Promotionsstipendien II/2018

Thema: Wie erlernt man chirurgische Fertigkeiten – Talent oder Konzepte?

Inhalt:

Die Chirurgie ist ein obligater Bestandteil jedes Medizinstudiums. Spätestens im praktischen Jahr wird das Beherrschen von Basisfertigkeiten vorausgesetzt.
Die vorgestellte Arbeit befasst sich mit dem Erlernen dieser chirurgischen Basisfertigkeiten. Es soll ermittelt werden, welche Parameter die Fehlerhäufigkeit im Lernprozess beeinflussen. Untersucht wird (1) der Zusammenhang zwischen koordinativen Fähigkeiten der Teilnehmer und der Durchführungsqualität (Fehlerart und -häufigkeit) sowie (2) der Einfluss einer spezifischen Schulung zur Fehlersensibilisierung auf das Auftreten dieser Fehler. Die Daten werden im Rahmen eines Blockpraktikums der AG Dahmen erhoben.
Zur Ermittlung immanenter Fähigkeiten wird ein Koordinationstest (Motorische Leistungsserie) durchgeführt. Zur Bestimmung der Durchführungsqualität wird die Performanz der Teilnehmer bei der Durchführung einer chirurgischen Übung nach Abschluss einer Lehrintervention bewertet. Dies erfolgt mithilfe eines Scores nach Vorbild des OSATS („Objective Structured Assessment of Technical Skills“).
Zur Steigerung der Fehlersensibilisierung soll ein eLearning Lehrmodul entwickelt werden. Es wird überprüft, ob diese Schulung die Fehlerhäufigkeit senkt und die Teilnehmer einen Nutzen für die Selbstbeurteilung ihrer Videos hieraus ableiten können.

Promotionsstipendien II/2018

Thema: "Identifizierung und Charakterisierung von CEACAM-Rezep tor-Liganden auf Candida albicans"

Inhalt:

Mitglieder der CEACAM-Familie sind immun-regulatorische Rezeptoren für den human­ pathogenen Pilz Candida albicans. Insbesondere CEACAM1 und CEACAM6 spielen eine wichtige Rolle in der mucosalen Immunreaktion auf C. albicans. Bis heute ist jedoch der Ligand der CEACAM-Rezeptoren auf der Candida-Zellwalloberfläche nicht bekannt. Durch das hier beantragte Projekt sollen zunächst Liganden-Kandidaten für humanes CEACAM1 und humanes CEACAM6 via Massenspektrometr ie identifiziert werden. Dazu soll jewei ls rekombinantes CEACAM-Protein kovalent an eine Säule gebunden werden. Anschließend werden Candida-Zellwall-Proteine aus enzymatischen Präparationen darüber gegeben. Spezifisch an CEACAM1 und CEACAM6 gebundene Proteine werden anschließend via LC-MS-MS identifiziert. Als Negativkontrolle wird rekombinantes CEACAM8, welches keine Bindung an Candida zeigt, mitgeführt. Sind potentielle Liganden gefunden worden, werden die jewe iligen Interaktionen mit CEACAM1 und CEACAM6 durch alternativen Methoden verifiziert, wie z.B. Bindungsanalysen mit Candida-Deletionsmutanten, und die biologische Funktion der Bindung in Zellmodellen charakterisiert.

Promotionsstipendien II/2018

Thema: "Telepathologische Beurteilung von intraoperativen Schnellschnitten in der Explantationsdiagnostik bei Organentnahmen"

Inhalt:

Die telepathologische Schnellschnitt (SS) – Diagnostik ist bisher in Deutschland nicht als Standard etabliert, wird aber dringend benötigt, z.B. in der Explantationsdiagnostik bei Organentnahmen. Im Rahmen der Organentnahmen werden in rund einem Drittel der Fälle Schnellschnitte angefordert um die Organqualität zu beurteilen bzw. suspekte Befunde abzuklären.
Im Gegensatz zu Chirurgie gibt es in der Pathologie kein Curriculum, welches auf diese speziellen
Anforderungen vorbereitet [1]. Deshalb wurden in dieser Arbeit die folgenden Zielstellungen gesetzt. Das erste Ziel dieser Arbeit
ist die Evaluation der telepathologischen bildbasierten SS-Diagnostik. Dazu soll die Gleichwertigkeit des mikroskop-basierten und des bild-basierten Verfahrens nachgewiesen und anschließend die möglichen Vorteile der Telepathologie für die Explantdiagnostik untersucht werden.
Das zweite Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung eines internetbasierten Lernmoduls. Dazu werden repräsentative Präparate ausgewählt, digitalisiert und entsprechend der geforderten Vorgaben befundet. Der Nutzer ist gefordert die Bilder online aufzurufen, den Befund zu erstellen und sein Ergebnis mit dem kommentierten Musterbefund zu vergleichen. Am Ende hat der Nutzer die Option einer Lernstandskontrolle mit anschließender automatisierter Auswertung. Durch die Untersuchung des potentiellen Nutzens des telepathologischen Verfahrens möchten wir die Etablierung der SS-Diagnostik im Rahmen von Explantationen unterstützen. Mit dem Lernmodul möchten wir Pathologen eine Möglichkeit zur spezifischen Vorbereitung auf das Befundspektrum der Spenderbiopsien anbieten.

