Evidence for a Ru4+^{4+} Kondo Lattice in LaCu3_3Ru4_4O12_{12}

Rare $d$-electron derived heavy-fermion properties of the solid-solution series LaCu$_3$Ru$_x$Ti$_{4-x}$O$_{12}$ were studied for $1 \leq x \leq 4$ by resistivity, susceptibility, specific-heat measurements, and magnetic-resonance techniques. The pure ruthenate ($x = 4$) is a heavy-fermion metal characterized by a resistivity proportional to $T^2$ at low temperatures $T$. The coherent Kondo lattice formed by the localized Ru 4$d$ electrons is screened by the conduction electrons leading to strongly enhanced effective electron masses. By increasing titanium substitution the Kondo lattice becomes diluted resulting in single-ion Kondo properties like in the paradigm $4f$-based heavy-fermion compound Ce$_x$La$_{1-x}$Cu$_{2.05}$Si$_2$ [M. Ocko {\em et al.}, Phys. Rev. B \textbf{64}, 195106 (2001)]. In LaCu$_3$Ru$_x$Ti$_{4-x}$O$_{12}$ the heavy-fermion behavior finally breaks down on crossing the metal-to-insulator transition close to $x = 2$.Comment: 9 pages, 8 figure

Multivariate GRBF-Netzwerke und Systeme lokaler Experten

Solange der Mensch seit Beginn der modernen Wissenschaft versucht, seine kognitiven Fähigkeiten durch anatomische, physiologische und psychologische Untersuchungen zu verstehen, werden diese Forschungen auch von der Entwicklung mathematischer Modelle begleitet. Dies geschieht in der Hoffnung, zu einem tieferen Verständnis der Gehirnfunktionen zu gelangen und in jüngster Zeit mit dem Ziel, neuartige mathematische Verfahren, z.B. zur Mustererkennung und Funktionenapproximation, zu erhalten. Im Rahmen dieses Ansatzes wurde vor etwa 10 Jahren das radiale Basisfunktionen (RBF)-Netzwerk eingeführt, welches bestimmte Strukturen im cerebellaren Cortex modelliert. In früheren Arbeiten wurden tiefgehende Beziehungen zwischen diesem dreischichtigen Netzwerkmodell und der maximum likelihood (ML)-Schätzung von empirischen Datenverteilungen durch Mischungen univariater Normalverteilungen aufgedeckt. Solche Netzwerke eignen sich zur datengetriebenen Funktionenapproximation und zur Lösung von Klassi- fikationsaufgaben. Ausgehend von diesen Beobachtungen wird in der vorliegenden Arbeit das RBF-Modell stufenweise verallgemeinert. Zunächst wird mit dem generalisierten radialen Basisfunktionen (GRBF)-Netzwerk ein Modell vorgestellt, dessen Parameter sich aus ML-Schätzungen von Datenverteilungen durch Mischungen multivariater Normalverteilungen ableiten lassen. Damit wird erstmals ein Verfahren eingeführt, mit dem alle Netzwerkparameter simultan optimiert werden können. Ein deterministisches Abkühlschema sorgt dabei für die sichere Konvergenz des zugehörigen sequentiellen stochastischen Lernprozesses. Anschließend wird ein neues Modell zur Funktionenapproximation, der sogenannte LLMApproximator , vorgestellt, das ebenfalls auf Dichteschätzungen durch Mischungen multivariater Normalverteilungen beruht und sich in Spezialfällen auf das GRBF-Netzwerk reduziert. Im LLM-Verfahren wird die zu approximierende Funktion durch eine Interpolation lokaler linearer Regressionsmodelle dargestellt. In Verallgemeinerung dieser Verfahren wird schließlich ein Konstruktionsprinzip für Systeme lokaler Experten formuliert, das sowohlWettbewerb als auch Kooperation unterschiedlicher Experten zur Lösung einer gemeinsamen Aufgabe organisiert. Die Arbeitsweisen des LLM-Approximators als auch des Systems lokaler Experten werden am Beispiel von Regelungsproblemen illustriert. Zunächst wird die Regelung eines virtuellen Bioreaktors mit Hilfe des LLM-Approximators vorgestellt. Anschließend wird das System lokaler Experten für die Regelung einer realen, komplexen industriellen Anlage verwendet. Dabei handelt es sich um die Anlage zur Rückstandsverbrennung im Werk Burghausen der Wacker-Chemie GmbH

Kombination einer CpG-Oligonukleotid-Dendritische Zell-Vakzine mit 5-Fluorouracil in der Therapie eines murinen Kolonkarzinommodells

