Das COMPASS-Triggersystem zur Messung des Gluonbeitrags $Delta$G zum Protonspin

Ein wesentliches Ziel des COMPASS Experiments am CERN istdie direkte Messung der Gluonpolarisation in derinelastischen Streuung von polarisierten 160 GeV Myonen aneinem polarisierten Nukleon Target. In der inelastischenLepton-Nukleon-Streuung erlaubt der sog.Photon-Gluon-Fusions-Prozess (PGF) die Untersuchung derGluonverteilung.Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde ein Triggersystementwickelt und aufgebaut, das gezielt PGF-Reaktionenselektiert. Das System basiert auf demkoinzidenten Nachweis der gestreuten Myonen zusammen mit denproduzierten Hadronen und generiert innerhalb 600 ns einhochselektives Triggersignal. Der Wirkungsquerschnitt derPGF wird von Ereignissen mit quasi-reellen Photonendominiert, d.h. der Myonstreuwinkel ist kein geeignetesKriterium um die gestreuten Myonen von den Strahlmyonen zutrennen, deshalb muss der Energieverlust des Myons verwendetwerden. Der sog. Energieverlusttrigger besteht aus Paarenvon Plastikszintillatorhodoskopen mit exzellenter Zeitaufloesung, die zusammen mit einer selbstentwickeltenschnellen Koinzidenzelektronik eine Koinzidenzzeit vonweniger als 3ns möglich macht. Fuer den gleichzeitigenNachweis der Hadronen wurden die beiden Hadronkalorimeterdes COMPASS--Spektrometers mit einer eigens entwickeltenElektronik versehen.

Entwicklung eines immunologischen Testsystems zur Detektion des marinen Biotoxins Domoinsäure

Domoinsäure ist ein von mehreren Arten mariner Kieselalgen der Gattung Pseudonitzschia produziertes Toxin, welches während einer Algenblüte in Molluscen wie z.B. der Miesmuschel Mytilus sp. akkumuliert werden kann. Beim Verzehr solch kontaminierter Muscheln können sowohl beim Menschen als auch bei Tieren erhebliche Vergiftungserscheinungen auftreten, die von Übelkeit, Kopfschmerzen und Orientierungsstörungen bis hin zum Verlust des Kurzzeitgedächtnisses (daher auch als amnesic shellfish poisoning bekannt) reichen und in einigen Fällen tödlich enden. rnDie heute gängigen Methoden zur Detektion von Domoinsäure in Muschelgewebe wie Flüssigkeitschromatographie und Maus-Bioassay sind zeit- und kostenintensiv bzw. in Anbetracht einer Verbesserung des Tierschutzes aus ethischer Sicht nicht zu vertreten. Immunologische Testsysteme stellen eine erstrebenswerte Alternative dar, da sie sich durch eine vergleichsweise einfache Handhabung, hohe Selektivität und Reproduzierbarkeit auszeichnen.rnDas Ziel der vorliegenden Arbeit war es, ein solches immunologisches Testsystem zur Detektion von Domoinsäure zu entwickeln. Hierfür wurden zunächst Antikörper gegen Domoinsäure gewonnen, wofür das Toxin wiederum als erstes über die Carbodiimid-Methode an das Trägerprotein keyhole limpet hemocyanin (KLH) gekoppelt wurde, um eine Immunantwort auslösen zu können. Kaninchen und Mäuse wurden mit KLH-DO-Konjugaten nach vorgegebenen Immunisierungsschemata immunisiert. Nach vier Blutabnahmen zeigte das polyklonale Kaninchenantiserum eine ausreichend hohe Sensitivität zum Antigen; das nachfolgende Detektionssystem wurde mit Hilfe dieses polyklonalen Antikörpers aufgebaut. Zwar ist es gegen Ende der Arbeit auch gelungen, einen spezifischen monoklonalen Antikörper aus der Maus zu gewinnen, jedoch konnte dieser aus zeitlichen Gründen nicht mehr im Detektionssystem etabliert werden, was durchaus wünschenswert gewesen wäre. rnWeiterhin wurde Domoinsäure im Zuge der Entwicklung eines neuartigen Testsystems an die Trägerproteine Ovalbumin, Trypsininhibitor und Casein sowie an Biotin konjugiert. Die Kopplungserfolge wurden im ELISA, Western Blot bzw. Dot Blot nachgewiesen. Die Ovalbumin-gekoppelte sowie die biotinylierte Domoinsäure dienten im Folgenden als die zu messenden Größen in den Detektionsassays- die in einer zu untersuchenden Probe vorhandende, kompetitierende Domoinsäure wurde somit indirekt nachgewiesen. rnDer zulässige Höchstwert für Domoinsäure liegt bei 20 µg/g Muschelgewebe. Sowohl mit Biotin-DO als auch mit OVA-DO als den zu messenden Größen waren Domoinsäurekonzentrationen unterhalb dieses Grenzwertes nachweisbar; allerdings erwies sich der Aufbau mit Biotin-DO um das ca. 20-fache empfindlicher als jener mit OVA-DO. rnDie in dieser Arbeit präsentierten Ergebnisse könnten als Grundlage zur Etablierung eines kommerzialisierbaren immunologischen Testsystems zur Detektion von Domoinsäure und anderen Biotoxinen dienen. Nach erfolgreicher Validierung wäre ein solches Testsystem in seiner Handhabung einfacher als die gängige Flüssigkeitschromatographie und besser reproduzierbar als der Maus-Bioassay.rn

