Oncogenic potential of HPV E6 and E7 and evaluation of treatment strategies inhibiting their effects

Persistent infections with high-risk human papillomaviruses (hr-HPVs) may cause cervical and other types of cancer. The key event for the transformation of hr-HPV-infected cells into malignant tumor cells is the deregulated expression of the hr-HPV oncogenes E6 and E7. Both gene products interfere with cell cycle checkpoints, inhibit DNA damage repair and induce chromosomal instability. Deregulation of hr-HPV oncogene expression as well as transformation of the host cells are driven by the hypermethylation of specific CpG dinucleotides in the viral and host cellular genome. Thereby, the HPV E2-mediated control of E6 and E7 transcription is disrupted and the expression of host cellular tumor suppressive genes and microRNAs is prevented. Therefore, we hypothesized that the application of demethylating agents might re-establish these regulatory mechanisms reducing the hr-HPV oncogene expression and inhibiting cell proliferation. To test this hypothesis, the demethylating agent 5-aza-2’-deoxycytidine (DAC) was applied to a panel of six HPV-transformed cell lines. DAC treatment significantly decreased the expression of the HPV oncogenes. As a consequence, the levels of E6 and E7 target proteins, including p53 and p21, increased repressing cell proliferation and colony formation. In addition, the application of DAC strongly induced the expression of tumor suppressive miR-375, which was shown to target and degrade E6 and E7 transcripts. In conclusion, the presented data demonstrate the effectiveness of DAC in the treatment of HPV-transformed cells and suggest its testing in clinical trials. In addition to the evaluation of treatment strategies, the present thesis aimed to study the effects of HPV oncogene expression on chromosomal stability, gene expression patterns and DNA methylation levels. For this, chromosomally stable HCT116 cells were used as a model system to generate clones allowing the inducible HPV 16 E6 and E7 expression. Immortalization of HCT116 cells, which is characterized by microsatellite instability, can be clearly distinguished from HPV-driven immortalization, which depends on the induction of chromosomal instability. Therefore, HCT116 cells represent an ideal model system to study the HPV 16 oncogene-mediated induction of chromosomal instability. Induction of HPV 16 oncogene expression affected the chromosomal stability of HCT116 cells by causing abnormal centrosome and spindle pole numbers, by inducing DNA damage and by increasing the number of aneuploid cells. Furthermore, a panel of genes was found to be differentially expressed after induction of HPV 16 oncogene expression potentially representing candidate genes and indicating pathways that might play a role during the transformation of HPV-infected cells. Taken together, HPV 16 oncogene expression seems to increase the genomic variability in the cell population presumably elevating the risk for the generation of highly proliferative subclones over time

Feasibility study of using integrated fiber optical sensors to monitor laser-assisted metal-polymer joining

The possibilities and challenges of using fiber optical sensors to monitor the laser-assisted joining of metal-polymer joints have been described in this article. Fundamental investigation proves the basic suitability of the measuring method for this application and studies the effect of essential influencing variables of the joining process - e.g., the clamping force - on the resulting sensor signals. In addition, the strain state (because of the process temperature and shrinkage of the polymer) of the parts to be joined can be traced as a function of the joining partners, the process parameters, and the material thicknesses. It is shown that the fiber optical method is suitable for process monitoring directly in the joining zone of metal-polymer hybrids and providing a tool for detailed strain measurements in the joint zone during subsequent component testing

Neuartige supramolekulare Koordinationsverbindungen mit Cyclen- oder Cyclopeptiduntereinheiten

