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Die sogenannte Strahlennephropathie stellt eine typische Folge der Bestrahlung von Nierengewebe dar. Sie führt bis zum vollständigen Verlust der Nierenfunktion mit allen Konsequenzen. Diese Arbeit untersucht das radioprotektive Potential des Wachstumsfaktors Erythropoietin, sowie des TNF-α-Inhibitors Infliximab in einem Mausmodell. Ein radioprotektiver Effekt der beiden Substanzen konnte nicht nachgewiesen werden. Im Vergleich zur Kontrollgruppe zeigte sich vielmehr eine weitere Verschlechterung der Nierenfunktion. Diese war unter Verabreichung des TNF-α-Inhibitors deutlicher ausgeprägt als nach Gabe von Erythropoietin. Radiation-induced nephropathy is a typical effect of radiation on renal tissue. It results in the complete loss of renal function with all consequences. This paper deals with the radioprotective potential of the growth factor erythropoietin and the TNF-α inhibitor infliximab in a mouse model. A radioprotective effect of both substances could not be proven. Compared to the control group there was rather seen an additional deterioration of the renal function. This was more distinct after treatment with the TNF-α inhibitor than after administering erythropoietin.

In in vitro Untersuchungen zum Cholin- und [18F]FDG-Transport in die Prostatakarzinomzelllinien LNCaP und PC-3 im Vergleich zur Kolonkarzinomzelllinie SW707 konnte die Überlegenheit von [11C]Cholin gegenüber [18F]FDG zur Darstellung des Prostatakarzinoms in der PET bestätigt werden. In Kinetikstudien und mittels Western Blot konnte gezeigt werden, dass der Cholintransport in Prostatakrzinomzellen durch den hochaffinen Cholintransporter CHT1 und einen niedrigaffinen, nicht sättigbaren Transport vermittelt wird. Eine zytotoxische Behandlung der Zellen mit dem Antiandrogen Bicalutamid und dem Chemotherapeutikum Docetaxel führte zu einer Steigerung der Cholingesamtaufnahme, änderte jedoch den spezifischen, CHT1-vermittelten Transport nicht. In vitro investigation of choline and [18F]FDG uptake in prostate cancer cell lines LNCaP and PC-3 compared to colon cancer cell line SW707 confirmed the superiority of [11C]Cholin compared to [18F]FDG for PET imaging of prostate cancer. Uptake kinetics and Western Blot analysis showed that choline uptake in prostate cancer cells is mediated by the high affinity choline transporter CHT1 and by a non saturable, low affinity transport. Cytotoxic treatment of the cells with the antiandrogen drug Bicalutamid and and the chemotherapeutic drug Docetaxel induced an increased total choline uptake, but did not show any effect on the CHT1 mediated specific choline uptake.

Dissertationsschrift zur Erlangung eines doctor medicinae (Dr.med.) der Medizinischen Fakultät Carl Gustav Carus der Technischen Universität Dresden

Anhand zweier Datenbanken (n1=3056; n2=785) wurden Patienten mit AD und MCI identifiziert, für die komplette Datensätze (PET, APOE Genotyp, TAU und b-Amyloid Konzentrationen) verfügbar waren (n=7-84). Nach Formatierung und Normierung der PET Aufnahmen (Neurostat) wurden mögliche Effekte des APOE Genotyps, sowie Unterschiede in Abhängigkeit von den TAU und b-Amyloid Konzentrationen statistisch untersucht (SPM99). Träger des APOE e4 Allels zeigten signifikante Stoffwechseldefizite in temporo-parietalen Hirnarealen im Vergleich zum Wildtyp. Für Patienten mit niedrigen b-Amyloid-Konzentrationen im Liquor konnten signifikante Stoffwechseldefizite in fronto-temporalen Arealen nachgewiesen werden. Bei Patienten mit MCI und hohen TAU-Protein Konzentrationen zeigte sich deutliche Stoffwechseldefizite im Bereich des posterioren Cingulums. Zukünftig könnten diese Befunde hinsichtlich Verlauf und Diagnostik der Alzheimer Krankheit eine wichtige Rolle spielen. On the basis of two databases (n1=3056; n2=785), patients with AD and MCI and a complete dataset (PET, APOE genotype, TAU and b-Amyloid concentrations) have been identified (n=7-84). After formatting and standardisation of the PETs (Neurostat) possible effects of APOE genotype, as well as differences depending on concentration of TAU and b-Amyloid have been statistical examined (SPM99). Carriers of the APOE e4 allele showed a significant cerebral hypometabolism in temporal-parietal cortical regions in comparison to wild type. For patients with low ß-amyloid concentrations in liquor significant cerebral hypometabolisms in frontal-temporal regions have been detected. For patients with MCI and high TAU protein concentrations showed signifikant hypometabolisms in the posterior cingulate. In the future these results could play a important role in consideration of the course and diagnostic of the Alzheimer's disease.

