TY - THES A1 - Danckert, Lena T1 - Immunscreening Virulenz-adaptierter Expressionsbibliotheken aus einem in vitro Infektionsmodell mit Salmonella Enteritidis T1 - Immunoscreening of virulence adapted expressionlibraries of an in vitro infection model with salmonella enteritidis N2 - Die Folgen einer lebensmittelbedingten Erkrankung sind zum Teil gravierend, insbesondere für Kinder und immunsupprimierte Menschen. Hierbei gehören Salmonella und Campylobacter zu den häufigsten Erregern, die verantwortlich für gastrointestinale Erkrankungen in Deutschland sind. Trotz umfassender Maßnahmen der EU zur Prävention und Bekämpfung von Salmonellen in Geflügelbeständen und der Lebensmittel-Industrie, wird von einem stagnierenden Trend von Infektionszahlen berichtet. Zoonose-Erreger wie Salmonellen können über Nutztiere in die Nahrungskette des Menschen gelangen, wodurch sich Infektionsherde schnell ausbreiten können. Dabei sind bestehende Präventionsstrategien für Geflügel vorhanden, die aber nicht auf den Menschen übertragbar sind. Folglich sind Diagnostik und Prävention in der Lebensmittelindustrie essentiell. Deshalb besteht ein hoher Bedarf für spezifische, sensitive und zuverlässige Nachweismethoden, die eine Point-of-care Diagnostik gewährleisten. Durch ein wachsendes Verständnis der wirtsspezifischen Faktoren von S. enterica Serovaren kann die Entwicklung sowohl neuartiger diagnostischer Methoden, als auch neuartiger Therapien und Impfstoffe maßgeblich vorangetrieben werden. Infolgedessen wurde in dieser Arbeit ein infektionsähnliches in vitro Modell für S. Enteritidis etabliert und darauf basierend eine umfassende Untersuchung zur Identifizierung neuer Zielstrukturen für den Erreger durchgeführt. Während einer Salmonellen-Infektion ist die erste zelluläre Barriere im Wirt die Epithelschicht. Dementsprechend wurde eine humane Zelllinie (CaCo 2, Darmepithel) für die Pathogen-Wirt-Studie ausgewählt. Das Salmonellen-Transkriptom und morphologische Eigenschaften der Epithelzellen wurden in verschiedenen Phasen der Salmonellen-Infektion untersucht und mit bereits gut beschriebenen Virulenzfaktoren und Beobachtungen in Bezug gesetzt. Durch dieses Infektionsmodell konnte ein spezifischer Phänotyp für die intrazellulären Salmonellen in den Epithelzellen nachgewiesen werden. Zudem wurde aufgezeigt, dass bereits die Kultivierung in Flüssigmedium einen invasionsaktiven Zustand der Salmonellen erzeugt. Allerdings wurde durch die Kokultivierung mit Epithelzellen eine zusätzliche Expression relevanter Gene induziert, um eine effiziente Adhäsion und Transmembran-Transport zu gewährleisten. Letzterer ist charakteristisch für die intrazelluläre Limitierung von Nährstoffen und prägt den infektionsrelevanten Status. Unter Berücksichtigung dieser Faktoren ergab sich ein Phänotyp, der eindeutig Mechanismen zur Wirtsadaptation und möglicherweise auch Pathogenese aufzeigt. Die intrazellulären Bakterien müssen vom Wirt separiert werden, was ein wesentlicher Schritt für Pathogen-bestimmende Analysen ist. Hierbei wurde mithilfe einer Detergenz-basierten Lyse der eukaryotischen Zellmembran und differentieller Zentrifugation, der eukaryotische Eintrag minimal gehalten. Unter Verwendung der Virulenz-adaptierten Salmonellen wurden Untersuchungen in Hinblick auf die Identifizierung neuer Zielstrukturen für S. Enteritidis durchgeführt. Mithilfe eines immunologischen Screenings wurden neue potentielle Antigene entdeckt. Zu diesem Zweck wurden bakterielle cDNA-basierte Expressionsbibliotheken hergestellt, die durch eine vereinfachte Microarray-Anwendung ein Hochdurchsatzscreening von Proteinen als potentielle Binder ermöglichen. Folglich konnten neue unbeschriebene Proteine identifiziert werden, die sich durch eine Salmonella-Spezifität oder Membranständigkeit auszeichnen. Ebenso wurde ein Vergleich der im Screening identifizierten Proteine mit der Regulation der kodierenden Gene im infektionsähnlichen Modell durchgeführt. Dabei wurde deutlich, dass die Häufigkeit von Transkripten einen Einfluss auf die Verfügbarkeit in der cDNA-Bibliothek und folglich auch auf die Expressionsbibliothek nimmt. Angesichts eines Ungleichgewichts zwischen der Gesamtzahl protein-kodierender Gene in S. Enteritidis zu möglichen Klonen, die während des Microarray-Screenings