Streptococcus suis is a Gram-positive bacterium and a commensal colonizing the porcine respiratory tract. However, some serotypes have a higher virulence and can cause pneumonia, meningitis, septicaemia, arthritis, endocarditis, polyserositis or abortion in pigs. Bordetella bronchiseptica and Pasteurella multocida are Gram-negative bacteria that can cause bronchopneumonia or atrophic rhinitis. Bacterial infections of the porcine respiratory tract are commonly treated with antimicrobials. In this thesis, bronchoalveolar lavage fluid samples (BALFs) of weaners of four to ten weeks of age and originating from 30 farrow-to-finish farms were investigated for the aforementioned pathogens. Furthermore, the influence of antimicrobial treatment during respiratory tract infection on such pathogens within a one-year period was monitored. The genetic relatedness of selected S. suis, B. bronchiseptica and P. multocida isolates on farm level and between different farms was investigated by macrorestriction with subsequent pulsed-field gel electrophoresis (PFGE). In addition, the antimicrobial susceptibility and resistance mechanisms of the pathogens were determined. However, a valid recommendation to the susceptibility of the pathogens to all examined antibiotics is sometimes difficult, since CLSI approved breakpoints are not available for all tested antimicrobial agents. This study revealed a great diversity of PFGE patterns among S. suis isolates. Single pigs can harbor S. suis isolates with completely different macrorestriction patterns, which also differ in their antimicrobial susceptibilities. B. bronchiseptica showed a greater homogeneity in their PFGE patterns and P. multocida displayed related and different PFGE patterns. One or two closely related B. bronchiseptica isolates with quite similar minimal inhibitory concentrations (MICs) existed over a one-year period within one farm. One or two P. multocida isolates with different PFGE patterns can exist on one farm at a certain time point, nevertheless most P. multocida isolates had similar MICs. Antimicrobial agents were prescribed 24 times for five to seven days in the farms of this project. Doxycycline was most frequently prescribed (n=14 times) in this study, followed by amoxicillin (n=8), amoxicillin/clavulanic acid (n=1) and tiamulin/florfenicol (n=1). S. suis isolates were frequently tetracycline-resistant, since they harbored resistance genes such as tet(O), tet(M), tet(L) or tet(W). S. suis exhibited higher MICs to tiamulin, was susceptible to florfenicol and to aminopenicillins alone and in combination with clavulanic acid. However, individual S. suis isolates showed distinctly higher MICs to penicillin. Therefore, three S. suis isolates, which were susceptible, intermediate or resistant to penicillin were subjected to whole genome sequencing. The analyses of the whole genome sequences revealed genes encoding five penicillin-binding proteins (PBPs) for all three isolates. The penicillin-resistant isolate had the most amino acid alterations in PBP2x, PBP2b and PBP2a, whereas the penicillin-intermediate isolate had the most amino acid substitutions only in PBP2x and PBP2b compared to the penicillin-susceptible isolate. However, none of the isolates exhibited amino acid alterations in the conserved motifs, which form the catalytic centre of the PBPs and interact with penicillin. Tetracyclines may have bacteriostatic effects on B. bronchiseptica, since these bacteria exhibit low doxycycline and tetracycline MIC90 values of 0.25 mg/L and 0.5 mg/L, respectively. The B. bronchiseptica isolates showed an overall reduced susceptibility to β-lactams except for amoxicillin/clavulanic acid. B. bronchiseptica isolates had a tiamulin MIC90 of ≥128 mg/L and were either susceptible or intermediate towards florfenicol. The P. multocida isolates were overall β-lactam- and florfenicol-susceptible. Some isolates showed tetracycline MICs of 1 mg/L (n=9) and 2 mg/L (n=3) that classified the respective isolates as intermediate and resistant, respectively. The tiamulin MIC90 was 32 mg/L. Regardless of the antimicrobial treatment on the farms, trimethoprim/sulfamethoxazole (SXT)-resistant P. multocida isolates were detected on three different farrow-to-finish farms. A closer examination of these isolates revealed their close genetic relatedness and the existence of a dfrA14-carrying, 6 kb plasmid. The dfrA14 gene mediates trimethoprim resistance and was detected in P. multocida for the first time. However, a similar plasmid with a nucleotide sequence identity of 99.9 % to that of P. multocida was already identified in Actinobacillus pleuropneumoniae. Hence, we suspect that a plasmid exchange of the pathogens within the common habitat of the porcine respiratory tract has taken place in the past. The MIC testing revealed a broad susceptibility of S. suis and P. multocida to florfenicol as well as an intermediate susceptibility of B. bronchiseptica, which might identify florfenicol as an effective therapeutic alternative to tetracyclines or β-lactams. Besides, the frequent use of β-lactams, tetracyclines and sulfonamides in veterinary medicine increases the selection pressure on certain pathogens as shown in this thesis. Tetracycline resistance genes seems to become conserved in the streptococcal genome due to the frequent use of doxycycline. Former fully β-lactam susceptible isolates, such as S. suis, accumulate amino acid alterations in their PBPs, which mediate a lower affinity to penicillin. The development of a SXT resistance plasmid and its presence in already two members of the family Pasteurellaceae, demonstrates the dissemination of such plasmids within this family.

Strophasterol A, der erste Vertreter einer bislang beispiellosen Klasse von 15(14→22)-abeo-Steroiden, wurde 2012 aus dem essbaren Pilz Stropharia rugosoannulata isoliert. Es konnte gezeigt werden, dass es den Stress des endoplasmatischen Retikulums reduziert und bietet damit eine Möglichkeit neurodegenerative Krankheiten, wie die Alzheimersche Krankheit, auf molekularer Ebene zu behandeln. Die einzigartige Struktur der Klasse der Strophasterole gepaart mit ihrer vielversprechenden biologischen Aktivität begründete das Interesse zur synthetischen Erschließung dieser Naturstoffe. Beginnend mit kommerziell erhältlichem Ergosterol wurde eine neuartige Synthese eines α-Chlor-γ-hydroxy-δ-ketoenons entwickelt. Die Analyse dieses Intermediats auf dessen inhärente Reaktivität hin ermöglichte die Entdeckung einer vinylogen α-Ketolumlagerung unter einhergehender C14–C15-Bindungsspaltung zu einer δ-Ketocarbonsäure. Anschließende radikalische Cyclisierung, ein Schritt der ebenfalls in der Biosynthese vorgeschlagen wurde, erlaubte den Aufbau der trisubstituierten Cyclopentaneinheit und die Synthese von Strophasterol A konnte durch oxidative Modifikationen des B-Rings abgeschlossen werden. Das zweite Projekt dieser Arbeit strebte die Synthese von Aplysiasecosterol A an, dem ersten Vertreter einer strukturell beispiellosen Klasse von 9,11-Secosteroiden, welches 2015 aus dem japanischen Seehasen Aplysia kurodai isoliert wurde. Kurze Zeit später wurde mit Pinnigorgiol A–D die Isolation weiterer Metaboliten beschrieben, die das gleiche hochoxidierte und umgelagerte Käfigmotiv aufzeigen. All diese Naturstoffe besitzen interessante biologische Eigenschaften, wie cytotoxische und entzündungshemmende Aktivität. Zur Biosynthese des charakteristischen Grundgerüsts dieser Naturstoffe wurde eine Kaskade aus Ketol- und vinyloger Ketolumlagerung ausgehend von einem chinoiden 9,11-Secosteroid vorgeschlagen. Dieser Vorläufer wurde synthetisiert durch eine effiziente radikalische Oxidation unserer 9,11-Secosteroidplattform, einem definierten 1,4-Dien, unter Einführung von drei Sauerstoffatomen in einer Transformation. Die Synthese dieser Plattform erfolgte durch die folgenden drei Schlüsselschritte: a) 9,11-Desaturierung mit 2-Iodoxybenzoesäure; b) stufenweise „Dihydroxylierung“ und c) oxidative C–C-Bindungsspaltung mit Diacetoxyiodbenzol. Dieser neuartige synthetische Zugang zu 9,11-Secosteroiden vermeidet die Verwendung stöchiometrischer Mengen von toxischem Quecksilber(II)-acetat, Osmium(VIII)-oxid und Blei(IV)-acetat, klassischerweise zur Realisierung dieser Transformationen eingesetzt, und kulminiert in der ersten Synthese von Leptosterol A, Ganoderin A und Pinnisterol D, wobei der biomimetische Schlüsselschritt zum Aufbau von Pinnigorgiol A misslang.