In der vorliegenden Arbeit wurden durch serologische Analyse einer Tumor-cDNS-Expressionsbibliothek (SEREX) neue Tumorantigene des Neuroblastoms identifiziert. Die Antigene wurden einer cDNS-Sequenzanalyse und -Homologiereche zugeführt, ihre mRNS-Expression mithilfe der RT-PCR in gesunden und maligne transformierten Geweben studiert, das spezifische Antikörpervorkommen durch autologe und heterologe serologische Analysen charakterisiert, und in besonderen Fällen die Antigenexpression am Zellkulturmodell und in Gewebeschnitten studiert. Sechs der zehn Antigene waren neue Produkte bekannter Gene. Die Antigene HuD3, HuD4 und HuC-L wurden als Spleißvarianten bekannter Hu-Tumorantigene identifiziert, die für paraneoplastische Neuropathien verantwortlich gemacht werden. Die Klonierung neuer 5’-mRNS-Sequenzen des bekannten Antigens HuD1 erlaubte darüber hinaus die Charakterisierung eines neuen, in aggressiven Neuroblastomen herunterregulierten HuD-Intronpromoters. Aufgrund ihrer Gewebeverteilung wurden die neuen HuD-mRNS-Sequenzen als prognostische- bzw. MRD-Marker vorgeschlagen. Die serologischen Analysen der Hu-Antigene belegten erstmals das Vorkommen von anti-Hu-Antikörpern bei verschiedenen pädiatrischen Tumorerkrankungen und wiesen auf eine mögliche Bedeutung von anti-Hu-Antikörpern als Verlaufsmarker hin. Im aminoterminalen Ende der neuen Variante HuD4 konnte ein leucinreiches, hochpotentes Kernexportsignal identifiziert werden, welches HuD4 CRM1-abhängig in das Zytosol exportierte. Immunhistologische Untersuchungen von normalem Gehirn- und verschiedenen Neuroblastomgeweben deuteten auf eine tumorbiologische Relevanz der intrazellulären HuD-Antigenverteilung hin. Das neue Tumorantigen 018INX war das Produkt eines Abschnitts der -Internexin-mRNS, der bisher als 3’-UTR beschrieben worden war, und repräsentierte damit einen neuen Typ von Tumorantigenen. Die Serumtiter der anti-018INX-AK korrelierten ebenfalls mit der Tumorlast und hatten somit Relevanz für die Verlaufskontrolle. Das Autoantigen NNP3 stellte eine neue aminoterminale Variante des nukleären Proteins NNP1/Nop52 dar, welches in die rRNS-Prozessierung involviert ist. Im Gegensatz zum ubiquitären Homolog wurde NNP3 gewebespezifisch von einem neuen Intronpromotor exprimiert, dessen Aktivität im Kontext aggressiver Tumoren ebenfalls herunterreguliert war. Das Antigen 018NAC war identisch mit dem Transkriptionskofaktor -NAC/NACA, welcher in die Pathogenese verschiedener maligner Erkrankungen involviert ist. Das inkomplett klonierte Antigen 018HSP war mit Hsp90identisch, welches im Kontext von Tumoren diagnostische und therapeutische Bedeutung hat. Zusammenfassend konnte die Arbeit Beträge zu neuen diagnostischen und therapeutischen Ansätzen liefern und neue Einblicke in die Biologie und Immunerkennung eines besonders aggressiven, pädiatrischen Tumors gewähren. In this work, the SEREX-method was used to screen a neuroblastoma cDNA expression library for antigens that had elicited high-titer IgG-antibody responses. Ten different antigens were identified including six novel gene products. All identified antigens were analysed with regard to their cDNA sequence and homology, their mRNA-expression pattern in healthy and malignantly transformed tissue, the occurrence of antigen-specific antibodies in healthy volunteers and children with cancer, and some antigens for their protein expression patterns. The antigens HuD3, HuD4 and HuC-L were identified as splice variants of known Hu tumor antigens that are involved in the etiology of paraneoplastic disorders. The cloning of novel 5’-mRNA sequences of HuD1 lead to the identification of a new HuD-promoter, that is downregulated in aggressive neuroblastoma. Due to their differential tissue expression patterns, the new HuD-mRNAs might serve as prognostic- and minimal-residual-disease (MRD) markers. The serological analyses of Hu-antigens demonstrated that the tumor-associated anti-Hu antibodies occur in the context of various childhood malignancies and might be useful in disease monitoring. Within the new amino-terminal end of HuD4 a biologically active leucine-rich nuclear export signal was identified that mediates CRM1-dependent HuD4 export into the cytoplasm. A comparative immunohistological analysis of the HuD antigen in normal tissues and tumors indicated that the HuD tissue distribution might play a role in tumor development. The novel tumor antigen 018INX resulted from translation of sequences within the 3’-untranslated region of thealpha-internexin mRNA, and therefore represented a novel type of tumor antigen. The serum titer of the anti-018INX-antibodies correlated with the tumor burden and could therefore contribute to disease monitoring. The autoantigen NNP3 is a new amino-terminal variant of the ubiquitously expressed nuclear protein NNP1/Nop52, which is involved in rRNA-processing. NNP3 was found to be expressed in a tissue-specific manner by a new promoter whose activity was found to be downregulated in very aggressive tumors. The antigen 018NAC was identical to the transcription-cofaktor -NAC/NACA involved in the pathogenesis of various malignancies. The cloned part of the 018HSP antigen was identical to Hsp90-alpha which had previously been proposed as target in tumor diagnosis and therapy by others. Taken together, this work provided new insights into the immune recognition and biology of neuroblastoma and might contribute to novel diagnostic and therapeutic approaches.

Die Strahlentherapie wird heutzutage bei über 50% der Patienten mit malignen Erkrankungen eingesetzt. Durch verbesserte strahlenbiologische Kenntnisse und neuere Techniken können bei guter Erfassung des Tumors die Nebenwirkungen am umliegenden gesunden Gewebe erheblich verringert werden. In bestimmten Situationen können trotz zahlreicher Fortschritte die Normalgewebereaktionen dosislimitierend sein. Dabei gehört die Niere im Hinblick auf chronische Strahlenwirkungen zu den strahlenempfindlicheren Organen im menschlichen Körper. Deshalb wurden in den letzten Jahrzehnten verschiedene Substanzen getestet, die das gesunde Gewebe, insbesondere die Niere, vor den schädigenden Einflüssen ionisierender Strahlung schützen sollen. In der vorliegenden Arbeit wird die Wirkung von insulin-like growth factor-1 (IGF-1) und des p53-Inhibitor pifithrin-α in einem Tiermodell zur abdominalen Strahlentherapie unter Einschluss der Niere untersucht. In einem eigens entwickelten Mausmodell wird die rechte Niere unter Schonung von Darm und kontralateraler Niere bestrahlt und die relative Nierenfunktion mit Hilfe von wiederholten statischen Nierenszintigraphien mit einer Nachbeobachtungszeit von einem Jahr untersucht. Die Bestrahlung erfolgt einzeitig mit einer Dosis zwischen zehn und 17 Gy bestrahlt. IGF-1 wird in verschieden Dosisstufen entweder simultan zur Bestrahlung oder nach einer Latenz von 26 bzw. 27 Wochen für 30 Tage subcutan injiziert. Die pifithrin-α- behandelten Tieren haben den Wirkstoff in einer Dosisstufe 30 Minuten bis einer Stunde vor der Bestrahlung mit 15 Gy einmalig erhalten. Die relative Nierenfunktion der Kontroll- und Behandlungsgruppen liegen sehr nahe beieinander. Mit Hilfe der statistischen Tests konnte kein signifikanter Unterschied nachgewiesen werden. Es ergibt sich jedoch ein gewisser Trend für eine radioprotektive Wirkung von IGF-1, während die pifithrin-α-Gruppe keinen Unterschied zur Kontrollgruppe aufweist. The purpose of these experiments was to test whether a brief course of insulin-like growth factor-1 (IGF-1) injection (escalating doses) or pifithrin-α (one dosis) concomitant to irradiation ameliorates radiation-induced kidney dysfunction and lethal bowel toxicity in a mouse model of unilateral high-dose irradiation of the kidney and adjacent bowel. The kidney function was assessed by means of repeated 99mTc-dimercaptosuccinat scans (every 6 weeks) during a maximum follow-up of 49 weeks. The experiments with single fractions of 12 Gy and 15 Gy revealed only minor differences in the severity of kidney dysfunction and no reduction in lethal bowel toxicity from IGF-1 treatment. The pifithrin-α-group does not differ from the controlgroup. In the absence of any significant radioprotective effect, other strategies of response modification need to be developed.

