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Auf Grund hoher Prävalenz, weit verbreiteter Anthelminthikaresistenz (AR) und ausgeprägter Pathogenität der dritten und vierten Larvenstadien gehören Cyathostomine bzw. kleinen Strongyliden zu den bedeutendsten Infektionserregern des Pferdes. Resistenzen traten als erstes gegenüber den Benzimidazolen (BZ) auf, die bereits seit mehr als 20 Jahren nicht mehr uneingeschränkt für die Therapie empfohlen werden. Makrozyklische Laktone (ML) werden heute am häufigsten für die Behandlung von mit Cyathostominen infizierten Pferden angewendet. Während die Wirksamkeit der ML gegenüber kleinen Strongyliden trotz ihres intensiven Einsatzes in Europa kaum eingeschränkt ist, fanden Untersuchungen erste MLresistente Populationen in Südamerika (Brasilien). Die Expression von P-Glykoproteinen (Pgp) mit ihrer Fähigkeit Xenobiotika aus dem Zellinneren zu exportieren, wurde in Nematoden wie Haemoncus contortus und Teladorsagia circumcincta mit einer erhöhten Toleranz gegenüber ML in Verbindung gebracht. Die hier vorgestellte Studie untersuchte das Vorkommen und die funktionelle Bedeutung von Pgps in kleinen Strongyliden. Dabei konnten vollständige cDNA-Sequenzen des Pgp-Isotyps 3 in den Spezies Cylicocyclus elongatus, Cylicocyclus insigne und Cylicostephanus goldi mittels RT-PCR identifiziert werden. Für C. elongatus war zusätzlich die vollständige Amplifizierung und Sequenzierung von Pgp-9 möglich. Während die Ähnlichkeit der Pgp-3 cDNAs der Cyathostominen untereinander bei > 90 % lag, stimmten Pgp-3 und Pgp-9 Isotypen auf Nukleotidebene nur zu 39 % überein. Alle deduzierten Proteine zeigten die charakteristischen Merkmale der ABC-Transporterfamilie, wie z.B. je zwei Transmembran- und nukleotidbindenden Domänen. Ihre Molekülmasse lag bei ≈ 140 kDa. Zur funktionellen Charakterisierung und Identifizierung von Pgp-Substraten wurden erstmals die Nematoden-Pgps CegPgp-3 und CegPgp-9 in zwei Saccharomyces cerevisiae-Stämmen (AD1-7 und JRY8012) heterolog exprimiert. Beide Stämme zeichnen sich durch die Deletion von sieben bzw. drei hefeeigenen ABC-Transportern aus. Die Transkription der Transgene wurde für beide Pgps über eine RT-PCR bestätigt. Der Versuch über einen Western Blot mit Verwendung eines spezifischen anti-Pgp- (C219) und eines anti-V5-Antikörpers die Proteinexpression zu überprüfen, blieb erfolglos. Der Translationsnachweis erfolgte daher über ein fluorescence activated cell scanning (FACS). Der Anteil positiver Zellen war bei AD1-7 CegPgp-9 mit 20 % am höchsten, wobei hier anzumerken ist, daß der Antikörper nur aktives Pgp detektiert und die Versuche in Abwesenheit eines exogenen Pgp Substrats durchgeführt wurden. Bei CegPgp-3 erreichte er nur Werte von 2,3 bis 2,7 %. JRY8012 zeigte keine Expression von aktivem CegPgp-3. Für CegPgp-9 lagen die Werte nur bei 0,58 - 1,99 %. Im 96-Well-Format wurde im Rahmen eines neu etablierten, automatisierten, kompetitiven Wachstumsassays die Suszeptibilität der transformierten Hefen gegenüber dem BZ Thiabendazol und dem Pgp-Inhibitor und –Substrat Ketokonazol (KCON) untersucht. Dabei wurde über 48 h alle 10 min die OD600 der Hefekulturen bestimmt und die ermittelten Wachstumskurven statistisch ausgewertet. Über eine logistische Regression mit vier Parametern wurde das relative Wachstums der Hefestämme mit und ohne Pgp-Expression verglichen sowie EC50 Werte berechnet. Für keinen der transformierten JRY8012-Stämme zeigten sich signifikante Unterschiede zum Kontrollstamm mit LacZ-Expression, was wahrscheinlich mit einer zu geringen Pgp-Expression zusammenhängt. Die EC50 Werte von AD1-7 CegPgp-9 und LacZ wichen hingegen signifikant voneinander ab. Hefen, die CegPgp-rd4e 9 exprimierten, tolerierten ohne Wachstumseinbußen eine KCON -Konzentration von 0,73 μM im Gegensatz zu 0,18 μM im Kontrollstamm (LacZ). Des Weiteren wurden im gleichen Wachstumsassay verschiedene ML auf ihre potentielle Interaktion mit KCON am heterolog exprimierten Pgp untersucht. Die Ergebnisse zeigen einen moderaten, konzentrationsabhängigen und wachstumsmindernden Effekt von EPM und IVM auf AD1-7 CegPgp-9. Die Zugabe von MOX bewirkte keine Wachstumshemmung. In den verwendeten ML-Konzentrationen, die geringer waren als für die Pgp-exprimierenden Stämme, zeigte sich kein direkter Einfluss auf das Wachstum des Kontrollstammes. Die Kombination aus KCON (0,18 bzw. 0,73 μM) mit ML führte in allen Fällen zur signifikanten, konzentrationsabhängigen Steigerung der KCON-Wirkung. Die Ursache der potentiellen Synergie zwischen KCON und ML ließ sich mit der angewendeten Methode nicht feststellen. Möglich wären unter anderem eine kompetitive Verdrängung von KCON an einer Substratbindungsstelle am Pgp oder eine ML-induzierte Inhibition der Pgp-Aktivität. Das etablierte, automatisierte Wachstumsassay ermöglicht die einfache und kostengünstige funktionelle Untersuchung von Pgps auf Proteinebene. Die Identifizierung von Pgp-Substraten und Wirkstoffinteraktionen können von großem Nutzen sein für die nachhaltige Verwendung von Anthelminthika und die Entwicklung neuer Wirkstoffe, welche z.B. unbeeinflusst sind von der Pgp-Expression., Cyathostomins or small strongyles are considered to belong to the most important infectious agents of horses due to their high prevalence, widely distributed anthelmintic resistance and the pathogenicy of their third and fourth stage larvae. Resistance has been first recorded for benzimidazoles (BZ). Due to widespread resistance BZ are nowadays only used with limitations to treat cyathostomin infections. Currently macrocylic lactones (ML) are used most frequently for the treatment of worm infections in horses. In spite of their intensive use the efficacy of ML is apparently almost unaltered in Europe. However, first cases of resistance have been reported in South America. Expression of p-glycoproteins (Pgps), which are able to export various xenobiotics out of cells, has been shown to be associated with increased tolerance towards anthelmintics in nematodes such as Haemonchus contortus and Teladorsagia circumcincta. The study presented herein describes the identification and functional analysis of Pgps in small strongyles. Using RT-PCR, full-length cDNA sequences of Pgp-3 were identified in Cylicocyclus elongatus, Cylicocyclus insigne and Cylicostephanus goldi. Additionally, amplification and sequencing of a full length cDNA sequence of Pgp-9 has been accomplished for C. elongatus. All deduced proteins show the characteristics of the ABC transporter super family with two transmembrane and nucleotide-binding domains. Their molecular mass was aprox. 140 kDa. For the first time, nematode Pgps, i.e. CegPgp-3 and CegPgp-9, were expressed in two Saccaromyces cerevisae strains (AD1-7, JRY8012) for functional characterization and identification of Pgp substrates. In both strains different numbers of endogenous ABCtransporters are deleted. The transcription of both Pgps was confirmed by RT-PCR. The detection of Pgp expression by Western Blot failed. Alternatively fluorescence activated cell scanning (FACS) was performed to demonstrate Pgp-expression. The percentage of positive cells was highest for AD1-7 CegPgp-9 and reached max. 20%. For CegPgp-3 only 2.3 – 2.7% positive cells could be detected. JRY8012 showed no expression of CegPgp-3. CegPgp-9 was only expressed in 0.58 – 1.99% of the analyzed cells. Using an automated yeast growth inhibition assay in a 96 well plate, susceptibility of transformed yeast cells to the BZ thiabendazole and the Pgp-inhibitor and –substrate ketoconazol (KCON) was investigated. The assay consists of repeated measurements of OD600 of yeast cultures every 10 min over 48 h. All resulting growth curves were statistically analyzed. A four parametric logistic regression was used to compare relative growth of yeast strains with and without Pgp-expression and to calculate EC50 values. No significant differences were detected for any of the JRY8012 transformants compared to the control strain with LacZ-expression, possibly due to low Pgp-expression in this yeast strain. EC50-values of AD1-7 expressing CegPgp-9 or LacZ differed significantly. Yeasts with expression of CegPgp-9 tolerated a KCON concentration of 0.72 μM without any growth reduction in contrast to the control strain, which showed normal growth in presence of max. 0.18 μM KCON. Furthermore putative interaction of different ML with the heterogously expressed Pgp was analyzed. The results showed a concentration dependent, growth-reducing effect of EPM and IVM on AD1-7 CegPgp-9. MOX did not induce any growth change. For the control strain none of the tested ML concentrations was able to affect growth rates. The combination of KCON (0.18 or 0.73 μM) and ML resulted in a significantly increased and concentration dependent susceptibility to KCON for all tested strains. Putative synergies between KCON and ML could not be analyzed via the applied method. Among other mechanisms a competitive replacement of KCON at one substrate binding site or a ML-induced inhibition of Pgp-activity were conceivable explications. The established, automated, competitive growth assay constitutes a simple and cost-efficient method for functional analysis of heterologous Pgps on protein level. Identification of Pgp substrates and drug-interactions could be of advantage to achieve sustained drug efficacies and the development of new drugs, that are e.g. unaffected by Pgp expression.

