Die Immunantwort gegen Selbst-Antigene kann einerseits zu schädlichen Autoimmunerkrankungen andererseits aber auch zu erwünschten Immunreaktionen gegen Tumore führen. Die Aktivierung autoreaktiver T-Zellen scheint zwar entscheidend aber nicht hinreichend für die Entstehung von Antitumor- bzw. Autoimmunität zu sein. Diese Situation zeigt sich in unserem Mausmodell in dem neben der Aktivierung Kb-spezifischer T-Zellen auch eine bakterielle Infektion der Leber notwendig ist, um eine Autoimmunreaktion gegenüber Kb-exprimierenden Leberzellen zu induzieren. Im ersten Teil der Arbeit konnte gezeigt werden, daß eine Entzündungsreaktion in der Leber, induziert durch CpG-haltige Oligodeoxynukleotide, ausreicht, um aktivierten Kb-spezifischen T-Zellen Angriff auf Hepatozyten zu ermöglichen. Kreuzreaktivität mit bakteriellen Epitopen (molekulare Mimikry) konnte damit ausgeschlossen werden. IL-12 spielt beim CpG-ODN-vermittelten Effekt eine entscheidende Rolle. Der autoimmune Leberschaden ist transient und kann zwar kurzzeitig reinduziert und verlängert werden, wird aber nicht chronisch. Im zweiten Teil der Arbeit wurde ein Tumormodell geschaffen, daß es ermöglicht, die Bedeutung von Entzündungsreaktionen bei der Induktion von T-Zell-vermittelten Immunreaktionen gegen malignes Gewebe untersuchen zu können. Hierfür wurde ein autochthones Lebertumormodel in der Maus generiert, bei dem Cre-Rekombinase-vermittelte Inversion einer mit loxP-Sequenzen flankierten invertierten SV40 Tag-Sequenz zur Entwicklung von Hepatozellulären Karzinomen innerhalb von sechs Monaten führt. Transformation war hepatozytenspezifisch und führte nicht zu Metastasierung in andere Organe. Applikation von Liposomen, die cre-kodierendes Plasmid enthalten, führt zu partieller Rekombination eines gefloxten Konstrukts in der Leber. Außerdem wurden zwei transgene Linien, die ein Fusionsprotein aus Cre und der Tamoxifen-induzierbaren mutierten Ligandbindedomäne des Östrogenrezeptors exprimieren, hergestellt.
Die ereignisgesteuerte neurofunktionelle Magnetresonanz-Tomographie ermöglicht die Darstellung der aktiven Gehirnareale, indem sie die unterschiedlichen magnetischen Eigenschaften von oxygeniertem und desoxygeniertem Blut ausnutzt. Im Rahmen dieser Arbeit wurden vier ereignisgesteuerte FLASH-Meßsequenzen für die Untersuchung der Schmerzverarbeitung entwickelt und implementiert. Diese Methoden ermöglichen die Abbildung der Gehirnfunktion auf einen äußeren Reiz mit hoher zeitlicher und räumlicher Auflösung. In Messungen am Phantom und am Probanden wurden die Techniken mit ereignisgesteuerten EPI-Aufnahmen verglichen. Zur Lokalisation und Untersuchung der Dynamik der an der Schmerzverarbeitung beteiligten Areale wurden zwei Sequenzen bei phasischen und tonischen Reizen durch Thermoden- und CO2-Laserstimulation eingesetzt. Durch Implementierung eines randomisierten Stimulationsdesigns gelang die Evaluation der reizstärkenabhängigen Dynamik. Der Einfluß von Kopfbewegungen des Probanden während der Datenaufnahme wurde mit Hilfe von Simulationsrechnungen für zwei Sequenztypen ermittelt. Die im Rahmen dieser Arbeit entwickelten Methoden für die Ableitung eines EEGs im Tomographen erlauben eine Messung der Hirnströme auch während funktioneller MR-Messungen. Damit können die Vorteile der hohen zeitlichen Auflösung des EEGs mit der guten räumlichen Auflösung der MRT kombiniert werden. Mit Hilfe dieser Methoden gelingt es, die Prozesse der Schmerzverarbeitung zu untersuchen und der Neuropsychologie ein Werkzeug zur Erforschung der Mechanismen der Chronifizierung des Schmerzes zur Verfügung zu stellen.