Promotionsstipendien II/2018

Thema: "Die Funktion von Cyclin D2 für Proliferation und Erhaltung des adulte neuralen Stammzellpools"

Inhalt:

Adulte neurale Stammzellen bilden die Grundlage lebenslanger Plastizität des Hippocampus, indem sie kontinuierlich neue Neurone hervorbringen. Dieser hochdynamische Prozess wird durch ein komplexes Zusammenspiel extrinsischer und intrinsischer Faktoren gesteuert. Störungen der adulten Neurogenese führen zu kognitiven Beeinträchtigungen und tragen zur Ätiologie von Hirnpathologien bei. Auch im Alter nimmt die adulte Neurogenese stark ab, vermutlich durch den Verlust neuraler Stammzellen. Die Ursachen hierfür sind bislang ungeklärt. In früheren Studien konnte unsere Arbeitsgruppe zeigen, dass der Zellzyklusregulator Cyclin D2 das einzige D-Cyclin adulter hippocampaler Stammzellen ist. Vorarbeiten an D2 Knockout-Mäusen lieferten darüber hinaus Hinweise auf elementare Funktionen von D2 für die Genese des adulten Stammzellpools. Ziel des beantragten Projektes ist es, die spezifischen Funktionen von D2 für Proliferation und Erhalt der adulten hippocampalen Stammzellen aufzuklären. Hierfür sind in vivo und in vitro-Untersuchungen an einem eigens entwickelten konditionalen Mausmodell geplant, welches eine spatiotemporal definierte Deletion von D2 in neuralen Stammzellen erlaubt. Darüber sollen auch die Mechanismen des altersbedingten Verlustes des adulten Stammzellpools aufgeklärt werden.

Promotionsstipendien II/2018

Thema: "Evaluierung von Drug Delivery Systemen zur Behandlung einer S. aureus Osteomyelitis in vitro und in vivo"

Inhalt:

Die RANK/RANKL-Bindung ist nach neuen Erkenntnissen der osteoimmunologischen Forschung wichtiger Bestandteil der Pathogenese entzündlicher Knochenerkrankungen, und eine der Hauptursachen, für die mit diesen Erkrankungen einhergehenden osteolytischen Veränderungen des Knochens. Damit stellt sie ein attraktiver Angriffspunkt für die Entwicklung neuer therapeutischer Ansätze zur Behandlung einer S. aureus Osteomyelitis dar.
Ziel der Arbeit ist, die von mir bereits erfolgreich etablierte in vitro Methode, die RANK-Expression mittels Polyethylenimin (PEI) gecoateter Si-RNA gegen RANK in ausgereiften und differenzierten Knochenmarkszellen zu supprimieren, fortzuführen, um schließlich ein Drug Delivery System aus PEI-gecoateter Si-RNA mit aktivem Knochentarget und zusätzlicher Fluorezenzmarkierung zu entwickeln. In der Vergangenheit wurde PEI bereits erfolgreich in anderen Modellen, insbesondere in der Tumorforschung, als Drug-Delivery-System eingesetzt, und Erfolge in der therapeutischen Nutzung von Si-RNA konnten bereits erzielt werden. Meine Arbeit soll diese Verfahren auf das, in der Arbeitsgruppe bereits etablierte (und von ihr entwickelte) murine Modell der S. aureus Osteomyelitis übertragen und klären, ob PEI-gekoppelte si-RNA gegen RANK ein möglicher Behandlungsansatz bei Osteomyelitis darstellt.

Promotionsstipendien II/2018

Thema: "Identifikation funktioneller Domänen in P2X-Rezeptoren"

Inhalt:

Die durch extrazelluläres ATP aktivierbaren ionotropen P2X-Rezeptoren sind u.a. bei der Vermittlung von Schmerz- und Entzündungsprozessen involviert. Die Membranrezeptoren assemblieren sich aus sieben Untereinheiten als Homo- oder Heterotrimere und zeigen in ihrer Funktion eine deutliche Heterogenität. So sind zum Beispiel P2X1- und P2X3-Rezeptoren durch niedrige mikromolare ATP-Konzentrationen im Submillisekunden-Bereich aktivierbar. Weiterhin gehen sie bei längerer Anwesenheit des Liganden in einen desensitisierten nicht aktivierbaren Zustand über. P2X7-Rezeptoren werden hingegen erst bei submillimolaren ATP-Konzentrationen mit einer verlangsamten Kinetik aktiviert. Die längere Anwesenheit von ATP führt zu einer Sensibilisierung des Kanals und womöglich zu einem Übergang in einen dilatierten Zustand mit verminderter Ionenselektivität. Im Rahmen der experimentellen Arbeit sollen Struktur-Funktionsbeziehungen von P2X-Rezeptoren erarbeitet werden. Dazu werden ein Set von Chimären aus P2X1 – und P2X7-Rezeptoren stabil in HEK293-Zellen exprimiert und mithilfe der Patch-Clamp-Technik und mikroskopischen Techniken hinsichtlich ATP-Sensitivität, Aktivierungskinetik und Porendilatation charakterisiert.

