschiedenartig gestalteten Glykane dar, wobei sich deren Präsenz nicht nur auf die Glykokalix beschränkte, sondern sie auch im Golgi-Apparat, sowie im Zytoplasma selbst nachgewiesen werden konnten. Im letzten Fall bestand der Verdacht, dass es sich aufgrund des, durch die rein auf Con A begrenzte Bindungsaffinität angezeigten, hohen Mannosereichtums der Kohlenhydratstrukturen um die Glykane von lysosomalen Enzymen und von, vom Hepatozyten synthetisierten und zur Sekretion vorgesehenen Glykoproteinen und -lipiden handelte. Bei den Gallengangsepithelzellen als weiterer Zellart, die über relativ zahlreiche, verschiedenartig strukturierte Glykane verfügt, traten diese ebenfalls nicht nur als Bestandteil der Glykokalix, sondern auch im Zytoplasma in Erscheinung. Die im Zytoplasma beobachteten, ebenfalls nur Con A-positiven und damit stark Mannose reichen Glykane ließen vermuten, dass auch die Gallengangsepithelzellen neben lysosomalen Enzymen zum Export vorgesehene Makromoleküle produzieren. Als derartige Makromoleküle kamen die bereits in der Färbung mit Alcianblau 8GX nachgewiesenen, sauren Mucopolysaccaride in Betracht. Sie könnten als Gallebeimengung ähnlich wie Phospholipide die Löslichkeit des zur Kristallisation neigenden Cholesterols erhöhen. Die, mit der Größenzunahme der Gallengänge korrelierende, zunehmende Reaktionsfreudigkeit der Epitheloberfläche implizierte eine, mit dem Übergang vom iso- zum hochprismatischen Epithel einhergehende, durch den Einbau weiterer Kohlenhydratmoleküle gekennzeichnete Weiterdifferenzierung der epithelialen Glykokalix. Sie dürfte durch Rezeptor-Liganden spezifische Erkennung zur Reabsorption vorgesehener Stoffe wesentlich an der, insbesondere im Anfangsteil des Gallengangssystems stattfindenden Modifikation der Primär- zur Sekundärgalle beteiligt sein. Bei den elektronenmikroskopischen Untersuchungen, deren Schwerpunkt auf die Parenchymzellen sowie den Disse Raum gelegt wurde, stand der Speziesvergleich im Vordergrund. Dabei zeichnete sich die Leber des Rindes durch Hepatozyten mit sehr spärlichem Mikrovillibesatz, Endothelzellen mit besonders kräftigen, trabekulären von einer kontinuierlichen Basalmembran unterlagerten Fortsätzen, Ito-Zellen mit ebenfalls sehr starken Ausläufern und wenigen, aber sehr großen Fettropfen sowie einem, von Kollagenfibrillen und Mikrofilamenten nahezu völlig freien, Disse Raum aus.

Das Hühner CLEC-2 Homolog: Ein Thrombozytenrezeptor mit aktivierender Funktion Der Natürliche Killer Gen Komplex (NKC) des Huhnes ist auf dem Chromosom 1 lokalisiert und weist zwei C-typ Lektine auf, von denen das eine als Homolog zu CD69 und das andere zu CD94 und NKG2 beschrieben worden ist. Diese Studie trägt durch die Generierung eines spezifischen monoklonalen Antikörpers zur Charakterisierung des Hühner C-typ Lektin ähnlichen Proteins CD94/NKG2 als potentiellen NK Zellrezeptor bei. Durchflußzytometrische Messung von lymphatischem Gewebe des Huhnes ergab, dass das C-typ Lektin von einer Vielzahl von Zellen des PBMC, wenigen Milzzellen und keinerlei Bursa- oder Thymuszellen exprimiert wird. In PBMC von Huhn und Pute konnte der monoklonale Antikörper auf Thrombozyten nachgewiesen werden. Die biochemische Analyse konnte zeigen, dass das Molekül als ein glykosyliertes Homodimer auf der Zelloberfläche exprimiert wird und durch Kreuzvernetzung Thrombozyten aktiviert werden, was über CD107 Expression gemessen wurde. Die Sequenzanalyse deutete auf ein Motiv im Zytoplasma hin, welches als hem Immunrezeptor Tyrosin-basierendes aktivierendes Motiv bei C-typ Lekinen wie DECTIN1 und CLEC-2 vorkommt, aber nicht für CD94/NKG2 beschrieben ist. In der Sequenz konnte ein zusätzliches Cystein im extrazellulären Bereich gefunden werden. Zusammengenommen geben diese Ergebnisse Hinweise darauf, dass das Gen nicht einem CD94/NKG2 Hybrid ähnlich ist, sondern ein CLEC-2 Homolog darstellt.

In der vorliegenden Arbeit wurden A549 Zellen, als Modell für Epithelzellen der Lunge, mittels nicht-viralen Gentransfers mit pDNA bzw. mRNA kodierend für das sekretorische Protein mSEAP transfiziert. Die höchste Transgen-Expression konnte durch den mRNA-vermittelten Gentransfer erreicht werden, unabhängig von dem verwendeten Genvektor. Die Messung der Aktivität von mSEAP im Medium nach mRNA Transfektion mit Liposomen ergab eine Konzentration von maximal 1 ng/50 µl nach 24h, 5 ng/50 µl nach 48h und 7,5 ng/50 µl nach 72h. Für die pDNA Transfektion ergaben sich Konzentrationen für mSEAP von 400 pg/50µl nach 24 h, 700 pg/50 µl nach 48 h und 800pg/50 µl nach 72 h. Es konnte gezeigt werden, dass es bei der Verwendung von mRNA - vor allem nach Transfektion mit dem kationischen Lipid DMRIE-C - zu einer 9-fachen Steigerung der Proteinsekretion in das Medium der kultivierten Zellen kommt. Weiterhin waren ca. 45% der Zellen bei Verwendung von Lipoplexen mit DMRIE-C/mRNA im Gegensatz zu 15% nach Transfektion von pDNA positiv für mSEAP. Nach Transfektion der mRNA mit dem kationische Polymer b-PEI konnten Konzentrationen von mSEAP im Medium von 10pg, 15pg und 50pg in 50µl Medium nach 24h, 48h und 72h gemessen werden. Für die Magnetofektion von mRNA ergeben sich Mengen von ca. 150pg, 250pg und 400pg in 50µl Medium nach 24h, 48h und 72h. Dies entspricht im Vergleich zur Verwendung von pDNA einer 3,3-fachen Steigerung nach Transfektion von mRNA/b-PEI Komplexen, mit der Methode der Magnetofektion einer 4-fachen Steigerung der Proteinexpression. Die erhöhte Proteinexpression kann auf die intrazelluläre Barriere des nukleären Imports von pDNA, welche bei der Verwendung von mRNA nicht notwendig ist, zurückgeführt werden. Die Unterschiede des endosomalen „Escape“ - und dem daraus resultierenden Verhältnis freier mRNA zu komplexierter mRNA im Zytoplasma - könnte eine Erklärung für die geringere Effizienz von Polyethyleniminen im Vergleich zu kationischen Lipiden bei dem Transfer von mRNA sein. Weiterhin konnte mit diesem Modell gezeigt werden, dass humane alveolare Epithelzellen des Adenokarzinoms (A549) - als Modell für humane Lungenepithelzellen - imstande sind, zellfremde Proteine nach Transfer genetischen Materials zu translatieren und zu sezernieren. Eine pulmonale Applikation von therapeutischen Genen kodierend für sekretorische Proteine mittels Vernebelung könnte als nicht-invasive Methode z.B. für die Therapie von Hämophilie A oder B eine Rolle spielen. Weiterführende in vivo Versuche könnten Aufschluss über Serumkonzentrationen des sekretorischen Proteins nach pulmonaler Applikation bringen. Die Verwendung von mRNA als therapeutischem genetischem Material zeigt hierbei Vorteile gegenüber von pDNA, aufgrund der gesteigerten Transgen -Expression, der verminderten Dosis an Transferreagenz, sowie dem fast gänzlich ausgeschlossenen Risiko der insertionellen Mutagenese.