Das humane Hepatitis-B-Virus (HBV) ist ein 42 nm großes partiell doppelsträngiges DNA-Virus, das der Familie der Hepadnaviridae zugeordnet wird [Modrow et al., 2010]. Infektionen mit HBV können akute und chronische Leberentzündungen hervorrufen und gelten als einer Hauptrisikofaktiren für hepatozelluläre Karzinome (HCC), welche die häufigste Form der malignen Lebertumoren darstellen [Schaedler et al., 2010]. Eine verminderte Leberregeneration begünstigt hierbei die Entstehung einer Leberfibrose beziehungsweise -zirrhose und führt zu einem Verlust von funktionellem Leberparenchym [Lok and McMahon, 2007]. Ein wichtiger regulatorischer Faktor für die Leberregeneration ist der Transkriptionsfaktor nuclear factor E2-related factor 2 (Nrf2). Dieser bindet an die antioxidant response elements (ARE)-Region verschiedener Gene und kontrolliert so die Expression von Proteinen, die für Detoxifikation und Elimination von Elektrophilen und ROS zuständig sind und liegt vermehrt in HBV-positiven Zellen vor [Nguyen et al., 2009, Schaedler et al., 2010]. Darüber hinaus konnte in Nrf2-knock-out-Mäusen nach partieller Hepatektomie eine verminderte Leberregeneration beobachtet werden. Dies ist durch einen erhöhten ROS-Spiegel bedingt, der zu einer Hemmung der insulinab- hängigen Signaltransduktion führt [Beyer et al., 2008]. Im Rahmen dieser Arbeit sollte der Einfluss des HBV auf die Insulin-/IGF-1-Signalkaskade und der Einfluss von Nrf2 auf die Leberregeneration in HBV-positiven Zellen untersucht werden. Zunächst wurde die Mengen wichtiger Proteine der Insulin-Signalkaskade im Western Blot analysiert. Diese zeigten, dass in HBV-replizierenden Zellen eine signifikant höhere Menge an Insulin-Rezeptor enthalten ist, wohingegen weder die Menge des Insulin-like-growth-factor-Rezeptor (IGF-Rezeptors) noch des Insulinrezeptor- Substrats-1 (IRS-1) verändert ist (siehe Kapitel 5.1, Abbildung 5.1, Abbildung 5.5 und Abbildung 5.6). Die höhere Expression des Insulin-Rezeptors wurde anschließend in transient transfizierten HBV-replizierenden Zelllinien durch Immunfluoreszenzuntersuchungen bestätigt. Der Rezeptor scheint jedoch internalisiert und nicht plasmamembranassoziiert vorzuliegen (siehe Kapitel 5.1, Abbildung 5.2). Da auch die IR-mRNA-Mengen in HBV-replizierenden Zellen erhöht sind, kann von einer heraufgesetzten Expression und nicht von einer verminderten Rezeptordegradation ausgegangen werden (siehe Kapitel 5.1, Abbildung 5.3). Eine der möglichen Erklärungen hierfür wäre eine Insulin- Rezeptor-Retention durch α-Taxilin, welches den intrazellulären Vesikeltransport inhibiert und in HBV-replizierenden Zellen in erhöhter Menge vorliegt [Hoffmann et al., 2013]. Aufgrund der erhöhten IR-Menge in HBV- replizierenden Zellen in vitro wurden diese Ergebnisse auch in in vivo verifiziert, sowohl durch Verwendung von HBV-transgenen Mäusen als auch durch Leberschnitte von HBV-infizierten Patienten (siehe Kapitel 5.1, Abbildung 5.4 und Kapitel 5.3.1, Abbildung 5.17). Um mehr Informationen über die Aktivierung des Insulin-/IGF-1-Signalweges zu bekommen, wur- den anschließend stabil HBV- replizierende Hepatoblastomzellen und Kontrollzellen mit Insulin und Glukoseoxidase stimuliert, um kontinuierlichen ROS durch Wasserstoffperoxid zu erzeugen (siehe Kapitel 6, Abbildung 6.1). Die Daten bestätigen, dass der Insulin-/IGF-1-Signalweg auf der Rezep- torebene sowohl in HBV-positiven als auch in HBV-negativen Zellen normal aktiviert wird. Die Aktivierung in HBV- replizierenden Zellen ist sogar höher als die in negativen Zellen, wenn gleichzeitig mit Insulin und Glukoseoxidase stimuliert wird (siehe Kapitel 5.2.1, Abbildung 5.10). Da HBV eine Aktivierung der Nrf2-/ARE-abhängig regulierter Gene bewirkt, könnte dies ein Mechanismus sein, um das Überleben der infizierten Zellen zu sichern, die Immunantwort zu modifizieren und somit die Infektion zu manifestieren [Schaedler et al., 2010]. Eine Studie mit Nrf2 -knockout-Mäusen konnte zeigen, dass die Phosphorylierung von IRS-1 an Tyrosin als Folge einer Insulinstimulation deutlich vermindert war nach partieller Hepatektomie. Dies scheint der Grund für eine Insulinresistenz in Nrf2 -knockout-Hepatozyten zu sein, da die IR-Phoyphorylierung normal war [Beyer and Werner, 2008, Beyer et al., 2008]. Die Phosphorylierung von IRS-1 an Serin in HepAD38 und HepG2.2.15, welche mit Glukoseoxidase stimuliert wurden, ist deutlich vermindert verglichen mit HBV-negativen Zellen (siehe Kapitel 5.2.2, Abbildung 5.12). Dies zeigt einmal mehr, dass HBV-positive Zellen verglichen mit HBV-negativen Zellen weniger durch ROS beeinträchtigt werden. Die Aktivität von JNK als ein Mediator der Insulinresistenz durch Phosphorylierung von IRS-1 an Serin ist reduziert in HBV-replizierenden Zellen, obwohl mehr p -IRS-Ser vorliegt (siehe Kapitel 5.2.2, Abbildung 5.12 und Kapitel 5.2.3, Abbildung 5.14) [Beyer et al., 2008]. Dies bestärkt die Vermutung, dass mindestens eine weitere Kinase neben JNK die Phosphorylierung an IRS reguliert. Zusammenfassend konnte in HBV-replizierenden Zellen gezeigt werden, dass erhöhte ROS-Level nicht die Aktivierung des Insulin-/IGF-1-Signalweges beeinträchtigen. Jedoch könnte ROS durch das Immunsystem vor allem durch zytotoxische T-Zellen deutlich ausgeprägter in vivo sein. Uner- warteterweise weisen HBV-positive Zellen deutlich höhere Mengen des Insulin-Rezeptors auf, die jedoch internalisiert vorliegen. In zukünftigen Exerimenten sollte untersucht werden, ob der Rezeptor wirklich normal zur Zellmembran transportiert wird oder dieser internalisiert akkumuliert und eventuell doch zu reduzierter Insulinbindung führt. In Nrf2-knockout Mäusen kommt es nach partieller Hepatektomie zu einer verzögerten Leberregenera- tion [Beyer et al., 2008]. Deshalb war es überaus interessant zu untersuchen, ob die Leberregeneration in HBV-transgenen Mäusen ebenfalls reduziert ist im Vergleich zu C57BL/6-Kontrolltieren. Es konnte gezeigt werden, dass weibliche HBV-transgene Mäuse eine reduzierte und männliche HBV-transgene Mäuse eine verzögerte Leberregeneration verglichen zu C57BL/6-Kontrolltieren aufweisen (siehe Kapitel 5.3.4, Abbildung 5.23). Zusätzlich wurden die beiden Transaminasen ALT und AST im Serum nach Hepatektomie bestimmt, um den aufgetretenen Leberschaden zu ermitteln (siehe Kapitel 5.3.5, Abbildung 5.24 und 5.25). Die zunächst erhöhten AST- und ALT-Werte nach Hepatektomie lassen sich vor allem auf die chirurgische Intervention zurückführen und nicht auf eine erhöhte Apoptose. Um dies zu bestätigen, wurden zusätzlich ein TUNEL- Assay und ein cleaved-PARP-ELISA durchgeführt. Zusammenfassend zeigen diese in vivo-Daten, dass eine beieinträchtigte Regeneration vorliegt, hierbei scheint sich jedoch um einen von Nrf2 unabhängigen Prozess zu handeln, da HBV die Expression der Nrf2-/ARE-regulierten Proteine induziert [Schaedler et al., 2010]. In weiteren Experimenten sollte der Probenumfang erhöht werden und es wäre interessant zu wissen, ob die BrdU-positiven Zellen HBV-positive oder negative Zellen sind. So könnte festgestellt werden, ob beide Zellen gleichermaßen auf den Regenerationsreiz der Hepatektomie reagieren. Darüber hinaus wäre es interessant zu wissen, ob eine unterschiedliche Regeneration nach CCl4-induzierter Leberschädigung erfolgt., The human hepatitis B virus (HBV) is a 42nm partially double-stranded DNA- virus belonging to the familiy of hepadnaviridae [Modrow et al., 2010]. Infection with HBV can cause acute or chronic inflammation of the liver and is considered to be a major etiological factor in the development of human hepatocellular carcinoma (HCC) [Schaedler et al., 2010]. A decreased level of liver regeneration promotes the development of fibrosis and liver cirrhosis leading to a loss of liver function [Lok and McMahon, 2007]. An important regulatory factor for the control of liver regeneration is the transcription factor nuclear factor E2-related factor 2 (Nrf2). Nrf2 binds to antioxidant response elements (ARE) and thereby triggers the expression of cytoprotective proteins [Nguyen et al., 2009, Schaedler et al., 2010]. This factor regulates the expression of antioxidant proteins important for reactive oxygen stress (ROS) detoxification and is upregulated in HBV-positive cells [Schaedler et al., 2010]. Recently, it was shown that Nrf2-deficient mice show an impaired liver regeneration due to an elevated ROS level that results in insulin and IGF resistance [Beyer et al., 2008]. In this study, the interference between HBV and insulin-dependent signaling pathways should be investigated in more detail to characterize the influence of Nrf2 on liver regeneration in HBV- positive cells. First of all, Western-Blot-analyses, investigating the amount of key proteins of the insulin signaling pathway, showed that the level of insulin receptor in HBV-positive cells is significantly increased, whereas the insulin like growth factor receptor (IGF-1R) and the insulin receptor substrates (IRS) are not affected (see chapter 5.1, fig. 5.1, fig. 5.5 and fig. 5.6). This was confirmed by analyzing transiently transfected cells by confocal immunofluorescence microscopy. The transiently transfected cells revealed higher IR amounts compared to HBV-negative controls, but the receptor seemed to be internalized instead of plasmamembrane-associated (see chapter 5.1, fig. 5.2). Since IR-mRNA levels are increased in HBV-replicating cells, it is to be assumed that elevated IR levels are due to increased expression and not to decreased receptor degradation (see chapter 5.1, fig. 5.3). A possible explanation could be an insulin receptor retention by α-taxilin, which is increased in HBV replicating cells, inhibiting the intracellular vesicular trafficking [Hoffmann et al., 2013]. Based on the higher IR amounts in HBV-positive cells in vitro, this data were also verified in in vivo models including both, HBV-transgenic mice and livers of HBV-infected patients (see chapter 5.1, fig. 5.4 and chapter 5.3.1, fig. 5.17).In order to get more information about the activation of the insulin signaling pathway, stable HBV- expressing and HBV-negative control cells were stimulated with insulin and glucose oxidase to initiate continuous ROS via hydrogen peroxide (see chapter 6, fig. 6.1). The data confirm that the insulin signaling pathway is activated at the level of the insulin receptor in HBV-positive as well as in HBV- negative cells. Activation in HBV-positive cells is even higher if stimulated simultaneously with insulin and glucose oxidase (see chapter 5.2.1, fig. 5.10). As HBV induces a strong activation of Nrf2-/ARE-regulated genes, this might ensure survival of the infected cell, shape the immune response to HBV and thereby promotes the establishment of the infection [Schaedler et al., 2010]. A recent study in Nrf2-deficient mice showed that tyrosine phosphorylation of the IRS-1 and PI3K activation in response to insulin was inhibited in the regenerating liver after partial hepatectomy. This is most likely responsible for the insulin/IGF-1 resistance in Nrf2-deficient hepatocytes, since IR phosphorylation occurred normally [Beyer and Werner, 2008, Beyer et al., 2008]. Serine phosphorylation of IRS in glucose oxidase- treated HepAD38 and HepG2.2.15 is decreased compared to HBV-negative cells (see chapter 5.2.2, fig. 5.12). Once more this claims a minor impairment of the insulin signaling pathway in HBV-positive cells by ROS compared to HBV- negative cells. JNK is a mediator of insulin resistance by phosphorylating IRS-1 at serin and thereby inhibiting its phosphorylation at tyrosine [Beyer et al., 2008]. However, in HBV-replicating cells the activity of JNK is reduced and there is an increased amount of p-IRS-Ser (see chapter 5.2.2, fig. 5.12 and chapter 5.2.3, fig. 5.14). This indicates that another kinase besides JNK regulates IRS phosphorylation as well. In summary, HBV induces the expression of ARE-regulated genes by activation of Nrf2 [Schaedler et al., 2010]. However, increased ROS-level in chronic HBV-infections do not impair the insulin/IGF-pathway. Nevertheless, ROS induced by an immune response especially by cytotoxic T-cells might be more pronounced in vivo. Unexpectedly, it could be shown that HBV expressing cells possess increased amounts of insulin-receptors. In future experiments, it should be investigated whether the receptor is properly translocated to the cell membrane or accumulates intracellularly leading to reduced insulin binding. Nrf2-deficient mice showed a delayed liver regeneration after partial hepatectomy [Beyer et al., 2008]. Therefore, it was tempting to analyze whether liver regeneration is impaired in HBV transgenic mice as well. It was found that female HBV transgenic mice have a reduced and male HBV transgenic mice have a delayed liver regeneration compared to wild type mice (see chapter 5.3.4, fig. 5.23). In addition, serum alanine aminotransferase and aspartate aminotransferase were analyzed to determine liver damage after hepatectomy (see chapter 5.3.5, fig. 5.24 and 5.25). Nevertheless, increased level of serum transferases after hepatectomy due to the surgical intervention and not to apoptosis. This was confirmed by a TUNEL Assay and a cleaved PARP ELISA. Taken together, these results indicate that impaired liver regeneration seems to be independent of Nrf2, since HBV induces expression of Nrf2-/ARE-regulated Proteins [Schaedler et al., 2010]. In future experiments, it could be investigated whether the BrdU-positive cells are HBV-positive or -negative cells and whether they respond equally to hepatectomy. Moreover, it would be interesting to see if a different regeneration of liver damage occurs after carbon tetrachloride (CCl4) treatment.