Promotionsstipendien II/2018

Thema: "Zelluläre DNA-Reparaturmechanismen in virusinfizierten Zellen: Bedeutung und Funktion des Proteins PR130 während der Replikation von Herpes-simplex-Virus Typ 1 (HSV-1)."

Inhalt:

Eukaryontische Zellen verfügen über umfangreiche DNA-Reparaturmechanismen. Mangel an Nukleotiden, DNA-Schäden sowie virale Infektionen induzieren die Aktivierung von Checkpoint-Kinasen (CHKs). Diese induzieren eine komplexe Stressantwort, die das Schicksal der Zelle entscheidend beeinflusst. Neue Untersuchung zeigen, dass die Aktivität von CHKs durch epigenetische
Regulatoren aus der Familie der Klasse I Histon-Deacetylasen (HDACs) aufrechterhalten wird. Dagegen ist der trimere Phosphatase PP2A Komplex an der Inaktivierung der CHKs beteiligt. PR130, als regulatorische Untereinheit von PP2A, moduliert die Dephosphorylierung bestimmter CHKs und beeinflusst die Kontrolle des Zellzyklus. Das humane Herpessimplex-
Virus Typ 1 (HSV-1) vermehrt sich im Zellkern. Somit sind enge Wechselwirkungen zwischen viraler DNA-Replikation und zellulären DNA-Reparaturmechanismen zu erwarten. Infektionen mit HSV-1, die bei Patienten unter Immunsuppression, im Verlauf septischer Ereignisse oder altersbedingt reaktiviert werden können, sind mit einer gesteigerten Mortalität und Morbidität verbunden. Zur Therapie sind effektive Virostatika verfügbar, deren Verwendung jedoch zunehmend durch die Entstehung resistenter Virusvarianten eingeschränkt ist. Daraus ergibt sich die medizinische Notwendigkeit, neue Therapiestrategien zu entwickeln, die z. B. auf der Modulation wirtseigener Prozesse beruhen. Vorarbeiten belegen, dass die Aktivität von PR130 hemmend auf die Virusinfektion wirkt. Im Forschungsvorhaben soll deshalb der Einfluss zellulärer DNA-Reparatur-mechanismen auf die HSV-1 Replikation untersucht werden.

Promotionsstipendien II/2018

Thema: "Funktionelle Charakterisierung von Nexilin in Epithelien"

Inhalt:

Nexilin ist ein F-Aktin-bindendes Protein, das hohe Expressionsraten im Herz- und Skelettmuskel sowie in der Plazenta und im Hoden aufweist. Bisher ist die Funktion von Nexilin in Myozyten noch nicht hinreichend geklärt. Es konnte aber gezeigt werden, dass Nexilin eine wesentliche Rolle für die Integrität des Zytoskeletts und des Sarkomers spielt. Untersuchungen an Patienten mit Kardiomyopathien zeigten, dass Mutationen im Gen für Nexilin mit dilatativer Kardiomyopathie assoziiert sind. Des Weiteren führt die Abwesenheit von Nexilin in Gen-defizienten Mäusen binnen weniger Tage zum Tod der Tiere aufgrund
einer dilatativen Kardiomyopathie (Aherrahrou et al., 2016) Basierend auf der Interaktion mit F-Aktin wird vermutet, dass Nexilin auch eine Rolle in der Ausbildung und Regulation von Zell-Zell-Verbindungen in epithelialen Strukturen spielt. Ziel
meiner Promotionsarbeit soll es sein, Nexilin als Strukturprotein in epithelialen Zellen nachzuweisen und seine dortige Funktion näher zu untersuchen. Dafür sollen die Expression, Lokalisation, potentielle Interaktionspartner sowie die physiologische Funktion des Epithels in An- und Abwesenheit von Nexilin genauer untersucht werden.

Promotionsstipendien II/2018

Thema: "Vergleichende Evaluierung der antineoplastischen Wirkung der Inhibition der Polo-like-Kinase 4 in Ewing-Sarkom-Zellen mit mutiertem p53 und Wildtyp-p53"

Inhalt:

Das Ewing-Sarkom (ES) hat unter den Tumoren im Kindes- und Jugendalter eine der schlechtesten Prognosen, vor allem im Falle von Metastasen oder Rezidiven liegt die Überlebenswahrscheinlichkeit unter 40 %. Da Veränderungen der Behandlungsprotokolle in den vergangenen 15 Jahren keine Verbesserungen mehr gebracht haben, ist es erforderlich, neue therapeutische Angriffsziele zu identifizieren. Vielversprechend erscheinen die Pololike- Kinasen (PLKs), Serin/Threonin-Proteinkinasen, die bei der Zellteilung wichtige Kontrollfunktionen wahrnehmen. Insbesondere die PLK4, welche eine zentrale Rolle bei der Zentriolen-Duplikation spielt, hat sich jüngst als ein in vielen Tumoren überexprimiertes und die Metastasierung stimulierendes Protein herausgestellt. Zur Funktion der PLK4 im ES liegen indes noch keine Studien vor. In meiner Dissertation soll darum untersucht werden, ob sich die PLK4 als ein therapeutischer Angriffspunkt im ES eignen könnte. Dazu sollen die Wirkungen von PLK4-Inhibitoren in ES-Zellen getestet werden. Der Schwerpunkt wird dabei auf der Prüfung eines denkbaren chemosensibilisierenden Effektes der PLK4-Hemmung liegen. Der Einsatz von ES-Zelllinien mit unterschiedlichem p53-Status soll dabei die Frage klären, ob die Wirkung von PLK4-Inhibitoren von funktionellem p53 abhängt.