Einleitung: Aufgrund der steigenden Prävalenz von arteriellen Gefäßerkrankungen, nimmt der Bedarf an Gefäßprothesen stetig zu. Da die Verfügbarkeit von allogenen und autologen Transplantaten stark limitiert ist und alloplastische Prothesen keine zufriedenstellenden Langzeitergebnisse liefern, ist die Entwicklung neuartiger, biologischer Gefäßprothesen erforderlich. Ziel dieser Arbeit war die Entwicklung einer azellulären, xenogenen Gefäßprothese aus der bovinen Arteria carotis (BAC), die biokompatibel und mechanisch belastbar ist. Methodik: Zur Entfernung aller tierischen Zellen aus der BAC wurden verschiedene chemische Dezellularisierungsverfahren systematisch untersucht und anhand des verbliebenen DNA-, RNA- sowie Protein-Gehalts in behandelten BACs verglichen. Zellfreie BACs wurden zur Beurteilung der Biokompatibilität auf Toxizität sowie Immunkompatibilität untersucht. Letztere erfolgte anhand von Immunfärbungen auf bekannte Xenoantigene, wie das αGal-Epitop (Galα1-3Galβ1-4GlcNAc-R) und das MHC-I (Haupthistokompatibilitätskomplex-I), sowie mittels Humanserum auf unbekannte Immunogene. Ferner wurde die mechanische Belastbarkeit in Zugbelastungstests analysiert. Zur Senkung des thrombogenen Potenzials wurden Gefäßfragmente Heparin-beschichtet und im subkutanen Rattenmodell auf Biokompatibilität geprüft. Ergebnisse: Von den vier angewendeten Detergenzien konnten BACs nur mit 1 % 3-[(3-Cholamidopropyl)dimethylammonio]-1-propanesulfonate vollständig dezellularisiert werden. Der DNA-Gehalt wurde auf 0,2 ± 0,2 % (p<0,001) und der Protein-Gehalt auf 0,6 ± 0,3 % (p<0,001) im Vergleich zu nativen BACs reduziert. RNA- sowie toxische Rückstände konnten nicht nachgewiesen werden. Das immunogene Potenzial dezellularisierter BAC konnte, bezogen auf die native Kontrolle, um 99,9 % (p<0,01) gesenkt werden. Bekannte Immunogene wie αGal und MHC-I waren nach der Dezellularisierung nicht mehr nachzuweisen. Eine Beeinträchtigung der mechanischen Stabilität dezellularisierter BACs konnte ebenfalls nicht festgestellt werden. Durch die Heparin-Beschichtung wurde die Wiederbesiedlungsfähigkeit der Gefäße signifikant reduziert (p<0,05). Toxische Effekte konnten nicht nachgewiesen werden. Schlussfolgerung: Die mit dem neu entwickelten Protokoll hergestellte, azelluläre Gefäßprothese aus BAC ist biokompatibel (nicht-toxisch, nicht-immunogen) und mechanisch (zugfest) belastbar. Jedoch sind weitere Untersuchungen zur Thrombogenität und zur mechanischen Belastbarkeit sowie die Überprüfung der Prothese im Tiermodell ausstehend. Die Ergebnisse dieser Arbeit sind vielversprechend, sodass die dezellularisierte BAC möglicherweise zukünftig in der Gefäßersatztherapie Anwendung finden kann.

Einleitung: Lipoxygenasen (LOXn) sind Lipid-peroxidierende Enzyme, die bisher in zwei (Bakterien, Eukaryonten) der drei Domänen des irdischen Lebens nachgewiesen wurden. Diese Enzyme kommen bei höheren Pflanzen und Säugetieren weit verbreitet vor und sind dort an der Regulation von Reifungs- und Differenzierungsprozessen sowie an der Biosynthese verschiedener Lipidmediatoren beteiligt. In niederen Organismen kommen LOXn weniger weit verbreitet vor, und in Bakterien gibt es nur vereinzelt funktionelle LOXn. Echte virale LOXn wurden in der Literatur bislang noch nicht beschrieben. Da Viren die am weitesten verbreitete biologische Erscheinungsform auf der Erde darstellen und da sie als Vektoren für den horizontalen Gentransfer bedeutsam sind, sollte in der vorliegenden Arbeit geklärt werden, ob und in welcher Häufigkeit LOX-ähnliche Sequenzen in Viren vorkommen und ob virale LOX-ähnliche Sequenzen für funktionelle LOX-Isoformen kodieren. Methoden: Um diese Fragen zu beantworten, durchsuchten wir mit einer mehrstufigen sequenzbasierten Screeningstrategie die NCBI Datenbank viraler Genomsequenzen auf das Vorkommen potentieller LOX-Gene. Dabei wurde eine potentielle LOX-Sequenz im Genom eines Mimivirus entdeckt, das die Amöbe Acanthamoeba polyphaga infiziert. Diese Sequenz zeigt zwar nur eine ca. 15 %-ige Aminosäureidentität mit verschiedenen pro- und eukaryontischen LOXn, enthält aber wie alle anderen bisher identifizierten LOXn zwei potentielle Eisenbindungskluster. Ergebnisse: Diese potentielle virale LOX wurde im Rahmen der vorliegenden Arbeit rekombinant exprimiert, gereinigt und hinsichtlich ihrer protein-chemischen und enzymatischen Eigenschaften charakterisiert. Immunoblotanalysen und LC-MS-Daten der tryptischen Verdauungspeptide bestätigten die chemische Indentität des rekombinanten Proteins, doch LOX-Aktivitätsassays mit verschiedenen Substratfettsäuren lieferten keinen Hinweis auf eine LOX-Aktivität. Weiterhin deuten die Ergebnisse der Metallanalyse (Eisen, Mangan) der gereinigten Enzympräparation darauf hin, dass es sich bei dem rekombinant exprimierten Protein nicht um eine katalytisch aktive LOX handelt. Bei der affinitätschromatographischen Reinigung der potentiellen Mimivirus-LOX fiel auf, dass das rekombinante His-tag Fusionsprotein einen heterodimeren Komplex mit einem E. coli-Protein bildet, welches als das bifunctionelle Polymyxinresistenzprotein ArnA identifiziert werden konnte. Dieses Protein spielt eine wichtige Rolle bei der Biosynthese des Lipids A, das ein wichtiger Strukturbestandteil des bakteriellen Lipopolysaccharids LPS ist. Schlussfolgerungen: Die Ergebnisse unserer Suchstrategie nach LOX-ähnlichen Sequenzen in den Genomen der bisher sequenzierten Viren deuten darauf hin, dass funktionelle LOX-Gene bei Viren nicht bzw. nur wenig verbreitet vorkommen. Die einzige virale LOX-ähnliche Sequenz, die mit Hilfe der von uns entwickelten Screeningstrategie identifiziert werden konnte, kodiert nicht für eine funktionelle LOX. Diese Daten unterstützen die früher gezogene Schlussfolgerung, dass funktionelle LOXn in humanpathogenen Viren nicht vorkommen, sodass kein Zusammenhang zwischen viralen LOXn und Virus-induzierten Infektionskrankheiten hergestellt werden kann.