Die folgende Arbeit behandelt die Fragestellung nach der Herstellung eines biopharmazeutischen Herstellungsprozesses anhand der Modellproteine „blueHSA“ „HSAopt“. Die Aufgabenstellung gliederte sich in 3 große Bereiche, die Klonierung, Fermentation und schlussendlich die Aufreinigung. Das Modelprotein wurde erfolgreich kloniert, die Fermentations- und Aufreinigungsschritte wurden mit „HSAopt“ durchgeführt. Der Bereich der Fermentation beinhaltet verschiedene Fermentationsstrategien wie Batch, Chemostat und Fed-Batch. Es sollten gute Produkt-Titer und ein stabiler Produktionsprozess erzielt werden, daher wurden eine Modellierung, sowie des weiteren eine Optimierung vorgenommen. Die Daten flossen in ein Up-Scale der Fermentation. Der Aufreinigungsprozess, bestehend aus verschiedenen Filtrations- und Chromatografie-Schritten, wurde auf eine Affinitäts-Chromatografie mit Cibacron Blue 3G ausgelegt und optimiert. Es konnte eine effektive Menge und Ausbeute an relativ reinem HSA aus Pichia pastoris im Herstellungsprozess gewonnen und analysiert werden. The following work includes the design of a pharmaceutical production process, dedicated to produce human serum albumin linked with a blue GFP-derivative (“blueHSA”) and optimized HSA without GFP (“HSAopt”). The assignment of tasks was divided into three main categories, cloning, fermentation and purification. The model protein was cloned successfully. The fermentation and purification process was operated with “HSAopt”. The fermentation part consists of different fermentation strategies such as batch, chemostat and fed-batch. Modelling and optimization steps were performed to obtain higher product titer and stable manufacturing process. The data were evaluated and thereby the upscaling of fermentation was carried out. The purification including several filtrations and chromatography steps was configured an optimized to an affinity chromatography with Cibacron Blue 3G. The production process exhibited an effective amount and yield of comparative pure HSA from Pichia pastoris. vorgelegt von: Melanie Hutter Masterarbeit Wien, FH Campus Wien 2015

A method for the electrophoresis of inorganic radioactive cations on cellulose acetate (Cellogel) is described. The advantages of this technique are illustrated by numerous examples. Separations of the rare earth metals, the alkaline earths and fission products are mentioned particularly.