untersucht werden können, besteht der Bedarf einer Anreicherung von Proteinen in der Expressionsbibliothek. Das infektionsähnliche Modell zeigte, dass nicht nur Virulenz-assoziierte, sondern auch Stress- und Metabolismus-relevante Gene hochreguliert werden. Durch die Konstruktion dieser spezifischen cDNA-Bibliotheken ist die Erkennung von charakteristischen molekularen Markern gegeben. Weiterhin wurden anhand der Transkriptomanalyse spezifisch hochregulierte Gene identifiziert, die relevant für das intrazelluläre Überleben von S. Enteritidis in humanen Epithelzellen sind. Hiervon wurden drei Gene näher untersucht, indem ihr Einfluss im infektionsähnlichen Modell mittels entsprechender Gen-Knockout-Stämme analysiert wurde. Dabei wurde für eine dieser Mutanten ein reduziertes Wachstum in der späten intrazellulären Phase nachgewiesen. Weiterführende in vitro Analysen sind für die Charakterisierung des Knockout-Stamms notwendig, um den Einsatz als potenzielles Therapeutikum zu verifizieren. Zusammenfassend wurde ein in vitro Infektionsmodell für S. Enteritidis etabliert, wodurch neue Zielstrukturen des Erregers identifiziert wurden. Diese sind für diagnostische oder therapeutische Anwendungen interessant. Das Modell lässt sich ebenso für andere intrazelluläre Pathogene übertragen und gewährleistet eine zuverlässige Identifizierung von potentiellen Antigenen. N2 - The outcomes of food-borne diseases are in part severe, especially for children and immunocompromised people. Salmonella and Campylobacter are among the most common pathogens responsible for gastrointestinal diseases in Germany. Despite the comprehensive EU efforts to prevent and control salmonella in poultry flocks and the food industry, a trend of stagnating outbreaks is reported. Zoonotic agents like salmonella can enter the human food chain through livestock, allowing colonies to spread rapidly. There are existing prevention strategies for poultry, but they are not transferable to humans. Consequently, diagnostics and prevention are essential in the food industry. Therefore, a high demand exists for specific, sensitive and reliable detection methods that guarantee point-of-care diagnostics. Through a growing understanding of the host-specific factors of S. enterica serovars, the development of novel diagnostic methods as well as novel therapies and vaccines can be significantly advanced. As a result, an infection-like in vitro model for S. Enteritidis was established and a comprehensive study was conducted to identify new target structures for the pathogen. During a salmonella infection, the first cellular barrier in the host is the epithelial layer. Accordingly, a human cell line (CaCo-2, intestinal epithelium) was selected for the pathogen-host study. The salmonella transcriptome and morphological properties of epithelial cells were studied at different stages of salmonella infection and were compared with well-described virulence factors and findings. Through this infection model, a specific phenotype for intracellular salmonella in epithelial cells could be detected. In addition, it was shown that cultivation in liquid medium already induces an invasion-active state of salmonella. However, co-cultivation with epithelial cells induced additional expression of specific genes to ensure efficient adhesion and transport of the membrane. The latter is characteristic for the intracellular limitation of nutrients and determines the infection-relevant status. Taking these factors into account, a phenotype with clear mechanisms for host adaptation and also potentially pathogenesis was observed. The intracellular bacteria must be separated from the host, which is an essential step for pathogen-determined analyses. With the help of detergent-based lysis of the eukaryotic cell membrane and differential centrifugation, the eukaryotic input was kept to a minimum. Using virulence-adapted Salmonella RNA, experiments were conducted to identify new target structures for S. Enteritidis. With the help of immunological screening, new potential antigens were discovered. For this purpose, bacterial cDNA-based expression libraries were created that enable high-throughput protein screening through a simplified microarray application providing potential binders. Consequently, new