Masterarbeiten

Wir vergeben regelmäßig Plätze für Masterarbeiten innnerhalb unserer Forschungsschwerpunkte. Bei Interesse sprechen Sie bitte Prof. Bufe an.

2011
Patrick Weil Biochemie	Wirkung von Arabinogalaktanen (AG) auf dendritische Zellen (DC) und Untersuchung der induzierten T-Zell-Immunantwort in einem Mausmodell für allergisches Asthma
Allergische Erkrankungen (z.B. Asthma bronchiale) haben in den letzten 50 Jahren stark zugenommen und sind daher immer mehr in den Fokus der Forschung getreten. In mehreren vorangegangenen Untersuchungen konnte gezeigt werden, dass intensiver Kontakt zur Umgebung traditioneller Bauernhöfe während der ersten Lebensjahre einen Schutz vor Allergien bewirken kann. Als wichtige, im Mausmodell protektiv wirksame Substanz der Bauernhofumgebung wurden pflanzliche Arabinogalaktane identifiziert, die sich u.a. im Stallstaub befinden. Werden diese Zuckermoleküle auf in vitro generierte dendritische Zellen gegeben, wird die Funktion dieser Zellen so moduliert, dass sie anschließend nicht mehr in der Lage sind in vivo eine allergische Sensibilisierung und Atemwegsinflammation zu vermitteln. Es soll untersucht werden, welche immunologischen Mechanismen dem durch Arabinogalaktane vermittelten Schutzeffekt zugrunde liegen. Der Fokus richtet sich hierbei auf die Art der T-Zellantwort, die von den AG-behandelten dendritischen Zellen in einem Mausmodell für allergisches Asthma induziert wird. Da wir bereits gezeigt haben, dass die Behandlung dendritischer Zellen mit AG zu einer vermehrten Ausschüttung von IL-10 führt und bekannt ist, dass IL-10 an der Generierung regulatorischer T-Zellen beteiligt sein kann gilt es, die Rolle regulatorischer T-Zellen bei der Immunantwort in vivo in DEREG Mäusen zu charakterisieren. Dieser Mausstamm ermöglicht es, durch die Injektion von Diphteria Toxin (DT), eine Depletion von T-regulatortischen Zellen zu erzielen. Es soll an diesem Modell und durch Depletion der Tregs überprüft werden, ob DCs, die vor dem intranasalen Transfer in die Mäuse mit AG behandelt wurden, in vivo über die Induktion der Tregs den Schutzeffekt vermitteln. Des Weiteren ist es von Interesse die Antigenaufnahme und –präsentation der mit AG stimulierten dendritischen Zellen in vitro zu untersuchen. Ziel ist es zu prüfen, ob AG-behandelte DCs eine geringere T-Zell-stimulatorischen Kapazität aufweisen als scheinbehandelte DCs und ob sie deshalb in vivo nicht zu einer starken Th2-Immunantwort führen können.

2011

Patrick Weil
Biochemie

Wirkung von Arabinogalaktanen (AG) auf dendritische Zellen (DC) und Untersuchung der induzierten T-Zell-Immunantwort in einem Mausmodell für allergisches Asthma