Development and applications of hollow fiber flow field-flow fractionation in the bioanalytical field. Studies of aggregation phenomena in complex protein samples

Recent advances in the fast growing area of therapeutic/diagnostic proteins and antibodies - novel and highly specific drugs - as well as the progress in the field of functional proteomics regarding the correlation between the aggregation of damaged proteins and (immuno) senescence or aging-related pathologies, underline the need for adequate analytical methods for the detection, separation, characterization and quantification of protein aggregates, regardless of the their origin or formation mechanism. Hollow fiber flow field-flow fractionation (HF5), the miniaturized version of FlowFFF and integral part of the Eclipse DUALTEC FFF separation system, was the focus of this research; this flow-based separation technique proved to be uniquely suited for the hydrodynamic size-based separation of proteins and protein aggregates in a very broad size and molecular weight (MW) range, often present at trace levels. HF5 has shown to be (a) highly selective in terms of protein diffusion coefficients, (b) versatile in terms of bio-compatible carrier solution choice, (c) able to preserve the biophysical properties/molecular conformation of the proteins/protein aggregates and (d) able to discriminate between different types of protein aggregates. Thanks to the miniaturization advantages and the online coupling with highly sensitive detection techniques (UV/Vis, intrinsic fluorescence and multi-angle light scattering), HF5 had very low detection/quantification limits for protein aggregates. Compared to size-exclusion chromatography (SEC), HF5 demonstrated superior selectivity and potential as orthogonal analytical method in the extended characterization assays, often required by therapeutic protein formulations. In addition, the developed HF5 methods have proven to be rapid, highly selective, sensitive and repeatable. HF5 was ideally suitable as first dimension of separation of aging-related protein aggregates from whole cell lysates (proteome pre-fractionation method) and, by HF5-(UV)-MALS online coupling, important biophysical information on the fractionated proteins and protein aggregates was gathered: size (rms radius and hydrodynamic radius), absolute MW and conformation.

Synthese und immunologische Evaluierung von Antitumor-Impfstoffen aus dem epithelialen tumorassoziierten Mucin MUC1