Wir entwickelten ein neues Immunoassay-Konzept zur Bestimmung von Steroiden im Serum mittels eines biotinylierten Steroidtracers. Es handelt sich hierbei um einen kompetitiven Enzymimmunoassay, die Signalgenerierung erfolgt mittels an Streptavidin gekoppelter Meerrettichperoxidase. Dieser Assay zur Bestimmung von 17a-Hydroxyprogesteron (17aOHP) im Serum verwendet 17a-Hydroxypregn-4-ene-3-one-7a(biotinyl-6-N-unde-cyclamid) als Tracer und einen für die Position 7 spezifischen polyklonalen Kaninchen anti-17a-OHP Antikörper. In Verdrängungsexperimenten konnte gezeigt werden, daß 7a-Bio-17aOHP das mit Tritium markierte 17aOHP adäquat vom Antikörper verdrängt. Für die Durchführung des Assays werden die Serumproben mittels C18-Kartuschen extrahiert und in steroidfreiem Serum wieder aufgenommen. Der 7a-Bio-17aOHP -Tracer (20 nmol/l endgültige Konzentration) wird zusammen mit dem für die Position 7 spezifischen polyklonalen Kaninchen anti-17a-OHP Antikörper in Mikrotiterwells inkubiert, welche mit einem zweiten Ziege- anti- Kaninchen- Antikörper beschichtet sind. Die Signalgenerierung erfolgt durch an Streptavidin gekoppelte Meerrettichperoxidase, wobei die Enzymaktivität mittels einer verstärkten Chemilumineszenz Methode quantifiziert wird. Der Assay mißt 17aOHP in einer Spannbreite von 0,12 bis 30 nmol/l; die untere Nachweisgrenze liegt bei 0,08 nmol/l. Die Intraassay-Präzision liegt zwischen 9,8 und 26,9%. Die Wiederfindung von Serumproben zugefügtem 17aOHP liegt zwischen 85 und 110 %. Außerdem bietet der Assay eine hervorragende Linearität bei Verdünnung. Es wird keine nennenswerte Kreuzreaktivität mit anderen Steroidhormonen gefunden. Der Referenzbereich liegt für Männer bei 2,16 - 3,1 nmol/l; für prämenopausale Frauen in der Follikelphase bei 1,35 - 2,97 nmol/l, in der Lutealphase bei 2,13 - 3,97 nmol/l. Bei Schwangeren im I. und II. Trimenon ermittelten wir Werte zwischen 3,97 und 8,19 nmol/l. Gemessen werden Proben von behandelten und unbehandelten Kindern mit Adrenogenitalem Syndrom (21-Hydroxylasemangel). Die gefundenen Werte stimmen mit Werten aus der Literatur überein. Im Methodenvergleich mit einer RIA-Methode wird folgende Korrelation gefunden: y = -0,15 + 0,47 x; rs = 0,675 für die Frauenseren und y = 0,44 + 0,35 x; rs = 0,786 für die Männerseren. Die Korrelation mit einem ELISA ergiebt: y = -0,08 + 0,71 x; rs = 0,793 für die Frauenseren; y = 0,34 + 0,46 x; rs = 0,888 für die Männerseren. Die Ergebnisse zeigen, daß der Chemilumineszenz-Immunoassay die Voraussetzungen für die Bestimmung von 17aOHP im Serum erfüllt. Zum Einsatz bei der Diagnostik des Adrenogenitalen Syndroms ist er gut geeignet. We developed a novel immunoassay concept for the determination of steroids in serum using biotinylated steroids as the tracer. Assays are formatted as competitive enzyme immunoassays, signalling is performed by applying streptavidin-conjugated horseradish peroxidase (sAv-HRP). Latest example of this concept is the established chemiluminescence immunoassay (CLIA) for 17a-hydroxyprogesterone (17-OHP) in human serum using the 17-OHP derivative 17a-hydroxypregn-4-ene-3-one-7a(biotinyl-6-N-undecyclamide) (7a-Bio-17-OHP) as tracer and a position 7-specific polyclonal rabbit anti-17-OHP antibody. In displacement experiments it could be demonstrated that 7a-Bio-17-OHP adequately displaces tritiated 17-OHP from the antibody in the anticipated way. For the assay run, serum samples are extracted by use of C18-cartridges and redissolved in steroid free serum. The 7a-Bio-17-OHP tracer (20 nmol/l final concentration) was incubated together with a position 7-specific rabbit polyclonal anti-17-OHP antibody in microtiter wells, coated with a second ant-rabbit antibody. Signal generation was performed using a sAv-HRP conjugate, the enzyme activity being quantified by an enhanced chemiluminometric method. Assay dynamic range is from 0.12 to 30 nmol/l; lower detection limit is found with 0.08 nmol/l in serum. The intraassay-precision is between 9,8 und 26,9%. Recoveries of added 17-OHP to samples of 85-110 % and an excellent dilution linearity can be demonstrated. There is no remarkable cross-reactivity with any of the used steroid hormones. Reference values for men are 2,16 - 3,1 nmol/l; for premenopausal women in the follicular phase 1,35 - 2,97 nmol/l, in the luteal phase 2,13 - 3,97 nmol/l. During pregnancy in the I. and II. trimenon values were 3,97 und 8,19 nmol/l. We measured serum samples of children with congenital adrenal hyperplasia due to 21-hydroxylase deficiency. The results were equivalent to values found in literature. In comparison with a RIA-method the following correlation is found: y = -0,15 + 0,47 x; rs = 0,675 for the samles of women and y = 0,44 + 0,35 x; rs = 0,786 for the samles of men. The correlation with an ELISA is: y = -0,08 + 0,71 x; rs = 0,793 for the samples of women; y = 0,34 + 0,46 x; rs = 0,888 for the samples of men. We conclude that this new assay may be a versatile nonisotopic immunoassay method for the determination of 17-OHP in serum.

Ziel der Studie war die Beschreibung der Aufnahme von H-3 Leucin in B-Lymphomzellen und deren Änderung durch Behandlung mit Vincristin. Im Vordergund stand hierbei die Abwägung der Eignung der Aminosäure zur Bewertung der Effektivität einer Tumortherapie mittels PET. Lymphomzellen des Typs Su DHL-4 wurden in RPMI 1640-Medium auf 3, 75 x 10^6 Zellen/ml eingestellt und mit einer 0,02 pg/l Vincristinlösung für vier Stunden behandelt. 24 Stunden nach Therapiebeginn schloß sich eine Inkubation von je 100 ml der Zellsuspension mit 100 ml H-3 Leucin und 100 ml Kulturmedium bei variierender Aminosäurekonzentration über unterschiedliche Zeiträume im Schüttelbad (37°C) an. Eine Abtrennung der Zellfraktion erfolgte durch Zentrifugation auf 2200 rpm und anschließendem dreimaligem Waschen mit eiskaltem PBS. Parallel dazu wurde eine zweifache TCA Fällung mit Zentrifugierung bei 6000 rpm zur Bestimmung des Proteineinbaus durchgeführt. Nach der Lysierung des Pellets mit 0,1 N NaOH + 1% SDS konnte die aufgenommene Aktivität im Flüssig-Szintillationszähler gemessen werden. Die Aufnahme von Leucin verlief sowohl linear mit der Zeit als auch mit der jeweiligen Aminosäurekonzentration im Inkubationsmedium. Der Einbau in Proteine nimmt nur linear mit der Zeit zu, nicht aber mit der jeweiligen Aminosäurekonzentration. Nach Behandlung mit Vincristin konnte eine signifikante Verminderung sowohl der Aufnahme, wie auch des Einbaus von Leucin nachgewiesen werden. Die Aufnahme und der Einbau von Leucin werden durch die Behandlung mit Vincristin signifikant herabgesetzt, wobei keine Änderung des Transpoits der Aminosäuren als ursächlich anzusehen ist. The aim of the study was to examine the uptake of H-3 leucine into B-lymphoma cells and measure the effect of treatment with vincristine on the uptake of the aminoacid. Of further interrest was the possible usage of the aminoacid by PET as a predictor for effectiveness of a tumor therapy. Lymphoma cells Typ Su DHL-4 were cultivated in RPMI 1640 media, leveled to a concentration of 3,75 x 10^6 cells/ml and treated with a suspension of vincristine of 0,02 pg/l for four hours. 24 hours after the beginning of the treatment phase, 100 ml of the cell suspension, 100 ml of H-3 leucine and 100 ml of media with alternating concentrations of leucine were incubated at a temperature of 37°C. The cell fraction was first separated by using a biofuge at 2200 rpm and subsequently washed with ice-cold PBS three times. By using TCA twice followed by centrifugation at 6000 rpm the acid solvable fraction was separated leaving the protein fraction behind. After lysis with 0,1 N NaOH + 1% SDS the uptake of leucine was measured using a liquid szintillation counter. Uptake of leucine increased linear refering to time of incubation and concentration of leucine in the media. The acid refractory fraction could not be altered with different concentrations of leucine but increased only refering to the time of incubation. After treatment with vincristine a significant decrease of uptake and acid refractory fraction was measured. The decrease was not due to altered capability of the aminoacid transport system.