Das kolorektale Karzinom ist eines der häufigsten Malignome in den Ländern der westlichen Welt. Neben den klassischen Therapieverfahren Operation, Chemo- und Strahlentherapie stehen mittlerweile neuere Ansätze der Immuntherapie zur Verfügung. Eine Aufgabe der hier vorliegenden Arbeit bestand darin, in einem murinen Tumormodell den in vorausgegangenen Studien bereits gezeigten, therapeutischen Effekt einer Vakzine aus kontralateral applizierten, C26-gepulsten dendritischen Zellen und CpG-ODN 1826 sowie peritumoraler, subkutaner Injektion von CpG-ODN 1826 mit einer gleichzeitigen intraperitonealen Gabe des Chemotherapeutikums 5-Fluorouracil zu bestätigen. In der Folge sollte neben einem optimalen Therapieprotokoll ein orthotopes Tumormodell mit einem Organ-spezifischen Umgebungsmilieu etabliert werden. In einem ersten Schritt wurde die für die genannte Fragestellung optimale Dosis des Chemotherapeutikums 5-Fluorouracil mit einer angemessenen antitumoralen Wirksamkeit bei gleichzeitig geringst möglichem Nebenwirkungsprofil, hier gemessen am Gewichtsverlauf, ermittelt. Hierdurch sollte die immunsuppressive Wirkung einer Chemotherapie als eine wesentliche Beeinflussung der Vakzine minimiert bzw. sogar ein potenzieller immunmodulatorischer Effekt des Chemotherapeutikums dargestellt werden. Es fand sich eine Dosierung von 25 mg/kg Körpergewicht als im ersten Behandlungszyklus noch wirksam gemessen an dem Parameter Tumorgröße. Jedoch blieb bei dieser Dosierung ein positiver Effekt auf das Überleben aus. Das Gewichtsverhalten als ein Indikator für unerwünschte Wirkungen der Therapie zeigte keinen signifikanten Unterschied zur unbehandelten Kontrollgruppe. Die so ermittelte Dosierung wurde nochmals aufgrund verschiedener Überlegungen am Mausmodell geringfügig reduziert, unter anderem um die immunsuppressive Wirkung der Chemotherapie auf die immuntherapeutische Komponente der Kombinationstherapie zu minimieren. Die etablierte Chemotherapie wurde in verschiedenen Ansätzen mit der Vakzine kombiniert. Diese Kombinationstherapie führte zu einer signifikanten Verbesserung des Überlebens im Vergleich zu der unbehandelten Gruppe, zur Chemotherapie alleine und zur bereits sehr effektiven Vakzine allein. Weiter stellte sich die erste Therapieeinheit am Tag 14 nach Tumorinduktion als die Entscheidende heraus. Eine Erklärung bieten die Beteiligung von Natürlichen Killer Zellen, ein eigener immunmodulatorischer Effekt von 5-Fluorouracil sowie ein gegenseitiges günstiges Beeinflussen der Chemotherapie und der Vakzine. Hierfür wurden in der vorliegenden Arbeit keine Untersuchungen getätigt. Durch verschiedene Publikationen anderer Arbeitsgruppen wurde dies in der Zeit nach meiner Datenerhebung jedoch belegt. Ein wesentlicher Bestandteil eines effektiven Immunsystems ist die Entwicklung einer Immungedächtnisantwort, die bereits für die Vakzine bestätigt werden konnte. In der vorliegenden Arbeit war ein negativer Einfluss hierauf durch den Einsatz der kombinierten Chemotherapie nicht darzustellen. Dies kann entweder aufgrund des definitiven Fehlens eines negativen oder aber Vorhandenseins eines kompensierenden Chemotherapie-Effektes zustande kommen. Zur Klärung der Frage ist eine Quantifizierung der CD8-abhängigen T-Zell-Antwort notwendig. Ein orthotopes Tumormodell hat für die entsprechende Tumorentität eine höhere Organspezifität und kann somit die verschiedenen Beziehungen exakter abbilden. Ein erster Transfer der durch die Vakzine etablierten Immungedächtnisantwort in ein solches orthotopes Tumormodel erfolgte. Die Frage nach dem Einfluss der Chemotherapie auf die Vakzine-Behandlung in diesem orthotopen Tumormodell war nicht Teil der Untersuchung, ist jedoch aufgrund der Chemotherapie-Sensitivität des Intestinums mit eventuell erhöhtem Nebenwirkungsprofil von Interesse und müsste in weiteren Versuchen geklärt werden. Wie diese Arbeit zeigt, ist ein multimodaler Ansatz, bestehend aus klassischen Chemotherapeutika und Antigen-spezifischen, CpG-modulierten Strategien der zellbasierten Vakzine in der Tumortherapie eines experimentellen Kolonkarzinoms wirksam. Die Befunde können zur Translation dieser experimentellen Kombinationstherapie in die klinische Anwendung beitragen

Kombination einer CpG-Oligonukleotid-Dendritische Zell-Vakzine mit 5-Fluorouracil in der Therapie eines murinen Kolonkarzinommodells