Eine Immuntherapie von Tumorerkrankungen, die mit Hilfe von Antitumorimpfstoffen prophylaktisch und therapeutisch erfolgen könnte, wäre eine attraktive Alternative zu den bisher angewendeten Krebsbehandlungen. Aufgrund charakteristisch veränderter Aktivitäten von Glycosyltransferasen in der Glycoprotein-Biosynthese werden auf malignen Zellen stark verkürzte, frühzeitig sialylierte mucinartige Glycoproteine exprimiert. Diese verkürzten Kohlenhydrate repräsentieren tumorassoziierte Antigene. Sie haben zur Folge, dass Peptidepitope der Mucin-Glycoproteine, die auf gesundem Gewebe durch den hohen Glycosylierungsgrad maskiert sind, für das Immunsystem freiliegen. Diese Strukturunterschiede sollten einen selektiven Angriff auf das Tumorgewebe erlauben, ohne dass gesundes Gewebe beeinträchtigt wird, wenn es gelänge, das Immunsystem auf diese veränderten Strukturelemente zu fokussieren. Dabei ist es wichtig, dass die Immunantwort mit synthetisch definierten Glycopeptidepitopen ausgelöst wird, um Autoimmunreaktionen zu vermeiden. Somit ist die Synthese von exakt definierten tumorassoziierten Glycopeptiden von zentraler Bedeutung für die Entwicklung eines Antitumor-Impfstoffes. rnDa die tumorassoziierten Kohlenhydratstrukturen Antigene darstellen, die vom Immunsystem weitgehend toleriert werden, ist es notwendig, ihre Immunogenität mit Hilfe immunstimulierender Epitope so zu erhöhen, dass eine effiziente Immunreaktion erfolgt. Nach diesem Konzept wurden in der vorliegenden Arbeit Methoden und Strategien entwickelt, synthetische Impfstoff-Konjugate zu synthetisieren und immunologisch in Mausexperimenten zu evaluieren. So konnte gezeigt werden, das mit vollsynthetischen Analoga aus tumorassoziierten Glycopeptid-Oberflächenmolekülen in Kombination mit immunstimulierenden Substanzen, wie Trägerproteinen oder Mitogenen, hochselektive humorale Immunantworten ausgelöst werden können.rn

Synthese von optisch aktiven Chinolizidinen als Vorstufen einer Clavepictin-Totalsynthese : erste Untersuchungen zu einer neuen kationischen Umlagerung

Die aus Clavelina picta isolierten Clavepictine A und B, sowie das verwandte Pictamin, sind Alkaloide, die sich lediglich in der Länge der Seitenkette an C-6 und der Veresterung der Alkoholfunktion an C-3 des gemeinsamen Chinolizidingerüsts unterscheiden. Alle drei Verbindungen zeichnen sich durch antimikrobielle Wirkung und hohe Zytotoxizität aus, und sind daher Naturstoffe, die für die Entwicklung neuer Arznei- oder Pflanzenschutzmittel von Interesse sind. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde eine kurze, substratkontrollierte Chinolizidinsynthese entwickelt, mit der das den Naturstoffen gemeinsame Grundgerüst selektiv aufgebaut werden kann. Ausgehend von käuflichen Milchsäureestern wurden zunächst optisch aktive 1-Aryl-1-amino-2-propanole dargestellt, aus denen nach Katritzky in zwei Stufen mit guten Ausbeuten 2,6-disubstituierte Piperidine mit N-(1-Aryl-2-propanol)-Substituent erhalten wurden, die zu Acetaten verestert wurden. Als Schlüsselschritt der Synthese wurde eine neue kationische Umlagerung dieser Acetate unter Einwirkung einer geeigneten Lewis-Säure untersucht, die es ermöglicht, das Chinolizidingerüst aufzubauen. Die Umlagerung erwies sich als hochselektiv, da aus einem optisch aktiven Edukt nur ein (optisch aktives) Chinolizidingerüst erhalten wurde. Aus den Umlagerungsprodukten konnte in einer Stufe der C-1-Substituent Chlorid reduktiv entfernt und gleichzeitig der Aromat an C-3 in ein 1,4-Dien überführt werden, wodurch der Umbau des Aromaten in die gewünschte Alkoholfunktion eingeleitet wurde.