Das Prostatakarzinom metastasiert zuerst im Lymphsystem, wobei die primär betroffenen Lymphknoten sich in vielen und zum Teil schwer operablen Regionen befinden. Bei der Wächterlymphknotendiagnostik werden diese Lymphknoten radioaktiv markiert, szintigraphisch dargestellt und mit Hilfe einer Gammasonde selektiv entfernt. In dieser experimentellen Arbeit wurde der Einfluss der intraprostatischen Injektionstechnik auf die Anreicherung und Biokinetik des injizierten radioaktiven Kolloids in den Wächterlymphknoten und anderen Organen untersucht. Die zuverlässigste Darstellung der Wächterlymphknoten ergab sich nach mehrmaliger Injektion in beide Prostatalappen. Anhand der biokinetischen Daten wurde die Strahlenexposition des Patienten quantifiziert und die rechtfertigende Indikation nach §80 StrlSchV überprüft. Für die Gammasonden wurden praxisrelevante Qualitätskriterien eruiert. Darauf basierend erfolgte eine Quantifizierung der Messeigenschaften von kommerziell erhältlichen Sondensystemen. Prostate cancer spreads into the lymphatic system at first. The most involved lymph nodes are localized in many different lymph node groups which are often difficult to remove. With the Sentinel Lymph Node (SLN) technique these lymph nodes were labelled with 99mTc-Nanocolloid, followed by preoperative scintigraphy and intraoperative localisation with a handheld gamma probe. One aim of this experimental work was to investigate the influence of different intraprostatic injection techniques on accumulation and biokinetics of 99mTc-Nanocolloid in the SLNs and other Organs. The most reliable detection of the SLNs was achieved with several injections into both lobes of the prostate gland. The second goal was to determine the radiation exposure of the patient based on the biokinetic data. The radiation risk was justified by the improved detection of lymph node metastases with the SLN technique. The third aim was to evaluate essential quality criteria of gamma probes. Based on these findings the characteristics of commercial available probes were described.

An Gliomzellen, Lymphomzellen und humanen Granulozyten wurde die Aufnahme von O-(2-[18F]Fluorethyl)-L-Tyrosin (FET) und L-[Methyl-3H]-Methionin (MET) verglichen, mit dem Ziel ihre Eignung als PET Tracer zur Differenzierung von Tumor und Entzündung auf zellulärer Ebene zu untersuchen. Es zeigten sich Unterschiede zwischen Granulozyten und Tumorzellen hinsichtlich der Wirkung kompetitiver Hemmstoffe für bestimmte Aminosäuretransportsysteme, pH-Abhängigkeit, Sättigbarkeit, Affinität und Kapazität der Aufnahme beider Aminosäuren. FET wurde im Gegensatz zu MET nur von den Tumorzellen, nicht aber von Granulozyten angereichert und könnte sich daher als Tracer zur Differenzierung von Tumor und Entzündung eignen. The uptake of L-[Methyl-3H]-Methionine (MET) and O-(2-[18F]Fluoroethyl-L-Tyrosine (FET) was investigated in glioma cells, lymphoma cells and human granulocytes with the aim to compare on cellular level the suitability of both PET tracers for differentiation of tumor and inflammation. Differences between granulocytes and tumor cells were found concerning the influence of competitive inhibitors for certain amino acid transport systems as well as for the dependence on pH, saturation, affinity and capacity of the uptake of both amino acids. FET in contrast to MET accumulated only in tumor cells but not in granulocytes and could therefore be a suitable PET tracer for the differentiation of tumor and inflammation.