Previous work on th electrophoretic separation of rare earth mixtures in α-hydroxyisobutyric acid was continued using cellogel strips and radioactive tracers. The purity and sequence were determined by γ-spectrometric analysis and the decay of the various activities. The detection of rare earths by direct activation of the electropherogram is demonstrated. Mixtures containing all the lanthanoides are clearly separated.

Paramecium tetraurelia possesses more actin isoforms than most other cells. With monospecific antibodies against actin subfamily 4 members, we could label cleavage furrow, nascent food vacuoles, oral apparatus, cilia, cell surface and macronucleus. Expression as green fluorescent protein- (GFP-) fusion protein now allowed us to localize more stringently actin4, e.g., in the macronucleus, particularly when enhanced with anti-GFP antibodies. Posttranscriptional gene silencing of actin4 resulted in disturbances at sites where actin4 has been localized. Cell division was impaired already early on, occasionally resulting in deformed cells. Both micro- and macronuclear development during vegetative cell fission were disturbed. Over longer periods, actin4 silencing entailed reduced phagocytotic activity, paralleled by accumulation of “acidosomes” (late endosomes) near the cytopharynx where they normally fuse with nascent phagosomes. In addition, near the cell surface, extensively misshapen “terminal cisternae” (early endosomes) occurred. In deformed cells, both constitutive endocytosis and stimulated trichocyst exocytosis were impaired. Thus, actin4 exerts pleiotropic effects at widely different sites of the Paramecium cell and disturbances generally coincide with sites where actin4 is normally enriched. Evidently the loss of actin4 cannot easily be compensated for by any other of the large number of actin isoforms occurring in a Paramecium cell.

This review summarizes all available publications on isoelectric focusing carried out on planar microfabricated devices. Characteristic features of microchip isoelectric focusing (MC-IEF), such as resolution independence of separation length and compression of pH gradient, are discussed. An overview of materials used for microchip fabrication and developed detection strategies is given. Accomplishments in on-chip coupling of MC-IEF with other electrophoretic separation techniques or with mass spectrometry are briefly described. The review ends with alternative approaches to MC-IEF separation in terms of unusual sample introduction, kinds of support used for IEF separation, and in manner in which the pH gradient is generated.