Während der Zellproliferation müssen Zellwachstum und Zellteilung koordiniert werden. Die Kopplung erfolgt in der Hefe durch einen Komplex aus Nop7p, Erb1p und Ytm1p, der sowohl an der Ribosomenbiogenese als auch an der Kontrolle der DNA-Replikation beteiligt ist. Die homologen Proteine Pes1, Bop1 und WDR12 werden in Säugern von Zielgenen des Transkriptionsfaktors c-Myc, einem zellulären Onkoprotein, kodiert. In dieser Arbeit wurde die Existenz eines evolutionär konservierten Komplexes aus Pes1, Bop1 und WDR12 (PeBoW-Komplex) in Säugern belegt. Dabei wurde gezeigt, dass Bop1 als zentrales Protein des Komplexes agiert und die Interaktion von Pes1 und WDR12 vermittelt. Die Integrität des Komplexes ist wesentlich für seine Funktion. Die Depletion einzelner Komponenten sowie die Überexpression des integrierenden Proteins Bop1 hemmen die Reifung der Vorläufer-rRNA der großen ribosomalen Untereinheit sowie die Proliferation der Zellen. Bop1-Überexpression führt zur Ausbildung von zwei Subkomplexen aus Bop1 und Pes1 bzw. Bop1 und WDR12. Während der Bop1/Pes1-Subkomplex als Teil der pre-Ribosomen im Nukleolus lokalisiert, wird WDR12 durch Bop1-Überexpression im Zytoplasma gehalten und fehlt im Nukleolus zur Ausbildung eines funktionellen PeBoW-Komplexes. Pes1 und WDR12 können unabhängig in den Nukleolus translozieren, während Bop1 dafür die Interaktion mit Pes1 benötigt. Untersuchungen zur Stabilität der einzelnen PeBoW-Komponenten zeigten, dass monomeres Bop1 extrem instabil ist, durch Inkorporation in den PeBoW-Komplex aber vor Abbau geschützt wird. Möglicherweise werden hierdurch interne PEST-Sequenzen in Bop1 maskiert. Die Menge an Bop1 ist somit abhängig von der Anwesenheit von Pes1 und WDR12. Die gegenseitige Abhängigkeit der Stabilität aller drei PeBoW-Komponenten konnte in weitergehenden Experimenten gezeigt werden. Schließlich wurde untersucht, ob der PeBoW-Komplex die Ribosomenbiogenese mit der DNA-Replikation über Interaktion mit dem ORC-Komplex, wie in der Hefe beschrieben, koordiniert. Mit Hilfe der BiFC-Methode konnte eine Interaktion von Pes1 mit Orc6, eines Faktors des ORC-Komplexes, gezeigt werden. Die koordinierende Funktion des PeBoW-Komplexes für Zellwachstum und Zellproliferation scheint von der Hefe bis zum Menschen stark konserviert zu sein.

Die vorliegende Arbeit untersuchte im ersten Teil tierart-vergleichend das Vorkommen von PrPC bei Hauswiederkäuern in Eutergewebe und in den verschiedenen Milchfraktionen. Dies erfolgte mittels EIA und Western-Blot sowie für das Eutergewebe auch mittels Immunhistochemie (IHC). Für die Aufarbeitung von Rahm wurde dabei ein neues Verfahren etabliert, durch das die Proteinfraktion des Rahms als Pellet gewonnen werden konnte. Es fand seinen Einsatz auch im zweiten Teil bei der Untersuchung von Milch und Kolostrum BSE- bzw. Scrapie-infizierter Schafe mittels PrionScreen® und Western-Blot. Auch das Eutergewebe und die Milchfraktionen von drei BSE-Kühen wurden untersucht. Im Eutergewebe vom Rind war PrPC-Expression mittels EIA und IHC mit individuellen Unterschieden nachweisbar, nicht jedoch mittels Western-Blot. Bei den kleinen Wiederkäuern hingegen ließ sich PrPC mit allen drei verwendeten Methoden darstellen. In der IHC zeigte sich, dass die Expression das gesamte Zytoplasma der Laktozyten umfasste und PrPC-haltige Vesikel ins Alveolarlumen abgeschnürt wurden. Beim Rind dagegen beschränkte sich die PrPC Expression auf basolaterale Abschnitte der Laktozyten. In Kuhmilch konnte - im Gegensatz zu kürzlich erschienenen Publikationen - kein PrPC detektiert werden. Die kleinen Wiederkäuer zeigten jedoch eine individuelle und - wie anhand des Laktationszyklus eines Schafes nachvollziehbar - laktationsphasen-abhängige PrPC-Expression in den Milchfraktionen Magermilch, Molke und somatische Zellen. Neben den vom Hirngewebe bekannten drei Isoformen (zweifach-, einfach- und unglykosyliert) waren im Western-Blot mit mAk P4 zwei trunkierte Formen auf Höhe von ca. 8 und 14 kDa darstellbar. Dabei handelt sich vermutlich um N-terminale Fragmente. In Kasein war nur bei einigen Schafen PrPC im EIA nachweisbar. Rahm konnte aufgrund seiner Aufarbeitung mittels Detergentien nur im Western-Blot untersucht werden. Es zeigten sich bei Schaf und Ziege dieselben PrPC- Banden wie in den bereits beschriebenen Milchfraktionen. Bei den Proben TSE-infizierter Schafe zeigte sich sowohl bei Rahm aus Milch als auch bei Rahm und Molke aus fettreichem Kolostrum, die eine ähnliche Aufarbeitung erfuhren, PK-resistente Banden. Diese Banden zeigten sich auf Höhe der drei Volllängen-Isoformen sowie der 8-kDa-Form. Eine Abklärung erfolgte im PrionScreen®-EIA durch Einsatz der aus Rahm gewonnenen Proteinpellets. Darin reagierten sieben von 13 Milchproben der Scrapie-Tiere und acht von 108 der BSE-Schafe positiv. Dabei handelte es sich durchweg um Kolostrumproben (etwa 26 % der untersuchten Kolostrumproben). Auch im anschließenden Western-Blot mit einem Aliquot aus der Digestionsplatte des PrionScreen® zeigten sich bei einem Teil der positiven EIA-Reagenten Banden auf PrPC-Höhe. Durch die Kontrolle mit einem unspezifischen Primärantikörper konnte nicht eindeutig gezeigt werden, ob die Banden PrP-spezifisch sind. Ein ähnliches Phänomen bei somatischen Zellen aus Schaf-Kolostrum ist von EVEREST et al. (2006) bekannt. Man muss daher davon ausgehen, dass es sich um eine unspezifische Reaktion des Kolostrums handelt. Rahm aus Milch reagierte im PrionScreen® eindeutig negativ, ebenso Molke aus Milch im Western-Blot. Die Eutergewebeproben der drei BSE-Kühe reagierten negativ in EIA, Western-Blot und IHC. Auch in ihrer Magermilch war kein PrPres detektierbar. Die Kaseinfraktion reagierte positiv im PrionScreen®, wobei eine unspezifische Reaktion jedoch nicht ausgeschlossen werden konnte. Obwohl die Untersuchungen an klinisch gesunden Tieren gezeigt haben, dass PrPC als Replikationsmatrix für die Bildung von PrPSc im Euter und der Milch vorhanden ist, brachten die Analysen der TSE-infizierten Tiere letztlich keinen Beweis für das Vorkommen von PrPres in Milch. Lediglich im Kolostrum von TSE-infizierten Schafen zeigten sich untypische PK-resistente Formen. Eine Gefährdung des Verbrauchers durch Milch und Milchprodukte ist daher mit größter Wahrscheinlichkeit nicht gegeben.