Protein-Protein- und Protein-Lipid-Wechselwirkungen beeinflussen die Oligomerisierung und Funktion des E. coli Aquaglyceroporins GlpF

Aquaporine sind hochselektive Transmembrankanäle, die in allen Lebensformen den Fluss von Wasser und kleinen, polaren Molekülen wie Glycerol über Lipidmembranen ermöglichen. Obwohl die Kanalpore für den Substratfluss im Monomer lokalisiert ist, liegen Aquaporine innerhalb biologischer Membranen als Homotetramere vor. Im Rahmen dieser Arbeit wurden proteinbezogene und lipidmembranassoziierte Einflüsse auf die Oligomerisierung und Funktion des bakteriellen Aquaglyceroporins GlpF sowohl in vitro als auch in vivo untersucht. rnDie erhöhte Stabilität der Aquaporinpore sowie Interaktion zwischen den GlpF-Monomeren sind Triebkräfte der Aquaporin-Tetramerisierung. Ferner erfordern die GlpF-Tetramerisierung und -Aktivität bei Abschirmung der Ladung anionischer Lipide und einer minimalen Membrandicke von 27 Å keine spezielle Lipidumgebung. Da anionische Lipide die GlpF-Funktion jedoch störten, kann die GlpF-Aktivität in vivo möglicherweise durch die selektive Anreicherung von anionischen Lipiden in der unmittelbaren Proteinumgebung reguliert werden. Ungünstige Lipid-GlpF-Interaktionen können jedoch in Lipidumgebungen mit hoher Ordnung in der Acylkettenregion entstehen, die zu einer Aggregation der GlpF-Tetramere und reduzierten Aktivität führen. rnFerner wurde die Auswirkung der nephrogenen Diabetes insipidus verursachenden Aquaporin 2-Punktmutation V71M auf die Oligomerisierung und Funktion des homologen, bakteriellen Aquaglyceroporins GlpF untersucht. Da weder die Oligomierisierung noch die Aktivität des homologen, bakteriellen Aquaglyceroporins eingeschränkt sind, beruht der Krankheitsmechanismus der Aquaporin 2-Mutante V71M vermutlich auf einem defekten Transportmechansimus im Menschen. rn

Neue wasserlösliche Cystein-Protease-Inhibitoren mit Aziridin-2,3-dicarbonsäure-Baustein

Die Leishmaniose gehört zu den „vernachlässigten tropischen Erkrankungen“. Sie wird durch parasitäre Protozoen der Gattung Leishmania ausgelöst. Weltweit sind ca. 12 Mio. Menschen infiziert, ca. 70 Tausend erliegen ihr jährlich. Die aktuelle Therapie wird überschattet von Toxizitäts- und Teratogenitätsproblemen und von aufkommenden Resistenzen. Die von den Leishmanien exprimierten Cysteinproteasen spielen vielfältige Rollen bei Wachstum und Vermehrung der Erreger. Aufgrund der evolutionären Verwandtschaft der Enzyme sind die parasitären Cysteinproteasen strukturell den humanen sehr ähnlich. Die Herausforderung bei der Entwicklung antiparasitärer Wirkstoffe, basierend auf der Hemmung dieser Proteasen, besteht deshalb darin, sehr selektive Inhibitoren zu entwickeln, die die Wirtsproteasen nicht, oder nur in einem vertretbaren Rahmen, inhibieren. Das Ziel dieser Arbeit war die Weiterentwicklung der Aziridin-2,3-dicarbonsäure-basierten Cysteinproteaseinhibitoren RV122C bzw. CS09 hinsichtlich Selektivität und Aktivität gegenüber der parasitären Cathepsin-L-ähnlichen Cystein-Protease LmCPB2.8 durch Design, incl. Docking, Synthese und Testung. Neben der gezielten Variation nicht essenzieller Gruppen wurde molekulares Docking mittels AutoDock Vina an Cruzain als verwandtes Modellenzym durchgeführt, um durch Variationen K.O.-Kandidaten für die Differenzierung zwischen zwei postulierten Bindungsmodi zu finden. Die Ergebnisse der Enzymassays zeigen eine Verbesserung der Hemmeigenschaften bei gleichzeitig verbesserter Selektivität sowie erhöhter ligand efficiency und ligand lipophilic efficiency für Derivate mit sterisch anspruchsvolleren Ester-Resten und für Derivate mit einer freien Carbonsäurefunktion am Aziridin-Ring (Halbester).