Ziel der vorliegenden Arbeit war es, den Einfluss der frühzeitigen Gabe des Probiotikums Enterococcus faecium NCIMB 10415 (ab dem 1. Lebenstag) auf die Mikrobiota des gastro-intestinalen Traktes von Ferkeln zu untersuchen. Es sollten sowohl der Verbleib des zu-geführten Stammes im Magen-Darm-Trakt der Ferkel als auch die bakterielle Zusammen-setzung der Mikrobiota des Magens, distalen Jejunums und Colon ascendens der Ferkel in allen wichtigen Produktionsphasen (Saugperiode, Übergang zum Festfutter, Absetzen) auf der Gattung- und Spezies-Ebene qualitativ und quantitativ mithilfe von Real-Time PCR unter-sucht werden. Ausgehend von der Hypothese, dass artverwandte bzw. das gleiche Habitat besiedelnde Bakterien am ehesten Kandidaten für einen probiotischen Einfluss sind, galt ein besonderes Augenmerk den gastrointestinalen Populationen der Laktobazillen. Die Arbeit wurde im Rahmen des DFG-Forschungsprojekts 438 „Integrative Analyse der Wirkungs-mechanismen von Probiotika beim Schwein“ zwischen 2005 und 2007 durchgeführt. Für den Versuch wurden Sauen der Rasse Deutsche Landrasse x Duroc und ihre Nach-kommen in zwei Fütterungsgruppen – Kontroll- und Probiotikumgruppe – eingeteilt und räumlich getrennt gehalten. Die Saugferkel wurden am 28. Lebenstag von der Muttersau ab-gesetzt. Die Supplementierung der Ferkel der Probiotikumgruppe mit dem Probiotikum be-gann am ersten Tag und dauerte bis zum 56. Lebenstag. In der Saugperiode wurden Ferkel mit dem Probiotikum ab dem 1. bis zum 14. Tag in Form eines Inokulums (4,8x109 KBE/ml) und ab dem 14. bis zum 34. Tag durch Inokulum und Beimischung zum Prästarter-Futter (1,6x107 KBE/g) versorgt. Ab dem 35. Lebenstag erfolgte die Gabe des Probiotikums ausschließlich als Beimischung zum Starter-Futter (4,1x106 KBE/g). Das Futter der Sauen sowie der Kontrollferkel enthielt kein Probiotikum. Je fünf Ferkel pro Gruppe wurden am 7., 14., 28., 35. und 56. Tag getötet, und es wurden Digestaproben aus Magen, distalem Jejunum und Colon ascendens entnommen. Der spezifische Nachweis und die Quantifizierung des probiotischen Enterococcus faecium NCIMB 10415 in den Digestaproben wurde über eine SYBR-Green Real-Time PCR mit dem spiked-matrix- Standard durchgeführt. Qualitative Veränderungen der gesamten bakteriellen Zusammensetzung in den untersuchten Proben wurden mithilfe der denaturierenden Gradienten-Gelelektrophorese (DGGE) dargestellt. Die Modifizierung der Mikroflora auf der Gattungsebene wurde quantitativ über SYBRGreen- und TaqMan- Real-Time PCR-Assays ebenso mit einem spiked-matrix-Standard und den Primern für Lactobacillus spp., Entero-coccus spp., Bifidobacterium spp. und Escherichia spp. ermittelt. Auf der Spezies-Ebene wurden Lactobacillus acidophilus, L. amylovorus, L. johnsonii, L. mucosae, L. reuteri sowie die mit dem verfütterten probiotischen Stamm eng verwandten E. faecium und E. faecalis quantifiziert. Die Bestimmung der bakteriellen Stoffwechselaktivität erfolgte durch Messung der Konzentrationen von Laktat, Ammoniumionen und flüchtigen Fettsäuren in den unter-suchten Digestaproben. Der untersuchte probiotische Stamm E. faecium NCIMB 10415 kann den Transit durch Magen und Dünndarm der Ferkel überleben und in einem vermehrungsfähigen Zustand das Colon ascendens erreichen. Die höchsten Konzentrationen des Probiotikums in Magen, distalem Jejunum und Colon ascendens wurden nach zweiwöchiger Supplementierung ge- messen, eine weitere Verfütterung führte zu keiner Erhöhung der Populationsgröße mehr. Die errechneten prozentualen Anteile von E. faecium NCIMB 10415 an der gesamten bakteriellen Population lassen die Schlussfolgerung zu, dass der untersuchte Stamm nur eine unter-geordnete Rolle in der gastrointestinalen bakteriellen Gemeinschaft spielt. Die nach dem Ab- setzen steigenden prozentualen Anteile des Probiotikums an der gesamten bakteriellen Population im Magen und im distalen Jejunum könnten darauf hindeuten, dass zumindest in diesen Lokalisationen die frühzeitige Supplementierung mit E. faecium NCIMB 10415 die weitere Zusammensetzung der Mikrobiota beeinflussen kann. Hinsichtlich der mittels DGGE ermittelten Zusammensetzung der eubakteriellen Populationen konnten in der Saugperiode nur vereinzelt statistisch signifikante Unterschiede zwischen den beiden Fütterungsgruppen ermittelt werden. Nach dem Absetzen (31., 35. und 56. Tag) jedoch waren die Magen-, Jejunum- und Colon ascendens-Mikrobioten der Probiotikum-Ferkel signifikant diverser als die der Kontrolltiere. Die bakteriellen Populationen waren zwischen den Tieren der Probiotikum-Gruppe in allen Lokalisationen und zu fast allen Beobachtungszeitpunkten ähnlicher als in der Kontrollgruppe, was ebenfalls auf eine höhere Stabilität und Homogentität der gastrointestinalen Mikrobiota in der Probiotikum-Gruppe hindeutet. Auf der Gruppen-Ebene (Lactobacillus spp., Enterococcus spp., Bifidobacterium spp., Escherichia spp.) zeigte der probiotische Stamm E. faecium NCIMB 10415 nur auf Entero-coccus spp. in Magen, Jejunum und Colon ascendens an allen Beobachtungszeitpunkten eine statistisch signifikant fördernde Wirkung. Die Zahl der für den Organismus potenziell günstigen Laktobazillen erhöhte sich im Magen und Colon ascendens in der Probiotikum- Gruppe nur tendenziell in der Saugphase und nach dem Absetzen. Für die Bifidobakterien wurde kein statistisch signifikanter Unterschied zwischen beiden Fütterungsgruppen ermittelt. Die Belastung des Magen-Darm-Traktes mit Escherichia spp. war in der Probiotikumgruppe nur geringfügig geringer als in der Kontrollgruppe. Betrachtet man die Ergebnisse der Analyse der gastrointestinalen Laktobazillen-Populationen, so lässt sich mit Blick auf L. johnsonii eine fördernde Wirkung von E. faecium NCIMB 10415 feststellen. Die Zellzahlen dieser Spezies waren in der Probiotikum-Gruppe sowohl im Magen als auch im distalen Jejunum und im Colon ascendens vor und nach dem Absetzen signifikant höher als in der Kontrollgruppe. Der unter den untersuchten Laktobazillen-Population fast in allen untersuchten Lokalisationen und an allen Beobachtungstagen dominante Stamm – L. reuteri – unterlag dagegen keinem statistisch signifikanten probiotischen Einfluss. Nur tendenziell waren Zellzahlen von L. reuteri und L. amylovorus bei den Probiotikum-Tieren, vorwiegend nach dem Absetzen, höher als jene in der Kontrollgruppe. Obwohl nur wenige untersuchte Proben L. mucosae-positiv waren, war eine statistisch signifikante Wirkung des verfütterten probiotischen Stamms auf diese Spezies im distalen Jejunum festzustellen – fast an allen Beobachtungstagen waren sowohl die absoluten als auch die relativen Zellzahlen in der Probiotikum- Gruppe kleiner als in der Kontrolle, was mit einer möglichen verminderten Abschilferung der Epithelzellen in das Darmlumen verbunden sein könnte. L. acidophilus wurde unter den untersuchten Laktobazillen-Populationen zu den Begleitspezies gezählt; der Stamm wurde an keinem Beobachtungstag und an keiner der untersuchten Lokalisationen von E. faecium NCIMB 10415 nachweislich beeinflusst. Hinsichtlich der Verbesserung der Mikrobiota durch die Produktion von Laktat waren nur wenige statistisch signifikante Unterschiede zwischen den beiden Versuchsgruppen zu registrieren. Tendenziell war die Konzentration an L(+)-Laktat in der Probiotikum-Gruppe sowohl im Jejunum als auch im Colon an fast allen Beobachtungstagen höher als in der Kontrolle. Jedoch bestand keine Korrelation zwischen den Zellzahlen von E. faecium NCIMB 10415 bzw. Enterokkoken und dem gemessenen Laktat. Dagegen konnte eine solche Korrelation für Zellzahlen von Lactobacillus spp. und einzelne andere Lactobacillus- Spezies festgestellt werden. Dies, ebenso wie die erhöhten L. johnsonii- Zellzahlen, die tendenzielle Reduzierung von Escherichia spp. sowie niedrigere Ammoniak-Konzentrationen an allen Beobachtungszeitpunkten und erhöhte Essig- und n-Buttersäure-Mengen nach dem Absetzen in der Probiotikum-Gruppe deuten darauf hin, dass E. faecium NCIMB 10415 eine zumindest indirekte Wirkung auf die intestinale Mikrobiota der Ferkel aufweist., This study examined the effects of the probiotic Enterococcus faecium NCIMB 10415 as a diet supplement (administered from the 1st day post natum) on the intestinal microbiota of piglets. Using different PCR methods, we investigated (both qualitatively and quantitatively) the bacterial composition of the microbiota in the stomach, distal jejunum, and colon ascen-dens of piglets throughout the suckling period, the transition to solid food, and the weaning period, thereby keeping track of the applied probiotic within the gastrointestinal tract. Based on the expectation that similar bacteria and those occupying the same habitat are the most likely candidates for a probiotic influence, the main focus was on the gastrointestinal popula-tions of lactobacilli. For the trial, sows (Landrace x Duroc) and their litter were divided into a probiotic- and a control group and were kept separately. Piglets were weaned on the 28th day of life. The sup-plementation of piglets in the probiotic group began on day 1 and lasted until the 56th day of life. During the suckling period, from day 1 to 14, piglets received the probiotic via inoculum (4,8x109 CFU/ml) and via supplement to the pre-starter diet (1,6x107 CFU/g) from day 14 to 34. Starting on day 35, the probiotic was administered along with the starter diet (4,1x106 CFU/g). The sow and piglet diet of the control group contained no probiotic. Five piglets per group were euthanised on day 7, 14, 35, and 56, respectively, and digesta samples were re-moved from the stomach, distal jejunum and colon ascendens. SYBR-Green real time PCR with spiked matrix standards was applied for the specific detection and quantification of the probiotic E. faecium NCIMB 10415 in the digesta samples. Qualitative changes of the overall bacterial composition in the samples under examination were identified using the denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) method. Quantita-tive modifications to the microbiota on the genus level were examined by SYBR-Green and TaqMan real time PCR assays, using spiked matrix standards and primers for Lactobacillus spp., Enterococcus spp., Bifidobacterium spp., and Escherichia spp. On the species level, Lactobacillus acidophilus, L. amylovorus, L. johnsonii, L. mucosae, and L. reuteri, as well as E. faecium und E. faecalis were quantified. Concentrations of lactate, ammonium ions and short chain fatty acids were measured in order to evaluate the degree of metabolic activity. E. faecium NCIMB 10415 survived the transit through the stomach and small intestine of the piglets and was found in the colon ascendens in high cell numbers. The highest concentration of the examined probiotic in the gastrointestinal tract was measured two weeks into the trial – subsequent supplementation led to no further increase in the size of the population. The ratio of E. faecium NCIMB 10415 within the overall bacterial population suggested that the exam-ined strain plays a subordinate role in the gastrointestinal bacterial community. However, in-creasing ratios of the probiotic regarding the total bacterial population in stomach and distal jejunum samples after weaning may point to modifying effects on the composition of the mi-crobiota in these localisations, which resulted from an early supplementation with E. faecium NCIMB 10415. Regarding the eubacterial composition, only sporadic statistically significant differences be-tween the two trial groups became visible before weaning. After weaning (days 31, 35, and 56), however, the microbiota of the stomach, distal jejunum and colon ascendens of the probi- otic piglets was significantly more diverse than that of the control piglets. At the same time, bacterial populations were more similar between animals of the probiotics group in all local-isations and at almost all points of observation, which also indicates a higher consistency and homogeneity of the gastrointestinal microbiota within that group. On the bacterial group level (Lactobacillus spp., Enterococcus spp., Bifidobacterium spp., Escherichia spp.), the probiotic strain showed a significant beneficial effect only on Entero-coccus spp. in all locations and at all points of observations. The number of potentially bene-ficial lactobacilli tended to increase in the stomach and colon ascendens of probiotic piglets in both the suckling and the post-weaning period. As for bifidobacteria, no statistically signifi-cant difference could be found. The number of harmful Escherichia spp. was slightly lower in the probiotics group compared to the control group. Concerning the results of the analysis of gastrointestinal lactobacilli, an effect of E. faecium NCIMB 10415 on Lactobacillus johnsonii could clearly be discerned. The cell numbers of this species were significantly higher in the probiotics group in all three locations and both before and after weaning. The dominant lactobacillus strain – L. reuteri – was, however, not significantly affected by the administered probiotic. Cell numbers of L. reuteri and L. amylo-vorus tended to be higher in the probiotics group, but not by a significant margin. For L. mu-cosae, despite reduced presence in sample extracts (it is being detected in only a few samples), a statistically significant effect was detected: on almost all days of observation, both absolute and relative cell numbers of L. mucosae were smaller in the probiotic group compared to the control group. As this strain is known to adhere to intestinal mucus, this may be connected to a reduced cell turnover of intestinal epithelium. L. acidophilus was counted among the accompanying species within the examined population of lactobacilli – at no point in time and in none of the localisation was it demonstrably affected by E. faecium NCIMB 10415. With a view to the possible improvement of the microbiota through augmented production of lactate, only isolated significant differences between the two trial groups were registered. On almost all days of observation, there was a tendency for the concentration of l-lactate to be higher in the probiotics group, both in the jejunum and in the colon ascendens. There was, however, no correlation between the cell numbers of E. faecium NCIMB 10415 – or enteroc- coci, respectively – and the amount of lactate registered. Yet such a correlation was detected between the cell numbers for Lactobacillus spp. and single other lactobacillus species. This observation, along with the increase in cell numbers for L. johnsonii, the tendency towards a reduction of Escherichia spp., a lower concentration of ammonia at all points in time, and a quantitative increase of acetic and n-butyric acid after weaning in the probiotics group, sug-gests that E. faecium NCIMB 10415 does exert an indirect effect on the composition and ac-tivity of the intestinal microbiota of piglets.