Zusammenfassung: Das Ziel dieser Arbeit war es, die Funktion der hochkonservierten, essentiellen ABC-ATPase Rli1p in Saccharomyces cerevisiae aufzuklären. Es konnte gezeigt werden, dass beide Nukleotid-Bindungsdomänen und eine Scharnierregion, welche die beiden ABC-Domänen miteinander verbindet, wichtig für die Funktion von Rli1p sind. Des Weiteren konnte auch das N-terminale Eisen-Schwefel Cluster Bindemotiv als essentielle Domäne identifiziert werden. Durch Überexpression von inaktiven rli1p-Proteinvarianten wurde ein dominant-negativer Phänotyp erzeugt. Es konnte nachgewiesen werden, dass Rli1p im Zytoplasma lokalisiert ist und mit den Polyribosomen, den 80S Ribosomen und hauptsächlich mit der 40S Untereinheit co-fraktioniert. Des Weiteren konnte gezeigt werden, dass Rli1p mit einem Subkomplex des Translationsinitiationsfaktors eIF3 und ribosomalen Proteinen interagiert. Diese Interaktion ist abhängig von RNA und funktionalen ABC-Domänen, sowie von eIF3j/Hcr1p, einer Untereinheit des Translationsinitiationsfaktors eIF3. Um die zelluläre Funktion von Rli1p näher charakterisieren zu können, wurde versucht eine konditional temperatursensitive Mutante herzustellen und Rli1p durch Repression der Transkription in vivo zu depletieren. Beide Ansätze waren nicht erfolgreich. Aus diesem Grund wurden in vitro Depletionssysteme etabliert. Immundepletion oder Inaktivierung eines mit TEV-Protease spaltbarem Rli1p führte zu einer Reduktion der Translationsaktivität und demonstrierte damit einen direkten Einfluss von Rli1p auf die Translation. Eine vollständige Inhibition der Translation einer Reporter-mRNA konnte durch Zugabe eines a-RLI1-Antikörper erreicht werden, wobei die Translationsextrakte einen Zerfall von den Polyribosomen und der 80S Komplexe in 60S und 40S Untereinheiten aufwiesen. Die Immunoinhibition konnte durch die Zugabe von gereinigtem Rli1p rückgängig gemacht werden. Neben einer biochemischen konnte auch eine genetische Interaktion von RLI1 mit HCR1 nachgewiesen werden. Durch Kombination eines Dhcr1 Knockout mit einem C-terminal markierten Rli1p entstand ein synthetisch-temperatursensitiver Phänotyp. Nähere Untersuchungen dieses Stammes zeigten eine Reduktion von Polyribosomen und einen Defekt bei der 60S Bindung an den Prä-Initiationskomplex, während die Ribosomenbiogenese nicht beeinflusst wurde. Für die zelluläre Funktion von Rli1p konnte ein Modell erarbeitet werden, in dem Rli1p den Translationsinitiationsfaktor eIF3 auf dem 40S Ribosom assembliert oder richtig positioniert. Diese Funktion des Rli1p könnte auch in der Anti-Assoziation von 80S durch eIF1, eIF1A und eIF3 von Bedeutung sein. Dieses Modell soll in Folgeexperimenten geprüft werden und die Bindungsstelle von Rli1p im 43S Prä-Initiationskomplex durch Cryo-EM näher analysiert werden.

Das Vulvakarzinom und seine Vorstufen sind seltene Krankheitsbilder. Die operative Therapie ist Methode der Wahl beim Vulvakarzinom. Sie ist allerdings mit hohen postoperativen Komplikationen und psychosexuellen Problemen belastet. Probleme bei der Behandlung von vulvären intraepithelialen Neoplasien stellen vor allem die hohe Rezidivrate und das Risiko einer Karzinomentstehung dar. So ist es sowohl für die Therapie des Vulvakarzinoms als auch seiner Vorstufen wünschenswert, verlässliche Parameter zu finden, die eine Aussage über den wahrscheinlichen Verlauf der Krankheit erlauben und damit auch eine individualisierte, risikoadaptierte Therapie ermöglichen können. In der vorliegenden Arbeit sollten neben klinischen und histologischen Merkmalen insbesondere der immunhistologische Nachweis der laminin-5-gamma-2 Kette im Hinblick auf die Prognose der vulvären intraepithelialen Neoplasie (VIN III) und des Plattenepithelkarzinoms der Vulva untersucht werden. Der immunhistochemische Nachweis der laminin-5-gamma-2 Kette wurde gewählt, da für diesen Marker bisher keine Ergebnisse an tumorösen Veränderungen der Vulva vorliegen. Die laminin-5-gamma-2 Kette wird von invasiv wachsenden Zellen unterschiedlicher Tumoren im Zytoplasma exprimiert (Adenokarzinome des Dickdarms, des Magens und der Brust sowie Plattenepithelkarzinome der Zervix und der Mundhöhle). Dabei konnte ein Zusammenhang zwischen einer Überexprimierung der laminin-5-gamma-2 Kette und geringer Gewebedifferenzierung, größerer Tiefeninfiltration, dem Auftreten von Metastasen und einer schlechteren Überlebensprognose nachgewiesen werden. Folgende Fragestellungen sollten bei den Patientinnen mit VIN beurteilt werden: 1. Sind die bekannten histologischen Parameter mit dem Auftreten von Rezidiven assoziiert? 2. Ist der immunhistologische Marker laminin-5-gamma-2 mit den bekannten histologischen Parametern assoziiert? 3. Ist der immunhistologische Marker laminin-5-gamma-2 mit dem Auftreten von Rezidiven assoziiert? 4. Kann mit der immunhistologischen Anfärbung der laminin-5-gamma-2 Kette die frühe Invasivität nachgewiesen werden? Folgende Fragestellungen sollten bei Patientinnen mit Plattenepithelkarzinom der Vulva bearbeitet werden: 1. Sind die bekannten histologischen Parameter mit dem Lymphknotenbefall, dem Auftreten von Rezidiven und dem Gesamtüberleben assoziiert? 2. Ist der immunhistologische Marker laminin-5-gamma-2 mit den bekannten histologischen Parametern assoziiert? 3. Ist der immunhistologische Marker laminin-5-gamma-2 mit dem Lymphknotenbefall, dem Auftreten von Rezidiven und dem Gesamtüberleben assoziiert? Nach einem festgelegten Merkmalkatalog wurden die anamnestischen und therapeutischen Daten aus den Krankenunteralgen der Patientinnen entnommen. Die histologischen Parameter wurden anhand von Hämatoxylin-Eosin gefärbten Großflächenschnitten erhoben. Für den immunhistologischen Nachweis der laminin-5-gamma-2 Kette wurden die Gewebeblöcke herausgesucht, um neue Schnitte anzufertigen, die mit Hilfe der Avidin-Biotin-Komplex-Methode (ABC) und 3,3-Diaminobenzidintetrahydrochlorid (DAB) gefärbt wurden. Die Auswertung erfolgte semiquantitativ mit Abschätzung des Anteils der gefärbten Zellen an der Gesamtzahl der Tumorzellen in Prozent. Die statistische Analyse erfolgte univariat durch Prüfung auf Signifikanz mit dem χ2-Tests oder – wenn erforderlich – mit dem exakten Test nach Fisher. Die Überlebenskurven (rezidivfreies Überleben, Gesamtüberleben) wurden nach der Kaplan-Meier-Methode errechnet und mit dem Log-Rank-Test auf signifikante Unterschiede geprüft. Ein derartiger Unterschied wurde bei p-Werten kleiner 0,05 angenommen. Die retrospektive Studie umfasste zwei Patientengruppen: • 88 Patientinnen mit VIN aus der Zeit von 1991 bis 2002 • 155 Patientinnen mit Plattenepithelkarzinom der Vulva von 1987 bis 2002 Alle Patientinnen wurden im angegebenen Zeitraum an der I. Frauenklinik der Universität München, Maistraße, behandelt. Für die Patientinnen mit VIN zeigte nur das histologische Merkmal „Entfernung in sano / non in sano“ einen statistisch auffälligen Unterschied im rezidivfreien Überleben. Alle anderen histologischen Merkmale, einschließlich des immunhistologischen Nachweises der laminin-5-gamma-2 Expression, zeigten keinen Zusammenhang mit der Häufigkeit von Rezidiven. Bei den Patientinnen mit Plattenepithelkarzinom der Vulva korrelierten folgende histologischen Merkmale statistisch auffällig mit Nachweis von inguinalen Lymphknotenmetastasen: Infiltrationstiefe, Anzahl der Mitosen, Differenzierungsgrad, Lymphangiosis carcinomatosa und lokales Tumorstadium (pT). Der immunhistologische Nachweis der laminin-5-gamma-2 Kette zeigte hingegen keine Assoziation zur lymphatischen Metastasierung. Das lokale Tumorstadium (pT) und die Entfernung in sano zeigten eine statistisch auffällige Korrelation mit der Rezidivhäufigkeit: 100% Rezidive bei pT3 versus 34% bei pT1 und pT2. 60% Rezidive bei Entfernung non in sano versus 31% bei Entfernung in sano. Neben diesen beiden Merkmalen zeigten auch die Infiltrationstiefe und der Nachweis von inguinalen Metastasen einen statistisch auffälligen Unterschied im rezidivfreien Überleben. Karzinome, die laminin-5-gamma-2 exprimierten, zeigten sowohl häufiger Rezidive als auch eine kürzere mittlere rezidivfreie Zeit. Ein statistisch auffälliger Unterschied im Gesamtüberleben ließ sich in Abhängigkeit von folgenden histologischen Merkmalen nachweisen: Infiltrationstiefe, Grading, Lymphangiosis und Hämangiosis carcinomatosa, lokales Tumorstadium (pT), inguinaler Lymphknotenstatus sowie Karzinomentfernung im Gesunden. Patientinnen, deren Karzinome laminin-5-gamma-2 exprimierten, hatten ein deutlich schlechteres Gesamtüberleben gegenüber Patientinnen, deren Karzinome keine Expression aufwiesen (5-Jahresüberlebensrate 97% versus 68%). Weiter konnten folgende Ergebnisse beobachtet werden: Laminin-5-gamma-2 war vor allem in Tumorzellen an der Tumor-Stroma-Grenze positiv nachweisbar. Karzinome mit ungünstigen histologischen Parametern (Infiltrationstiefe > 1mm, G2 oder G3, Lymphangiosis und Hämangiosis carcinomatosa) zeigten häufiger positive Ergebnisse für die laminin-5-gamma-2 Färbung. Rezidive traten häufiger bei laminin-5-gamma-2 exprimierenden Tumoren auf. Die Überlebenszeit war kürzer bei Patientinnen, deren Vulvakarzinom laminin-5-gamma-2 exprimieren. Aus diesen zunächst univariat gewonnenen Ergebnissen lassen sich folgende vorläufige Schlüsse ziehen: 1. der Nachweis der laminin-5-gamma-2 Kette hat für die Prognose der vulvären intraepithelialen Neoplasie keine Bedeutung. 2. Die Expression der laminin-5-gamma-2 Kette scheint mit einem aggressiveren Tumortyp und damit einer schlechteren Prognose des Vulvakarzinoms verbunden zu sein. Das Ziel der vorliegenden Arbeit war zu überprüfen, welche Bedeutung die immunhistologische Darstellung der laminin-5-gamma-2 Kette in der Prognose der vulvären intraepithelialen Neoplasie und des Vulvakarzinoms hat. Auf Grund der hier gewonnenen univariaten Ergebnisse scheinen weitere Untersuchungen mit multivariater Analyse und an größeren Patientenkollektiven sicher sinnvoll. So könnte in Zukunft vielleicht die immunhistologische Färbung mit dem laminin-5-gamma-2 Antikörper zusammen mit histologischen Untersuchungen eine genauere Einschätzung der Prognose erlauben und zur individuellen, tumoradaptierten Therapie beitragen.