Promotionsstipendien II/2018

Thema: "Proteomics-basierte Suche nach präklinischen Markern beim Alportsyndrom am Hundemodell
(COL4A5-)"

Inhalt:

Das Alportsyndrom ist eine monogenetische Erbkrankheit, die in 85% der Fälle x-chromosomal vererbt wird. Bleibt die Erkrankung unbehandelt, erleiden die Patienten im Durchschnitt mit 22 Jahren ein Nierenversagen. Zum Antragszeitpunkt gibt es noch keine kausale Therapie. Allerdings haben frühere Studien an Mäusen und Kindern gezeigt, dass man die Progression der Erkrankung durch präklinische Gabe von ACE-Inhibitoren deutlich verlangsamen kann (beim Menschen um
mehr als 10 Jahre) [1]. Ist der Patient jedoch bereits symptomatisch, zeigt die Gabe von ACEHemmern keinen signifikant positiven Effekt mehr. Daraus ergibt sich ein Dilemma, denn es gibt bis heute keine validen präklinischen Marker, mit denen das Alportsyndrom frühzeitig diagnostiziert werden kann.
In meinem Promotionsvorhaben plane ich daher, die Proteine aus dem Blut von präklinischen Hundewelpen, die den genetischen Defekt des Alportsyndroms tragen, und gesunden Hunden zu extrahieren und deren Zusammensetzung mit einander zu vergleichen. Auf diese Weise soll überprüft werden, inwieweit sich die Konzentrationen einzelner Proteine im Plasma zwischen erkrankten und gesunden Hunden unterscheiden und ob diese Konzentrationsunterschiede signifikant genug sind, um als präklinische Diagnostik-Parameter verwendet zu werden. Zum anderen soll nachgewiesen werden, ob sich im Blut erkrankter Tiere neue, gegebenenfalls als präklinische Marker nutzbare, Proteine befinden.
In diesem Zusammenhang werden die Proben innerhalb der AG Proteomics bereits seit November 2017 massenspektrometrisch analysiert. Ich werde anschließend die massenspektrometrisch erhobenen Daten mit dem Programm SIEVE 2.0 auswerten. Die Ergebnisse werde ich daraufhin mittels Excel-Makros visualisieren und so die aussichtsreichsten Biomarkerkandidaten extrahieren. Diese werde ich anschließend mittels Immuntesten validieren.

Promotionsstipendien II/2018

Thema: "Untersuchung der Bedeutung der Häm- und Eisen-Homöostase in Niere und Leber für die
Pathogenese des hämolytisch-urämischen Syndroms im Mausmodell"

Inhalt:

Das hämolytisch-urämische Syndrom (HUS) als systemische Komplikation einer Infektion mit enterohämorrhagischen Escherichia (E.) coli (EHEC) geht klinisch mit einer mikroangiopathischen hämolytischen Anämie und akutem Nierenversagen einher. Shiga-Toxine (Stx) tragen als Hauptvirulenzfaktoren von EHEC durch Globotriaosylceramid (Gb3)-
Rezeptor-vermittelte Hemmung der Proteinbiosynthese zur Pathogenese des HUS bei. In den Vorarbeiten der Arbeitsgruppe NWG Translational Septomics wurden zwei murine Modelle des Stx-vermittelten HUS etabliert und charakterisiert. Eines dieser Modelle dient der geplanten Promotion als Grundlage um a) die Häm- und Eisen-Homöostase durch die Analyse der Genexpression ausgewählter Zielproteine in Niere und Leber im Kontext der Pathophysiolgie des HUS zu charakterisieren, b) deren pathophysiologische Relevanz auf Proteinebene (Immunoblotting, Immunhistochemie) zu überprüfen, c) die Rolle von Haptoglobin und Hämopexin für die Häm- und Eisen-Homöostase in der Pathogenese des HUS zu analysieren. Basierend auf den hierbei gewonnenen Erkenntnissen können weitere mechanistische In-vitro-Studien erfolgen.