Für die Untersuchung der Radiofluorierung von Peptiden durch chemoselektive Hydrazonbildung mit 4-[18F]Fluorbenzaldehyd ([18F]FB-CHO) wurden HYNIC-funktionalisierte Somatostatinrezeptorliganden, HYNIC-TOCA und HYNIC-TOCam, sowie HYNIC-Substance P synthetisiert. Die Evaluierungen zeigten, dass die 18F-Markierung der ungeschützten, HYNIC-funktionalisierten Peptide mittels Hydrazonbildung schnell (< 15 min) und chemoselektiv ist und nach Optimierung Ausbeuten von 89 % nach 15 min bei 70 °C ermöglicht. Die Hydrazonbildung ist vorteilhafterweise in wässrigem, gepuffertem Medium im milden pH-Bereich zwischen 4 und 5 zu nutzen. In Stabilitätsstudien wurde für [18F]FB-CH=N-HYNIC-TOCA bzw. [18F]FB CH=N-HYNIC-TOCam keine Zersetzung in neutralen Puffern, in Serum oder in vivo (Blut) beobachtet. Bei pH < 5.5 zeigte sich eine Spaltung der 18F-Hydrazone in 4-[18F]Fluorbenzaldehyd und HYNIC-Peptid. Diese Instabilität könnte nach Internalisierung der Radiopeptide in Tumorzellen eine intrazelluläre Retention nach Spaltung unter den sauren, endosomalen Bedingungen (pH 4 – 5) bewirken. Insgesamt stellt die 18F-Markierung von Peptiden mittels Hydrazonbildung eine effiziente, chemoselektive zwei-Stufen-Radiofluorierungsmethode dar und erlaubt den Einsatz ungeschützter Markierungsvorläufer. Ferner konnte gezeigt werden, dass sich die mit HYNIC-funktionalisierten Peptide als Vorläufer sowohl für die 18F- als auch die 99mTc-Markierung einsetzen lassen. Ziel des zweiten Teils dieser Arbeit war die Evaluierung der Radiomarkierung von sst-Liganden sowie glykosylierten sst-Liganden mittels der 99mTc(CO)3-Methode. Ziel war außerdem die Optimierung des in vivo-Verhaltens der glykosylierten 99mTc-Tracer. Für diese Zwecke wurden Hisτ-TOC und Hisτ-TOCA sowie Gluc-Lys0(His)TOC, Gluc-Lys0(His)TOCA und Gluc-Lys0(Pic)TOCA synthetisiert und evaluiert. Die mit dem neuen tridentaten Chelator (His(Nτ-CM)-OH) funktionalisierten Peptide, Hisτ-TOC und Hisτ-TOCA, zeigten ähnliche Markierungsausbeuten in Abhängigkeit von der Vorläuferkonzentration (z.B. ~ 95 % Ausbeute bei 10-4 M Peptidkonzentration, 30 min 75 °C) wie Gluc-Lys0(His)TOCA. Unter sonst identischen Bedingungen war die Ausbeute an Gluc-Lys0([99mTc]Pic)TOCA deutlich niedriger (~ 67 %). Die Histidine erscheinen daher den 2-Picolylamindiessigsäurederivaten hinsichtlich Markierungseffizienz generell überlegen zu sein. Anschließend wurde die Biodistribution von Gluc-Lys0([99mTc]His)TOC, Gluc-Lys0([99mTc]His)TOCA und Gluc-Lys0([99mTc]Pic)TOCA im Mausmodell untersucht. Gluc-Lys0([99mTc]Pic)TOCA mit dem tridentaten Picolylamindiessigsäure-Chelator zeigte 120 min p.i. in allen Exkretionsorganen die niedrigste Aktivitätsanreicherung (0.8 - 7.1 % iD/g) im Tumor dagegen die höchste Aufnahme (19.2 ± 2.5 % iD/g). Tracer mit dem bidentaten Histidin-Chelator zeigten dagegen aufgrund der ungesättigten Koordinationssphäre des Technetiums eine verlängerte Retention im Blut und in den Exkretionsorganen. Diese Ergebnisse verdeutlichen die Notwendigkeit einer gesättigten Koordinationssphäre der 99m-Tricarbonyl-Komplexe. Aufgrund der vielversprechenden Biodistributionsergebnisse wurde Gluc-Lys0([99mTc]Pic)TOCA in ersten Gammakamerastudien an zwei Patienten bewertet. In beiden Fällen wurde ein niedriger Hintergrund und geringe Traceraufnahme in den Ausscheidungsorganen detektiert. Gluc-Lys0([99mTc]Pic)TOCA wurde in den Tumoren stark angereichert und erlaubte eine klare Abgrenzung der Läsionen von umliegenden Gewebe. Aufgrund der schnellen Blutclearance, der schnellen renalen Ausscheidung und der schnellen Tumoraufnahme erscheint eine frühe Bildgebung bereits 15 min p.i. möglich. Das untersuchte Gesamtkonzept zur Herstellung 99mTc-markierter Peptide, bestehend aus 99mTc-Tricarbonyl-Markierungsmethodik, Glycosylierung und Verwendung tridentater Chelatoren lieferte mit Gluc-Lys0([99mTc]Pic)TOCA einen vielversprechenden Tracer für die Somatostatinrezeptorszintigraphie. To evaluate radiofluorination of peptides via hydrazone formation with 4-[18F]fluorbenzaldehyde, ([18F]FB-CHO) HYNIC-functionalized somatostatin receptor ligands, HYNIC-TOCA and HYNIC-TOCam, as well as HYNIC-Substance P were synthesized. We found that 18F-labeling of unprotected HYNIC-functionalized peptides via hydrazone formation is fast (< 15 min), chemoselectiv and affords yields of 89% after 15 min at 70 °C post-optimization. Another advantage of radiofluorination via hydrazone formation is that it can be performed in an aqueous, buffered solution at a mild pH of 4 to 5. Stability studies in neutral buffer, serum or in vivo (blood) have shown no degradation of [18F]FB-CH=N-HYNIC-TOCA or [18F]FB-CH=N-HYNIC-TOCam, respectively. At pH < 5.5, the cleavage of the 18F-hydrazone to form 4-[18F]fluorbenzaldehyde and HYNIC-peptide was observed. After internalization of the radiopeptides into tumor cells, this instability could lead to intracellular retention after hydrazone cleavage under acidic endosomal conditions (pH 4 – 5). In conclusion, chemoselective hydrazone formation between unprotected HYNIC-functionalized peptides and [18F]FB-CHO is a fast and straightforward two-step radiolabeling method leading to high yields under mild acidic conditions. In addition, it represents a powerful and versatile radiolabeling strategy. Further we showed, that 99mTc-labeling using the same peptide precursors can be performed. In the second part of this dissertation radiolabeling of sst-ligands as well as glycosylated sst-ligands using the 99mTc(CO)3-method was evaluated. Another aim of this work was the optimization of the in vivo behavior of glycosylated 99mTc-tracers. For these purposes, Hisτ-TOC and Hisτ-TOCA as well as Gluc-Lys0(His)TOC, Gluc-Lys0(His)TOCA and Gluc-Lys0(Pic)TOCA were synthesized and evaluated. The peptides functionalized with the new tridentate chelator (His(Nτ-CM)-OH), Hisτ-TOC and Hisτ-TOCA, showed comparable labeling yields to Gluc-Lys0(His)TOCA depending on the precusor concentration (e. g. ~ 95 % yield at 10-4 M peptide concentration, 30 min 75 °C). Under similar conditions, the labeling yield of Gluc-Lys0([99mTc]Pic)TOCA was distinctly lower (~ 67 %). We observed that, with respect to labeling efficiency, histidine chelators generally seem to be superior to 2-picolylaminediacetic acid derivatives. Furthermore, the biodistribution of Gluc-Lys0([99mTc]His)TOC, Gluc-Lys0([99mTc]His)TOCA and Gluc-Lys0([99mTc]Pic)TOCA was studied in tumor bearing mice. Gluc-Lys0([99mTc]Pic)TOCA carrying the tridentate 2-picolylaminediacetic acid chelator showed the lowest activity accumulation in all excretion organs at 120 min p.i. (0.8 - 7.1 % iD/g) with the highest tumor uptake (19.2 ± 2.5 % iD/g). Due to the unsaturated coordination sphere of the metal atom, the tracers with the bidentate histidine chelator showed a longer retention in blood and the excretion organs. These results demonstrate the necessity of a saturated coordination sphere in the 99mTc-tricarbonyl complexes. Due to these promising bioditribution results, Gluc-Lys0([99mTc]Pic)TOCA was also evaluated in a first gamma-camera study with two patients. In both cases, low background as well as low tracer uptake in the excretion organs was detected. Gluc-Lys0([99mTc]Pic)TOCA was highly accumulated in the tumors allowing clear delineation of the lesions from the surrounding tissue. Due to fast blood clearance, fast renal excretion and fast tumor uptake, imaging as early as 15 min p.i. seems to be possible. These strategies using 99mTc-tricarbonyl labeling strategy, glycosylation and tridentate chelators to produce 99mTc-labeled peptides provided with Gluc-Lys0([99mTc]Pic)TOCA a promising tracer for sst-scintigraphy.