Ziel: Gegenstand dieser Arbeit ist es, den Zusammenhang zwischen Adipositas und kardiovaskulären Risikofaktoren bzw. Risikoprofilen (KVRP) darzustellen und eine gemeinsame Auswirkung auf die kognitive Funktion zu belegen. Hintergrund: Adipositas kann zu erhöhter Morbidität und Mortalität führen. Auch das Risiko für neurokognitive Funktionseinschränkungen und dementielle Erkrankungen ist erhöht, woran insbesondere Adipositas-assoziierte kardiovaskuläre Risikofaktoren und die zugrundeliegenden molekularen Mechanismen maßgeblich beteiligt sein könnten. Deshalb ist es wichtig, den Zusammenhang zwischen Adipositas und kardiovaskulären Risikofaktoren sowie ihre gemeinsame Auswirkung auf die Kognition zu untersuchen. Methoden: Bei dieser Studie handelt es sich um eine prospektive klinische Beobachtungsstudie bei 82 Männern und Frauen mit Adipositas (BMI > 35kg/m²) im Alter von 21-68 Jahren (durchschnittlich 44,5 Jahre), die in zwei Gruppen eingeteilt wurden. Die eine Gruppe (Interventionsgruppe) unterzog sich einer bariatrischen Operation und durchlief prä- sowie sechs und zwölf Monate postoperativ eine medizinische und neurokognitive Testbatterie. Die andere Gruppe (Kontrollgruppe) wurde ebenfalls dreimal im Abstand von je sechs Monaten untersucht, wurde jedoch nicht operiert und erzielte keine größere Gewichtsabnahme. Teil der Testbatterie waren umfangreiche neuropsychologische Tests, aus welchen Composite Scores gebildet wurden. Zur statistischen Auswertung wurden ANOVAS mit Messwiederholung zu den drei Untersuchungszeitpunkten gerechnet, um die Unterschiede über die Zeit und zwischen den Gruppen darzustellen. Um Zusammenhänge zwischen KVRP und den kognitiven Testergebnissen herzustellen wurden Korrelationen berechnet. Ergebnisse: Die Querschnittanalyse der Probanden zeigte ein mittleres kardiovaskuläres Risiko (FRS 12%) bei noch geringem Herzinfarktrisiko (PROCAM ca. 26 Punkte). Ein erhöhter FRS stand mit einer schlechteren Gedächtnisleistung sowie reduzierten Exekutivfunktionen in Zusammenhang. Für den PROCAM konnten vergleichbare, aber schwächere Korrelationen beobachtet werden. In der Längsschnittanalyse konnte das kardiovaskuläre Risiko (FRS) um 40% und das Herzinfarktrisiko (PROCAM) um 45% nach zwölf Monate in der Interventionsgruppe gesenkt werden. Bezüglich kognitiver Leistungen konnte noch keine Verbesserung der Composite Scores erzielt werden. Allerdings zeigte sich eine signifikante Verbesserung der Lernleistung nach sechs Monaten und der exekutiven Funktionen (operationalisiert mittels Stroop Test) nach zwölf Monaten. Ein Zusammenhang der kognitiven Verbesserungen mit der Abnahme des KVRP konnte entgegen der Erwartungen nicht gefunden werden. Schlussfolgerung: Da sowohl eine Adipositas als auch die assoziierten kardiovaskulären Risikofaktoren modifizierbare Risiken für kognitive Einschränkungen darstellen, bietet ihre signifikante Verbesserung bzw. Therapie mittels bariatrischer Chirurgie einen guten Ansatz zur Prävention kardiovaskulärer Ereignisse und dementieller Erkrankungen

Hintergrund: Versuchen wir zwei Reize gleichzeitig zu verarbeiten und auf sie zu reagieren, sind wir in der Regel langsamer in unseren Reaktionen und machen mehr Fehler. Im experimentellen Rahmen wird ein solcher Zusammenhang mit dem Doppelaufgabenparadigma untersucht. Bei der Bewältigung dieser Doppelaufgaben spielen exekutive Funktionen eine Rolle und sind in bildgebenden Studien mit einer Aktivierung im inferioren frontalen Kreuzungsareal (engl. inferior frontal junction, IFJ) im Bereich des lateralen präfrontalen Cortex assoziiert. Dabei zeigten sich unterschiedliche Aktivierungsmuster zwischen linker und rechter Hemisphäre. Durch ein nicht-invasives Hirnstimulationsverfahren, der sog. transkraniellen Gleichstromstimulation (engl. transcranial direct current stimulation, tDCS), lassen sich neuronale Aktivitäten stimulierter Areale modulieren und entsprechende Verhaltenseffekte messen. Hierüber lassen sich kausale Zusammenhänge zwischen Hirnarealen und kognitiven Funktionen aufstellen. Vorangegangene Arbeiten zeigten, dass die Applikation von tDCS über der linken IFJ Leistungen in Doppelaufgaben verbessert. Erstmalig untersuchten wir in der vorliegenden Studie die Rolle der rechten IFJ in der Bewältigung von Doppelaufgaben.

Methoden: In einer placebokontrollierten Studie an 30 jungen, gesunden Probanden untersuchten wir den Effekt von tDCS über der rechten IFJ in gemixten Doppelaufgaben. Die Doppelaufgaben waren kombinierte Wahlreaktionsaufgaben mit je einem visuellen und einem auditorischen Reiz, welche in ihrer Reihenfolge und ihrem Zeitabstand (200ms/400ms) variierten. Während der Aufgabendurchführung applizierten wir in zwei getrennten Sitzungen jeweils anodale tDCS (1mA, 20min) bzw. Placebostimulation (1mA, 30s) über der rechten IFJ. Reaktionszeiten und Fehlerraten wurden mittels mehrfaktorieller Varianzanalysen mit Messwiederholungen evaluiert.

Ergebnisse: Unter dem Einfluss anodaler tDCS zeigten sich im Vergleich zur Placebostimulation signifikant niedrigere Fehlerraten in gemixten Doppelaufgaben (p<.05). Die Effekte traten jedoch nur unter Bedingungen gleichbleibender Reizreihenfolge und kurzen zeitlichen Reizabständen auf. Ein Stimulationseffekt auf die Reaktionszeiten war nicht festzustellen. Der leistungssteigernde Effekt auf die Fehlerraten war umso größer, je schlechter die Ausgangsperformanz vor Stimulationsbeginn war (p<.01).

Schlussfolgerung: Die signifikant niedrigere Fehlerrate unter dem Einfluss anodaler tDCS über der rechten IFJ deutet auf einen kausalen Zusammenhang dieses Hirnareals und exekutiven Funktionen in Doppelaufgaben hin. Dass die Probanden mit der schlechtesten Ausgangsperformanz am meisten von der Stimulation profitierten, ist vereinbar mit der in vielen Studien bestätigten Annahme, dass tDCS Effekte positiv mit dem Schwierigkeitslevel der Aufgabe korrelieren. Die Leistungsverbesserung könnte durch gesteigerte Koordinations- oder Arbeitsgedächtnisprozesse bedingt sein. Welche kognitiven Prozesse moduliert wurden, um die beobachteten Verhaltenseffekte hervorzurufen, lässt sich aus dieser Untersuchung nicht schließen. Zukünftige Studien sollten spezifischere Doppelaufgabenparadigmen anwenden, um einzelne kognitive Funktionen gezielter zu untersuchen.

Einleitung: Die Gabe antenataler Glukokortikoide (GC), u.a. zur Lungenreifeinduktion bei drohender Frühgeburtlichkeit in der Spätschwangerschaft oder bei Verdacht auf ein Adrenogenitales Syndrom (AGS) in der Frühschwangerschaft, kann, in sensiblen Entwicklungsphasen der Ontogenese appliziert, mit intrauterinen Beeinträchtigungen der Fetalentwicklung und postpartalen, sogar lebenslang anhaltenden Veränderungen von Organfunktionen einhergehen. Ein niedriges Fetalgewicht, als Surrogatmarker einer gestörten intrauterinen Entwicklung, ist dabei ein Indikator für ein erhöhtes Erkrankungsrisiko im Lauf des Lebens. Die Plazenta, als Verbindung zwischen maternalem und fetalem Kreislauf, spielt eine zentrale Rolle in der Entwicklung des Kindes und stellt somit einen Schwerpunkt in der Ursachenforschung dar. Hierbei vermutet man unterschiedliche, u.a. geschlechtsspezifische Anpassungsstrategien, die zur fetalen Programmierung beitragen könnten. Das Schafsmodell wird seit Jahren zur Untersuchung der Auswirkungen der GC-Exposition auf die intrauterine Entwicklung und die potenziellen Langzeitfolgen verwendet. Hier zeigte sich nach Dexamethason(DEX)-Gabe in der Frühschwangerschaft lediglich bei weiblichen Feten eine transiente fetale Gewichtsreduktion. Eine geschlechtsspezifische Analyse der Auswirkungen maternaler GC-Gaben ist daher essentiell. Ziel: Analyse der morphologischen und stereologischen Veränderungen der Schafsplazenta im Schwangerschaftsverlauf nach früher maternaler DEX-Therapie unter Beachtung geschlechtsspezifischer Unterschiede. Methoden: Merinoschafe mit Einlingsschwangerschaften (n = 111) wurden randomisiert und erhielten am Schwangerschaftstag 40 und 41 im Abstand von 12 h vier intramuskuläre Injektionen DEX (0,14 mg/kg maternalem Körpergewicht, n = 50) oder, in der Kontrollgruppe, Natriumchlorid (entsprechend 2 ml NaCl/Injektion, n = 61). Am Tag 50, 100, 125 und 140 wurde fetales und plazentares Gewebe gewonnen und das maternale und fetale Gewebe sowie das Gefäßendothel mittels immunhistochemischer Doppelfärbung mit Cytokeratin und von-Willebrand-Faktor identifiziert. Mit neu generierten Auswertungsalgorithmen wurden die 5 wichtigsten stereologischen Parameter anhand computergestützter Bildanalyse untersucht. Differenziert in maternalen und fetalen Gewebeanteil wurden die Oberflächendichte (SV), die plazentom (SA)- und plazentagewichtsspezifische (ST) Oberflächendichte, die Ratio der Gewebeanteile sowie die Gefäßdichte (NV) ausgewertet. Ergebnisse: Die frühe maternale DEX-Behandlung führt nicht zur Reduktion des Plazentagewichts, allerdings veränderten sich die Plazentomsubgruppenanteile im Schwangerschaftsverlauf. Bei männlichen Feten zeigt sich nach DEX-Behandlung eine Zunahme des C-Plazentomanteils am Tag 125, bei weiblichen Feten eine Gewichtszunahme der C-Plazentome an den Tagen 100 und 140. Nach DEX-Behandlung wird bei weiblichen Feten die Zunahme der Oberflächenparameter SV, SA und ST im Schwangerschaftsverlauf inhibiert. Am Tag 100 kommt es zur gesteigerten SV und SA. Männliche Feten weisen einen SV- und SA- Anstieg sowie einen Ratio-Abfall im Schwangerschaftsverlauf auf. C-Plazentome zeigen eine Zunahme von SV und ST im Schwangerschaftsverlauf. Die Abnahme der Gefäßdichte mit Zunahme der Austauschfläche wird ausgesetzt. Schlussfolgerung: Nach maternaler DEX-Therapie in der frühen Schafsschwangerschaft kommt es zu geschlechtsabhängigen Veränderungen von Anteil und Gewicht der C-Plazentome sowie der Oberflächen- und Gefäßdichte. Diese können ursächlich für die beobachteten kurzzeitigen Beeinträchtigungen der Fetalentwicklung und die langfristigen Folgen von GC in der frühen Schafsschwangerschaft sein.