Allergische Erkrankungen (z.B. Asthma bronchiale) haben in den letzten 50 Jahren stark zugenommen und sind daher immer mehr in den Fokus der Forschung getreten. In mehreren vorangegangenen Untersuchungen konnte gezeigt werden, dass intensiver Kontakt zur Umgebung traditioneller Bauernhöfe während der ersten Lebensjahre einen Schutz vor Allergien bewirken kann. Als wichtige, im Mausmodell protektiv wirksame Substanz der Bauernhofumgebung wurden pflanzliche Arabinogalaktane identifiziert, die sich u.a. im Stallstaub befinden. Werden diese Zuckermoleküle auf in vitro generierte dendritische Zellen gegeben, wird die Funktion dieser Zellen so moduliert, dass sie anschließend nicht mehr in der Lage sind in vivo eine allergische Sensibilisierung und Atemwegsinflammation zu vermitteln.
Es soll untersucht werden, welche immunologischen Mechanismen dem durch Arabinogalaktane vermittelten Schutzeffekt zugrunde liegen. Der Fokus richtet sich hierbei auf die Art der T-Zellantwort, die von den AG-behandelten dendritischen Zellen in einem Mausmodell für allergisches Asthma induziert wird. Da wir bereits gezeigt haben, dass die Behandlung dendritischer Zellen mit AG zu einer vermehrten Ausschüttung von IL-10 führt und bekannt ist, dass IL-10 an der Generierung regulatorischer T-Zellen beteiligt sein kann gilt es, die Rolle regulatorischer T-Zellen bei der Immunantwort in vivo in DEREG Mäusen zu charakterisieren. Dieser Mausstamm ermöglicht es, durch die Injektion von Diphteria Toxin (DT), eine Depletion von T-regulatortischen Zellen zu erzielen. Es soll an diesem Modell und durch Depletion der Tregs überprüft werden, ob DCs, die vor dem intranasalen Transfer in die Mäuse mit AG behandelt wurden, in vivo über die Induktion der Tregs den Schutzeffekt vermitteln.
Des Weiteren ist es von Interesse die Antigenaufnahme und –präsentation der mit AG stimulierten dendritischen Zellen in vitro zu untersuchen. Ziel ist es zu prüfen, ob AG-behandelte DCs eine geringere T-Zell-stimulatorischen Kapazität aufweisen als scheinbehandelte DCs und ob sie deshalb in vivo nicht zu einer starken Th2-Immunantwort führen können.