Seit Ende 2002 wurde in Deutschland bei Mastküken aus verschiedenen Herden ab dem sechsten Lebenstag ein Krankheitsgeschehen beobachtet, das durch Durchfall und anschließende Wachstumsdepression gekennzeichnet ist. Der Krankheitskomplex wird in der Literatur als Malabsorptionssyndrom (MAS) bezeichnet. Da eine antimikrobielle Therapie keinen Erfolg brachte, wurde eine virale Ätiologie vermutet. Aus 17 Broiler-Beständen mit aktueller MAS- Problematik wurden aus 56 von 68 Organproben Reoviren isoliert und mittels Indirektem Immunfluoreszenztest sowie elektronenmikroskopisch identifiziert. In neun ausgewählten Proben, aus denen später ausschließlich Reoviren isoliert werden konnten, wurden in der elektronenmikroskopischen Untersuchung 4x Rotaviren, 1x Reoviren, 1x Rota- und Reoviren, 1x Calici- sowie einzelne Rota- und Reoviren und 1x Paramyxovirus-ähnliche Partikel nachgewiesen. In einer untersuchten Probe konnte kein Virus gefunden werden. 24 Reovirus-Isolate wurden mit monoklonalen Antikörpern (mAk) untersucht, die eine Einteilung der Isolate in enteric reovirus strains (ERS) und Reoviren („nicht-ERS“) erlauben. 16 Isolate erwiesen sich als ERS. Eine weitere Differenzierung ausgewählter Isolate wurde mittels der vergleichenden Morphologie der cpE sowie der Plaquegrößen, mit Plaquereduktions-Testen und mit der RNA-Polyacrylamid- Gelelektrophorese (PAGE) durchgeführt. Die Ergebnisse, die mit diesen morphologischen, serologischen und molekularbiologischen Methoden erzielt wurden, haben keine einheitliche Einteilung der MAS Isolate in pathogen bzw. nicht pathogen zugelassen. Zur Bestimmung der Pathogenität ausgewählter Isolate in vivo wurden einen Tag alte SPF-Broiler oral infiziert. Alle Küken der Gruppe, die mit dem ERS-Vergleichsstamm aus Polen 238/98 infiziert worden waren, verstarben innerhalb von sechs Tagen p.i. Das beschriebene Krankheitsbild konnte vollständig reproduziert werden, während dies mit dem ERS-Feldisolat 120/03-1 aus Deutschland und dem Reovirus-Prototyp-Stamm S1133 nicht möglich war. Das „nicht-ERS“-Feldisolat 259/03 aus Deutschland führte zu einer signifikanten Reduktion des Körpergewichts der Tiere und zu klinischen Erscheinungen, die jedoch nicht mit denen der ursprünglichen Herdenproblematik übereinstimmten. Der Rückgang der Virusausscheidung anhand der Ergebnisse der Virusreisolierung aus Kloakentupfern korrelierte innerhalb der Gruppen entsprechend mit dem Einsetzen bzw. dem Anstieg der AK-Bildung. Bei den histopathologischen Untersuchungen wurden in der Gruppe 238/98 v.a. Nekrosen in Leber, Milz und Bursa gefunden, während in den Gruppen S1133, 120/03-1, 120/03-1 (AM) und 259/03 primär Myo- und Epikarditiden konstatiert wurden. Bei der Gruppe 259/03 wurden zusätzlich Gastritiden beobachtet. Mittels Immunhistochemie konnten vor allem in Milz, Bursa Fabricii sowie Blinddarm und Blinddarmtonsillen Virus Antigen nachgewiesen werden. Aus am Ende des Versuchs entnommenen Organprobenpools der mit dem deutschen ERS-Feldisolat 120/03-1, dessen Ausgangsmaterial 120/03-1 (AM) sowie dem Reovirus-Prototyp-Stamm S1133 infizierten Tiere wurde sporadisch Virus aus Blinddarm und Blinddarmtonsillen sowie der Milz reisoliert. Bei den mit dem „nicht-ERS“-Feldisolat 259/03 infizierten Tieren wurde aus den untersuchten Organen weder Virus reisoliert noch Antigen nachgewiesen. Aus jedem Organpool der Tiere, die mit dem ERS- Vergleichsstamm aus Polen 238/98 infiziert worden waren und bis zum sechsten Tag p.i. starben, konnte Virus reisoliert und in den Organen exklusive des Gehirns Reovirus Antigen detektiert werden. Die erzielten Ergebnisse zeigen, dass es mit den verwendeten labordiagnostischen Methoden nicht möglich war, die Pathogenität von Reoviren ohne Tierversuche eindeutig zu bestimmen. Es konnte in diesen Untersuchungen kein Zusammenhang zwischen Sero- Elektrophero- und Pathotyp ermittelt werden. Die Heterogenität der untersuchten Isolate spricht gegen ein monokausales, durch bestimmte Reoviren verursachtes MAS- Geschehen, darüber hinaus sind nicht alle ERS-Isolate als pathogen zu betrachten. Aus den Untersuchungen wird deutlich, dass mit keiner der angewandten Untersuchungsmethoden ein gemeinsames Merkmal aller MAS verursachenden Isolate gefunden werden kann. Der verfügbaren Literatur zufolge ist dies die erste Arbeit, in der eine experimentelle Infektion mit SPF- Broilern durchgeführt wurde., Since the end of 2002 the incidence of a syndrome characterized by diarrhoea and subsequent stunting in broilers starting at six days of age has increased drastically in Germany. In the literature this disease complex is called malabsorption syndrome (MAS). A viral aetiology has been suspected because antimicrobial therapy was not successful. In the present study 68 samples of different organs from 17 broiler flocks with MAS history were investigated virologically. In 56 out of 68 samples reoviruses were isolated and identified by IIFT and electron microscopy. 9 selected samples of the original material, from which only reoviruses had been isolated, were also examined by electron microscopy. Following results were obtained: 4x rotavirus, 1x reovirus, 1x rota- and reovirus, 1x calicivirus with some rota- and reovirus particles and 1x paramyxovirus-like particles. In one sample no any viruses were found. 24 reovirus isolates were selected and classified as enteric reovirus strains (ERS) or reovirus (“non-ERS”) using monoclonal antibodies. 16 isolates were found to be to ERS. For further characterization of selected isolates, morphology of cytopathic effect, size of plaques, results of plaquereduction tests and polyacrylamid gel electrophoresis of extracted RNA were compared. The obtained results did not allow a classification of the reovirus isolates in pathogenic and non-pathogenic. The pathogenicity in vivo of selected isolates was investigated in orally infected one day old SPF-broiler chickens. All birds of the group, which were infected with the ERS-prototype 238/98 (polish strain) died within six days p.i. and the described disease pattern was reproduced. This was not possible with the German ERS-field isolate 120/03-1 as well as the reovirus-prototype-strain S1133. The German “non- ERS”-isolate 259/03 caused a significant reduction of body weight and clinical signs which did not correspond to those in the original flock. The examination of cloacal swabs for virus shedding at different ages showed that a shedding reduction correlated with the increase of antibody level. Histopathological examinations showed in group 238/98 mainly necrosis in liver, spleen and Bursa of Fabricius while in groups S1133, 120/03-1, 120/03-1 (original material, AM) and 259/03 primarily myo- and epicarditis were seen. In addition in group 259/03 gastritis were observed. By immunohistochemistry at the end of the experiment virus antigen could be detected mainly in spleen, Bursa of Fabricius and caecum with caecal tonsils. In samples of organs from birds infected with the German ERS-field isolate 120/03-1, its original material 120/03-1 (AM) as well as the reovirus-prototype-strain S1133 sporadically virus could be reisolated from caecum with caecal tonsils and spleen. In birds infected with the German “non-ERS”-isolate 259/03 neither virus could be reisolated nor virus antigen could be detected in any organ at the end of the experiment. From birds infected with the ERS-prototype 238/98 which died before or on day six p.i. virus could be reisolated from all organs and virus antigen could be detected in all organs except the brain. The results show that it was impossible to determine the pathogenicity of reovirus using in vitro methods used in this study without experimental infection in vivo. No correlation between sero-, elektrophero-and pathotype could be found in this study. The heterogeneity of the examined isolates makes it unlikely that MAS is a disease caused only by reoviruses. Furthermore it was shown that not all ERS isolates are pathogenic. The in vitro methods used in this study did not allow to identify a common marker of reoviruses causing MAS. According to available literature this is the first report on experimental infection with reovirus in SPF-broilers.