Promotionsstipendien II/2018

Thema: "Untersuchungen zur Funktion der Rezeptor-Tyrosinkinase c-Met bei der Kommunikation zwischen Tumor- und Stromazellen durch genetische Ausschaltung von c-Met"

Inhalt:

In diesem Vorhaben möchte ich studieren, wie der Hepatocyten-Wachstumsfaktor (HGF) und sein Rezeptor c-Met an der   Kommunikation zwischen Blasenkarzinom (UBC)-Zellen und stromalen Fibroblasten beteiligt sind. UBC-Zellen aktivieren Fibroblasten, die daraufhin ihrerseits Faktoren sezernieren (u.a. HGF), die autokrin wirken sowie die Malignität der Tumorzellen fördern. Da in beiden Zelltypen c-Met exprimiert und aktiviert wird, soll sein funktioneller Beitrag zur Tumor-Stroma-Wechselwirkung analysiert werden. Hierzu wird durch genetischen Knockdown mit Hilfe von small hairpin (sh)RNA in zwei verschiedengradigen UBC­ Zelllinien (RT-112 und Cal-29) sowie in der Fibroblasten-Zelllinie hTERT c-MET spezifisch ausgeschaltet. Dann werden die c-Met k.o und wildtypischen Tumorzellen bzw. Fibroblasten in Co-Kulturversuchen vergleichend daraufhin    untersucht, inwieweit aktivierte Fibroblasten malignitätsrelevante Eigenschaften der UBC-Zellen wie Proliferation und Migration steigern. Zudem wird mit dem gleichen Ansatz studiert, wie die in der Tumor-/Stromazell-Kommunikation aktive HGF/c-Met-Achse die Entwicklung von Zytostatika-Resistenz in UBC-Zellen beeinflusst. Das Projekt soll dazu beitragen, Funktionen von c-Met bei der Wechselwirkung von Karzinom­ Zellen und stromalen Fibroblasten besser zu verstehen und zu charakterisieren.

Promotionsstipendien II/2018

Thema: "Histologische Untersuchung der Synovialmembran von Arthrose-Patienten mit bzw. ohne Diabetes mellitus"

Inhalt:

Die Osteoarthrose hat sich nicht zuletzt wegen des demografischen Wandels zu einer weit verbreiteten Alterserkrankung entwickelt.[1] Die Stoffwechselerkrankung Diabetes mellitus, deren Prävalenz weltweit stark zunimmt,[2] wird laut neuesten Studien als Risikofaktor für die Osteoarthrose betrachtet.[3] Bisher ist nicht bekannt, welche Faktoren des Diabetes mellitus möglicherweise die Entstehung oder die Progression der Arthrose beeinflussen können. Kürzlich konnte gezeigt werden, dass Arthrose-Patienten mit Diabetes mellitus einen erhöhten Gelenkschmerz aufweisen.[4]
In der Promotionsarbeit werden zunächst geeignete humane Gewebeproben von Patienten mit fortgeschrittener Gonarthrose aus der Klinik für Unfallchirurgie ausgewählt. Diese werden auf den Grad der Entzündung des Synovialgewebes, der Einwanderung von Immunzellen (Mastzellen, M1/M2-Makrophagen, Granulozyten), der lnnervationsdichte und der Gefäßversorgung untersucht und diese Ergebnisse unter anderem mit der Schmerzintensität in Beziehung gesetzt. Ziel ist es, Faktoren zu identifizieren, die an einer Verstärkung des Arthrose-Schmerzes bei den Diabetes-Patienten beteiligt sein könnten.

Das Stipendien wird vom Förderverein des UKJ übernommen.

Promotionsstipendien II/2018

Thema: "Pathogenese des hämolytisch-urämischen Syndroms – In-vivo- und In-vitro-Untersuchungen zur Rolle von TWEAK und der Bedeutung des non-kanonischen NF-κB-Signalweges"

Inhalt:

Das hämolytisch-urämische Syndrom (HUS) ist eine systemische Komplikation nach Infektion u. a. mit Shigatoxin-produzierenden enterohämorrhagischen E. coli (STEC) und zählt zu den hämolytischen Mikroangiopathien. Die Arbeitsgruppe hat zwei murine Modelle dieses Krankheitsbildes etabliert, die auf der intravenösen Applikation verschiedener Dosen Shiga-Toxin 2 beruhen. Während im akuten Modell (1x300 ng/kg Stx2) prärenale Mechanismen des Nierenversagens überwiegen, spielen im subakuten Modell (3x25 ng/kg Stx2) intrarenale Mechanismen eine große Rolle in der Pathogenese. Es wurde gezeigt, dass die Aktivierung des non-kanonischen NF-κB-Signalweges eine wichtige Rolle in der Pathogenese verschiedener Nierenerkrankungen spielt, die Bedeutung im HUS ist allerdings bisher nicht untersucht. Im hier vorgelegten Projekt soll die Rolle des Tumor necrosis factor-like weak inducer of apoptosis (TWEAK) als Mediator des non-kanonischen NF-κB-Signalweges auf Transkriptionsebene (qPCR) und Proteinebene (Immunoblotting und ELISA) im subakuten Modell des HUS näher untersucht werden. Anschließend sollen in in-vitro-Experimenten an HK-2-Zellen mögliche Wechselwirkungen von Shiga-Toxin und TWEAK in der Regulation des non-kanonischen NF-κB-Signalweges untersucht werden.