Ziel dieser Arbeit war es BoHV-1 Doppeldeletionsmutanten zu generieren, zu charakterisieren und bezüglich ihrer Vakzineeignung zu bewerten. Die vorgestellten Studien zur Charakterisierung eines gE und UL49.5 deletierten Virus (BoHV-1-DgEDUL49.5) konnten belegen, dass diese Deletionskombination als letal für BoHV-1 anzusehen ist. Ein UL49.5 deletiertes Virus verhielt sich dagegen funktionell wie ein Virus ohne UL49.5/gM-Komplex. Ähnlich wie bei anderen Alpha-Herpesviren war hier wahrscheinlich der zweite Umhüllungsschritt im Zytoplasma der infizierten Zelle gestört, so dass keine infektiöse Virusnachkommenschaft gebildet wurde. Ein Virus mit Deletionen der Genorte UL49 und gE (BoHV-1-DgEDUL49) zeigte hingegen fast keine Beeinträchtigungen im Hinblick auf die Replikationsfähigkeit. Dagegen war die Ausbreitungsmöglichkeit von Zelle-zu-Zelle (cell-to-cell-spread CTCS) einer solchen Mutante im Vergleich zu den entsprechenden einzel-deletierten Viren erheblich verringert. Da es sich hierbei um eine synergistische Verstärkung gegenüber den Einzelmutanten handelte, wurde geschlussfolgert, dass beide Proteine an derselben Funktionskette des CTCS beteiligt sind. Da die doppelt UL49 und gE deletierte Mutante allerdings weiterhin extrazelluläre, infektiöse Virusnachkommenschaften bildete, ist der CTCS als unabhängige Ausbreitungsform offensichtlich durch andere Funktionen bedingt als der klassische Weg der Virusausschleusung. Hinweise darauf, dass gE auch bei BoHV-1 mit pUL49 interagiert konnten dabei durch Kolokalisationsstudien im Laserscanmikroskop abgeleitet werden. Allerdings ließ keine dieser BoHV-1-Mutanten eine besondere Eignung als Vakzinestamm erkennen. Ein gE und TK doppelt deletiertes Virus zeigte hingegen in vitro kaum veränderte Wachstumseigenschaften verglichen mit dem einfach gEdeletierten Virus. Diese Deletionskombination sollte zudem gegenüber einer Virulenzsteigerung durch Rekombination mit Feldviren unempfindlicher sein, als die derzeit erhältlichen Lebendvakzinen. Zur Steigerung der immunogenen Wirkung des Lebendvirus wurde dieser neue Stamm (BoHV-1DgEDTK) in Kombination mit einem adjuvierenden, nicht viruziden, Blockpolymer eingesetzt. Dieser Ansatz wurde in einem Tierversuch an Kälbern im Vergleich zu der Immunisierung mit dem nicht adjuventierten Lebendvirus getestet. Im Ergebnis dieses Tierversuches schieden die Tiere, welche adjuventiert immunisiert wurden, weniger Virus und zudem für eine kürzere Zeit aus. Dies galt im Vergleich mit den nicht immunisierten Kontrolltieren wie auch im Vergleich mit den Tieren, die allein das Lebendvirus zur Immunisierung appliziert bekommen hatten. Auch die Quantifizierung der neutralisierenden Antikörper verdeutlichte eine gesteigerte Immunogenität der Kombination des doppelt deletierten Lebendvirus mit dem Adjuvants. Die sehr gute Immunitätslage der Tiere nach Impfung führte allerdings nach Belastungsinfektion auch zu einer zeitlich verzögerten Serokonversion im Markertest auf Basis des Nachweises von gE-spezifischen Antikörpern. Auch dies muss als Beleg für die hervorragende, immunisierende Leistung der neuen Präparation angesehen werden, da offensichtlich bei einigen der immunisierten Tiere die Virusreplikation soweit unterdrückt wird, dass keine gEspezifische Antikörperantwort mehr erfolgt. Die vorgestellte Kombination eines genetisch überattenuierten Lebendvirus und die Verstärkung der immunogenen Eigenschaften durch Zusatz eines nicht viruziden, potenten Adjuvants können die Grundlage für eine zukünftige Vakzinestratgie zur Bekämpfung der BoHV-1 oder anderer herpesviraler Infektionskrankheiten bilden.