Von allen durchgeführten Herztransplantationen weltweit sind etwa 12% pädiatrische Herztransplantation (PHTX). Ein Großteil der Kinder überlebt heute bis ins Erwachsenenalter. Nur wenige Studien beschäftigten sich bislang mit dem psychosozialen Wohlbefinden junger Erwachsener nach PHTX; keine Studie hat Entwicklungsaufgaben des aufkommenden Erwachsenwerdens der verschiedenen Bereiche (Familie, soziales Umfeld, Bildung und Beruf, Partnerschaft) untersucht, weshalb sich diese Studie der explorativen Analyse genannter Themenfelder im Vergleich mit gesunden jungen Erwachsenen widmet. Der Frage nach einem möglichen prädiktiven Zusammenhang der psychosozialen Ressourcen und psychosomatischen Beschwerden zur gesundheitsbezogenen Lebensqualität soll nachgegangen werden. Achtunddreißig junge Erwachsene im mittleren Alter von 22,11 Jahren (SD=4,7) nach einer PHTX und eine Kontrollgruppe von 46 jungen Erwachsenen ohne bekannte chronische Erkrankung im mittleren Alter von 22,91 Jahren (SD=1,8) nahmen an der Studie teil. Alle Teilnehmer*innen beantworteten neben dem soziodemographischen Fragebogen, den Fragebogen zur sozialen Unterstützung (F-SozU K-14), den Gießener Beschwerdebogen (GBB-24) zur Messung subjektiver Beschwerden von Patient*innen, den KIDSCREEN-27 zur Messung des Wohlbefindens und die deutsche Version der Shortform-36 (SF-36) zur Messung der Lebensqualität. Entwicklungsaufgaben des jungen Erwachsenenalters sind für Patient*innen nach PHTX sowie Gesunde gleich; deren Bewältigung unterscheidet sich sequentiell in allen Bereichen. Im Themenbereich Familie ergab: Die Qualität der Beziehung zu den Eltern war in beiden Gruppen gleich, während PHTX-Patient*innen näher bei ihren Eltern wohnen blieben (F(1,26.0) = 45.57, p < 0.001). Der Themenbereich Bildung und Beruf ergab: Die berufliche Situation unterschied sich zwischen den Gruppen (χ 2 (1, N=79) = 26,36, p < 0.001), während die PHTX-Patient*innenen am häufigsten entweder Vollzeit arbeiteten (23%) oder keinen Job hatten (21%), befanden sich die meisten der gesunden jungen Erwachsenen in einer Ausbildung (40%) und/oder arbeiteten in Teilzeit (32%). Der Themenbereich Partnerschaft ergab: Die PHTX-Patient*innen hatten seltener eine/n Partner*in als die Kontrollgruppe (χ (1, N=84) =9,42, p = 0,002), wobei sich die Dauer der längsten Beziehung zwischen den Gruppen nicht unterschied (F(1,75) = 1,52, p = 0.222). Der Themenbereich Soziales Umfeld ergab: PHTX-Patient*innen berichteten von einer geringeren sozialen Unterstützung durch Freunde als die gesunde Kontrollgruppe (F(1,44.92) = 23,39, p < 0.001). In explorativen Regressionsanalysen erwies sich die soziale Unterstützung durch Gleichaltrige als Prädiktor für die physische Lebensqualität, während physische Beschwerden und die physische Rolle die psychische Lebensqualität bei PHTX-Patient*innen vorhersagten. Die explorativen Analysen zeigen wichtige Ähnlichkeiten und Differenzen in spezifischen Entwicklungsaufgaben zwischen PHTX-Patient*innen und gesunden Kontrollpersonen auf. Zukünftige Studien sollten sich tiefergehend auf die Entwicklungsaufgaben von PHTX-Patient*innen in dieser Altersgruppe konzentrieren und die Rolle einzelner Themenbereich für das körperliche und geistige Wohlbefinden bestätigen. (Deutsch)

Einleitung: Die medikamenteninduzierte Autoimmunhämolyse stellt eine seltene, aber schwerwiegende und lebensbedrohliche Nebenwirkung bei der Gabe von Medikamenten dar. Die Fallserie „Piperacillin-induced immune hemolysis: new cases and a concise review of the literature“ des Instituts für Transfusionsmedizin der Charité Berlin konnte zeigen, dass ein Großteil der untersuchten Proben mit medikamenteninduzierter Autoimmunhämolyse von Patienten*innen mit Mukoviszidose stammten und diese auf intravenös verabreichte Antibiotika reagierten1. Auf Grundlage dieser Daten wurde die aktuelle Studie konzipiert, um die Hypothese zu untersuchen, dass die Prävalenz für medikamenteninduzierte Autoimmunhämolyse in diesem Patientenkollektiv erhöht ist. Zusätzlich wurde das Auftreten von Überempfindlichkeitsreaktionen auf parenteral verabreichte Antibiotika untersucht, um diese als mögliche prädisponierende Faktoren zu identifizieren. Methoden: In dieser prospektiven Studie wurden alle Patienten*innen eingeschlossen, die während des Studienzeitraums mit einer mindestens 10-tägigen intravenösen Antibiotika Therapie behandelt wurden und älter als 12 Jahre alt waren. Die Blutproben wurden auf spezifische medikamentenabhängige Antikörper getestet. Zusätzlich wurden mit den Patienten*innen Interviews geführt und die Patientenakten systematisch ausgewertet, um Informationen zu Alter, Geschlecht, exspiratorischer Einsekundenkapazität, Genotyp, Bakterienbesiedlung, Allergieanamnese (inklusive Informationen zu IgE-Serumspiegel, allergischer bronchopulmonaler Aspergillose und spezifische IgE-Screeningtests für Aeroallergene), parenteraler Antibiotikaexposition und vorangegangene Überempfindlichkeitsreaktionen gegen intravenös verabreichte Antibiotika (Zeitpunkt, Symptome und Behandlung) zu gewinnen. Ergebnisse: Bei zwei der 43 eingeschlossenen Patienten*innen waren medikamentenabhängige Antikörper auf Piperacillin nachweisbar. Eine Patientin davon entwickelte aufgrund der Antikörper eine leichte, laborchemisch nachweisbare Hämolyse. Klinisch blieben beide 7 Patientinnen unauffällig. Medikamentenabhängige Antikörper gegen andere Antibiotika wurden nicht nachgewiesen. Die Untersuchungen von kumulativer Medikamentendosis, gesamt IgE, chronischer Pseudomonasbesiedlung, exspiratorischer Einsekundenkapazität und Überempfindlichkeitsreaktionen gegen intravenös verabreichte Antibiotika konnten keine signifikanten Risikofaktoren für eine medikamenteninduzierte Autoimmunhämolyse identifizieren. Schlussfolgerungen: Die Ergebnisse der hier vorliegenden prospektiven Studie weisen darauf hin, dass medikamentenabhängige Antikörper bei Patienten*innen mit Mukoviszidose ein häufigeres Phänomen sind als bisher vermutet. Ebenso scheinen subklinische Verläufe einer medikamenteninduzierten Autoimmunhämolyse bei Patienten*innen mit Mukoviszidose häufiger vorzukommen. Behandelnde Ärzte sollten deswegen besser über die Möglichkeit einer medikamenteninduzierten Hämolysen unter der Therapie mit Antibiotika informiert werden, um diese rechtzeitig zu erkennen. Besonderes Augenmerk sollte hierbei auf Piperacillin gelegt werden. Um die wahrscheinlich höhere Prävalenz von Piperacillin-abhängigen Antikörpern in diesem Patientenkollektiv zu untersuchen, sollten weitere Studien durchgeführt werden. Damit mögliche, statistisch signifikante Risikofaktoren identifiziert werden können, sind größere Kohorten empfehlenswert.