Promotionsstipendien II/2018

Thema: "Role of cyclin D2 for ongoing neurogenesis in the adult mouse hippocampus"

Inhalt:

Adult neurogenesis is a multi-stage process in which new neurons are generated from activated neural stem cells via increasingly committed progenitors. It involves proliferation and differentiation and, as such, is fundamentally linked to the cell cycle. Moreover, it is a highly dynamic process tightly regulated by a complex interplay of intrinsic and extrinsic signals, providing a mechanism through which the brain can adapt to changing cognitive demands. Disturbances of neurogenesis, either pathologically or by natural aging, have been linked to cognitive impairments and neurological disorders. Previously, we discovered that a knockout of the cell cycle regulator cyclin D2 causes a loss of adult stem cells and adult-born neurons, suggesting a requirement of cyclin D2 for adult neurogenesis. More recent evidence indicated that these phenotypes result from combined developmental and adult effects of the knockout. This inspired us to develop a floxed D2 mouse for spatiotemporally controlled ablation of D2. By applying these mice in in vivo and in vitro experiments, my project aims at defining the role of cyclin D2 in adult hippocampal neurogenesis with particular focus on unveiling its specific functions in distinct neural precursor cells.

Promotionsstipendien II/2018

Thema: "Die Abhängigkeit kindlicher Geburtsparameter von der fetalen Bewegungsaktivität im
Schwangerschaftsverlauf bei Kindern diabetischer und nichtdiabetischer Mütter"

Inhalt:

Die Fidgety-Hypothese postuliert, dass eine hohe fetale intrinsische Aktivität dazu führt, erhöhte intrauterine Glukosewerte, wie sie bei einem Gestationsdiabetes (GDM) auftreten können, auszugleichen und ein etwaiges Makrosomierisiko dadurch zu mindern. Die Methode der fetalen Magnetkardiographie (fMKG) ermöglicht eine zeitlich hochauflösende Darstellung der fetalen Herzfrequenz. So können zur Bewegungsdetektion indirekt der Herzfrequenzanstieg, als auch direkt die Veränderungen des fMKG-Signals bei fetaler Bewegung genutzt werden. Die Kombination beider Informationen dient der Bewegungsdetektion in Korrelation zur autonomen Herzfrequenzregulation. Ziel der Promotion ist es mit dieser Methode die Abhängigkeit des Geburtsgewichtes zur fetalen Bewegungsaktivität bei Kindern diabetischer und nichtdiabetischer Mütter zu ermitteln. Zusätzlich gilt es herauszufinden, wie sich die Herzfrequenzvariabilität (HRV) als Maß der autonomen Herzfrequenzregulation, bei Feten verändert, die einem GDM ausgesetzt sind. Es wird erwartet, dass sich ein Einfluss erhöhter mütterlicher Glukosewerte auf die Entwicklung des autonomen Nervensystems des Feten mittels HRV-Analyse aufzeigen lässt.

Promotionsstipendien II/2018

Thema: "Qualitätsmarker für individualisierte Stammzelldifferenzierung"

Inhalt:

Die induzierte pluripotente Stammzell-Technologie nimmt in der Forschung heutzutage eine besondere Stellung ein. Sie hat aufgrund ihrer vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten ein großes Potential. So können beispielsweise patienteneigene Fibroblasten entnommen, in induzierte pluripotente Stammzellenzellen (iPS-Zellen) umgewandelt und in verschiedene Zelltypen differenziert werden. Die neugewonnenen Zellen können dann zu diagnostischen und therapeutischen Zwecken in vielen klinischen Fächern verwendet werden (s. Abb. 1). Bislang konnten induzierte pluripotente Stammzellen im Tiermodell zur Therapie, z. B. der Sichelzellanämie, erfolgreich eingesetzt werden. Außerdem bieten sie die Möglichkeit, Pathomechanismen diverser altersbezogenen Krankheiten, z. B. metabolische und neurodegenerativen Erkrankungen, zu erforschen. Gegenstand meines Projektes ist es, ein Reportersystem zu entwickeln, das sich zur Validierung von Differenzierungsstadien mittels Fluoreszenzmarkern eignet. Hierbei wird ein Vektor-System entwickelt, das die Differenzierung der Zellen anzeigt. Mittels Fluoreszenzmikroskopie können damit zum Beispiel einzelne Subpopulationen an Zellen aus den verschiedenen Keimblättern identifiziert oder die gewebstypische Differenzierung angezeigt werden. Darauf aufbauend könnten die Ergebnisse dieses Projektes auch für die Optimierung von Differenzierungsprotokollen genutzt werden.

Promotionsstipendien II/2018

Thema: "Der Einfluss von Chemotaxis-Inhibierenden-Proteinen von Staphylococcus aureus
(ChIPS) induzierten Superinfektion bei bestehender Influenza A Virus Infektion"

Inhalt:

Respiratorische Infektionen sind als Hauptauslöser einer Sepsis mit einer hohen Mortalitätsund Morbiditätsrate verbunden. Das Erregerspektrum umfasst neben Bakterien auch eine Anzahl von Viren, wobei eine bakterielle Koinfektion zu einem erheblichen Anstieg der Morbidität bei Immunkompetenten führen kann. Staphylococcus aureus (S. aureus) kann bei einer vorbestehenden Influenza Virus Infektion zu schweren Krankheitsverläufen führen. Spezifische bakterielle Virulenzfaktoren können dabei die Mortalität erheblich steigern. Ziel dieses Projektes ist die Untersuchung des Chemotaxis-Inhibierenden-Proteins von S. aureus (ChIPS) auf die Koinfektion, bzw. die primär bestehende Virusinfektion auf die Expression dieses immunregulierenden Proteins. Der Alveolar-Biochip soll für die speziesspezifische Koinfektion das entsprechend komplexe
Modell liefern, um die Wechselwirkungen der viral-bakteriellen Infektion mit Zellsystemen zu untersuchen.

