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Mit weltweit mehr als 1 Millionen Neuerkrankungen pro Jahr ist das kolorektale Karzinom eine der häufigsten Krebserkrankung des Menschen und somit ein wichtiges Krankheitsbild für medizinische Studien. Um die Früherkennung dieser Krebserkrankungen und damit die Überlebensrate der Patienten zu erhöhen, wurden im Rahmen dieser Arbeit mittels Raman Mikrospektroskopie die Veränderungen des Proteoms in Zellen und in Gewebe untersucht. Am Beispiel des kolorektalen Karzinoms wurde die Raman basierte Spektrale Histopathologie (SHP) gewählt, mittels welcher man zuvor definierte Gewebetypen aufgrund ihrer spektralen Ähnlichkeiten automatisiert zuordnen und somit den Mediziner bei der Diagnose unterstützen kann. Die Messungen an Darmkrebsgewebe zeigen dabei, dass die hohe Auflösung in der Raman basierten SHP von Nutzen ist, um zelluläre Strukturen, wie mobile Zellen im Gewebe aufzulösen und sogar Zellkompartimente einzelner Zellen einer Darmkrebszelllinie zu visualisieren

Mit Hilfe der Festphasen-Peptidsynthese (SPPS) wurden Azid-funktionalisierte Ferrocenyl- und Phosphin-Gold(I)-Metallkomplexe mit Alkin-funktionalisierten MPP (mitochondria penetrating peptides) in [3+2]-Cycloadditionsreaktionen verbunden, mittels HPLC, \(^{1}H-\), \(^{31}P-NMR\) und MS charakterisiert und auf ihre Zytotoxizität gegen Krebszelllinien untersucht. Die organometallischen Gold(I)-Peptidkonjugate zeigten dabei vielversprechende Aktivität. Für die fluoreszenzmikroskopische, intrazelluläre Detektion der Gold(I)-Peptidkonjugate wurde Thiazolorange (TO) an den N-terminus der Peptidkonjugate gekoppelt. Mittels Atomabsorptionsspektroskopie (AAS) wurde die Zellaufnahme und durch Isolieren der Mitochondrien auch die mitochondriale Aufnahme der Gold(I)-Peptidkonjugate quantitativ bestimmt. Weitere Untersuchungen wurden \(\textit {in vitro}\) am Redoxenzym Thioredoxin-Reduktase (TrxR), isolierten, funktionalen Mitochondrien und cisplatin-resistenten Zellen durchgeführt.

Es wurden Metallocen-Peptid-Biokonjugate der Peptide Octreotat, Neurotensin, Polyarginin, sowie der SS-Peptide und einer Mitochondrialen-Targeting-Sequenz erfolgreich mithilfe der Festphasen-Peptidsynthese hergestellt. Für die mikroskopischen Untersuchungen konnten die Biokonjugate mit einem Fluorophor funktionalisiert werden, indem der Fluoreszenzmarker FITC nach selektiver Entschützung einer Lysin-Seitenkette an diese gekuppelt wurde. Die synthetisierten Biokonjugate wurden mithilfe von HPLC, Massenspektrometrie und \(^{1}H\)-, \(^{13}C\)- und 2D-NMR-Spektroskopie charakterisiert. Zusätzlich wurden ausgewählte Verbindungen mittels IR- und Raman-Spektroskopie und Cyclovoltammetrie untersucht. Die Verbindungen wurden auf ihre Zellaufnahme, Lokalisation in der Zelle und antiproliferative Aktivität hin untersucht. Die Biokonjugate zeigen eine zum Teil vielversprechende zytotoxische Aktivität, die sowohl von dem Metallkomplex als auch von dem verwendeten Peptid abhängig ist.

Bladder cancer is the second common malignant urological neoplasia. Most of the tumors are superficial (80%) at first diagnosis and reccur frequently. In order to understand the initial genetic aberrations reflecting growth advantage in bladder cancer we investigated first chromosomal aberrations and validated their biological potential at single cell level. Using multi-colour fluorescence in situ hybridisation (FISH; Urovysion) and Ki-67 immunohistochemistry first data was aquired and completed by laser-microdissecting single cells for single-cell comparative genomic hybridisation (CGH) analy-ses. Double staining of fluorescence in situ hybridisation (Urovysion, Vysis/Abbott) and Ki-67 immunohistochemistry was carried out on frozen tissue sections from 25/40 patients with pre-cancerous lesions of the bladder (13 hyperplasia, 12 dysplasia; those with preferably primary diagnosis; and further specimen from 7 carcinoma in situ, 3 pTaG1, 4 pT1G3). In addition 55 single cells of these precancerous lesions were laser-microdissected and analysed with single cell comparative genomic hybridisation (CGH). Focussing on the proliferating cells versus their non-proliferative neighbourhood in precan-cerous lesions of the bladder, chromosomal aberrations were detected in both types of cells. Proliferating hyperplastic cells showed almost a normal, diploid FISH and no further loss of chromosomal loci in the CGH-analysis. The CGH data of dysplasia cells showed mainly a loss of the chromosomal region 9p21 in proliferating cells, like expected from FISH results. Other chromosomal aberrations, depicted in dysplasia cells, were deletion of chromosome 9 and 13q as well as amplifications of the chromosomes 9p, 12p, 17q, 18p, 22, X and Y. In this regions many candidate genes, involved in regulation of cell proliferation and differentiation, apoptosis and metabolism, are located. These methods established are apt to show that genetic aberrations detected in early bladder lesions or normal urothelium are biologically relevant since found in proliferating cells. This work has been supported by the German Science Foundation (DFG, grant no: Kn263/9-2).