2010
Stefanie Neuhaus Biochemie	Metabolomics in der murinen Ausatemluft und der BAL mittel Ionenmobilitätsspektrometrie (MCC/IMS)
Stefanie Neuhaus Biochemie	Asthma bronchiale gehört zu den häufigsten chronischen Erkrankungen in den Industrienationen. Es wird durch drei Faktoren definiert: Der Atemwegsinflammation, der Atemwegs-Obstruktion und dr Atemwegs-Hyperreagibilität. Um eine Inflammation der Atemwege nachzuweisen, ist bisher eine Spülung der Lungen (bronchoalveoläre lavage, ‚BAL‘) und eine Untersuchung der BAL-Flüssigkeit (BALF) unabdingbar. Diese invasive Methode bedeutet jedoch eine hohe Belastung für den ohnehin geschwächten Organismus. Des Weiteren ist die BAL und die weitere Qualifizierung und Quantifizierung der in der BALF enthaltenen Zellen sehr zeit- und kostenaufwendig. Die Inflammation der Atemwege kann über die Infiltration von inflammatorischen Zellen wie zum Beispiel Granulozyten beobachtet werden. Diese Zellen setzen proinflammatorische Proteine sowie verschiedene niedermolekulare Substanzen wie Prostaglandine, Histamin, Stickstoffmonoxid etc. frei. Ziel dieser Masterarbeit ist es, im murinen Modell spezifische proinflammatorische Moleküle beziehungsweise deren Metabolite in der Ausatemluft zu identifizieren. Hierzu wird in Kooperation mit dem ISAS in Dortmund sowohl die murine Ausatemluft als auch die murine BAL mit Hilfe des Multikapillar-Säulen Ionenmobilitätsspektrometers (MCC/IMS) untersucht. Mittels MCC/IMS werden die Metabolite nach ihrer Polarität, Masse und Struktur aufgetrennt und können sowohl qualitativ als auch quantitativ verglichen werden.
Patrick Guidato Biochemie	Charakterisierung der Interaktion zwischen C-Typ Lektin Rezeptoren und Arabinogalactanen
Patrick Guidato Biochemie	Das Aufwachsen auf traditionellen Bauernhöfen (ALEX-Studie) vermindert bei Kindern das Allergierisiko im Vergleich zu Kindern die nicht in einem solchen Umfeld aufwachsen. Ein Faktor für diesen Schutz vor Allergien ist die Exposition gegenüber Umweltfaktoren im Kuhstall, die im ersten Lebensjahr stattfinden muss. Im Asthma-Mausmodell wurde gezeigt, dass die inhalative Applikation von Stallstaubextrakt während der Sensibilisierungsphase einen Schutz vor Allergien vermitteln kann (Peters et al, Thorax; 2006). Weitere Untersuchungen belegen, dass der Schutz mit der Tolerisierung von Antigen präsentierenden Zellen (Dendritischen Zellen) in der Lunge einhergeht (Gorelik et al, Innate Immunity 2008). Im Staubextrakt sind große Mengen des pflanzlichen Arabinogalactans (AG), einem komplexen Kohlenhydrat aus Futtergräsern zu finden. Wie von Peters et al (2010) gezeigt wurde, ruft AG im Mausmodell ebenfalls eine allergieprotektive und immunmodulatorische Wirkung hervor, indem es die APCs tolerisiertWie AG diese Wirkung entfaltet, ist bisher ungeklärt. C-Typ Lektin Rezeptoren sind eine wichtige Gruppe der Muster erkennenden Rezeptoren im angeborenen Immunsystem. Als Liganden für diese Rezeptoren kommen verschiedene Zucker und Polysaccharide in frage, wie solche von Pathogenen, wie z. B. Lipoarabinomannan auf Mycobakterien. Für das in Stallstäuben vorkommende Arabinogalactan ist eine Bindung ebenfalls denkbar. Die Expression von C-Typ Lektin Rezeptoren findet zum großen Teil auf dendritischen Zellen des Immunsystems statt. Die diversen intrazellulären Antworten, die durch die Aktivierung eines C-Typ Lektin Rezeptors ausgelöst werden können, stellen einen wichtigen Punkt in der Immunmodulation dar und sind essentiell für die Wirkweise von dendritischen Zellen. In dieser Arbeit soll mittels Inhibitions-ELISA gezeigt werden, ob die immunmodulatorische Wirkung des Arabinogalactans über einen C-Typ Lektin Rezeptor entfaltet wird. Dafür werden Fusionsproteine aus dem extrazellulären Teil verschiedener C-Typ Lektine und des Fc-Fragments der Immunglobulin gamma-1 schweren Kette generiert und in einem kompetitiven ELISA eingesetzt. Nach der Identifikation des bindenden Rezeptors soll die hervorgerufene Reaktion der dendritischen Zellen untersucht werden.

2009
Pia Wentker Biochemie	Einfluss struktureller Änderungen bei Polysacchariden auf ihre biologische Aktivität
Pia Wentker Biochemie	Ein Polysaccharid wurde als immunmodulatorische Komponente des Stallstaubextrakts identifiziert. Es handelt sich dabei um eine Substanz die aus unterschiedlichen Zuckereinheiten aufgebaut ist und einen hohen Verzweigungsgrad aufweist. In dieser Masterarbeit wird sowohl in vitro in Zellkulturen als auch in vivo im murinen Allergiemodell untersucht, inwieweit chemisch und / oder enzymatisch herbeigeführte strukturelle Änderungen an dem Polysaccharid zu einer Modifikation der biologischen Aktivität führt. Zu den wichtigsten Methoden dieser Arbeit gehört zum einen das in der Experimentellen Pneumologie bereits etablierte Maus-Asthma-Modell, bei dem in Mäusen durch systemische Sensibilisierung und anschließende Provokation mit dem Modellallergen Ovalbumin eine allergische Atemwegsinflammation induziert wird. Zum anderen stellt die in vitro Aktivitätsprüfung der modifizierten Polysaccharide eine zentrale Methode dar. Hierzu werden Lymphozyten in Zellkultur mit den Polysacchariden stimuliert und die produzierten Zytokine mittels ELISA (enzyme-linked immunosorbent assay) gemessen.
Jan Albrecht Biochemie	Untersuchung der Interaktion eines pflanzlichen Polysaccharids mit Glykorezeptoren dendritischer Zellen
Jan Albrecht Biochemie	Durch vergangene Studien wurde aus Stall- und Scheunenstaubextrakten ein Polysaccharid isoliert, welches eine immunmodulierende Wirkung zeigt. Es wurde im Mausmodell gezeigt, dass es vor allergischer Sensibilisierung schützt. Dies wird wahrscheinlich durch die Bindung an Rezeptoren auf antigenpräsentierenden Zellen (Dendritische Zellen, B-Zellen und Monozyten) initiiert, wodurch eine rezeptorvermittelte Signalkaskade ausgelöst wird. Es ist noch nicht bekannt, über welchen Rezeptor die Bindung stattfindet. Im Rahmen unserer aktuellen Arbeiten versuchen wir mittels molekularbiologischer Methoden Glykorezeptoren von dendritischen Zellen auf menschlichen embryonalen Nierenzellen (HEK-293) zu expremieren. Mit Hilfe dieser isoliert vorliegenden Glykorezeptoren soll versucht werden, den Rezeptor zu identifizieren, welcher für die Bindung des Polysaccharids verantwortlich ist.