Promotionsstipendien II/2018

Thema: "Wirkung von Fruktose auf die frühen Differenzierungsprozesse embryonaler Stammzellen im in vitro Modell embryoid body"

Inhalt:

Im Rahmen dieses Projektes soll der Einfluss von Fruktose auf die Differenzierungsprozesse in Stammzellen untersucht werden, um die Wirkung dieses, in den modernen Ernährungsgewohnheiten zunehmend verwendeten Zuckers, auf die frühe Entwicklung eines Embryos beurteilen zu können.
Hierzu werden embryonale murine Stammzellen in Form der dreidimensionalen embryoid bodies (EBs) verwendet, welche ein Modell für frühe embryonale Entwicklungsprozesse aus Stammzellen darstellen. Diese Stammzellen sind durch ein pluripotentes Verhalten gekennzeichnet und exprimieren gewebsspezifische Muster von Proteinen und Genen, die der embryonalen Entwicklung in vivo entsprechen. Durch die Verwendung dieses Modells kann untersucht werden, wie Fruktose den Metabolismus beeinflusst und welche Signalwege dabei eine Rolle spielen. Dabei stehen vor allem reaktive Sauerstoffspezies (ROS) und der Insulin-Rezeptor-Signalweg als zentrale Regulatoren für die Differenzierung im Mittelpunkt des Projektes. Wir erwarten durch diese Untersuchungen neue Erkenntnisse über die Konsequenzen einer zunehmend Fruktose-reichen Ernährung für die Entwicklung früher Embryonen.

Promotionsstipendien II/2018

Thema: "Generierung und funktionelle Charakterisierung rekombinanter Antikörper gegen den Thymic Stroma! Lymphopoietin (TSLP) Rezeptor mit inhibitorischen Eigenschaften"

Inhalt:

Thymic Stroma/ Lymphopoietin (TSLP) ist ein Zytokin mit zentralen Rollen bei Asthma bronchiale. Die pathogenetischen Effekte von TSLP beruhen auf der Aktivierung des TSLP­ Rezeptors (TSLPR) durch Heterodimerisierung, deren Blockierung daher eine attraktive therapeutische Option darstellt. In diesem Projekt sollen,· ausgehend von einem vorhandenen monoklonalen Antikörper mit inhibitorischen Eigenschaften, rekombinante Immunglobulin­ Varianten erzeugt werden, die die ligandeninduzierte Aktivierung des TSLPR effizient hemmen können. Hierzu soll aus einer Maushybridomzelllinie durch gentechnische Verfahren cDNA für TSLPR-bindende Domänen des sezernierten Antikörpers kloniert, sequenziert und dann in den Formaten single-chain-Antiköper (scFv) und Fab-Fragment in Säugerzellen exprimiert werden. Nach analytischen Tests auf spezifische, hochaffine Bindung des TSLPR und proteinbiochemischer Reinigung der rekombinanten Antikörpervarianten soll die kompetitive Hemmung der Aktivierung des TSLPR in TSLP-reaktiven Zellen charakterisiert werden. Hierzu dient eine Reporterzelllinie, in der die Signaltransduktion des TSLP-stimulierten TSLPR als luminometrisch messbare Luciferase-Aktivität ausgelesen werden kann. Die Ergebnisse können potentiell zur Entwicklung neuer spezifischer Asthma-Therapeutika beitragen.

Promotionsstipendien I/2018

Thema: "Die Rolle der PI3-Kinase δ bei der Regulation des wachstumsfaktorunabhängigen Überlebens und des glykolytischen Phänotyps von Nbeal2-/- BMMCs."

Zusammenfassung:
Nbeal2 gehört zur Familie der beige and Chediak-Highashi (BEACH) Domänen Proteine und besteht aus einer BEACH-, ConA-, WD40-, und aus einer pleckstrin homology Domäne (1).
Die BEACH-Domäne ist von entscheidender Bedeutung für den vesikulären Transport und für die Fusion der Vesikel mit der Zellmembran. Die ConA-Domäne bindet gykolysierte Proteine und ist somit an der Sortierung und Sekretion verschiedener Proteinen beteiligt. Die Protein-Protein-Interaktion wird von der WD40-Domäne vermittelt, wohingegen die pleckstrin homology domain (PH-Domäne) für die Interaktion von 4,5-bisphosphoinositol verantwortlich ist.
Es ist bekannt, dass der Funktionsverlust von Nbeal2 oder der Mangel von Nbeal2 bei Menschen das Gray-Platet-Syndrom verursacht, welches sich in Form von Makrothrombozytopenie, Splenomegalie und einem Mangel an a-Granula in Megakaryozyten und Thrombozyten darstellt (1-3). Dieser Phänotyp konnte auch durch den Knockout von Nbeal2 im Mausmodell (Nbeal2-/-) nachgewiesen werden (4). Somit stellt dieses Mausmodell ein geeignetes System dar, mit dem weitere funktionelle Charakterisierungen von Nbeal2 erfolgen können.
In unserer Arbeitsgruppe konnte gezeigt werden, dass Nbeal2 auch eine essentielle Rolle bei der Mastzellentwicklung und Granulabiosynthese spielt (5). Wir konnten zeigen, dass Nbeal2 sowohl in einer 200kDa als auch in einer 300kDa Isoform in Mastzellen exprimiert wird. Weitergehende Untersuchungen zeigten, dass Nbeal2 über die Regulation des IRF8-MITF/GATA2-Signalwegs die Expression von p27 und somit der Zellzyklus steuert (5).
Die biologische Funktion von Mastzellen wird in der Immunbiologie anhand von in vitro generierten knochenmarksausgereiften Mastzellen, auch als „bone marrow derived mast cells“ (BMMCs), untersucht. Dazu wird Knochenmark aus Mäusen isoliert und mit IL-3 haltigem Medium kultiviert, sodass nach vier bis fünf Wochen ausgereifte BMMCs entstehen.
Gegenstand dieses Projektvorhabens ist eine weitere funktionelle Charakterisierung von Nbeal2 in BMMCs