Das kolorektale Karzinom ist eines der häufigsten Malignome in den Ländern der westlichen Welt. Neben den klassischen Therapieverfahren Operation, Chemo- und Strahlentherapie stehen mittlerweile neuere Ansätze der Immuntherapie zur Verfügung. Eine Aufgabe der hier vorliegenden Arbeit bestand darin, in einem murinen Tumormodell den in vorausgegangenen Studien bereits gezeigten, therapeutischen Effekt einer Vakzine aus kontralateral applizierten, C26-gepulsten dendritischen Zellen und CpG-ODN 1826 sowie peritumoraler, subkutaner Injektion von CpG-ODN 1826 mit einer gleichzeitigen intraperitonealen Gabe des Chemotherapeutikums 5-Fluorouracil zu bestätigen. In der Folge sollte neben einem optimalen Therapieprotokoll ein orthotopes Tumormodell mit einem Organ-spezifischen Umgebungsmilieu etabliert werden. In einem ersten Schritt wurde die für die genannte Fragestellung optimale Dosis des Chemotherapeutikums 5-Fluorouracil mit einer angemessenen antitumoralen Wirksamkeit bei gleichzeitig geringst möglichem Nebenwirkungsprofil, hier gemessen am Gewichtsverlauf, ermittelt. Hierdurch sollte die immunsuppressive Wirkung einer Chemotherapie als eine wesentliche Beeinflussung der Vakzine minimiert bzw. sogar ein potenzieller immunmodulatorischer Effekt des Chemotherapeutikums dargestellt werden. Es fand sich eine Dosierung von 25 mg/kg Körpergewicht als im ersten Behandlungszyklus noch wirksam gemessen an dem Parameter Tumorgröße. Jedoch blieb bei dieser Dosierung ein positiver Effekt auf das Überleben aus. Das Gewichtsverhalten als ein Indikator für unerwünschte Wirkungen der Therapie zeigte keinen signifikanten Unterschied zur unbehandelten Kontrollgruppe. Die so ermittelte Dosierung wurde nochmals aufgrund verschiedener Überlegungen am Mausmodell geringfügig reduziert, unter anderem um die immunsuppressive Wirkung der Chemotherapie auf die immuntherapeutische Komponente der Kombinationstherapie zu minimieren. Die etablierte Chemotherapie wurde in verschiedenen Ansätzen mit der Vakzine kombiniert. Diese Kombinationstherapie führte zu einer signifikanten Verbesserung des Überlebens im Vergleich zu der unbehandelten Gruppe, zur Chemotherapie alleine und zur bereits sehr effektiven Vakzine allein. Weiter stellte sich die erste Therapieeinheit am Tag 14 nach Tumorinduktion als die Entscheidende heraus. Eine Erklärung bieten die Beteiligung von Natürlichen Killer Zellen, ein eigener immunmodulatorischer Effekt von 5-Fluorouracil sowie ein gegenseitiges günstiges Beeinflussen der Chemotherapie und der Vakzine. Hierfür wurden in der vorliegenden Arbeit keine Untersuchungen getätigt. Durch verschiedene Publikationen anderer Arbeitsgruppen wurde dies in der Zeit nach meiner Datenerhebung jedoch belegt. Ein wesentlicher Bestandteil eines effektiven Immunsystems ist die Entwicklung einer Immungedächtnisantwort, die bereits für die Vakzine bestätigt werden konnte. In der vorliegenden Arbeit war ein negativer Einfluss hierauf durch den Einsatz der kombinierten Chemotherapie nicht darzustellen. Dies kann entweder aufgrund des definitiven Fehlens eines negativen oder aber Vorhandenseins eines kompensierenden Chemotherapie-Effektes zustande kommen. Zur Klärung der Frage ist eine Quantifizierung der CD8-abhängigen T-Zell-Antwort notwendig. Ein orthotopes Tumormodell hat für die entsprechende Tumorentität eine höhere Organspezifität und kann somit die verschiedenen Beziehungen exakter abbilden. Ein erster Transfer der durch die Vakzine etablierten Immungedächtnisantwort in ein solches orthotopes Tumormodel erfolgte. Die Frage nach dem Einfluss der Chemotherapie auf die Vakzine-Behandlung in diesem orthotopen Tumormodell war nicht Teil der Untersuchung, ist jedoch aufgrund der Chemotherapie-Sensitivität des Intestinums mit eventuell erhöhtem Nebenwirkungsprofil von Interesse und müsste in weiteren Versuchen geklärt werden. Wie diese Arbeit zeigt, ist ein multimodaler Ansatz, bestehend aus klassischen Chemotherapeutika und Antigen-spezifischen, CpG-modulierten Strategien der zellbasierten Vakzine in der Tumortherapie eines experimentellen Kolonkarzinoms wirksam. Die Befunde können zur Translation dieser experimentellen Kombinationstherapie in die klinische Anwendung beitragen