Einleitung Die optimale Versorgung proximaler Humerusfrakturen ist aktuell Thema multipler Diskussionen. Abseits der Frage nach der korrekten Indikation zur Operation, ist bislang keine standardisierte operative Behandlungsstrategie etabliert. Komplikationsraten bis zu 55 % werden in der Literatur beschrieben. Neue Operationstechniken und modifizierte Implantate sollen Komplikationen vermeiden und ein besseres Outcome erzielen. Eines dieser neueren Implantate ist die dynamische Verriegelungsschraube (Dynamic Locking Screw - DLS), die ursprünglich für die Frakturversorgung der unteren Extremität entwickelt wurde. Durch Mikrobewegungen zwischen den Elementen der Schraube soll die ossäre Konsolidierung begünstigt werden.

Methodik Von Januar 2010 bis Dezember 2012 wurden Patienten mit proximaler Humerusfraktur ein-geschlossen, die mittels PHILOS-Platte und dynamischen Verriegelungsschrauben nach einem standardisierten Behandlungskonzept versorgt wurden. Die klinische Evaluation nach einem und zwei Jahren umfasste die Erhebung des Bewegungsumfangs, des Constant Scores (CS), des Subjective Shoulder Values (SSV) und des Long Head of Biceps (LHB)-Scores. Röntgenologische Kontrollen erfolgten nach drei, sechs, zwölf und 24 Monaten. Ziel dieser Arbeit war die Evaluierung des klinischen Outcomes der Patienten und die Erfassung aller aufgetretenen Komplikationen.

Ergebnisse 53 von 73 Patienten konnten ein Jahr postoperativ nachuntersucht werden. Durchschnittlich konnten 67,4 (±12,3) Punkte im CS, 76,4 (±14,2) % im SSV und 94,4 (±5,0) Punkte im LHB-Score erreicht werden. Die Funktion verbesserte sich von drei Monaten zu sechs und zwölf Monaten postoperativ signifikant. Zwei Jahre postoperativ wurden 48 von 73 Patienten nachuntersucht. Hier wurden 71,3 (±13,4) Punkte im CS, 79,8 (±14,3) % im SSV und 94,5 (±6,3) Punkte im LHB-Score erreicht. Im Nachbehandlungszeitraum von zwei Jahren traten bei 11,1 % nicht-revisionspflichtige Komplikationen auf. Revisionspflichtige Komplikationen traten bei 18,5 % der Patienten auf.

Diskussion Nach standardisierter operativer Versorgung von 73 Patienten mit proximaler Humerusfraktur wurden 53 Patienten nach einem und 48 Patienten nach zwei Jahren nachuntersucht. Die frühfunktionelle Beweglichkeit zeigt insbesondere im ersten postoperativen Jahr einen Vorteil der operativen Versorgung. Die Humeruskopfnekrose als häufigste Komplikation konnte nicht vermieden werden. Jedoch konnte gezeigt werden, dass durch ein standardisiertes Verfahren primäre Komplikationen signifikant reduziert werden.

Abstract Background/Objectives: In Germany, the large Turkish-background minority has a particularly high incidence of type 2 diabetes, but we could find no recorded evidence of a life-style intervention in this patient group. Cultural differences are substantial confounders to not only compliance, but also whether or not the interventions are offered in the first place. We tested the body weight–reducing effect of a 30% calorie-reduced diet, adjusted to individual energy expenditure, eating habits and preferences regarding quality and resources of food in a Turkish-background cohort. Subjects/Methods: The cohort (n=80) was randomized into two groups. In one group we checked whether or not testing for daily total energy expenditure and physical activity (step count) before and after the 12-week diet phase would further improve body weight reduction. The alternative group was offered the diet only. Results: Body weight was reduced by 6% and 8% in the control (n=26) and activity-monitored group (n=27), respectively which could be mainly attributed to the reduction of body fat mass. In both groups, blood glucose, HbA1c, cholesterol and triglyceride levels improved significantly reaching almost upper-normal values. Blood pressure was slightly, but significantly reduced. Resting energy expenditure was reduced by about 7 and 5% in the control and activity-monitored group, respectively. Resting carbohydrate oxidation was significantly decreased while fat oxidation was slightly increased. The mean daily metformin dose could be significantly reduced by about 300 - 400 mg/d in both groups. Conclusion: Turkish-background patients deserve the same life-style attention as other patients in Germany.  

Hintergrund: Personen mit Borderline-Persönlichkeitsstörung (BPS) sind durch eine veränderte Emotionsregulation, instabile zwischenmenschliche Beziehungen und erhöhte Vulnerabilität gegenüber Stresssituationen charakterisiert. Insbesondere mit ihren Kindern zeigen sich Interaktionsprobleme, die sich in einer verringerten emotionalen Verfügbarkeit ausdrücken. Die Interaktion mit ihren Kindern kann dabei als potentiell stressreiche Situation für diese Mütter gewertet werden. In Studien wurde bei Personen mit BPS eine veränderte Cortisolausschüttung während einer Stresssituation gefunden. Zudem zeigte sich ein Zusammenhang zwischen der mütterlichen emotionalen Verfügbarkeit und der Cortisolausschüttung während einer Stresssituation bei gesunden Müttern und ihren Kindern. Ziel der vorliegenden Studie war, (1) die emotionale Verfügbarkeit (mit Fokus auf Sensitivität und Nicht-Hostilität) von Müttern mit BPS zu untersuchen, (2) die Cortisolreaktivität (Veränderungsrate von Baselinewerten zu Cortisolwerten in Reaktion) als auch die Gesamtcortisolausschüttung (gemessen als area under the curve) bei diesen Müttern und ihren Kindern als Maß für Cortisolausschüttung während einer Mutter-Kind-Interaktion zu untersuchen und (3) zu testen, ob ein Zusammenhang zwischen mütterlicher emotionaler Verfügbarkeit und der Cortisolausschüttung bei Müttern und Kindern besteht. Methoden: Es wurden insgesamt 16 Mütter mit BPS und 30 Kontrollmütter sowie 29 Kinder von Müttern mit BPS und 33 Kinder von Kontrollmüttern untersucht. Die Kinder waren zwischen fünf und zwölf Jahre alt. Mutter und Kind wurden während eines freien Spiels und nach Stressinduktion, in welcher das Kind ein schwieriges Puzzle lösen sollte, untersucht. Die Untersuchung von Mutter und Kind umfasste (1) die Beobachtung der Mutter-Kind- Interaktion mittels Emotional Availability Scale (Verhaltensebene) und (2) die Entnahme von Speichelcortisol von Mutter und Kind vor und nach der Interaktion (hormonale Ebene). Ergebnisse: Nicht-Hostilität war signifikant und Sensitivität trendweise erniedrigt bei Müttern mit einer BPS. Es zeigte sich eine geringere Gesamtcortisolausschüttung bei den Müttern mit BPS und ihren Kindern , allerdings kein Unterschied bezüglich der Cortisolreaktivität. Ein Zusammenhang zwischen mütterlicher Sensitivität bzw. Nicht-Hostilität und der mütterlichen bzw. kindlichen Cortisolausschüttung während der Stresssituation wurde nicht gefunden. Schlussfolgerungen: Die Ergebnisse zeigen, dass Mütter mit BPS geringere Werte für Sensitivität und Nicht-Hostilität aufweisen. Im Vergleich zu vorherigen Studien, welche Säuglinge untersucht haben, zeigte sich hingegen kein Zusammenhang zwischen der geringeren mütterlichen emotionalen Verfügbarkeit und der Cortisolausschüttung der Kinder. Dies könnte darauf hindeuten, dass die hormonelle Stressreaktivität der Kinder mit zunehmendem Alter von der mütterlichen emotionalen Verfügbarkeit unabhängig wird. Die Ergebnisse zeigen dennoch, dass sowohl Mütter mit BPS als auch ihre Kinder während einer stressreichen Interaktion eine reduzierte Gesamtcortisolausschüttung haben und somit die hormonelle Stressreaktivität von Mutter und Kind parallelisiert ist.