Promotionsstipendien I/2018

Thema: "Untersuchung zur Relevanz von cis-regulatorischen Elementen im humanen Renin-Promotor
mittels Crispr/Cas9 Technologie"

Inhalt:

Herz-Kreislauf-Erkrankungen zählen zu den Haupttodesursachen weltweit. Als einer der bedeutendsten Risikofaktoren wird die arterielle Hypertonie genannt. Medikamentöse Therapien des Bluthochdrucks konzentrieren sich hauptsächlich auf die Regulation des Renin-Angiotensin-Aldosteron-Systems (RAAS), denn dieses System ist physiologischerweise für die langfristige systemische Blutdruckregulation von zentraler Bedeutung. Renin gilt dabei als Schlüsselenzym, da es die Spaltung von Angiotensinogen zu Angiotensin I katalysiert, die Vorstufe des Effektors Angiotensin II. In der Promotionsarbeit steht die Regulation des Renin-Gens durch cis-regulatorische Elemente des Renin-Promoters im Fokus. Ich möchte untersuchen, inwieweit eine Abhängigkeit zwischen dem Abstand der Promotorregion vom Renin-Gen und der resultierenden Aktivierbarkeit des Gens vorliegt. Dazu werden 10 Sequenzen à 50 Basenpaaren direkt vor dem ersten Exon des Gens auf die Aktivierbarkeit von Renin untersucht und 3 weitere Abschnitte, welche ca. 13kb stromaufwärts liegen und in der Literatur als potentiell regulatorisch wirksame Regionen hinsichtlich der Reninexpression beschrieben werden. Ergebnisse des Projektes könnten ein wichtiger Ansatzpunkt für weitere Forschungen in Richtung der gezielten Modifikation der Reninexpression sein.

Promotionsstipendien I/2018

Thema: "Immunhistochemische Untersuchung verschiedener Biomarker auf Plazenten von in der
Schwangerschaft zytostatisch behandelten Brustkrebs-Patientinnen"

Inhalt:

Frauen, die während ihrer Schwangerschaft an Brustkrebs erkrankt und mit Chemotherapeutika behandelt worden sind, können nichtsdestotrotz anscheinend gesunde Kinder bekommen (Vitalparameter stabil, keine makroskopisch sichtbaren Fehlbildungen und unauffälliges Äußeres). In meiner Promotionsarbeit wird diese bemerkenswerte Beobachtung untersucht, um herauszufinden, welche Mechanismen, Transporter oder Enzyme im Körper und/oder in der Plazenta für den Schutz des Fötus vor teratogenen Substanzen sorgen. Dafür werden 109 Plazenten von Brustkrebspatientinnen und 20 Kontrollplazenten von gesunden unauffälligen Schwangeren aus der Universitätsfrauenklinik in Jena verwendet. Diese werden in der
Untersuchung immunhistochemisch mittels Maus- oder Kaninchenantikörpern auf vier Biomarker (GLUT3, HIF-1alpha, p-Glykoprotein und BCRP) getestet.

Promotionsstipendien I/2018

Thema: "Metabolische Untersuchung des Knochenstoffwechsels bei Parodontitis"

Inhalt:

In dem Projekt werden die molekularen Mechanismen untersucht, die dem Knochenabbau bei Adipositas zugrunde liegen. Es soll speziell untersucht werden, wie der Knochen bei Adipositas auf eine parodontale Infektion reagiert. Die zentrale Hypothese des Projekts ist, dass eine starke Akkumulation von gesättigter Palmitinsäure und die daraus resultierenden lipotoxischen metabolischen Zwischenprodukte den Knochenstoffwechsel beeinflussen und entscheidend für die Reaktion des Knochens auf eine parodontale Infektion sind. Es sollen die molekularen Mechanismen des Knochenabbaus analysiert werden, um herauszustellen, wie die Immunantwort bei Adipositas moduliert wird. Durch das Projekt soll das Wissen über die Alterserkrankung Parodontitis in Bezug auf Adipositas erweitert werden, um innovative Therapien von Knochenverlust entwickeln zu können.