undescribed proteins characterised by salmonella specificity or membrane origin could be identified. A comparison of the identified screening proteins with the regulation of the coding genes in the infection-like model was also carried out. It became clear that the frequency of transcripts has an influence on their availability in the cDNA library and consequently also on the expression library. Given an imbalance between the total number of protein-coding genes in S. Enteritidis and possible clones that can be tested during microarray screening, there is a need for protein enrichment in the expression library. The infection-like model showed that not only genes associated with virulence but also genes relevant to stress and metabolism are upregulated. The construction of such specific cDNA libraries enables the recognition of characteristic molecular markers. Furthermore, transcriptome analysis was used to identify specifically up-regulated genes that are relevant for the intracellular survival of S. Enteritidis in human epithelial cells. Three of these genes were investigated in more detail by examining their influence in the infection-like model using corresponding gene knockout strains. For one of these mutants, reduced growth in the late intracellular phase was proven. Further in vitro analyses are necessary for the characterization of the knockout strain in order to verify its use as a potential therapeutic agent. In summary, an in vitro infection model for S. Enteritidis was established, which revealed new target structures of the pathogen. These are interesting for diagnostic or therapeutic applications. The model can also be transferred to other intracellular pathogens and provides reliable identification of potential antigens. KW - Diagnostik KW - Immunscreening KW - Salmonellen KW - diagnostic KW - immunoscreening KW - salmonella Y1 - 2018 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-421108 ER - TY - THES A1 - Balt, Miriam T1 - Assessment of early numeracy development BT - contributions to designing a progression-based instrument to monitor learning N2 - Early numeracy is one of the strongest predictors for later success in school mathematics (e.g., Duncan et al., 2007). The main goal of first grade mathematics teachers should therefore be to provide learning opportunities that enable all students to develop sound early numeracy skills. Developmental models, or learning progressions, can describe how early numerical understanding typically develops. Assessments that are aligned to empirically validated learning progressions can support teachers to understand their students learning better and target instruction accordingly. To date, there have been no progression-based instruments made available for German teachers to monitor their students’ progress in the domain of early numeracy. This dissertation contributes to the design of such an instrument. The first study analysed the suitability of early numeracy assessments currently used in German primary schools at school entry to identify students’ individual starting points for subsequent progress monitoring. The second study described the development of progression-based items and investigated the items in regards to main test quality criteria, such as reliability, validity, and test fairness, to find a suitable item pool to build targeted tests. The third study described the construction of the progress monitoring measure, referred to as the learning progress assessment (LPA). The study investigated the extent to which the LPA was able to monitor students’ individual learning progress in early numeracy over time. The results of the first study indicated that current school entry assessments were not able to provide meaningful information about the students’ initial learning status. Thus, the MARKO-D test (Ricken, Fritz, & Balzer, 2013) was used to determine the students’ initial numerical understanding in the other two studies, because it has been shown to be an effective measure of conceptual numerical understanding (Fritz, Ehlert, & Leutner, 2018). Both studies provided promising evidence for the quality of the LPA and its ability to detect changes in numerical understanding over the course of first grade. The studies of this