Ziel/Aim: Ziel der Studie war die Evaluierung des möglichen Einsatzes des PankoMab im Rahmen einer α-Radioimmuntherapie mit 213Bi. Hierzu wurde die Zytotoxizität des 213Bi-PankoMab Konjugats in vitro an OV-MZ-6-WT Ovarialkarzinomzellen sowie die Biodistribution des PankoMab in Nacktmäusen mit und ohne intraperitonealem Tumor untersucht. Methodik/Methods: Die Bindung des PankoMab an OV-MZ-6-WT Zellen wurde mittels Antikörperbindungstests und Immunfluoreszenz nachgewiesen. Die Ermittlung der Anzahl der PankoMab-Antigenbindungstellen auf der Zelloberfläche von OV-MZ-6-WT Zellen erfolgte mittels Scatchard-Assays. Das zytotoxische Potential des 213Bi-Radioimmunkonjugats wurde in klonogenen Tests untersucht, dazu wurden OV-MZ-6-WT Zellen mit 213Bi-PankoMab unterschiedlicher Aktivitäten (0-1850 kBq) inkubiert und mit klonogenen Tests nach 213Bi-BSA Inkubation verglichen. Die Biodistribution des PankoMab wurde an Nacktmäusen mit und ohne intraperitonealem Tumor bestimmt. Es erfolgten Messungen 1h und 3h nach Injektion von 111In-PankoMab. Ergebnisse/Results: Eine spezifische Bindung des PankoMab an OV-MZ-6-WT Zellen konnte mittels Antikörperbindungstests, Immunfluoreszenz sowie Scatchard-Assays nachgewiesen werden. Die Antigenexpression auf den OV-MZ-6-WT Zellen verringerte sich mit zunehmender Passagezahl in der Zellkultur. In den Zytotoxizitätstests konnte gezeigt werden, dass 213Bi-PankoMab das klonogene Überleben im Vergleich zu 213Bi-BSA stärker reduziert. Die Reduktion nahm mit steigenden Konzentrationen (18,5-1850kBq) zu. Sechs Wochen nach Tumorzellinokulation (OV-MZ-6-WT) konnten erhöhte Aktivitätskonzentrationen von 111In-PankoMab im Tumor bzw. in tumorinfiltriertem Gewebe wie Pankreas und Peritoneum, im Vergleich zu einer tumorfreien Kontrollgruppe, nachgewiesen werden. Schlussfolgerungen/ Conclusions: Die Ergebnisse zeigen die Potenz des PankoMab an MUC1 exprimierende Ovarialkarzinomzellen spezifisch zu binden und diese abzutöten. Die tumorspezifische Verteilung des PankoMab im Organismus unterstreicht die Potenz dieses Antikörpers im Bezug auf den Einsatz im Rahmen einer α-Radioimmuntherapie mit 213Bi. Background and aim: PankoMab is a monoclonal antibody which recognizes a carbohydrate induced conformational tumor epitope on MUC1. The radiotherapeutical potential of this antibody was evaluated by measuring the cytotoxicity after binding to the ovarian cancer cells (OV-MZ-6-WT) and by analyzing the biodistribution in nude mice bearing intraperitoneal tumors. Methods: Cell binding to OV-MZ-6-WT was performed with 213Bi-PankoMab and analyzed by Scatchard analysis. PankoMab binding was additionally verified by immunofluorescence. The cytotoxic potential of the radiolabelled antibody was assayed via a clonogenic assay. Biodistribution of 111In-PankoMab was estimated at different time points after i.p. inoculation of OV-MZ6-WT cells in nude mice. Results: Specific binding of PankoMab to OV-MZ-6-WT cells could be demonstrated by immunofluorescence and Scatchard assays. The antigen expression on cell surfaces seemed to be different at different passages of the tumor cells. 213Bi-PankoMab induced in vitro a specific cell death at all radioactivite concentrations assayed (3.6–180 kBq/ml) whereas a 213Bi-BSA control was significantly less efficient. 111In-PankoMab was applicated to mice six weeks after tumor cell inoculation. An accumulation of about 6%ID/g was quantified in the tumor. High antibody binding was also measured for the peritoneum and pancreas which were both infiltrated with tumor cells (6%–5%/g tissue). Contrary organ burden in kidneys was estimated to 2–4%ID/g . Conclusions: Results demonstrate the ability of radiolabelled PankoMab to bind and kill MUC1 positive tumor cells in vitro. The prefered in vivo accumulation in tumor tissues of mice supports the potential of the antibody for the development as an immunotherapeutic.

Beim diffusen Magenkarzinom entwickelt sich häufig in Folge der Dissemination einzelner Tumorzellen eine Peritonealkarzinose (PK), für die derzeit keine effiziente Therapieoption besteht. Die lokoregionale Applikation tumorspezifischer Antikörper (d9MAk) gegen mutiertes d9-E-Cadherin, gekoppelt mit dem α-Emitter 213Bi, erzielte in Studien an Mäusen mit PK sehr gute therapeutische Ergebnisse. Ziel dieser Arbeit war die Bewertung der therapeutischen Effizienz und Toxizität von d9MAk gekoppelt mit dem β-Emitter 177Lu in der Therapie der PK auch im Vergleich zu 213Bi-d9MAk. 177Lu-d9MAk Konjugate bewirkten signifikante Überlebensverlängerungen gegenüber untherapierten Tieren, vor allem im Frühstadium der PK. Gegenüber 213Bi-d9MAk wurde jedoch ein deutlich stärkerer Abfall der Leukozyten sowie die Entwicklung von malignen Lymphomen beobachtet. Aufgrund der geringeren Toxizität sollte 213Bi-d9MAk dem 177Lu-d9MAk für die lokoregionale Radioimmuntherapie der PK vorgezogen werden. Diffuse-type gastric cancer often develops a peritoneal carcinomatosis (PC) after dissemination of single tumor cells. Currently, there exists no effective treatment of PC. As shown in previous studies locoregional application of tumor specific monoclonal antibody d9MAb conjugated with α-emitter 213Bi against mutated d9-E-Cadherin achieved very promising therapeutic results in a nude mice model with PC. This study evaluated the therapeutic efficacy and toxicity of β-emitter 177Lu conjugated d9MAb in nude mice and compared it to the efficiency of 213Bi-d9MAb. The results demonstrated that 177Lu-d9MAb conjugates prolonged survival significantly compared with untreated mice, especially in the very early stage of PC. However, considering the strong decrease of leukocytes and the appearance of malignant lymphomas, toxicity was higher after 177Lu-d9MAk application compared to the application of 213Bi-d9MAb. Hence 213Bi-d9MAb conjugates should be preferred in the locoregional radioimmunotherapy of PC.

Beim Tumorwachstum kommt es im Rahmen der Angiogenese zur Expression des avß3-Integrins auf Endothelzellen. Diese Arbeit zeigt, dass tumorassoziierte Angiogenese mittels radioaktiv markierter avß3 Liganden nichtinvasiv darstellbar ist. Als Modell dienten auf Nacktmäuse transplantierte humane A431 Zellen. In-vitro reicherten A431 Zellen avß3-spezifische Liganden ([18F]Gal-RGD/[125I]Glc-RGD) nicht an. In-vivo zeigten die Tumoren jedoch eine intensive Aufnahme von [18F]Gal-RGD (Tumor/Blut nach 90 min 9.8), die durch den avß3 Liganden c(RGD)yV blockierbar war (-73%). Dies konnte mittels Positronen-Emissions-Tomographie (PET) nichtinvasiv erfasst werden. Immunhistochemisch zeigten die Tumorblutgefässe, im Gegensatz zu den Tumorzellen, avß3 Expression. In-vitro bestätigte sich, dass proliferierende humane Endothelzellen [18F]Gal-RGD und [I125]Glc-RGD avß3-spezifisch internalisieren. PET mit [18F]Gal-RGD ist somit vielversprechend zur Darstellung der Angiogenese bei Patienten. In tumour angiogenesis avb3 integrin is being expressed on endothelial cells. This thesis shows, that tumour-associated angiogenesis can be imaged via radioactive ligands of the avb3 integrin non-invasively. A431 cells, transplanted on nude mice, served as a tumour model. A431 cells did not show any uptake of the specific ligands ([18F]Gal-RGD/[125I]Glc-RGD). The tumours showed intense uptake of [18F]Gal-RGD (tumour/blood ratio after 90 min: 9.8), which could be inhibited by the avb3 ligand c(RGD)yV (-73%). This could be measured by positron emission tomography non-invasively. Tumor blood vessels showed immunhistochemically avb3 expression, in contrast to the tumour cells themselves. It was confirmed in-vitro, that proliferating human endothelial cells internalized [18F]Gal-RGD and [I125]Glc-RGD avß3-specifically. [18F]Gal-RGD-PET is a promising method to image angiogenesis in patients.