Zur Bekämpfung von genetisch bedingten Krankheiten werden oft Medikamente eingesetzt, die nur die Symptome bekämpfen, ohne aber die Ursache des Leidens zu eliminieren. Mit Hilfe der Gentherapie, so die Hoffnung, soll der Krankheits-verursachende Gendefekt durch therapeutische Fremdgene geheilt werden. In dieser Arbeit wurde eine auf EBV basierte Verpackungszellinie zur Herstellung von Genvektoren etabliert, welche unter Berücksichtigung aller derzeit bekannten Sicherheitsrisiken für eine Gentherapie optimiert wurde. Eine mögliche Anwendung für dieses EBV-basierte Gentransfersystem ist die Stimulierung von B-CLL-Zellen durch Expression des humanen CD40-Liganden. Dadurch sollen die Leukämiezellen einer Erkennung durch spezifische T-Zellen zugänglich gemacht werden. Für die Verwendung eines EBV-Genvektorsystems spricht unter anderem die hohe Effizienz der spezifischen Transduktion humaner B-Zellen, die große Fremdgen-Kapazität und die Fähigkeit zur latenten Infektion und daher langandauernden Genexpression. Zudem repliziert EBV episomal, modifiziert also nicht das Zellgenom. Allerdings ist EBV ein potentielles Tumorvirus. Daher wurden alle fünf bekannten Onkogene sowie der Transaktivator BZLF1 aus dem Helfergenom entfernt. Durch Deletion der Verpackungssignale wurde das Helfergenom so modifiziert, daß es nicht selbst in Virionen verpackt und freigesetzt werden kann. Die Verpackungseffizienz der Helferzellinie konnte durch FACS-Sortierung verbessert werden. Das EBV-Helfergenom wurde aus dieser Zellinie 293-VII+ reisoliert und seine Integrität durch PCR und Restriktionslängenvergleich bestätigt. Selbst bei provozierter Rekombination wurden von der Verpackungszelllinie 293-VII+ keine Virionen freigesetzt, die B-Zellen transformieren können. Ein weiterer Schwerpunkt dieser Arbeit war die Etablierung des therapeutischen hCD40L-tragenden Genvektors p2924 mit möglichst geringer Homologie zum Helfervirusgenom (TR und oriLyt als einzigen EBV-Sequenzen) und Verzicht auf Antibiotika-Selektionsmarker (stattdessen das nonsense suppressor-Transfer-RNA-Gen supF). Der bereits etablierte eGFP-tragende Genvektor p1933, welcher um etwa 6kb größer war und zusätzlich oriP trug, zeigte aber bessere Transfektionseigenschaften als p2924. Aus diesem Grund wurde unter anderem ein weiteres Genvektorplasmid konstruiert, bei welchem eGFP von p1933 durch hCD40L ersetzt wurde. Die Infektion bzw. Detektion von hCD40L auf B-CLL-Zellen war nur mit aufkonzentrierten Virusüberständen reproduzierbar, die mit diesem Plasmid hergestellt wurden. Allerdings trägt dieser Genvektor Amp als Selektionsmarker. Daher wurde zuletzt exemplarisch in dem eGFP-tragenden „großen“ Plasmid Amp durch supF ersetzt. Bislang wurden zur Propagierung von supF-Plasmiden Bakterienstämme verwendet, die die amber-Mutationen auf einem extrachromosomalen Plasmid enthielten. Um die einfache Gewinnung reiner Plasmidpräparationen zu ermöglichen, wurde auf der Basis von DH10B ein neuer Bakterienstamm mit chromosomaler amber-Mutation etabliert. Es wurde gezeigt, daß dieser Stamm sich zur antibiotikafreien Selektion und Produktion von supF-tragenden Plasmiden eignet. Somit stellt 293-VII+ eine optimierte Verpackungszelllinie dar, mit der EBV-basierte Genvektoren effizient hergestellt werden können, die sowohl etablierte B-Zelllinien als auch primäre B-Zellen transduzieren. Die erreichbaren Titer waren mit denen vergleichbar, die von der Verpackungszelllinie der ersten Generation (TR-2/293) produziert wurden. Die Produktion von Interferon- durch T-Zellen war erhöht, wenn sie mit B-CLL-Zellen stimuliert wurden, die zuvor mit Überständen aus verpackbaren, hCD40L-tragenden Vektoren nach Induktion des lytischen Zyklus transduziert wurden. Dieses Ergebnis lässt auf Aktivierung des Immunsystems in vivo hoffen. Ein völlig neuer Aspekt, der im Rahmen dieser Arbeit erstmalig beobachtet werden konnte, war der Übertrag von eGFP-Protein aus der Verpackungszelllinie in Rezipientenzellen. Alle Beobachtungen lassen auf einen spezifischen Transfer des fluoreszierenden Proteins aus dem Zytoplasma der Verpackungszelle auf die Oberfläche der B-Zellen durch Exosomen schließen. Experimente mit dem Modellantigen pp65 zeigten, dass auch dieses Protein direkt übertragen werden konnte und dadurch die Aktivierung von antigenspezifischen T-Zellen induzierte. In ähnlicher Weise konnten auch in einem reduzierten System die parentalen 293HEK-Zellen nach Transfektion mit Plasmiden für das EBV-Glykoprotein gp350/220 und das Antigen pp65 Überstände produzieren, die zu einer spezifischen Stimulation von T-Zellen führten. Diese Ergebnisse legen die zukünftige Entwicklung eines an EBV angelehnten Antigentransfersystems nahe, durch das mit Hilfe von B-Zellen als Stimulatoren eine spezifische T-Zellaktivierung erreicht werden kann.

Das Ziel dieser Arbeit war die Charakterisierung der bovinen Eileiterepithelzellen ex vivo und in Suspensionskultur. Ein Schwerpunkt meiner Arbeit bezüglich des bovinen Eileiters ex vivo lag bei den zyklischen Veränderungen des Eileiterepithels, über die bisher wenig präzise Daten vorlagen. Die Ampulla und der Isthmus wurden sowohl bei den Untersuchungen ex vivo als auch in der Zellkultur getrennt betrachtet. Es wurde deutlich, dass das Epithel der Ampulla stärkere morphologische Veränderungen während des Zyklus aufweist, als das Epithel des Isthmus. So war im Epithel der Ampulla die Bildung von Protrusionen zu beobachten, die abhängig vom Zyklusstadium verschiedenen Inhalt aufweisen. Die maximale Höhe des Epithels wurde in beiden Eileiterabschnitten im Östrus erreicht. Im Isthmus war das Epithel jedoch etwas niedriger als in der Ampulla. Im Metöstrus war die stärkste sekretorische Aktivität zu verzeichnen. Dies zeigte insbesondere die massive Ansammlung von sekretorischen Granula unter der apikalen Zytoplasmamembran. Nur in diesem Stadium konnte auch Exozytose der Granula beobachtet werden. Eine Veränderung der Anteile zilientragender und sekretorischer Zellen im Epithel, wie sie bei anderen Spezies beschrieben wurde, konnte beim Rindereileiter nicht festgestellt werden. Meine elektronenmikroskopischen Ergebnisse zeigen, dass beim Rind zumindest ein partieller Zilienverlust im Eileiter stattfindet. Durch die massiven Protrusionen der sekretorischen Zellen werden die Zilienbüschel außerdem im Diöstrus zur Seite gedrängt und teilweise verdeckt. Dadurch kann der Eindruck entstehen, dass die Anzahl der zilientragenden Zellen im Diöstrus abnimmt. Im bovinen Eileiterepithel wurde eine nur sehr geringe Mitoserate festgestellt, die in den verschiedenen Zyklusstadien kaum variiert. Sowohl in der Zellkultur als auch im Eileiterepithel ex vivo konnten Mitosen ausschließlich bei nicht-zilientragenden Zellen beobachtet werden. Die Zilien der Sphäroidzellen wiesen nach außen und waren während der gesamten Kultivierung vorhanden. Demnach blieb die Polarisierung der Epithelzellen erhalten. Dies sind Indize dafür, dass die Zellen einer nur geringen Dedifferenzierung während der Kultur unterliegen. Die sekretorische Aktivität der kultivierten Epithelzellen erscheint aber beeinträchtigt. Während sich die sekretorischen Granula bis zum 3. Kulturtag unter der apikalen Zellmembran ansammelten, waren sie am 5. Kulturtag bereits großflächig im apikalen Zytoplasma verteilt und an späteren Kulturtagen nur noch vereinzelt vorhanden. Da die sekretorische Funktion jedoch essentiell für die embryo-maternale Kommunikation ist, scheint die Suspensionskultur nur mit frisch isolierten Eileiterepithelzellen sinnvoll zu sein. Als weiteres Anzeichen einer Dedifferenzierung in Kultur ist die reduzierte Expression der Rezeptoren für Progesteron und Östrogen zu interpretieren. Nach diesen Ergebnissen sind die Sphäroiden in den ersten drei Kulturtagen für eine Kokultur geeignet, da sie während dieser Zeit nur leichte Anzeichen einer Dedifferenzierung aufweisen. Auch die physiologische Aufenthaltszeit des Embryos im Eileiter beträgt ungefähr drei Tage. Demnach scheint die Suspensionskultur als Kurzzeitmodell für eine Kokultur mit Embryonen gut geeignet zu sein.

In der vorliegenden Arbeit wurden 45 Nebenhoden von klinisch gesunden Katern im Alter zwischen fünf Monaten und zehn Jahren im Hinblick auf Morphologie, Ultrastruktur und Histochemie untersucht. Es wurden zehn verschiedene immunhistologische Reaktionen auf verschiedene Proteine bzw. Hormonrezeptoren durchgeführt. Der Nebenhoden des Katers entspricht in seinem anatomischen Aufbau dem anderer Tierarten. Durch das Auftreten verschiedener Zellarten, unterschiedlicher Epithelhöhe und der Länge des Zellbesatzes sowie Form und Lage des Nukleus kann der Epididymidis des Katers in fünf verschieden Segmente unterteilt werden. Die Ductuli efferentes bilden mit Segment 1 und 2 den Nebenhodenkopf, Segment 3 und 4 entsprechen dem Corpus epididymidis und der Nebenhodenschwanz besteht aus Segment 5. Die Ductuli efferentes besitzen zilienbesetzte und zilienlose Zellen, die in verschiedenen Färbungen und immunhistologischen Reaktionen auch unterscheiden. Das Epithel des Ductus epididymidis des Katers besteht aus Hauptzellen, Basalzellen und Lymphozyten, sowie Apikalzellen in Segment 2 und 5. Neben den genannten Zellarten bzw. ihrer Kerne oder des Zytoplasmas wurden bei den immunhistologischen Reaktionen Spermien, luminale Epithelzellen, Muskulatur, Gefäße und die Basallamina beurteilt. VEGF (“Vascular endothelial growth factor“) ist immunhistochemisch nur schwach nachweisbar, dafür zeigt sich der VEGF-Rezeptor deutlich positiv, vor allem in den Zellkernen der Hauptzellen von Nebenhodenkopf und –schwanz. GHR (“Growth hormone receptor“) reagiert in Kernen der Hauptzellen und Apikalzellen des gesamten Nebenhodens, sowie deren Zytoplasma. Außerdem ist es in den Gefäßen und der Muskulatur nachweisbar. Vimentin kommt im Zytoplasma der Ductuli efferentes sowie in Muskulatur, Interstitium, Gefäßen und Basallamina des Ductus epididymidis vor. Cytokeratin färbt das Zytoplasma der Ductuli efferentes und der Hauptzellen in Segment 1 und 5 an. Laminin kommt vorwiegend in der Muskulatur, den Gefäßen und der Basallamina, in geringer Menge auch im Zytoplasma der Hauptzellen vor. a-SMA (“Smooth muscle actin“) zeigt sich ausschließlich in den glatten Muskelzellen der Ductuli efferentes, des Nebenhodenganges und der Gefäße, ohne regionale Unterschiede. Androgen-Rezeptor ist in den Kernen aller Hauptzellen, vorwiegend aber von Segment 1 bis 4 sowie im Interstitium nachweisbar. Östrogen-Rezeptor a reagiert dagegen nur in den Kerne der Ductuli efferentes und färbt in Segment 4 und 5 den Zellbesatz und die Spermien an. Progesteron-Rezeptor reagiert im gesamten Nebenhodengang positiv im Interstitium, den Gefäßen und den luminalen Spermien. Außerdem färbt es den Zellbesatz von Segment 2 bis 5 an.