Die Phagedisplaytechnologie ist in den letzten Jahren eine der wichtigsten Methoden zur Gewinnung von humanen monoklonalen Antikörpern geworden. Die Herstellung von großen Antikörperbibliotheken mit Hilfe dieser Technik ist Voraussetzung für die erfolgreiche Selektion von Antikörpern gegen die unterschiedlichsten Antigene. Ziel der vorliegenden Arbeit war es sowohl große Antikörperbibliotheken erfolgreich Antikörper gegen Oberflächenantigene zu selektionieren, als auch die Methoden zu deren Bau zu verfeinern. Aus einer bestehenden Antikörperbibliothek, die aus den peripheren Blutlymphozyten von fünfzig Spendern aufgebaut worden war, wurden scFv-Fragmente gegen das HbsAg des HBV-Viruses isoliert. Die Fragmente erkennen sowohl rekombinant hergestelltes HbsAg, als auch natives auf dem Virus selbst. Diese scFv-Fragmente werden zudem in besonders großen Mengen in E.coli produziert, so daß das Framework für den Aufbau einer synthetischen Bibliothek geeignet ist. Mit einem neuen sensitiveren Phagen-ELISA auf Chemolumineszenzbasis wurden die Detektionsgrenze nach unten verschoben. Dadurch ist es möglich bereits 106 gebundene Phagen zu detektieren. Dieses Verfahren ist besonders sinnvoll einzusetzen, wenn nicht genügend Antikörper oder Antigen vorhanden ist und hat großes diagnostisches Potential bei gering exprimierten Zelloberflächenantigenen. Durch verschiedene methodische Änderungen bei der Amplifikation der humanen variablen Genregionen und bei der Herstellung von Phagedisplaybibliotheken gelang es, die Qualität solcher Bibliotheken zu steigern. Außerdem wurden durch umfangreiche Primerspezifitätstests die Grundlagen für klassenspezifische Patientenbibliotheken gelegt. Desweiteren wurde unter Verwendung von neu entworfenen Primern eine universelle IgM Bibliothek hergestellt und diese erfolgreich mit einem Zelloberflächenantigen (Egp2) gescreent.
In der vorliegenden Arbeit wurde ein Verfahren zur pr. azisen Modellierung von Ri- sikostrukturen und Zielvolumina f. ur die Protonentherapie intraocularer Tumore ent- wickelt. Ziel ist, durch die genaue Kenntnis der Patientengeometrie die Gefahr von . Uberdosierungen im Normalgewebe und damit die Wahrscheinlichkeit von unerw. unsch- ten Nebenwirkungen zu minimieren. Es wurde ein dreidimensionales geometrisches Au- genmodell entwickelt, das im Rahmen einer multimodalen modellbasierten Segmentie- rung auf Grundlage von 3D-Bilddaten pr. azise an die Geometrie des Auges angepa¡t werden kann. Da sich in den 3D-Daten jedoch das Zielvolumen nicht eindeutig abgren- zen l. a¡t, werden hierzu Fotogra en des Augenhintergrundes herangezogen. Dazu wurde eine Methode entwickelt, die die Informationen aus Modell, 3D-Daten und Fundusfoto- gra e geometrisch korreliert in einem zweidimensionalen Diagramm des Augenhinter- grundes vereinigt und eine eineindeutige Zuordnung zwischen dem zweidimensionalen Fundusdiagramm und den 3D-Daten erm. oglicht. Die dreidimensionale Tumorober . ache wird aus der vom Benutzer direkt in das Fundusdiagramm eingezeichneten Tumorba- sis und der aus Ultraschallmessungen gewonnenen Tumorh. ohe automatisch berechnet. Dieses Verfahren erm. oglicht die Erstellung eines dreidimensionalen Patientenmodells, das sowohl die einzelnen Strukturen des Auges als auch dasTumorvolumen pr. azise be- schreibt. Zur Anwendung in der Protonentherapie von Augentumoren wurde hieraus ein Softwaremodul erstellt und in das Bestrahlungsplanungssystem OCTOPUS integriert.
In dieser Arbeit wurde ein Verfahren zum Nachweis von modifizierten Nukleotiden (DNA-Addukten) basierend auf Fluoreszenzderivatisierung und kapillarelektrophoretischer Trennung mit Laser-induzierter Fluoreszenzdetektion entwickelt. Es wurde eine Derivatisierungsstrategie gefunden, die eine Kopplung von 2'-Desoxynukleosid- 3'-phosphaten aus enzymatischer DNA-Hydrolyse mit Fluoreszenzmarkern, die eine primäre Aminogruppe als Ankergruppe tragen, ohne Zwischenreinigung ermöglicht. Zur Trennung fluoreszenzmarkierter Nukleotide erwies sich die micellare elektro- kinetische Chromatographie in unbeschichteten fused-silica-Kapillaren und SDS als Micellenbildner als geeignet. Die entwickelte Methodik wurde zum Nachweis von 8-Oxo-dG, etheno-dA und 5-Methyl-dC aus definiert modifizierten Oligonukleotiden angewendet. In Kalbsthymus-DNA und DNA isoliert aus humanem Gewebe wurde 5-Methyl-dC direkt nachgewiesen und quantifiziert. Anhand der Analyse von mit Aristolochiasäure I in vitro-modifizierter Kalbsthymus-DNA gelang der simultane Nachweis unterschiedlicher DNA-Addukt-Klassen. Die entwickelte Methodik ermöglicht die Verwendung von DNA-Addukten als Biomarker genotoxischer Substanzen in molekular-epidemiologischen Studien.
Campus TV zeigt, wie Wissenschaftler aus Universität Heidelberg und Deutschem Krebsforschungszentrum am Teilchenbeschleuniger der Gesellschaft für Schwerionenforschung in Darmstadt Patienten mit schweren Ionen gegen Krebs behandeln.