Ziel: Nachweis der Akkumulation von intravenös injizierten, Eisenoxid- oder [18F]FDG markierten zytotoxischen T-Lymphozyten (NK-92) in HER2/neu positiven NIH3T3 Tumoren mittels Magnetresonanztomographie (MRT) und Autoradiographie. Material und Methoden: NK-92-Zellen, die nicht gegen HER2/neu gerichtet sind, und genetisch modifizierte NK-92-scFv(FRP5)-zeta-Zellen, die einen für das HER2/neu Antigen spezifischen chimären Antigenrezeptor exprimieren, wurden mit Ferucarbotran oder mit [18F]FDG markiert. Die Effektivität der Markierung wurde mittels Bildgebung, Berliner-Blau Färbung und Spektrometrie bewertet und optimiert. Fünfzehn Balb/c-Mäusen wurden HER2/neu positive NIH-3T3 Tumore subkutan in die rechte Milchleiste implantiert. Als die Tumore einen Durchmesser von etwa 1 cm erreicht hatten, wurden sechs Mäusen jeweils 5x106 Ferucarbotran-markierte NK-92-Zellen (n=3) oder NK-92-scFv(FRP5)-zeta-Zellen (n=3) intra-venös injiziert. Die Tumor-Akkumulation dieser Zellen wurde an einem klinischen 1.5 T MRT-Scanner mit T1- und T2*-FFE-Sequenzen vor, 12 und 24h nach Zellinjektion (p.i.) untersucht. Zusätzlich wurden neun Mäusen 5x106 [18F]FDG markierte NK-92-Zellen (n=2) oder NK-92-scFv(FRP5)-zeta-Zellen (n=7) injiziert. Die Tumor-Akkumulation der [18F]FDG markierten Zellen wurde mittels Autoradiographie ex vivo 1h und 2h p.i. dokumentiert. Alle Ergebnisse wurden mit Histopathologien der Tumoren verglichen. Ergebnisse: Nach Injektion der NK-92-scFv(FRP5)-zeta-Zellen, die gegen das HER2/neu Antigen gerichtet sind, zeigte die MRT einen progressiven, ausgeprägten Signalabfall und die Autoradiographie einen deutlich erhöhten [18F]FDG Tracer Uptake in den HER2/neu positiven Tumoren. Dagegen verursachte eine Injektion der NK-92-Kontrollzellen, die nicht gegen das HER2/neu Antigen ge-richtet sind, keine Veränderung der MRT-Signalintensität und keinen nachweis-baren [18F]FDG Uptake des Tumorgewebes. Die Anti-CD57-Immunhistochemie bestätigte eine Akkumulation der NK-92-scFv(FRP5)-zeta-Zellen, aber keine Akkumulation der NK-92-Zellen im Tumorgewebe. Schlussfolgerung: NK-92-Zellen können effizient mit klinisch zugelassenen Eisenoxiden und radioaktiven Tracern markiert werden. Die Akkumulation dieser markierten Zellen in Tumoren kann mittels Bildgebung nachgewiesen werden. Die hier vorgestellten Techniken wären klinisch anwendbar und könnten verwendet werden, um NK-zellbasierte Immuntherapien bei entsprechenden Patienten nichtinvasiv mit bildgebenden Methoden zu dokumentieren und zu kontrollieren. Purpose: Monitoring of the accumulation of intravenously injected, iron-oxide or [18F]FDG labeled human natural killer (NK) cell line NK-92 in HER2/neu positive NIH3T3 tumors with magnetic resonance (MR) imaging and autoradiography. Materials and methods: NK-92 cells, not directed against HER2/neu recep-tors, and genetically modified NK-92-scFv(FRP5)-zeta cells, expressing a chimeric antigen receptor specific to the tumor-associated HER2/neu antigen, were labeled with Ferucarbotran or [18F]FDG. Labeling efficiency was evaluated and optimized by imaging, prussian blue stains and spectrometry. HER2/neu positive NIH-3T3 mammary tumors were implanted in the mammary fat pad of fifteen Balb/c mice. When the size of the tumors was about 1cm in diameter, 5×106 Ferucarbotran-labeled NK-92 cells (n=3) or NK-92-scFv(FRP5)-zeta cells (n=3) were intravenously injected into six mice. The accumulation of these cells was monitored by a clinical 1.5 T MR-scanner with T1- and T2*-FFE-sequences before, 12 and 24h after cell injection (p.i.). In addition 5×106 [18F]FDG labeled NK-92 cells (n=2) or NK-92-scFv(FRP5)-zeta cells (n=7) were intravenously injected into nine mice. The accumulation of the [18F]FDG labeled cells was monitored by autoradiography ex vivo 1h and 2h after cell injection. All data were correlated with histopathology. Results: After injection of NK-92-scFv(FRP5)-zeta cells, directed against HER2/neu antigen, MR showed a progressive signal decline and Autoradiography showed a significantly increased [18F]FDG tracer uptake in HER2/neu-positive tumors. Conversely, injection of NK-92 control cells, not directed against HER2/neu antigen, did not cause significant MR-signal intensity changes and did not cause increased [18F]FDG uptake of the tumor tissue. Anti-CD57 immunohistochemistry stains confirmed an accumulation of the NK-92-scFv(FRP5)-zeta cells, but not of NK-92 cells in the tumor tissue. Conclusion: The human natural killer cell line NK-92 can be efficiently labeled with clinically applicable iron-oxide and nuclear contrast agents. The accumula-tion of these labeled cells in tumors can be monitored. The presented cell tracking techniques may be applied to document and monitor NK-cell based immunotherapies in corresponding patients non-invasively.

Wir nutzten die Positronen-Emissions-Tomographie (PET) an Rechtshändern zur vergleichenden Messung des regionalen zerebralen Blutflusses (rCBF) während (i) des automatisierten Schreibens im offenen Regelkreis, (ii) des sensomotorisch kontrollierten und (iii) des flüssigen, an eine veränderliche visuelle Rückkopplung angepassten Schreibens. Die kinematische Analyse der Schriftspur belegte die Güte der Schreibleistungen. Die Regressionsanalyse der PET-Daten zeigt, daß die schnelle prozessparallele Anpassung der Schriftgröße an eine veränderliche visuelle Rückkopplung in eng umschriebenen frontoparietalen Kortexarealen kontralateral zur schreibenden Hand vorgenommen wird. Die genannten Hirnstrukturen scheinen sowohl endogen entstandene, durch schlechte Performance bedingte als auch durch externe Perturbation nach der Rückkopplungsmanipulation entstehende Fehlersignale zu verarbeiten und die daraus gewonnenen Informationen unmittelbar in die Bewegungsausführung zu integrieren. We used positron emission tomography (PET) in right-handers to compare regional cerebral blood flow (rCBF) during (i) automated writing in an open-loop control mode, (ii) sensorimotor controlled writing in an closed-loop control mode and (iii), a fluent, open-loop mode of writing with continuous adaptation to a varying visual feedback. Kinematic analysis proved task-related appropriate writing performances. Regression with PET data showed that rapid, open-loop adaptation of script size to varying visual feedback is accomplished by distinct frontoparietal cortical regions contralateral to the moving hand. The mentioned brain areas apparently process endogenous perturbations due to suboptimal performance as well as exogenous perturbations due to visual feedback manipulation. Informations derived from the processing of this error signal are integrated directly into ongoing movements.