dissertation can be considered an important step in the process of designing an empirically validated instrument that supports teachers to monitor their students’ early numeracy development and to adjust their teaching accordingly to enhance school achievement. N2 - Frühes mengen- und zahlenbezogenes Wissen (early numeracy) ist einer der stärksten Prädiktoren für spätere Lernerfolge in der Schulmathematik. Hauptziel der Mathematiklehrkräfte der ersten Klassen sollte es daher sein, Lernmöglichkeiten anzubieten, die es allen Schüler*innen erlauben, fundierte mengen- und zahlenbezogene Fähigkeiten zu erwerben. Entwicklungsmodelle (learning progressions) beschreiben, wie sich frühes mengen- und zahlenbezogenes Verständnis typischerweise entwickelt. Diagnostische Tests (assessments), die sich an empirisch validierten Entwicklungsmodellen orientieren, können Lehrkräfte dabei unterstützen, die Leistungen ihrer Schüler*innen besser einzuschätzen und den Unterricht entsprechend darauf anzupassen. Bislang gibt es keine entwicklungsbasierten Instrumente, mit denen deutsche Lehrkräfte die Lernfortschritte ihrer Schüler*innen im Bereich des frühen mengen- und zahlenbezogenen Wissens erfassen können. Diese Dissertation trägt zur Gestaltung eines solchen Instruments bei. Die erste Studie untersucht, inwiefern sich derzeit an deutschen Grundschulen eingesetzte Instrumente zur mathematischen Schuleingangs-diagnostik dafür eignen, das individuelle Ausgangsniveau der Schüler*innen für eine anschließende Lernverlaufsdiagnostik zu bestimmen. In der zweiten Studie wird die Konstruktion von entwicklungsorientierten Items beschrieben. Es wurde untersucht, inwiefern die Items die Testgütekriterien Reliabilität, Validität und Testfairness erfüllen, um einen Item-Pool aufzubauen, der für adaptives Testen eingesetzt werden kann. Die dritte Studie beschreibt die Konstruktion einer Lernverlaufsdiagnostik, learning progress assessment genannt (LPA) und untersucht, inwieweit das LPA die individuellen Lernfortschritte der Schüler*innen hinsichtlich früher arithmetischer Konzepte im Verlauf der ersten Klasse erfassen kann. Die Ergebnisse der ersten Studie zeigten, dass die derzeit an den Grundschulen eingesetzten Verfahren zur Schuleingangsdiagnostik keine aussagekräftigen Informationen über die Erfassung von Lernausgangslagen zulassen. Daher wurde in den beiden anderen Studien der MARKO-D verwendet, um das arithmetische Wissen der Schüler*innen zum Schulanfang zu erfassen. Beide Studien liefern belastbare Evidenz für die Qualität des LPA und dessen Fähigkeit, Veränderung hinsichtlich arithmetischen Wissens im Laufe der ersten Klasse zu messen. Die in dieser Dissertation vorgestellten Studien können als wichtiger Schritt zur Entwicklung eines empirisch validierten Instruments betrachtet werden, das Lehrkräfte dabei unterstützt, die Entwicklung frühen mengen- und zahlenbezogenen Wissens zu erfassen und ihren Unterricht entsprechend anzupassen und damit den Lernerfolg der Schüler*innen zu fördern. KW - assessment KW - learning progression KW - early numeracy KW - primary school KW - mathematics KW - Diagnostik KW - Lernverlauf KW - numerische Basisfähigkeiten KW - Grundschule KW - Mathematik Y1 - 2020 ER - TY - THES A1 - Schumacher, Rebecca Simone T1 - Diagnostik erworbener Dyslexien bei deutschsprachigen Personen mit Dyslexie T1 - Diagnosis of acquired dyslexias in German speakers with dyslexia BT - Entwicklung eines modellgeleiteten Testverfahrens zur Differentialdiagnose erworbener Dyslexien (DYMO) & vergleichende Fallstudien BT - development of a model-based test procedure for the differential diagnosis of acquired dyslexia (DYMO) & comparative case studies N2 - Die vorliegende Dissertation verfolgt das Ziel, die diagnostischen Möglichkeiten für das Stö-rungsbild der erworbenen Dyslexie bei deutschsprachigen Personen mit Dyslexie (PmD) zu erweitern und zu spezifizieren. In der Literatur werden verschiedene Sprachverarbeitungsmodelle diskutiert, die den kognitiven Prozess der Schriftsprachverarbeitung zu erklären versuchen. Alle Überlegungen, Erhebungen und Analysen dieser Dissertation fußen auf den theoretischen Annahmen des kognitiven Zwei-Routen-Lesemodells, welches zwischen lexikalisch-semantischer und segmentaler, sub-lexikalischer Verarbeitung