2008
Michael Bonsmann Biochemie	Isolierung und Charakterisierung weiterer biologisch aktiver Substanzen aus dem Stallstaubextrakt
Dem Stallstaub werden verschiedene immunprotektive Wirkungen zugesprochen, besonders wenn die Exposition innerhalb des ersten Lebensjahres erfolgt (Thorax 2006, 61(2):134-39; Lancet 2001, 358:1129-33). Allerdings handelt es sich bei dem Stallstaub um ein äußerst heterogenes und komplexes Substanzgemisch. Um eine getrennte Betrachtung der verschiedenen Wirkmechanismen zu erlauben, ist es nötig die entsprechenden Substanzklassen aus dem Gemisch zu isolieren. Daher soll in dieser Arbeit eine Fraktionierung weiterer aktiver Substanzen aus dem Stallstaub mit Hilfe moderner biochemischer Verfahren vorgenommen werden. Zum Einsatz kommen neben unterschiedlichen Fällungen auch säulenchromatographische Trennungen und Ultrafiltrationstechniken. Die Aktivitätsprüfung der Fraktionen erfolgt in verschiedenen in vitro-Assays an einer Alveolarepithelzelllinie (A549) mittels quantitativer real time PCR (polymerase chain reaction) und ELISA (enzyme linked immunosorbent assay).

2008

Michael Bonsmann
Biochemie

Isolierung und Charakterisierung weiterer biologisch aktiver Substanzen aus dem Stallstaubextrakt

Dem Stallstaub werden verschiedene immunprotektive Wirkungen zugesprochen, besonders wenn die Exposition innerhalb des ersten Lebensjahres erfolgt (Thorax 2006, 61(2):134-39; Lancet 2001, 358:1129-33). Allerdings handelt es sich bei dem Stallstaub um ein äußerst heterogenes und komplexes Substanzgemisch. Um eine getrennte Betrachtung der verschiedenen Wirkmechanismen zu erlauben, ist es nötig die entsprechenden Substanzklassen aus dem Gemisch zu isolieren.
Daher soll in dieser Arbeit eine Fraktionierung weiterer aktiver Substanzen aus dem Stallstaub mit Hilfe moderner biochemischer Verfahren vorgenommen werden. Zum Einsatz kommen neben unterschiedlichen Fällungen auch säulenchromatographische Trennungen und Ultrafiltrationstechniken. Die Aktivitätsprüfung der Fraktionen erfolgt in verschiedenen in vitro-Assays an einer Alveolarepithelzelllinie (A549) mittels quantitativer real time PCR (polymerase chain reaction) und ELISA (enzyme linked immunosorbent assay).