Die FDG-PET Methode erlaubt die Untersuchung des Gehirns in vivo. Es ermöglicht eine nicht invasive Quantifikation des cerebralen Glukosestoffwechsels. Hierdurch könnte in Zukunft eine einfache, schmerzfreie Differenzierung zwischen den verschiedenen, oft klinisch schwierig unterscheidbaren Demenzerkrankungen wie beispielsweise IPSD, DLB und AD erleichtert werden. Gerade bei diesen Krankheiten ist häufig eine frühe Diagnosestellung schwierig, da die Symptome oft nur leicht und erst nach Monaten bis Jahren deutlich zu erkennen waren. Im Gegensatz dazu bietet die hier angewandte FDG-PET Methode das Potential den diagnostischen Prozess zu verkürzen und eventuell unklare klinisch gestellte Diagnosen zu verifizieren und so Patienten einer früheren und damit effizienteren Therapie zuzuführen. Beim Vergleich der Stoffwechselmuster des Gehirns bei IPSD-, DLB und AD Patienten konnte gezeigt werden, dass die DLB- und die IPSD-Patienten im Vergleich zu den AD-Patienten ein Defizit im okzipitalen Assoziationskortex sowie in der primären Sehrinde aufwiesen (Minoshima et al., 2001; unsere Studie). Daraus ließe sich folgern, dass das okzipitale Defizit ein Charakteristikum der Demenz bei IPS-Patienten darstellen könnte. Allerdings wird dieses okzipitale Defizit auch bei IPS-Patienten ohne Demenz beschrieben (Eberling JL et al., 1994). Demnach scheint das okzipitale Defizit vielmehr ein Charakteristikum des Parkinsonismus zu sein und könnte damit als Unterscheidungskriterium zwischen Patienten mit Parkinson Syndromen und AD-Patienten benutzt werden. Neuropsychiatrisch waren Halluzinationen, Depressionen, Angst, demenzielle Beeinträchtigungen und visokonstruktive Defizite bei den IPSD-Patienten besonders auffällig. Besonders zwischen den Halluzinationen und den visokonstruktiven Defiziten konnte ein Zusammenhang mit den in unserer Arbeit nachgewiesenen Veränderungen im FDG-PET Metabolismus gezeigt werden. The FDG-PET method is a possibility to examine the brain in vivo. It enables to quantify the cerebral glucose metabolism. Through this the diagnosis of different types of dementia, which are often clinical hard to distinguish from each other, like IPSD, SLB and AD, could be simplified in future. Right these diseases are difficult to classify, because clinical symtoms are often slight and apppear mostly after months sometimes years. In contrast the use of FDG-PET could shorten the diagnostic process and eventually verify vaguely clinical diagnosis and lead through this to an former and more effective therapy. The comparison of the metabolic patterns of the brain in patients with IPSD, DLB and AD showed that patients with IPSD and DLB had a deficiency in occipital association cortex as well as a deficiency in the primary visual cortex in contrast to patients with AD. Consequentially one could conclude that a deficiency in the occipital cortex could be characteristic for dementia in patients with IPS. But this occipital deficiency has also been descriebed in patients with IPS without dementia. According to this the occipital deficiency in fact seems to be characteristic for parkinsonism and therefore could be used as a distinctive feature between patients with PD and AD. Neuropsychiatric hallucinations, depressions, fear,demential impairment and visual contructive deficiensies in patients with idiopatic parkinsonism were especially noticeable. Especially the connection between hallucinations, visual constructive deficiencies and the alterations in the FDG-PET metabolism shown in our study, were demonstated.

Ziel der Arbeit war die Quantifizierung der Zytotoxizität von Bi-213-Immunkonjugaten in vitro abhängig von der Bindung und Internalisierung an ein tumorzellspezifisches Antigen (delta9-E-Cadherin) mittels klonogenem Test und Analyse von Chromosomenaberrationen. Die Überlebenskurven zeigten eine exponentielle Dosis-Wirkungsbeziehung, wobei Zellen mit tumorspezifischem Antigen allgemein stärker geschädigt wurden als Zellen ohne delta9-E-Cadherin. Auch bei den Chromosomenaberratioenen ergab sich qualitativ und quantitativ eine Abhängigkeit von der Spezifität der Bindeung der Bi-213-Immunkonjugate. Abschließender Teil der Arbeit war eine Abschätzung der Strahlendosis der verabreichten Bi-213-Immunkonjugate unter Berücksichtigung der Absättigung der Antigene mit Radioimmunkonjugaten. The aim of this study was to quantify in vitro cytotoxicity of Bi-213-immunoconjugates due to targeting a tumor cell-specific antigen (delta9-E-cadherin). Binding and internalizatiuon of the antibodies were also explored. Cytotoxicity was quantified by clonogenic aassays and analysis of chromosomal aberrations. The survival curves showed an exponential function of dose. Cells expressing the tumor cell-specific antigen were eliminated more efficiently than cells without the targeted antigen. Number and quality of chromosomal aberrations were also dependent on specific binding of the Bi-213-immunoconjugates. What dose wasreached by incubating the cells with radioimmunoconjugates was estimated depending on how many binding sites were saturated with Bi-213- immunoconjugates.

Das Integrin avb3 spielt eine bedeutende Rolle in der Metastasierung von Tumoren und der Neoangiogenese. Die Blockade dieses Rezeptors ist somit ein interessanter Angriffspunkt für neue Therapien. Ziel dieser Arbeit war es zu untersuchen, in wie weit es möglich ist, die Blockade dieses Rezeptors durch therapeutisch eingesetzte avb3 Liganden nicht-invasiv nachzuweisen. Hierzu wurden die avb3 rezeptorspezifischen, glykolysierten Peptide [125I]Gluco-RGD und [18F]Galacto-RGD sowohl in-vitro als auch in-vivo als radioaktive Tracersubstanzen verwendet. Als Tumormodell dienten avb3-positive M21 Melanomzellen. Es konnte eine signifikante rezeptorabhängige Aktivitätsaufnahme nachgewiesen werden. Unter Vorbehandlung mit den avb3 antagonistischen Substanzen S247 und P-004 ließ sich die Aufnahme dosisabhängig reduzieren. Ebenso konnte die Anreicherung der Tracer in tumorinduzierter Neoangiogenese anhand der avb3-negativen Zellen A431, einer Linie mit hohem Angiogenesepotential, nachgewiesen werden. Die Ergebnisse der in-vitro Untersuchungen konnten nicht-invasiv an tumortragenden Mäusen in der Positronen-Emissions-Tomographie (PET) mit [18F]Galacto-RGD bestätigt werden. Die dosisabhängige Blockade des avb3 Integrins durch die Substanzen S247 und P-004 auf Tumorzellen sowie auf intratumoralen Blutgefäßen konnte so in den Mäusen quantitativ erfasst werden. Die Daten der Biodistributionsuntersuchungen korrelierten mit den Ergebnissen der Bildgebung. Anhand der Bildgebung auf molekularer Ebene mittels[18F]Galacto-RGD und PET erschließen sich neue Möglichkeiten für die Planung und Kontrolle der Therapie von malignen Tumoren mit avb3 Antagonisten. The integrin avb3 plays an important role in metastasis and tumor-induced angiogenesis. Thus the antagonism of this receptor is an interesting target for new therapies. The aim of this study was to show, how far it is possible to verify the blockade of this receptor using therapeutically avb3 ligands. For this, avb3 receptor specific, glycosylated peptides [125I]Gluco-RGD and [18F]Galacto-RGD were used as radiolabeled tracers in-vitro as well as in-vivo. Avb3-positive melanom cells served as tumor model. A significant receptor dependent uptake was shown. Pretreatment by avb3 antagonistic substances S247 and P-004 reduced the uptake dose-dependently. Likewise the tracer accumulation in tumor-induced angiogenesis could be proven by using avb3-negative cells A431, a cell line with known high angiogenetic potential. The results of the in-vitro analysis could be verified non-invasiv using the tracer [18F]Galacto-RGD and PET-imaging on tumor bearing mice. The dose-dependent blockade of the avb3 receptor on tumor cells and on intratumoral blood vessels caused by S247 and P-004 could be quantitatively measured. The data of the biodistribution correlates with the imaging. Consequently molecular imaging with [18F]Galacto-RGD and PET can provide new possibilities for the planning and monitoring of therapeutic approaches targeting avb3 integrin.