beim Lesen unterscheidet und so die voneinander unabhängigen Fähigkeiten zum Lesen bekannter und unbekannter Wörter abbilden kann. Mit dem im Rahmen der Dissertation entwickelten, kognitiv orientierten Diagnostikverfahren DYMO (Dyslexie Mo-dellorientiert) soll durch die Erhebung der Lesefähigkeiten von PmD eine möglichst genaue modelltheoretische Verortung der Lesebeeinträchtigung erreicht und eine Grundlage für die Planung einer lesebezogenen Therapie geschaffen werden. Dabei werden auch Modellkomponenten des Zwei-Routen-Lesemodells berücksichtigt, die bisher im deutschsprachigen Raum noch nicht etabliert sind. Dazu zählen Unterkomponenten der Visuellen Analyse, die für die Identifikation von Buchstaben und das Kodieren von Buchstabenpositionen verantwortlich sind und Unterkomponenten der segmentalen Leseroute, die den einzelheitlichen Leseprozess auf dieser Modellroute schrittweise abbilden. Das Itemmaterial aus DYMO ist nach diversen psycholinguistisch kontrollierten Variablen kontrolliert. Hierbei werden auch Variablen berücksichtigt, die bisher in der Dyslexiediagnostik für deutschsprachige PmD nicht systematisch erfasst werden können, wie die Wortlänge und die graphematische Komplexität von Pseudowörtern. Die erste dieser Dissertation zugrundeliegende Publikation (Originalarbeit I) befasst sich mit den Parametern und Modellkomponenten, die für eine umfassende modelltheoretisch basierte Di-agnostik bei erworbener Dyslexie entscheidend sind. Es werden außerdem Überlegungen zu Fehlertypen-Kategorisierung angestellt. Die zweite Publikation (Originalarbeit II) stellt das Testverfahren DYMO dar. Das dazugehörige Handbuch liefert detaillierte Informationen zum Aufbau und der Konstruktion des Testverfah-rens, zur Durchführung und Auswertung der einzelnen Untertests und zur Einstufung einer Leistung in einen Leistungsbereich. Anhand von ausführlich beschriebenen Fallbeispielen zweier PmD werden die Durchführung, Auswertung, Interpretation und das Ableiten von Therapiezielen dargestellt. Die Ergebnisse dieser Fallbeschreibungen verdeutlichen die diagnostische Ergänzung durch DYMO und zeigen, dass das explizite Untersuchen der Unterkomponenten der Visuellen Analyse und der segmentalen Leseroute sowie der Einbezug der Variablen Wortlänge und gra-phematische Komplexität den Lesebefund spezifizieren und den Therapieeinstieg konkretisieren können. Die dritte Publikation (Originalarbeit III) zeigt in einer systematischen Vergleichsstudie anhand einer Fallserie von zwölf PmD die Unterschiede zwischen dem Diagnostikverfahren DYMO und einem weiteren kognitiv basierten Diagnostikverfahren. Es wird diskutiert, inwieweit DYMO eine sinnvolle Ergänzung im Diagnostikprozess erworbener Dyslexien darstellen kann. Außerdem werden leicht und schwer beeinträchtigte PmD in Gruppenanalysen verglichen, um zu prüfen, ob DYMO insbesondere bei leicht beeinträchtigten PmD eine Ergänzung bieten kann. Aufgrund des komplexeren Itemmaterials von DYMO (beispielsweise aufgrund der Kontrolle der Wortlänge) wurde angenommen, dass leicht beeinträchtigte PmD in DYMO-Untertests auffälligere Leseleistungen zeigen als in Aufgaben des gegenübergestellten anderen Diagnostikverfahrens. Diese Hypothese konnte teilweise bestätigt werden. Leicht beeinträchtigte PmD zeigten häufiger Längeneffekte als schwer beeinträchtigte PmD. Insgesamt fiel der Gruppenunterschied jedoch nicht so deutlich aus, wie erwartet. Mit dem kriteriumsorientiert normierten und finalisierten Material von DYMO wurden 17 PmD getestet. Ausführliche Befunde für jede einzelne PmD mit darauffolgenden Therapieimplikationen zeigen, dass insbesondere die Spezifizierung eines segmentalen Lesedefizits bei einer schwer beeinträchtigten Leistung im Lesen von Pseudowörtern zur erweiterten Aussage bezüglich des modelltheoretischen Störungsortes beitragen kann. Dies verdeutlicht die hohe Aussagekraft der DYMO-Untertests und die Relevanz einer spezifischen und detaillierten modellbasierten Befunderhebung für eine explizite, individuelle Therapieplanung bei erworbenen Dyslexien. N2 - The aim of this dissertation was to expand and specify the diagnostic possibilities for acquired dyslexia in German-speaking people with dyslexia (PwD). In previous studies, various language processing models have been