The first aim of this thesis was to summarize the existing knowledge in an overview, a “white paper” providing the scientific background (chapter 2). Covered are the historical development, intellectual property aspects (relevant for industrial products), mechanistic considerations and marketing aspects. Most important, the smartPearls technology was compared with the existing gold standard “nanocrystals” showing even better or at least similar penetration performance. smartPearls have the advantage of not being “nano”, which meets the increasing consumer expectation of having no “nano” ingredients in the products. The formulation challenge of μm-sized silica particles in fluid/semi-solid dermal formulations is the occurring sedimentation during storage. Increasing just the viscosity does not solve and delay the problem only. The second aim was therefore to develop physically stable, nonsedimenting formulations (chapter 3). The problem was solved by generating viscoelastic formulations – transferring viscoelastic stabilization from food to pharma industry (e.g. salad dressing with herbs). i-carrageenan and polyacrylates were used as polymers – and as reference the polymer mixture from Kühne salad dressing. Gel properties were investigated by rotation rheology, amplitude sweep and a frequency sweep analysis. In addition, stability investigations with the LUMiSizer® were performed. From the overall data 3 years stability can be predicted. Third aim was to identify silica particles being optimal for loading with dermal actives (chapter 4 and 5). A variety of silica particles was investigated differing in particle size, pore size and pore volume. In chapter 4 avobenzone was used as model active, as it shows high crystallization tendency. Thus, it was a challenging molecule to prove the capability of smartPearls to preserve the amorphous state. Five different silica were used ranging in pore size from 3 to 25 nm, pore volume from 0.4 to 1.8 mL/kg and BET surface from 740 to 320 m2/g. Optimal were silica particles with 6 nm and 10 nm pore size. Long-term stability of 1 year could be shown. A mechanism of the pore loading process was suggested, pore filling takes place primarily from bottom to top (localization on pore walls contributes little to the loading). In chapter 5 rutin was used as model active, having high relevance for cosmetic products but also in dermopharmacy (anti-pollution strategy) at the same time. Rutin is poorly soluble and shows little skin penetration. Optimal silica for loading with rutin were particles ranging in pore size from 6 nm to – in this case – 25 nm. The 6 nm pore particles have the advantage of a higher loading (25%, w/w), the 25 nm particles have a lower loading (18%, w/w) but a better processability. Within the fourth aim a loading process was optimized, which is scale-able to industrial scale. The immersion-evaporation method was applied and DMSO, the solvent used in previous studies was replaced by more skin-friendly ethanol. A mechanistic model was developed for the evaporation process, based on the Ostwald-Miers region. During the evaporation process, the concentration of dissolved active needs to remain within the Ostwald-Miers region. This can be controlled via evaporation temperature and vacuum applied to the rotary evaporator. For up-scaling the evaporation velocity needs to be adjusted to be in the same range as in the used smaller rotary evaporator. This process optimized should allow medium sized cosmetic companies to produce products based on smartPearls. Within the final aim, the acquired knowledge was used to ensure more efficient formulations with the challenging cosmetic active glabridin – highly effective whitening agent (chapter 6). It is poorly soluble, even applying it in a high concentration on the skin (suspension formulation) will not significantly improve its penetration. smartPearls are therefore an enabling technology for improving penetration into the skin by increasing the saturation solubility. Various pore-sized silica were investigated. Optimal were the silica particles with 6 nm pore size at 25% loading of the pore volume. Stability over 7 months was shown of the powdered silica. Glabridin has a high price (10,000 USD/kg), thus a formulation principle requiring very low concentrations of active is necessary and can be provided by smartPearls. In overall the state of the art of smartPearls has been reviewed within this thesis. Physically stable dermal formulations were developed, based on viscoelasticity. Thus, one essential prerequisite for use as dermal product was fulfilled. Ideal silica particles for loading were identified, using model actives avobenzone and rutin. Large scale production – another prerequisite for use as dermal product – is now feasible based on the optimized immersion evaporation process. For better academic understanding mechanisms for the loading process (pore filling) and loading evaporation process (Ostwald-Miers based theory) were identified. Finally, the acquired knowledge was used for the formulation of a market relevant molecule in cosmetics and pharmacy – glabridin.

The gradual introduction of whistleblowing protection in the fields of financial and corporate regulation in the US and the EU is contrasted by a lack of provisions and a prosecutorial approach for whistleblowers in national security. The hypothesis of a dualism in the legal reception of the phenomenon of whistleblowing structures the fundamental research question of my doctoral research, which is how the role of whistleblowing in contemporary society can be conceptualized from a legal perspective. Is whistleblowing a human right, an aspect of freedom of expression? Or is whistleblowing an instrument of regulation?

A major conclusion that I drew from the comparative legal framework of whistleblowing protection in the US and the EU is that whistleblowing is institutionalized primarily as a regulatory instrument, rather than as an extension of labour or civil rights.

In the US, the Sarbanes-Oxley Act of 2002 and the Dodd-Frank Act of 2010 established a paradigm whereby the whistleblowers’ protection from retaliation is subsumed under the broader goal of detecting and remedying systemic threats to market integrity. This meant an absolute emphasis on the procurement of information for cases of securities law violations or fraud against shareholders, as well as the lack of subjective requirements, such as good faith, for the whistleblowers. While the Sarbanes-Oxley act prioritized internal reporting mechanisms within the corporation, the Dodd-Frank Act followed a model of reporting wrongdoing directly to the regulatory agency, coupled with hefty monetary rewards for valuable information. The oscillation between less or more interfering policies highlights the dependence of whistleblowing protection mechanisms on the political economy and the level of trust placed on financial self-regulation.

The European model of whistleblowing protection showcases important signs of convergence with the US. The first pan-European framework for whistleblowing protection came also in the field of market abuse. The Directive 2015/2392 established procedures for reporting of infringements of the Market Abuse Regulation to the competent authorities set up by each Member State, encouraging thus external whistleblowing, just like the Dodd-Frank Act. This constitutes a noteworthy deviation from the variations of the ‘three-tiered system’ of EU Members States. It also highlights that it is efficiency that has been the driving force behind this reform, in abstraction of the different legal cultures of EU Member States.

The goal of enhancing enforcement is also the centripetal force of the newly published proposal for a Directive strengthening the protection of whistleblowers reporting on breaches of EU law (April 2018), which targeted the areas of public procurement and financial services. Whistleblowing protection may, according to the proposal, contribute to a well-functioning single market, by securing the financial interests of the Union, and by ensuring the respect of competition rules and of a level-playing field for private actors.

In general, the approach that has been adopted both in the US and in the EU links whistleblowing protection with its function as a guarantee for market integrity. Its institutionalization constitutes a form of regulatory pluralism, reflecting a way of governing ‘at-a-distance’ over a privatized network of services. Whistleblowers are protected as carriers of information that is valuable for some specific policy purposes; when the information does not pertain to these designated purposes, protection ceases as well.

This functional, instrumental approach to whistleblowing protection is mirrored in the domain of national security a contrario, this time through the absence of protection. Both in the US and in the Member States of the EU reporting mechanisms for internal whistleblowing are very restrictive or inexistent. At the same time, individuals who make public disclosures are threatened with administrative or even criminal sanctions. That prompted the normative question of my research, that is, how to balance whistleblowing with national security interests.

In general, I argue against the idea that national security, because of its sensitive nature, may be conceived as a space potentially ‘beyond-the-law’, where the executive can make evaluations and decisions based on self-developed criteria that do not have at least indirect democratic validation. I see national security as a system of organizations and institutions subject to possible failure like all others. Therefore, I suggest that whistleblowing can have a role as an accountability mechanism, contributing to the maintenance of the legitimate character of state secrecy. Concretely, a system of legitimate secrecy should entail the prevention of overclassification, the establishment of systems of internal and external reporting of wrongdoing, involving inter-agency and inter-branch coordination, and some level of protection for individuals that make public disclosures.

As far as public disclosures are concerned, a comparative examination of the jurisprudence and the case law in the United States and in the ECtHR indicates that whistleblowing in government is conceptualized as a conflict between subjective rights and public interest. I propose an institutional framing of the conflict instead. That means shifting from the extent of the freedom of speech and the good faith of the whistleblower, to the legitimacy of secrecy as a criterion for protection. I argue that the ultimate value to be protected in cases of unauthorized disclosures of classified information is not the self-fulfilment of the employee, but rather the democratic control over security politics, as well as an institutional system of rule of law, separation of powers/checks and balances, and political liberalism. Where state secrecy covers violations of rights, misconduct, or by-passing of the law, then whistleblowers should be entitled to some protection based on the social value of their disclosures.