2007
Matthias Stiehm Biochemie	Etablierung eines murinen Modells für die Desensibilisierung
Matthias Stiehm Biochemie	Desensibilisierung mittels subkutaner Applikation von Allergenen ist mittlerweile eine gängige Therapieform für allergische Erkrankungen (Spezifische subcutane Immuntherapie = SCIT). Um die Effektivität dieser Therapie zu verstärken, soll in dieser Arbeit die adjuvante Wirkung von immunmodulatorischen Substanzen auf die Desensibilisierung im Maus-Allergiemodell untersucht werden. Hierzu wird zunächst ein Tiermodell für die Desensibilisierung etabliert. Mäuse werden mit dem Gräserpollenallergen Phleum p5b sensibilisiert und anschließend über die Atemwege provoziert. Während der Provokationen werden die Mäuse durch Injektionen von hohen Dosen Allergen hyposensibilisiert. Durch Mischung von immunmodulatorischen Substanzen mit den Allergenen, die zur Hyposensibilisierung eingesetzt werden, wird die adjuvante Wirkung dieser Substanzen auf die Hyposensibilisierung untersucht.
Imke Steffen Biochemie	Isolierung und Untersuchung von immunmodulatorischen Substanzen aus dem Stallstaub
Imke Steffen Biochemie	Die Inhalation von Stallstaubextrakt während der Sensibilisierung führt in einem murinen Asthma-Modell zur signifikant verringerten Hyperreagibilität und Inflammation der Atemwege (Thorax 2006; 61(2):134-39). Allerdings ist bisher unklar welche Substanzen im Staubextrakt für die immunmodulatorische Wirkung verantwortlich sind. Daher wird in dieser Masterarbeit der Staubextrakt mittels Säulenchromatographischen Methoden fraktioniert. Die verschiedenen Stoffklassen (Proteine, Zucker etc.) werden anschließend mittels biochemischer Methoden analysiert. Interessante Komponenten werden in vitro im Zellkulturmodell und in vivo im Maus-Asthma Modell auf ihre Wirksamkeit untersucht.

2006
Ute Haußmann Biochemie	Vergleich des Allergens Phl p 5b (C-Terminus) und seiner hypoallergenen Mutante im murinen Allergiemodell
Phl p 5b ist ein Majorallergen aus dem Lieschgras (Phleum pratense), das von 80 % der Gräser-Pollen-Allergiker erkannt wird. In der C-terminalen Hälfte sind 12 Lysine enthalten, von denen 10 an der Oberfläche des Moleküls lokalisiert sind. Diese Oberflächen-Lysine sind für die IgE-Bindung von großer Bedeutung, wie Gehlhar et al. durch den Vergleich mit der Lysin-defizienten Mutante Mut c zeigen konnten . In der vorliegenden Arbeit sollte der Einfluss der Oberflächen-Lysine im Phl p 5b C-Terminus auf die Antikörper-Induktuion untersucht werden. Dazu wurde ein murines Allergie-Modell für die Immunisierung mit dem Phl p 5b-Wildtyp-Protein und der Mutante Mut c etabliert. Mehr ....

2006

Ute Haußmann
Biochemie

Vergleich des Allergens Phl p 5b (C-Terminus) und seiner hypoallergenen Mutante im murinen Allergiemodell

Phl p 5b ist ein Majorallergen aus dem Lieschgras (Phleum pratense), das von 80 % der Gräser-Pollen-Allergiker erkannt wird. In der C-terminalen Hälfte sind 12 Lysine enthalten, von denen 10 an der Oberfläche des Moleküls lokalisiert sind. Diese Oberflächen-Lysine sind für die IgE-Bindung von großer Bedeutung, wie Gehlhar et al. durch den Vergleich mit der Lysin-defizienten Mutante Mut c zeigen konnten . In der vorliegenden Arbeit sollte der Einfluss der Oberflächen-Lysine im Phl p 5b C-Terminus auf die Antikörper-Induktuion untersucht werden. Dazu wurde ein murines Allergie-Modell für die Immunisierung mit dem Phl p 5b-Wildtyp-Protein und der Mutante Mut c etabliert. Mehr ....

Masterarbeiten

Experimentelle Pneumologie

Masterarbeiten