Die Polymerisation von monomerem G-Aktin zu filamentösem F-Aktin, die Organisation von Aktin-Filamenten zu spezifischen Zytoskelettstrukturen, sowie die F-Aktin Depolymerisation stellen in ihrem dynamischen Zusammenspiel die Triebkraft vieler zellulärer Bewegungsvorgänge dar. Dies sind u.a. Zell-Polarisation, Zell-Migration, Zell-Teilung, Zell-Zell-Interaktionen, Phagozytose und intrazellulärer Vesikeltransport. Das Verständnis der molekularen Grundlagen der Aktin Organisation hat 1999 einen entscheidenden Fortschritt gemacht: damals wurde entdeckt, dass der sieben Untereinheiten umfassende Arp2/3 Komplex nach Aktivierung durch Proteine der Wiskott-Aldrich Syndrom Protein- (WASp-) Familie Aktin-Filamente de novo polymerisieren kann. Die Experimente für diese Dissertationsarbeit hatten zum Ziel, den Mechanismus der WASp-abhängigen Aktin Nukleation in vitro und in humanen Makrophagen genauer zu untersuchen. Einerseits sollten die Regionen von WASp genauer charakterisiert werden, die für die Aktivierung des Arp2/3 Komplexes verantwortlich sind. Andererseits sollte die Bedeutung von WASp und Arp2/3 Komplex bei der Aktin Nukleation in spezialisierten Adhäsionsstrukturen von Makrophagen, sogenannten Podosomen, geklärt werden. Podosomen sind essentiell für Adhäsion, Migration und vermutlich auch Gewebeinvasion von Makrophagen und ihnen verwandten Zellarten, aber sie finden sich auch in einer Vielzahl weiterer Zelltypen einschließlich metastasierender Tumorzellen. Die Bedeutung von Podosomen wird dadurch verdeutlicht, dass ihr Fehlen bei unter Wiskott-Aldrich Syndrom leidenden Patienten mit klinisch relevanten Immundefekten assoziiert ist. Zur Identifizierung der für die Aktin Nukleation minimal notwendigen WASp Regionen wurden verschiedene GST-Fusionskonstrukte der konstitutiv aktiven VCA (“Verprolin-like“, “Central“, “Acidic“) Domäne hergestellt. Durch Anisotropie Messungen und in GST-“Pulldown“ Versuchen wurde die Bindung von Arp2/3 Komplex und G-Aktin an die verschiedenen Konstrukte in vitro bestimmt. In einem zweiten Schritt wurde getestet, welche Regionen für die Arp2/3 Komplex Aktivierung notwendig sind. Dabei wurde GST-VC als die minimal notwendige Region für die Aktivierung der Aktin Nukleation identifiziert. Durch mikroskopische Analyse von in vitro nukleierten Aktin-Filamenten stellten wir fest, dass der durch GST-VC aktivierte Arp2/3 Komplex auch zur Ausbildung von Aktin-Filament Verzweigungen fähig ist. Die zellulären Effekte der VCA Konstrukte wurden mittels Mikroinjektion in primäre humane Makrophagen untersucht. Aktive Konstrukte führten zum Auftreten von prominenten Aktin-Aggregaten im Zytoplasma und zur Zerstörung von Podosomen. Auch hierbei war GST-VC das kürzeste Konstrukt, das vermutlich durch Aktivierung von zellulärem Arp2/3 Komplex, zur Zunahme des Gehaltes an intrazellulärem polymerisiertem Aktin führte. Obwohl die WASp-A Region als hochaffine Arp2/3 Komplex Bindungsstelle beschrieben worden war (Machesky und Insall, 1998), ist sie für die Arp2/3 Komplex Aktivierung nicht essentiell. Durch Koinjektion von WASp-A oder N-WASP-A mit aktiven GTPasen konnte ein erster experimenteller Hinweise für eine “Priming“- (Sensibilisierungs-) Funktion der A Region am Arp2/3 Komplex gefunden werden. Bei der Untersuchung der Aktin Nukleation und Organisation in Podosomen zeigte sich ein enger funktioneller Zusammenhang zwischen Aktin- und Tubulin-Zytoskelett. So konnte durch Depolymerisierung der Mikrotubuli in adhärierenden Monozyten die Ausbildung von Podosomen verhindert werden. Da bekannt war, dass WASp über seine Polyprolin Domäne an CIP4 (“CDC42 Interacting Protein“) bindet und dieses wiederum mit Mikrotubuli assoziiert, wurde der Einfluss der isolierten WASp-Polyprolin Domäne, aber auch von CIP4 Deletions-Konstrukten, denen entweder die Mikrotubuli oder WASp Bindungsstelle fehlten, auf die Podosomen-Ausbildung untersucht. Einem auf den so erhaltenen Ergebnissen basierendem Modell zufolge könnte WASp durch CIP4 an Mikrotubuli rekrutiert und anschließend via Mikrotubuli an Orte der Podosomen-Bildung transportiert werden. Dort könnte WASp dann zur Aktivierung von Arp2/3 Komplex und zur Nukleation von neuen Aktin-Filamenten führen.