discussed that attempt to explain the cognitive process of written language processing. All considerations and analyses of this dissertation are based on the theoretical assumptions of the cognitive dual-route-model of reading. This model distinguishes between lexical-semantic and segmental, sub-lexical processing in reading and can thus depict the independent abilities to read known and unknown words. The aim of the cognitive-oriented diagnostic assessment tool DYMO (Dyslexia Model-Oriented) that was developed in the context of this dissertation, is an accurate model-theoretical localisation of reading impairments by assessing the reading abilities of PwD and providing a basis for the plan-ning of a reading-related therapy. Model components of the dual-route-model of reading that have not yet been established in German-speaking countries are also taken into account. These include subcomponents of the visual analysis, which are responsible for the identification of letters and the encoding of letter positions, and subcomponents of the segmental reading route, which gradually map the individual reading process on this model route. The item material in DYMO is controlled for various psycholinguistic variables, also taking into account variables that have not yet been systematically assessed in dyslexia diagnostics for German-speaking PwD, such as word length and the graphematic complexity of pseudowords. The first publication in this dissertation (original work I) deals with the parameters and model components that are crucial for a comprehensive model-theory-based diagnosis of acquired dyslexia. It also considers error type categorisation. The second publication (original work II) presents the DYMO assessment tool. The accompany-ing manual provides detailed information on the structure and construction of the test proce-dure, the administration and evaluation of the individual subtests, and the classification of a PwD’s performance into a performance range. Case studies of two PwD are described in detail to illustrate the implementation, evaluation, interpretation, and derivation of therapy goals. The results of these case descriptions illustrate the additional diagnostic benefit of DYMO and show that the explicit examination of the subcomponents of the visual analysis and the segmental reading route as well as the inclusion of the variables word length and graphematic complexity can help in specifying the reading findings and substantiating the therapy intervention. The third publication (original work III) shows the differences between the diagnostic proce-dures DYMO and another model-based diagnostic tool in a systematic comparative study on the basis of a case series of twelve PwD. It is discussed to what extent DYMO can be a useful addi-tion in the diagnostic process of acquired dyslexia. In addition, mildly and severely impaired PwD are compared in group analyses with the aim of examining whether DYMO can offer a more ac-curate diagnosis particularly in mildly impaired PwD. Due to the more complex item material in DYMO it was assumed that mildly impaired PwD would show conspicuous reading performance only in DYMO subtests. This hypothesis was partially confirmed. Length effects were seen more often in mildly impaired PwD compared to severely impaired PwD. Overall, the group differences were not as clear as expected. Seventeen PwD were tested with the criterion-referenced normed and finalised material from DYMO. Detailed findings for each individual PwD with subsequent therapy implications show that especially the specification of a segmental reading deficit in cases of severely impaired per-formance in reading pseudowords can contribute to a more detailed statement regarding thera-py work. Additionally, the inclusion of the variable word length defined the underlying reading impairment for many PwD in this study. This shows the high informative value of the DYMO-subtasks and the importance of an exact model-theoretical localisation of the reading deficit for detailed therapy planning. KW - erworbene Dyslexie KW - Diagnostik KW - Zwei-Routen-Lesemodell KW - acquired dyslexia KW - diagnostic assessment KW - dual-route model of reading Y1 - 2022 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-554712 ER -