Ziel der vorliegenden Arbeit war die Untersuchung möglicher Auswirkungen des probiotischen Enterococcus faecium NCIMB 10415 auf die intestinale Mikrobiota und die daraus resultierende mögliche Beeinflussung von Leistungs- und Gesundheitsparametern. Ferner sollte eine Methode zum spezifischen Nachweis des Probiotikums im Verdauungstrakt entwickelt werden, um es von den vorhandenen Enterokokken abgrenzen zu können. 20 Sauen und ihre Nachkommen wurden in zwei gleich große Versuchsgruppen aufgeteilt und räumlich getrennt gehalten. Die Ferkel wurden am 28. Lebenstag abgesetzt und anschließend in Gruppen gehalten. Die Kontrollgruppe erhielt eine Standard- Diät, das Futter der Versuchsgruppe enthielt zusätzlich im Sauen-, Saugferkel- und Absetzer- Futter je 1,6 x 106, 1,7 bzw. 2 x 105 Zellen des Probiotikums pro kg Futter. Die Leistungsdaten der Sauen umfassten Wurfgröße, Ferkelverluste bis zum Absetzen, abgesetzte Ferkel, Gewichtsverlust während der Laktation und durchschnittliche tägliche Futteraufnahme (ADFI). Bei den Ferkeln wurden ADFI, durchschnittliche tägliche Zunahmen (ADG) und das ADG : ADFI Verhältnis (G:F) bestimmt. Ferner wurde das Auftreten und die Schwere von Durchfallerkrankungen der abgesetzten Ferkel dokumentiert. Es wurden Kotproben von Sauen 10 Tage a.p. und 14 Tage p.p. sowie Kotproben von Ferkeln am 7., 14., 21., 28., 35., 56. und 70. Lebenstag gewonnen. Ferner wurden am 14., 28., 35. und 56. Tag je fünf Ferkel pro Gruppe getötet und Digestaproben aus Magen, Jejunum, Ileum und Colon entnommen. Ein spezifischer Nachweis des Probiotikums durch Koloniehybridisierung zur Bestimmung der Zellzahlen des Probiotikums und Abgrenzung von den residenten Enterokokken des Darmes wurde für Enterococcus faecium NCIMB 10415 entwickelt und angewandt. E. coli- Isolate aus Kotproben wurden mittels Multiplex- Polymerase- Kettenreaktion auf das Vorkommen von neun schweinetypischen Pathogenitätsgenen untersucht. Veränderungen der bakteriellen Zusammensetzung im Kot wurden mithilfe der denaturierenden Gradienten- Gelelektrophorese (DGGE) dargestellt. In Digesta erfolgte zum einen die Messung der Konzentrationen flüchtiger Fettsäuren (FFS), Laktat und Ammoniak, ferner wurde durch Kultivierung auf Nährböden die Koloniebildenden Einheiten (KbE) der Gesamt- Anaerobier, Milchsäurebakterien, Coliformen und Enterokokken bestimmt. Die Anwendung des Probiotikums führte im Gruppenvergleich nur selten zu signifikanten Unterschieden. Die Leistungsdaten der Sauen und Ferkel wurden nicht sichtbar beeinflusst. Nach dem Absetzen kam es zu einer signifikanten Reduktion von Durchfällen in der Probiotikagruppe (p≤0,05). Die Ammoniak- Konzentrationen in dieser Gruppe schienen im Jejunum nach dem Absetzen ebenfalls reduziert (p≤0,1). Bei den FFS und Laktat konnten wie auch bei den bakteriellen Zellzahlen im Darm keine Unterschiede beobachtet werden. Das Probiotikum konnte in allen Bereichen des Verdauungstraktes und im Kot nachgewiesen werden. Die direkte Übertragung des Probiotikums vom Muttertier auf die Ferkel ohne direkte Zufütterung wurde gezeigt. Ferner zeigten sich bereits ohne Zufütterung des Probiotikums bei Saugferkeln annährend gleich hohe Zellzahlen im Kot wie bei regelmäßiger Aufnahme des Probiotikums nach dem Absetzen. Die Menge aufgenommenen Probiotikums scheint demnach eine eher untergeordnete Rolle in Bezug auf die Zellzahl dieses Bakteriums im Verdauungstrakt zu spielen. Das Auftreten potentiell pathogener E. coli im Kot schien in der Probiotikagruppe reduziert. Der aus den DGGE- Profilen aus Ferkelkot errechnete Sörensen- Ähnlichkeitskoeffizient zeigte eine signifikant höhere Ähnlichkeit zwischen den Tieren der Probiotikagruppe am 14. und 56. Tag als die der Kontrollgruppe (p≤0,02), am 28. und 35. Tag waren diese Unterschiede nur tendenziell ausgeprägt (p≤0,1). In Anbetracht eines breit angelegten Versuchsansatzes konnten bei der Verwendung des Probiotikums Enterococcus faecium NCIMB 10415 nur vereinzelt geringe Unterschiede zwischen den Gruppen festgestellt werden. Das Probiotikum scheint bei Anwendung in dieser Form und Konzentrationen dennoch Einfluss auf die intestinale Mikrobiota der Ferkel auszuüben; die als günstig anzusehenden Effekte auf Gesundheit und Leistung waren letztendlich aber nur schwach ausgeprägt., In this study the impact of probiotic Enterococcus faecium NCIMB 10415 on the intestinal microbiota and the resulting effects on performance and health status of piglets and sows was investigated. A method to detect the probiotic Enterococcus within total intestinal enterococci was developed. 20 sows and their litters were divided into two trial groups and kept separately. Piglets were weaned at 28th day of life. Control group received standard diet while probiotic group was fed the same diet supplemented with 1,6 x 106, 1,7 and 2 x 105 cells of E. faecium NCIMB 10415 per kg feed for sows, suckling and weaned piglets, respectively. Performance of sows was measured in litter size, piglet losses, weaned piglet, weight loss during lactation and average daily feed intake (ADFI). In piglets ADFI and average daily gain (ADG) was determined and gain to feed ratio (G:F) was calculated. Incidence and severity of diarrhea was documented in weaned piglets. Fecal samples of sows were collected 10 days ante partum and 14 days post partum. Feces of piglets was obtained on days 7, 14, 21, 28, 35, 56 and 70, respectively. On days 14, 28, 35 56 five piglets of each group were sacrificed and digesta samples were collected from stomach, jejunum, ileum and colon. A method to enumerate specific cell counts of probiotic bacteria in comparison to total enterococci counts in digesta and feces was developed using colony hybridization technique. Fecal samples were screened for potential pathogenic E. coli using multiplex polymerase chain reaction. The influence on bacterial composition in piglet feces was investigated by denaturant gradient gel electrophoresis (DGGE). Amounts of short chain fatty acids (SCFA), lactic acid (LA) and ammonia in digesta as well as colony forming units (CFU) of total anaerobes, lactic acid bacteria, coliforms and enterococci were measured. Only few differences could be observed between the trial groups after addition of E. faecium NCIMB 10415 to pig diets. No influence was detectable on performance parameters of piglets and sows. Diarrhea was significantly reduced in the probiotic group after weaning (p≤0,05). Ammonia contents were reduced in jejunal digesta in the probiotic group (p≤0,1) while SCFA and LA concentrations as well as bacterial CFU showed no differences between the trial groups. Probiotic E. faecium NCIMB 10415 could be detected in all gut sections and feces of probiotic fed piglets. Direct transmission of the probiotic enterococcus from sows to piglets could be demonstrated while specific cell counts in suckling piglets without any feed supplementation already reached similar levels compared to cell counts in digesta and feces of weaned piglets fed probiotic- supplemented diets. Therefore the amount of ingested probiotic appearently did not affect the level of intestinal cell counts of the probiotic as expected. Incidence of potential pathogenic E. coli in feces appeared to be reduced in the probiotic group. Soerensen´s similarity coefficient showed significant higher similarity in bacterial composition of piglet feces within the probiotic group on day 14 and 56 compared to the control group as determined by DGGE. With regard to the number of parameters investigated during this trial the addition of probiotic Enterococcus faecium NCIMB 10415 induced only few measureable effects on probiotic fed pigs. Nevertheless the intestinal microbiota was affected by this treatment while positive effects on health and performance remained inconsistent.

Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die faunistische und genetische Diversität von Käferzönosen in unterschiedlich genutzten bzw. gestörten Waldbeständen zu vergleichen. Hierzu wurden im Bergmischwaldbereich des Nationalparks Bayerischer Wald vier Varianten definiert und jeweils drei Flächen ausgewählt: (1) „Ungenutzt“; seit 20 bis 30 Jahren nicht mehr genutzt (Referenzvariante), (2) „Borkenkäferbefall“; wie die Referenzvariante, aber der Fichtenaltbestand wurde durch Buchdruckerbefall (Ips typographus) abgetötet, (3) „Einzelstammnutzung“; einzelstammweise bis kleinflächig-femelartig genutzte Waldbestände und (4) „Räumung“; Intensiveingriff zur Borkenkäferbekämpfung in der Randzone des Nationalparks. Zur Erfassung der faunistischen Diversität in den Vegetationsperioden 2000 und 2001 dienten Bodenphotoeklektoren, Bodenfallen und Lufteklektoren. Eine Auswertung der Fänge basierend auf die Arten- und Individuenzahlen erfolgte für die Käfer-Familien Staphylinidae, Carabidae, Curculionidae, Elateridae, Byrrhidae, Scolytidae, Cerambycidae und Latridiidae. Zwischen den bewirtschafteten Flächen und den Flächen der Varianten „Ungenutzt“ bzw. „Borkenkäferbefall“ wurden keine Diversitätsunterschiede gefunden. Die Räumungsflächen unterschieden sich aber deutlich von den übrigen Varianten: Die Artenzahlen waren in erstgenannter durch die Zuwanderung von Offenlandarten höher, die Häufigkeit typischer Waldarten nahm indes ab. Die genetische Diversität wurde an den zwei waldtypischen Käfer-Arten Athous subfuscus (Elateridae) und Pterostichus oblongopunctatus (Carabidae) mittels Allozym-Elektrophorese untersucht. Die Populationen der Variante „Räumung“ wiesen bei beiden Arten die höchsten Werte bei der Heterozygotie auf und bei A. subfuscus auch für die Gendiversität. Dies wird auf die zunehmende Habitatheterogenität auf dieser intensiv gestörten Variante zurückgeführt. Eine Verknüpfung zwischen faunistischer und genetischer Diversität wird diskutiert. The aim of the study was to compare the faunistic and genetic diversity of beetle communities on differently managed or disturbed forest stands. In the mountain mixed forest zone of the National Park ‘Bayerischer Wald’ four different disturbance types were chosen each replicated three times: (1) “unmanaged”; not managed since 20 to 30 years (as reference), (2) “bark beetle”; as the reference, but with spruce destroyed by bark beetle infestation (Ips typographus), (3) “single-tree selection”; single trees or small groups were cut in these forest stands and (4) “clear-cut”; infested spruce trees were removed as forest protection measure in the border zone of the national park. The faunistic diversity was recorded in the years 2000 and 2001 by using three different kinds of trapping systems: emergence traps, pitfall traps, and flight interception traps. The interpretation of the catches based on species and specimen numbers were carried out for the beetle families Staphylinidae, Carabidae, Curculionidae, Elateridae, Byrrhidae, Scolytidae, Cerambycidae und Latridiidae. There were no differences in diversity between the managed sites and the “unmanaged” and “bark beetle” sites respectively. But the “clear-cut” sites differed obviously from the other disturbance types: Species numbers were higher at the “clear-cuts” because of the colonisation by open habitat species. At the same time the abundance of typical forest species decreased. Genetic diversity was investigated in the click-beetle Athous subfuscus (Elateridae) and in the ground beetle Pterostichus oblongopunctatus (Carabidae) by means of allozyme electrophoresis. At the “clear-cut” site the heterozygosity was highest in the population of both species as well as the value of gene diversity for A. subfuscus. This result is probably caused by the higher habitat heterogeneity at this intensively disturbed site. A linkage between faunistic and genetic diversity is discussed.

[no abstract]

Das Ziel der Dissertation war die Herstellung von optischen Gradienten-Index (GRIN) Komponenten durch Wanderung hochbrechender, geladener ZrO2-Nanopartikel in einer niedrigbrechenden, organisch-anorganischen Hybridmatrix mittels Elektrophorese. Der Schwerpunkt der Arbeit lag in der Entwicklung von Sol-Gel-Synthesen zur Herstellung von amorphen ZrO2-Nanopartikeln (Durchmesser ca. 4 nm) in organischen Lösungsmitteln. Eine gezielte Partikeloberflächenmodifizierung führte zu verbesserten Topfzeiten (> 2 Jahre) und elektrophoretischen Mobilitäten von bis zu 0,1 [(µm•cm) / (V•s)] in 1-Propanol. Durch Kombination dieser ZrO2-Sole mit organischen und organisch-anorganischen Matrizes gelang die Synthese und Aushärtung von transparenten, nahezu lösungsmittelfreien und hochgefüllten (< 17,9 Mol-% Zr) Nanokompositen. In speziellen Elektrophoresezellen konnte durch Anlegen eines äußeren elektrischen Feldes eine Wanderung der positiv geladenen Nanopartikel in Richtung der Kathode erreicht werden. Abschließend wurde der Zr-Konzentrationsgradient über einen photochemischen Aushärtungsprozess fixiert. Ein stetiger Anstieg des Zr-Gehalts um 67 %-MA auf einer 8 mm langen Verbindungslinie zwischen Anode und Kathode wurde erreicht. The aim of this thesis was to produce optical gradient (refractive) index (GRIN) components by means of the migration of high refractive, charged zirconia nanoparticles in a low refractive, organic-inorganic hybrid matrix by electrophoresis. Emphasis of this work was to develop sol-gel syntheses for preparation amorphous zirconia nanoparticles (diameter app. 4 nm) in organic solvents. A shelf life of more than two years and an electrophoretic mobility of up to 0.1 [(µm•cm) / (V•s)] in 1-propanol were achieved through the tailor-made surface modification of the zirconia nanoparticles. Transparent, near solvent-free, high zirconium filled (< 17,9 mol-%) nanocomposites were yielded using the combination of these zirconia sols with organic and organic-inorganic matrices. A migration of these positively charged particles towards the cathode inside a particular electrophoretic cell was obtained via the application of an outer electric potential difference. At the end of the electrophoresis, the developed particle concentration distribution was fixed and cured through a photochemical process. A consistently rising Zr content of up to 67 wt.% for a distance of 8 mm between the cathode and anode was attained.

[no abstract]

A 45-year-old Vietnamese male was admitted to hospital with severe hypochromic anemia and acute abdominal pain. The peripheral blood smear showed extreme anisocytosis and poikilocytosis as well as teardrops and target cells. Hemoglobin electrophoresis and brilliant cresyl blue staining revealed hemoglobin H (HbH) disease with an infection-associated hemolytic crisis.In the diagnostic workup of hemolytic and hypochromic anemia, HbH disease as a special type of alpha-thalassemia should be considered early. In patients from Eastern Asia with a mean corpuscular hemoglobin (MCH)25 pg, hemoglobin analysis should be performed in order to avoid unnecessary diagnostic procedures. The prognosis of HbH disease is generally favorable, and symptomatic treatment is only recommended during hemolytic crises in association with, e.g., infections or pregnancy.

Die Separation der humanen Globinketten bildet eine Schlüsseltechnik für die Untersuchung von Hämoglobinopathien. In der vorliegenden Arbeit galt es, mit einer Methode qualitative und quantitative Globinvarianten in einer großen Stichprobe hessischer Neugeborener nachzuweisen. Die Trennung der Globine aus getrockneten Blutproben hessischer Neugeborener erfolgte durch Hybrid-isoelektrische Fokussierung (HIEF) in Polyacrylamidgelen. Qualitative Varianten der einzelnen Globinketten wurden durch Inspektion und densitometrische Auswertung der angefärbten Proteinbanden identifiziert. Nach oben genannten Kriterien fielen von 4038 mit der HIEF-Methode untersuchten getrockneten Blutproben insgesamt 18 Proben als potentielle Globinvarianten auf. Die Auswertung zeigt, daß die gamma-Globinvarianten den Hauptteil der nachgewiesenen Varianten bilden. Durch die Separation der gamma-Globinketten in Ggamma und Agamma sowie die Auftrennung von Agamma in AgammaI und AgammaT ist der Beweis der Darstellung von elektrisch neutralen Aminosäuresubstitutionen mittels HIEF erbracht worden. In der gesamten Stichprobe des quantitativen Screenings fanden sich 1039 heterozygote Globine für AgammaI und AgammaT. In der statistischen Auswertung wurde der Anteil des AgammaT-Globin am Gesamt-Agamma-Globin errechnet und betrug im Mittelwert 45,9% mit einer Standardabweichung von 3,8%. Bei der statistischen Auswertung waren insgesamt 31 Proben quantitativ auffällig. In Kontrolluntersuchungen waren 21 Proben reproduzierbar. Die vorgestellte HIEF zeigt, daß mit einer Methode sowohl die Darstellung qualitativer und quantitativer Varianten möglich ist. Durch Erkennung von Gendosiseffekten erweitert sich die Diagnostik von den Exons in den Bereich der Introns. Die hohe Anzahl der nachgewiesenen Varianten zeigt die Empfindlichkeit der Methode. Die genaue Zuordnung der potentiellen Varianten, die nicht Gegenstand dieser Arbeit war, ist durch eine angeschlossene DNA-Analyse möglich. Durch Fortentwicklung der Untersuchungstechniken, auch auf molekularer Ebene, ist die HIEF als Screening-Methode jedoch nur bedingt einsetzbar. Sie ist eher als Baustein in der Entwicklung der elektrophoretischen Techniken anzusehen, die mit Proteomics den derzeitigen Höhepunkt erreicht hat.