Die vorliegende Arbeit greift in den beiden Hauptkapiteln die Rolle von Übergangsmetallionen bei der Entwicklung eines neuartigen Rezeptors, der Anionen unter Bildung von Kaskadenkomplexen binden soll und bei der Synthese von chiralen Koordinationspolymeren, die Cyclopeptidliganden enthalten, auf. In einem Nebenkapitel wird die Synthese und Struktur eines cyclischen Hexapeptids beschrieben, das dazu dient, Informationen über den Einfluss hydrophober Wechselwirkungen auf die Bindung von Sulfat- und Halogenidionen in wässriger Lösung zu erhalten. Ein molekularer Käfig aus zwei über vier Linker verknüpften, zink(II)haltigen Cyclenkomplexen wurde synthetisiert. Nach der Charakterisierung dieser Verbindung mit potentiometrischen und kristallographischen Methoden wurden Untersuchungen zur Evaluierung der Bindung dieses neuartigen Rezeptors an Anionen durchgeführt. Für den Aufbau von chiralen porösen Koordinationsnetzwerken wurde eine Reihe von cyclischen Tetrapeptiden als Liganden dargestellt. Diese Verbindungen wurden anschließend in Kristallisationsversuchen mit unterschiedlichen Übergangsmetallionen umgesetzt und die Struktur der drei erhaltenen cyclopeptidhaltigen Koordinationspolymere mit literaturbekannten Koordinationsverbindungen, welche die gleichen Metallionen enthalten, aber ohne Cyclopeptidliganden aufgebaut sind hinsichtlich ihrer Struktur verglichen. Um den Einfluss hydrophober Wechselwirkungen auf die Anionenbindung in wässriger Lösung zu untersuchen, wurde ein cyclisches Hexapeptid dargestellt, das im Vergleich zu einer bereits bekannten Cyclopeptidstruktur zusätzliche Cyclopropansubstituenten trägt, welche die hydrophoben Flächen im Molekül vergrößern. Rückschlüsse auf den Bindungsmechanismus an Halogenidionen und die Stöchiometrie der entstandenen Wirt-Gast Komplexe lieferten NMR- und ESI-Spektren

Neuartige supramolekulare Koordinationsverbindungen mit Cyclen- oder Cyclopeptiduntereinheiten

Die vorliegende Arbeit greift in den beiden Hauptkapiteln die Rolle von Übergangsmetallionen bei der Entwicklung eines neuartigen Rezeptors, der Anionen unter Bildung von Kaskadenkomplexen binden soll und bei der Synthese von chiralen Koordinationspolymeren, die Cyclopeptidliganden enthalten, auf. In einem Nebenkapitel wird die Synthese und Struktur eines cyclischen Hexapeptids beschrieben, das dazu dient, Informationen über den Einfluss hydrophober Wechselwirkungen auf die Bindung von Sulfat- und Halogenidionen in wässriger Lösung zu erhalten. Ein molekularer Käfig aus zwei über vier Linker verknüpften, zink(II)haltigen Cyclenkomplexen wurde synthetisiert. Nach der Charakterisierung dieser Verbindung mit potentiometrischen und kristallographischen Methoden wurden Untersuchungen zur Evaluierung der Bindung dieses neuartigen Rezeptors an Anionen durchgeführt. Für den Aufbau von chiralen porösen Koordinationsnetzwerken wurde eine Reihe von cyclischen Tetrapeptiden als Liganden dargestellt. Diese Verbindungen wurden anschließend in Kristallisationsversuchen mit unterschiedlichen Übergangsmetallionen umgesetzt und die Struktur der drei erhaltenen cyclopeptidhaltigen Koordinationspolymere mit literaturbekannten Koordinationsverbindungen, welche die gleichen Metallionen enthalten, aber ohne Cyclopeptidliganden aufgebaut sind hinsichtlich ihrer Struktur verglichen. Um den Einfluss hydrophober Wechselwirkungen auf die Anionenbindung in wässriger Lösung zu untersuchen, wurde ein cyclisches Hexapeptid dargestellt, das im Vergleich zu einer bereits bekannten Cyclopeptidstruktur zusätzliche Cyclopropansubstituenten trägt, welche die hydrophoben Flächen im Molekül vergrößern. Rückschlüsse auf den Bindungsmechanismus an Halogenidionen und die Stöchiometrie der entstandenen Wirt-Gast Komplexe lieferten NMR- und ESI-Spektren