Das humanpathogene Bakterium H. pylori persistiert im Gastroduodenaltrakt für Jahre oder sogar Jahrzehnte und löst durch die Kolonisation der Magenmukosa eine chronische Entzündungsreaktion aus. In den meisten Fällen bleibt diese symptomlos, es können jedoch auch schwerwiegende Erkrankungen wie ein Magen- oder Zwölffingerdarm-Geschwür oder Magenkrebs daraus hervorgehen. Obwohl die Infektion eine starke zelluläre und humorale Immunantwort hervorruft, kann H. pylori durch das Immunsystem nicht eliminiert werden. In dieser Arbeit wurde der Einfluss von H. pylori auf die Proliferation und Aktivierung von CD4+ T-Zellen untersucht. Dabei zeigte sich, dass H. pylori zwei Faktoren besitzt, um die Expansion der T-Zellen zu hemmen. Der eine, nicht näher charakterisierte Faktor scheint mit der Oberfläche der Bakterien assoziiert zu sein und inhibiert die Proliferation der T-Zellen bei direktem Kontakt der Bakterien mit den Zellen. Der zweite Faktor wurde als vakuolisierendes Zytotoxin VacA identifiziert, das, wie bisher bekannt war, in Epithelzellen die Bildung saurer Vakuolen auslöst. T-Zellen produzieren, wenn sie aktiviert werden, den Wachstumsfaktor IL- 2, beginnen sich zu vermehren und setzen eine Immunreaktion gegen das Pathogen in Gang. Das VacA-Toxin hemmt jedoch die Bildung von IL-2 und bewirkt eine Hemmung des Zellzyklus bei T-Zellen, indem es die Expression der Cycline D3 und E reprimiert. Diese sind essentiell für die Aktivierung des Retinoblastom-Proteins, das den Übergang des Zellzyklus von der G1- in die S-Phase vermittelt. Durch die Hemmung der IL-2-Produktion und die Erniedrigung der Oberflächenlokalisation von CD25, der -Kette des IL-2-Rezeptors, unterbricht VacA die Signaltransduktion, die normalerweise über den IL-2-Rezeptor zur Expression der Cycline führt. Die Hemmung der IL-2-Produktion durch VacA erfolgt auf transkriptioneller Ebene, indem die Aktivierung des Transkriptionsfaktors NFAT (Nuclear Factor of Activated T cells) verhindert wird. Die anderen für die Transkription des IL-2-Gens essentiellen Transkriptionsfaktoren AP-1 und NF-B werden durch VacA nicht beeinflusst. Die Stimulation der T-Zellen aktiviert zwei Haupt-Signalwege: einer führt über den MAPKinase / ERK-Kinase Weg zur Aktivierung von AP-1 und NF-B, der andere löst eine Erhöhung der Calcium-Konzentration im Zytoplasma aus, was die Ca2+-abhängige Phosphatase Calcineurin aktiviert. Calcineurin dephosphoryliert daraufhin den Transkriptionsfaktor NFAT und NFAT wird in den Zellkern transportiert, wo es zusammen mit AP-1 und NF-B die Transkription des IL-2-Gens initiiert. Es konnte gezeigt werden, dass VacA die Translokation von NFAT in den Kern durch Hemmung der Phosphatase-Aktivität von Calcineurin verhindert. Dies hat zur Folge, dass NFAT-abhängige Gene, wie das IL-2- Gen oder das für CD25 codierende Gen, nicht abgelesen werden können. Dass Calcineurin ein geeignetes Zielmolekül ist, um eine Immunantwort zu unterdrücken, zeigen auch die medizinisch bedeutsamen Substanzen FK506 (Tacrolimus) und Cyclosporin A. Beide V Zusammenfassung 91 Substanzen verursachen durch Hemmung von Calcineurin eine starke Immunsuppression. In DNA-Microarray-Analysen wurde untersucht, ob VacA einen ähnlich drastischen Effekt auf die Funktion der T-Zellen hat wie FK506. Dabei zeigte der Vergleich der Genexpression von VacA- und FK506-behandelten T-Zellen, dass VacA eine Untergruppe der Gene, die auch von FK506 reprimiert werden, herunterreguliert, wie z.B. die Gene für die Zytokine Macrophage Inflammatory Protein (MIP)-1, MIP-1, Single C Motif-1 (SCM-1) und SCM- 1. VacA scheint also die Genaktivität von T-Zellen ähnlich wie FK506 zu modulieren, was auf einen ähnlichen Mechanismus, nämlich die Calcineurin-Hemmung schließen lässt. Da das VacA-Toxin ein sekretiertes Protein ist, das auch in den tieferen Schichten des Magengewebes nachgewiesen werden kann, erreicht H. pylori nicht nur die vereinzelt im Magenepithel vorkommenden T-Zellen, sondern auch die T-Zellen, die bei der Infektion in die Lamina propria, eine tiefere Schicht der Magenmukosa, einwandern. Durch die Unterdrückung der T-Zell-Aktivierung und die Repression von Zytokin-Genen, die wichtig sind für die Modulation der Immunantwort, induziert H. pylori so vermutlich eine lokale Immunsuppression, die seine Eliminierung durch das Immunsystem verhindert und eine chronische Infektion des Magens ermöglicht. In einem zweiten Projekt wurde die Spaltung von CagA in ein 100 kD- und ein Tyrosinphosphoryliertes 40 kD- Fragment nach dessen Translokation in diverse Zelltypen untersucht. Dabei konnte gezeigt werden, dass die Prozessierung nicht nur in Makrophagen, sondern auch in dendritischen Zellen und in T-Zellen auftritt. Die Spaltung scheint von der Tyrosin-Phosphorylierung des CagA-Proteins und von Calcium abhängig zu sein. Dabei wurde die Ca2+-abhängige Protease Calpain in einem in vitro-Ansatz als ein CagAprozessierendes Enzym identifiziert. Auch in Makrophagen kann die Spaltung von CagA in P100 und P40P-Tyr durch den Calpain-Inhibitor Calpeptin verhindert werden. Die Tatsache, dass transloziertes CagA in allen getesteten eukaryontischen Zelltypen außer der Magenepithelzellinie AGS prozessiert wird, deutet darauf hin, dass diese Prozessierung eine biologische Bedeutung hat.

Risp wurde in einer früheren Arbeit in einem Hefesystem als ein neues; mit HIV-1 Rev interagierendes zelluläres Protein beschrieben, das dem C-terminalen Teil eines weitaus größeren Proteins (KIAA0592) zu entsprechen schien. Die Zielsetzung der vorliegenden Arbeit bestand darin, die Organisation des KIAA0592-Gens zu untersuchen und die biochemischen und strukturellen Eigenschaften des KIAA0592-Proteins zu ermitteln.Es gelang erstmals das vollständige, KIAA0592komplett-Protein in verschiedenen Zelllinien zu exprimieren und einem Promotorbereich zuzuordnen. Somit konnten die in silico-Daten über das Vorhandensein dieses Gens inklusive regulatorischer Bereiche experimentell verifiziert werden. Es konnte anhand der verfügbaren Datenbanken gezeigt werden, dass zu KIAA0592 homologe Proteine und genomische Bereiche in den verschiedensten Spezies (H. sapiens, M. musculus, R. norvegicus und C. griseus) konserviert sind. Dies weist auf essentielle zelluläre Funktionen hin. Um mögliche Funktionen des bisher nicht charakterisierten KIAA0592-Proteins zu analysieren, wurden anhand der Aminosäuresequenz spezifische strukturelle und funktionale Eigenschaften vorausgesagt. KIAA0592 enthält Transmembranbereiche, superhelikale „Coiled Coil“-Strukturen und Bereiche für unterschiedlichste posttranslationale Modifikationen. Es konnte durch in silico-Sequenzanalysen und in vitro-Expressionsanalysen gezeigt werden, dass das als Revinteragierend identifizierte Protein Risp ein Teil des KIAA0592-Proteins darstellt. Bei der ursprünglich identifizierten cDNA handelte es sich demnach um einen unvollständigen Sequenzbereich von KIAA0592. Das erstmals in trans exprimierte gesamte KIAA0592komplett-Protein zeigte eine starke zytoplasmatische Lokalisation, wie auch die Risp-Domäne alleine. Es wurde in einem Säugerzellsystem gezeigt, dass Risp Interaktionen mit Rev und Crm1 eingeht und in der Lage ist, zumindest zu dimerisieren. Für Rev ist bekannt, dass es ebenfalls mit dem Kernexportrezeptor Crm1 interagiert, und dass diese Eigenschaften essentiell für die Aktivierungsfunktion von Rev ist. Deswegen wurden die Lokalisations- bzw. Transporteigenschaften der Rev-interagierenden Proteindomäne (=Risp) von KIAA0592 und der Einfluss auf die Aktivierungsfunktion von Rev untersucht. In den verwendeten eukaryotischen Zelllinien lokalisiert Risp hauptsächlich im Zytoplasma, es ist aufgrund der identifizierten Import- und Exportsignale jedoch zum nukleozytoplasmatischen Transport fähig. Diese Transportfähigkeit von Risp ließ sich auf eine C-terminal deletierte Rev-Variante (Rev1-54) übertragen. Trotzdem konnte durch diese Substitution die Funktionalität von Rev nicht wiederhergestellt werden. Eine Crm1-Rekrutierung an Rev ist offensichtlich nicht alleine ausreichend, ein funktionales RRE-mRNA exportierendes Rev-Protein zu konstruieren. Es handelt sich bei KIAA0592/Risp um ein Protein, das nicht nur HIV-1 Rev bindet, sondern ebenso über strukturelle Komponenten verfügt und durch Crm1 mit dem Kernexport verbunden ist.