The axes of the institutional model are a) to protect whistleblowing from criminal sanctions when it reveals illegitimate secrecy, in order to restore accountability of the executive, and b) to protect, on the other hand, legitimate secrecy through primarily administrative sanctions to individuals making the disclosure.

The current institutionalization of whistleblowing denotes a functional approach that extends only to market-related interests. Trying to look beyond an approach oriented towards economic efficiency, I suggest that an alternative normative substratum of whistleblowing protection could be, rather than the subjective rights of the whistleblower, the institutionalization of a form of democratic control within social systems. Whistleblowing should function as a counter-institution against the expansive tendencies of social systems –whether that is the economy or national security.

This thesis focused on the design, synthesis, and evaluation of multivalent glycoconjugates for lectin binding. The first part discusses the optimization of trivalent sialosides based on functionalizable rigid and flexible core having different lengths of polyethylene glycol spacer for targeting hemagglutinin trimeric (HA3) glycoproteins on the surface of influenza virus. All the synthesized compounds were screened using hemagglutination inhibition assay (HAI) and microscale thermophoresis (MST). The rigid adamantane-based trivalent sialosides with hexaethylene glycol (EG6) linker showed a binding affinity in low micromolar range with Ki = 30 µM. The second part of this thesis discusses the synthesis and evaluation of a series of polyglycerol based (linear and hyperbranched) mannosides and fucosyllactosides for C-type lectin binding. Polyglycerol polymers are highly water soluble, biocompatible, and easily functionalizable. Polyglycerol based multivalent glycoconjugates were synthesized using a copper assisted click reaction of azido fucosyllactoside and azido mannoside derivative with the propargylated polyglycerol with different degrees of functionalization. These glycoconjugates were tested for binding with mannose binding lectin (MBL) and DC-SIGN using biophysical techniques i.e., microscale thermophoresis (MST) and surface plasmon resonance (SPR), respectively. The most potent candidates for MBL and DC-SIGN binding were 100% functionalized hPG- and LPG- based mannosides, respectively, with the dissociation constant (Kd) in nanomolar range. Nanomolar binder for DC-SIGN was approximately 23,000-fold more active than the monovalent mannose with Kd of 3.5 mM. Further on, these multivalent architectures can further be investigated and optimized for the therapeutic application for C-type lectins.

Within this work, thermoresponsive coatings based on poly(glycidyl ether)s (PGEs) were developed for applied polystyrene (PS) tissue culture substrates. Following the “grafting to“ approach, block copolymers comprising a random, high molecular weight, thermoresponsive block and a short, hydrophobic benzophenone (BP) block were synthesized via the sequential, monomer-activated, oxy-anionic ring-opening polymerization (ROP). Ultrathin layers in the sub-nanometer range were immobilized on PS by physical adsorption and UV-induced C, H-insertion of PGE block copolymers via their photo-reactive BP anchor block. The coatings mediated the adhesion of human dermal fibroblasts (HDFs) and allowed the temperature triggered detachment of confluent cell sheets. HDF sheet detachment was found to be induced by the cooperative effects between the partial rehydration of the PGE chains and the cell repellant PS substrate background. In order to improve the performance of PGE monolayers, block copolymers were subsequently self-assembled on PS substrates from dilute aqueous solution under selective solvent conditions. UV immobilization yielded thermoresponsive polymer brushes, which undergo a “pancake-to-brush” transition upon temperature reduction. The improved structure and thermal response of the brush-like PGE coatings as well as the optimization of cell culture parameters facilitated the fabrication of confluent HDF, human aortic smooth muscle cell (HAoSMC) and human umbilical vein endothelial cell (HUVEC) sheets, which constitute the main building blocks of blood vessels. To functionalize PS culture substrates via the “grafting from” approach, a solvent-free, microwave-assisted synthesis of well-defined oligo(glycidyl ether)s (OGEs) was developed. Fast reaction rates could be solely attributed to the high reaction temperatures reached during microwave heating and the obtained oligomers exhibited highly molecular weight- and concentration-dependent CPTs in water. Further, end-functional oligo(glycidyl ether) acrylate (OGEA) macromonomers were synthesized by in situ quenching of the oxy-anionic ROP. Subsequently, a photopolymerization process was developed to graft OGEA macromonomers from PS culture substrates. Surfaceinitiated photografting from bulk macromonomer films yielded porous, rigid, gel-like OGEA coatings with unique bottlebrush properties. Bottlebrushes with optimized structure proved to be functional coatings for the fabrication of HDF sheets. The controlled detachment of cell sheets was found to be triggered by the rehydration of OGEA bottlebrush side chains rather than a macroscopic swelling of the gel-like coatings upon temperature reduction. In summary, this work introduces facile methods for the functionalization of applied PS tissue culture surfaces with thermoresponsive, PGE-based coatings and demonstrates their high potential as functional substrates for cell sheet fabrication.

Einleitung: Orofaziale Dysfunktionen (OFD) im Kindesalter sind Bewegungs- und Haltungsstörungen im Bereich von Gesicht und Hals, die zu schweren Kau- und Schluckstörungen, zu Zahn- und Kieferfehlstellungen und zu phonetischen Störungen führen können. OFD weisen eine hohe Prävalenz auf und können schwerwiegende Folgen für die soziale und persönliche Entwicklung des Kindes haben. Pathognomonische Symptome und eine einheitliche Definition der OFD fehlen bisher. Frühere Studienergebnisse legen nahe, dass die orofaziale Sensibilität bei OFD eingeschränkt ist. Therapieverfahren mit einem taktil-kinästhetischen Fokus erscheinen außerdem effektiver als rein motorische Therapieverfahren. In der vorliegenden Arbeit wurde eine umfassende quantitative Untersuchung des somatosensorischen Systems betroffener Kinder durchgeführt. Die Ergebnisse sollen zur Phänotypisierung und Differenzierung der OFD beitragen. Methoden: Das somatosensorische System wurde mithilfe der Quantitativen Sensorischen Testung (QST) bei 29 Kindern mit OFD und 30 gesunden Kontrollpersonen im Alter von 6 bis 14 Jahren untersucht. Sechs QST-Parameter wurden untersucht, um das mechanosensorische System zu beurteilen: die räumliche Tastschärfe (TA) im Bereich von Lippe, Zunge und Fingern, die Vibrationsdetektionsschwelle (VDT) bei 10 Hz und 125 Hz im Bereich der Finger sowie die mechanische Detektionsschwelle (MDT) im Bereich des Handrückens. Zwei QST-Parameter wurden im Bereich des Unterarms bestimmt, um das thermosensorische System zu beurteilen: die Kältewahrnehmungsschwelle (CDT) und die Wärmewahrnehmungsschwelle (WDT). Mithilfe des Berliner orofazialen Screenings (BoS) wurden außerdem der Schweregrad der vorliegenden OFD sowie die orale Stereognosefähigkeit beurteilt. Ergebnisse: Die TA war bei Kindern mit OFD im Bereich von Lippe und Zunge signifikant schwächer als bei gesunden Kontrollpersonen und zeigte im Bereich der Finger einen entsprechenden Trend. Außerdem war die CDT bei Kindern mit OFD signifikant höher als bei gesunden Kontrollpersonen. Die übrigen Parameter trennten nicht zwischen Kindern mit und ohne OFD. Zwischen dem Schweregrad der OFD und den Werten der QST-Parameter zeigte sich keine Korrelation. Die orale Stereognosefähigkeit war sowohl bei Kindern mit OFD als auch bei gesunden Kontrollpersonen dieser Altersstufe eingeschränkt. Schlussfolgerungen: Kinder mit OFD zeigten insbesondere im orofazialen Bereich Einschränkungen der mechanosensorischen Sensibilität. Die Bestimmung der TA im Bereich von Lippe und Zunge könnte zukünftig unterstützend bei der Diagnostik der OFD eingesetzt werden, da sie gut zwischen Kindern mit und ohne OFD diskriminierte. Außerdem könnten die Ergebnisse den Einsatz, die Evaluation und die Entwicklung taktil-kinästhetischer Therapieansätze empirisch unterstützen.