Die endogene Präsentation von intrazellulären Antigenen auf MHC-Klasse-II-Molekülen ist von zentraler Bedeutung für eine Reihe immunologischer Prozesse. Die diesem Präsentationsweg zugrundeliegenden molekularen Mechanismen sind noch weitgehend unverstanden. Ziel dieser Arbeit war es, einen Beitrag zum Verständnis der molekularen Abläufe zu leisten, die an diesem endogenen MHC-Klasse-II-Präsentationsweg beteiligt sind. Am Beispiel des zytoplasmatischen/nukleären Modellantigens Neomycin-Phosphotransferase (NeoR) und eines Modellantigen-spezifischen, MHC-Klasse-II-restringierten CD4+ T-Zell Klons wurde der endogene Präsentationsweg in nicht-professionellen und professionellen antigenpräsentierenden Zellen untersucht. Eine Beteiligung von Schlüsselkomponenten des MHC-Klasse-I-Präsentationsweges konnte durch die Verwendung chemischer und biologischer Inhibitoren ebenso ausgeschlossen werden, wie eine vorzeitige Beladung von neu-synthetisierten MHC-Klasse-II-Molekülen im endoplasmatischen Retikulum. Dagegen erwies sich die endogene Präsentation des Modellantigens abhängig von endosomaler/lysosomaler Prozessierung. Durch biochemische und zellbiologische Methoden konnte nachgewiesen werden, daß das Antigen als intaktes Protein in Endosomen/Lysosomen gelangt. Eine mögliche Sekretion des Antigens und anschließende Wiederaufnahme in endosomale Kompartimente konnte durch Zellkulturüberstand- Transferexperimente als Transportmechanismus ausgeschlossen werden. Durch Inhibitor-Studien und der Beschreibung der Endosomen als Eintrittsort des Antigens in das endosomale/lysosomale System konnte gezeigt werden, daß ein Signalsequenz-vermittelter Import in Lysosomen durch Hitzeschockproteine nicht als Mechanismus in Frage kommt. Dagegen wies die Expression Autophagie-assoziierter Proteine in den verwendeten Zellinien auf eine mögliche Beteiligung dieses zytoplasmatischen Abbauvorganges an der Präsentation des Antigens hin. Eine Inhibition der Autophagie führte zu einer Stabilisierung und Anreicherung des Proteins im Zytoplasma sowie zu einer verminderten Aufnahme des Antigens in das endosomale/lysosomale Kompartiment. Die verminderte Aufnahme korrelierte mit einer starken Abnahme der MHC-Klasse-II-restringierten Präsentation des Antigens. Diese Ergebnisse identifizieren Autophagie am Beispiel des Modellantigens NeoR als den verantwortlichen molekularen Mechanismus für die endogene MHC-Klasse-II-restringierte Antigenpräsentation.

Die enterpathogenen Yersinia-Spezies unterlaufen die primären Abwehrmechanismen des Wirtes durch Einflußnahme auf Signaltransduktionskaskaden. Diese Subversion wird von einem 70 kDa Virulenzplasmid vermittelt, welches für ein Typ III Sekretion/Translokationsssystem und einige Virulenzfaktoren, sogenannte Yops (Yersinia outer proteins) kodiert. Die sechs bisher bekannten Effektor-Yops gelangen über das Sekretionssystem ins Zytoplasma von Makrophagen und Granulozyten, was in diesen zu einer Inhibition von Phagozytose, oxidative burst und Zytokinfreisetzung sowie zur Induktion der Apoptose führt. Ziel dieser Arbeit war es, die zellulären Angriffsproteine der Effektor-Yops YopM und YopO zu identifizieren. Als Methode diente das Yeast Two- Hybrid System. Es stellte sich heraus, dass YopM für diese Methode aufgrund seiner transskriptionsaktivierenden Eigenschaft nicht verwendbar ist. Dies und die Beobachtung, dass YopM in den Zellkern lokalisiert wird (77) deuten darauf hin, dass YopM möglicherweise als Transkriptionsfaktor in der Wirtszelle wirken könnte. Für YopO erbrachte die Two-Hybrid Untersuchung 31 positiv interagierende Klone, die als Rac1 (17 Klone, davon 4 unabhängige), Snk i.p. (11 Klone, davon 6 unabhängige) und Mus musculus spindlin (3 Klone) identifiziert werden konnten. Rac1 gehört zur Familie der Rho-GTPasen zu denen u.a. auch die Proteine RhoA und Cdc42 gehören. Diese kleinen G-Proteine sind in komplexer und in noch unvollkommen verstandener Weise an der Regulation vielfältiger Zellfunktionen beteiligt. Es konnte gezeigt werden, dass YopO neben Rac1 auch mit RhoA, nicht jedoch mit Cdc42 im Yeast Two-Hybrid System interagiert. Für YpkA, dem zu YopO homologen Protein aus Y. pseudotuberculosis zeigte sich das gleiche Interaktionsverhalten. Durch Koimmunopräzipitation konnten die Ergebnisse der Yeast Two-Hybrid Untersuchung mit einer zweiten, unabhängigen Methode bestätigt werden. Aus dem Zellysat von mit Yersinien infizierten humanen COS-Zellen, ließen sich RhoA und Rac1, nicht aber Cdc42 mit Hilfe von Anti-YpkA-Antikörpern koimmunopräzipitieren. In dieser Arbeit konnte mit zwei unabhängigen Methoden eine bis dahin unbekannte Affinität zwischen YpkA/YopO mit RhoA und Rac1 gezeigt werden. Es kann somit davon ausgegangen werden, dass RhoA und Rac1 die intrazellulären Angriffspunkte der Effektor- Yops YpkA bzw. YopO darstellen.

Die vorliegende Arbeit stellt eine Charakterisierung der im Jahr 1995 von Wissenschaftlern der Firma Abbott Diagnostics (North Chicago, USA) entdeckten flaviähnlichen, im Tamarinen vorkommenden GB-Viren, GBV-A und GBV-B, sowie des humanen GB-Virus-C dar. GBV-A und GBV-B sind beide im sogenannten “GB-Agens H205”, das als Referenzmaterial dient, vorhanden. GBV-A und GBV-B wurden isoliert und charakterisiert. Da GBV-A im Gehirngewebe in höheren Konzentrationen als GBV-B vorhanden war, gelang die Isolierung von GBV-A durch eine Tamarinpassage mit verdünntem inokuliertem Gehirnmaterial. GBV-B wurde durch Tamarinpassage des Serums eines Affen, der nach Ausheilen der GBV-A-Infektion noch GBV-B-RNA positiv war, in reiner Form gewonnen. In Re- und Kreuzinfektionsstudien mit Tamarinen konnte eine homologe Immunität gegen den gleichen Erreger, aber das Fehlen einer Kreuzimmunität gegen den anderen Erreger gezeigt werden. Die Untersuchung von histologischen Schnitten der Organe infizierter Krallenaffen mit Hilfe der in situ-Hybridisierung gab Aufschluß über den Ort der Replikation dieser Viren. GBV-B ist der Erreger einer Hepatitis bei Krallenaffen und war mit einer für dieses Virus spezifischen Sonde durch Hybridisierung im Zytoplasma von Hepatozyten nachzuweisen. Mit einer für GBV-A spezifischen Sonde wurde dieses Virus nur in Gehirngewebe nachgewiesen. Für das humane GBV-C wurde der Lymphknoten, genauer das Zytoplasma der Lymphozyten, als Replikationsort ermittelt. Eine Leberpathogenität dieses Virus konnte nicht gefunden werden. Klinische Studien könnten eine Assoziation von GBV-C mit Erkrankungen des lymphatischen Systems untersuchen. Entsprechend der Lokalisation des Hybridisierungssignals im Bereich der Lymphknotenrinde (überwiegend B-Lymphozyten) konnten, nach Auftrennung von PBMCs mit Hilfe des MACS-Systems in einzelne Zellfraktionen, die B-Lymphozyten als hauptsächlicher Replikationsort wahrscheinlich gemacht werden. Weitere Hinweise auf die Replikation von GBV-C in Lymphozyten lieferte die in vitro-Infektion von PBMCs durch GBV-C mit einem anschließend beobachteten Anstieg der GBV-C-Konzentration im Kulturüberstand. In knochenmarktransplantierten Patienten wurde durch weitgehende Zerstörung des Knochenmarks ein Absinken der GBV-C-Konzentration gezeigt. Nach der Regeneration des lymphatischen Systems wurde häufig die ursprüngliche GBV-C-Konzentration wieder erreicht. Auch dieses Ergebnis läßt sich durch die Replikation von GBV-C in Zellen des lymphatischen Systems erklären. Zur Bestimmung der Prävalenz von GBV-C wurde ein Enzymimmuntest zum Nachweis von E2-Antikörpern mit rekombinanten Virusproteinen und monoklonalen Antikörpern gegen dieses Virus entwickelt. Ein 39 As langes Peptid im C-Terminus eines C-terminal verkürzten E2-Proteins war die antikörperbindende Domäne des monoklonalen Antikörpers. Für GBV-C hatten Hämophile, Homosexuelle und Prostituierte ein erhöhtes Infektionsrisiko. Deshalb ist neben dem parenteralen Übertragungsweg auch die sexuelle Übertragung des Virus bedeutend. Für eine sexuelle Übertragung des Virus spricht, daß bei Homosexuellen das Vorhandensein von Antikörpern gegen GBV-C mit der Anamnese einer durchgemachten Syphilis oder Gonorrhoe korreliert. Normalerweise führt die Produktion von E2-Antikörpern zu einer Elimination von GBV-C und einem Ausheilen der Infektion.