Objectives: The present thesis investigates the impact of malnutrition and sarcopenia on the quality of life in patients with systemic sclerosis (SSc) in two cross-sectional studies. In another cross-sectional and longitudinal study on digital ulcers (DU) we developed a scoring system (DUS) for the quantification of the severity of DU. Since DU affect the quality of life and disease-associated disability the objectification of their severity is very important for monitoring therapy outcome. Methods: We used the Malnutrition Universal Screening Tool (MUST) to evaluate the risk of malnutrition. Sarcopenia was defined using the criteria of the EWGSOP (European Working Group on Sarcopenia in Older People) and measured by bioelectrical impedance analysis and hand grip strength. Quality of life and disease-associated disability were evaluated using the Short-Form 36 Health Survey (SF-36) and Scleroderma Health Assessment Questionnaire (SHAQ). The severity of digital ulcers was quantified by a newly developed score, which takes into account the size and type of the digital ulcer. Statistical analysis was performed using SPSS und STATA. Results: We included 129 patients each into the malnutrition and into the sarcopenia study. In 10.9% of all patients we found a high risk for malnutrition. These patients were more likely to suffer from anemia (p = 0.004) and cardiac involvement (p = 0.027). The prevalence of sarcopenia was 22.5%. Patients with a high risk for malnutrition as well as patients with sarcopenia showed a significantly higher disease-related disability and a lower quality of life. We included 65 patients in the study on DU. The longitudinal analysis showed a significant correlation between hand function and the Digital Ulcer Score (DUS). Take home points: Patients with sarcopenia and patients at high risk for malnutrition showed a reduced quality of life. The Digital Ulcer Score can contribute to a simplification of the diagnostic evaluation and follow-up of DU. By monitoring disease burden over time in the long term it could contribute to an improved quality of life for SSc patients.

Einleitung: Die Borg Skala ist eine einfache und weit verbreitete Möglichkeit zur Einschätzung der subjektiv empfundenen Anstrengung und der Steuerung von Trainingsintensitäten bei sportlicher Aktivität. Die American College of Sports Medicine empfiehlt hierfür die RPE- Werte 9 – 11 für leichte Intensität, 12 – 13 für moderate Intensität und 14 – 17 für hohe Intensität, wobei keine Empfehlungen für interindividuelle Unterschiede ausgegeben werden. Zielsetzung: Ziel dieser Studie ist die Untersuchung des Einflusses von Fitnesslevel, Geschlecht, Alter und Ergometrieart auf die subjektive empfundene Anstrengung anhand der 15-stufigen Borg- Skala bei sportlicher Aktivität. Methode: In der Querschnittsstudie wurden 2096 retrospektive, pseudonymisierte Belastungsuntersuchungen weiblicher und männlicher Probanden, bei denen im Rahmen von Stufentests die Parameter Laktat, Herzfrequenz und Borg-Skala (6 bis 20) gemessen wurden, statistisch ausgewertet. Dabei wurden vorab RPE- Werte an definierten Laktatkonzentrationen 2 mmol/l, 3 mmol/l und 4 mmol/l und individuellen Laktatschwellen LT und IAS mit Hilfe quadratischer Regressionen errechnet und in Form von Subgruppenanalysen für die genannten Einflussfaktoren auf signifikante Unterschiede untersucht und Effektstärken (d nach Cohen) berechnet. Ergebnisse: Bei Probanden mit dem höchsten Fitnesslevel 1 konnten gegenüber Probanden mit schlechterer Fitness höhere RPE- Werte am deutlichsten bei Laktatkonzentration 2 mmol/l (RPE 13.44 (± 1.79) Fitnesslevel 1 vs. 11.67 (± 2.77) Fitnesslevel 4, p < .001, d = 0.60) beobachtet werden. Altersspezifische Unterschiede waren am deutlichsten zwischen Probanden im hohen Erwachsenenalter (> 60 Jahre) und Probanden im frühen Erwachsenenalter (18 – 39.9 Jahre) bei der Laktatschwelle IAS (RPE 15.04 (± 1.71) vs. 14.42 (± 1.57), p < .001, d = 0.38) zu sehen. Geschlechtsspezifische Unterschiede konnten nicht beobachtet werden (alle p > .05). Bei der Fahrradergometrie gaben die Probanden höhere RPE- Werte an, mit dem stärksten Effekt bei der Laktatschwelle LT (RPE 12.31 (± 1.87) Fahrrad vs. 11.28 (± 2.01) Laufband, p < .001, d = 0.51). Zusammenfassung: Wir konnten zeigen, dass signifikante Unterschiede der RPE- Werte bei der Stratifizierung in Subgruppen nach Fitnesslevel, Alter und Ergometrieart zu beobachten waren, nicht jedoch für das Geschlecht. Nach unseren Ergebnissen empfehlen wir leichte Intensität bei RPE 12 – 13, moderate Intensität bei RPE 14 – 15 und hohe Intensität bei RPE > 15. Für die Empfehlungen aus der Laufbandergometrie leichte Intensität bei RPE 11 – 12, moderate Intensität RPE 13 – 14 und hohe Intensität bei RPE > 14.

Einleitung: Laut Prävalenzstudien erleben 5-6% der Frauen in Europa eine Vergewaltigung (lat. Stuprum). Vergewaltigungen haben schwerwiegende Folgen für Betroffene. Die Erstversorgung hat erheblichen Einfluss auf den gesundheitlichen Zustand Betroffener und durch forensische Bestandteile auf ggf. folgende strafrechtliche Verfahren.

Zielsetzung: Grundvoraussetzung für die gezielte Ausrichtung der Versorgung sind Daten zu Umständen von Stuprum-Fällen. Daher erfolgte im ersten Teil der Arbeit die Erhebung von Charakteristika von mutmaßlichen Stuprum-Fällen und Aspekten der medizinischen Versorgung. Im zweiten Teil wurde vor dem Hintergrund fehlender Studien die Versorgungssituation für weibliche Stuprum-Betroffene an deutschen Universitätsfrauenkliniken ermittelt.

Material und Methoden: (1) In einer retrospektiven Studie erfolgte die Auswertung von standardisierten Befundbögen aller polizeilich anzeigenden, weiblichen mutmaßlichen Stuprum-Betroffenen, die mindestens 16 Jahre alt waren und zwischen 01.01.2011 und 31.06.2016 in einer der Charité-Rettungsstellen von der Polizei zur Versorgung vorgestellt wurden. (2) Ein selbstentwickelter Fragebogen, orientiert an Leitlinien und Forderungen verschiedener Versorgungseinrichtungen, wurde im Herbst 2017 an alle 35 deutschen Universitätsfrauenkliniken versandt.

Ergebnisse: (1) 850 mutmaßliche Stuprum-Fälle konnten ausgewertet werden. Die Betroffenen waren im Mittel 29 Jahre alt. 6,4% gaben an, bereits zuvor eine Vergewaltigung erlebt zu haben. Der Tatverdächtige war den Betroffenen in 48,4% unbekannt, 26% entstammtem dem Freundes-/Bekanntenkreis. 15,5% waren Partner oder Expartner. Zwei Drittel der mutmaßlichen Vergewaltigungen ereigneten sich in privaten Räumen, v.a. in der Wohnung der Betroffenen. Über zwei Drittel der Frauen hatten in zeitlicher Nähe zur Tat Alkohol getrunken. In 17% der Fälle bestand ein Verdacht auf Verabreichung von sog. K.-o.-Tropfen. Extragenitale Verletzungen lagen bei 64% und anogenitale bei 25,4% der Betroffenen vor. (2) Die Rücklaufquote bei der Klinikbefragung betrug 44,4% (16/36). An 12/16 Universitätsfrauenkliniken existierten Richtlinien zur Versorgung nach mutmaßlichem Stuprum, an 14/16 wurden standardisierte Untersuchungskits verwendet. Die Option „Anonyme Spurensicherung“ bestand an 11/16, eine Regelung zur infektiologischen Postexpositionsprophylaxe-Beratung an 8/16 Kliniken. Etablierte Fortbildungen zur Beweismittelsicherung gaben 13/15 Kliniken, eine Weitervermittlung an Beratungsstellen 11/16 an.

Schlussfolgerungen: (1) Mit der vorgelegten Auswertung mutmaßlicher Stuprum-Fälle wird erstmals eine so große Zahl in Deutschland analysiert. Vor dem Hintergrund der unzureichenden Studien- und Versorgungsforschungslage leistet die vorliegende Arbeit einen relevanten Beitrag zum Wissen zu Umständen von mutmaßlichen Stuprum-Fällen. Die erhobenen Daten können wegweisend für eine gezielte Ausrichtung der Erstversorgung von Frauen nach Stuprum sein. (2) Die in der Klinikumfrage festgestellten Versorgungs- und Qualitätsunterschiede zeigen, dass an einem Teil deutscher Universitätsfrauenkliniken ein Verbesserungsbedarf in der Erstversorgung besteht und dass bisher keine Standardisierung erfolgt ist. Sowohl eine Verbesserung der Erstversorgungsstrukturen von mutmaßlichen Stuprum-Betroffenen als auch eine interdisziplinäre Leitlinie wäre wünschenswert.