Stereoselective synthesis of 12,13-cyclopropyl-epothilone B and side-chain-modified variants

A general strategy has been devised for the stereoselective synthesis of 12,13-cyclopropyl-epothilone B and side-chain-modified variants thereof, which relies on late stage introduction of the heterocycle through Wittig olefination of ketone 14. Formation of the macrocycle was achieved through RCM-based ring closure and introduction of the cyclopropane moiety involved a highly selective Charette cyclopropanation of allylic alcohol 7.

A tetrathiafulvalene-functionalized schiff base macrocycle: synthesis, electrochemical, and photophysical properties

Highly selective formation of 2+2 macrocycle 1 from 2,5-bis(3-formyl-2-hydroxyphenyl)-1,3,4-oxadiazole and a diamine-functionalized tetrathiafulvalene derivative is reported. Its electronic properties have been studied experimentally by the combination of electrochemistry and UV-vis-NIR spectroscopy. Particularly, its largely extended pi-conjugation renders this novel macrocycle simultaneously a good multielectron donor and a strong chromophore, which is rationalized on the basis of density functional theory. (C) 2011 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Fabrication of cone-shaped boron doped diamond and gold nanoelectrodes for AFM-SECM

We demonstrate a reliable microfabrication process for a combined atomic force microscopy (AFM) and scanning electrochemical microscopy (SECM) measurement tool. Integrated cone-shaped sensors with boron doped diamond (BDD) or gold (Au) electrodes were fabricated from commercially available AFM probes. The sensor formation process is based on mature semiconductor processing techniques, including focused ion beam (FIB) machining, and highly selective reactive ion etching (RIE). The fabrication approach preserves the geometry of the original AFM tips resulting in well reproducible nanoscaled sensors. The feasibility and functionality of the fully featured tips are demonstrated by cyclic voltammetry, showing good agreement between the measured and calculated currents of the cone-shaped AFM-SECM electrodes.

"Self" and "nonself" manipulation of interferon defense during persistent infection: bovine viral diarrhea virus resists alpha/beta interferon without blocking antiviral activity against unrelated viruses replicating in its host cells

Bovine viral diarrhea virus (BVDV), together with Classical swine fever virus (CSFV) and Border disease virus (BDV) of sheep, belongs to the genus Pestivirus of the Flaviviridae. BVDV is either cytopathic (cp) or noncytopathic (ncp), as defined by its effect on cultured cells. Infection of pregnant animals with the ncp biotype may lead to the birth of persistently infected calves that are immunotolerant to the infecting viral strain. In addition to evading the adaptive immune system, BVDV evades key mechanisms of innate immunity. Previously, we showed that ncp BVDV inhibits the induction of apoptosis and alpha/beta interferon (IFN-alpha/beta) synthesis by double-stranded RNA (dsRNA). Here, we report that (i) both ncp and cp BVDV block the induction by dsRNA of the Mx protein (which can also be induced in the absence of IFN signaling); (ii) neither biotype blocks the activity of IFN; and (iii) once infection is established, BVDV is largely resistant to the activity of IFN-alpha/beta but (iv) does not interfere with the establishment of an antiviral state induced by IFN-alpha/beta against unrelated viruses. The results of our study suggest that, in persistent infection, BVDV is able to evade a central element of innate immunity directed against itself without generally compromising its activity against unrelated viruses ("nonself") that may replicate in cells infected with ncp BVDV. This highly selective "self" and "nonself" model of evasion of the interferon defense system may be a key element in the success of persistent infection in addition to immunotolerance initiated by the early time point of fetal infection.

Analgesic activity of a non-peptide imidazolidinedione somatostatin agonist: in vitro and in vivo studies in rat

Several lines of evidence support an important role for somatostatin receptors (SSTRs) in pain modulation. The therapeutic use of established SSTR peptide agonists for this indication is limited by their broad range of effects, need for intrathecal delivery, and short half-life. Therefore, the goal of the present study was to investigate the analgesic effect of SCR007, a new, highly selective SSTR2 non-peptide agonist. Behavioral studies demonstrated that paw withdrawal latencies to heat were significantly increased following intraplantar SCR007. Furthermore, both intraperitoneal and intraplantar injection of SCR007 significantly reduced formalin- and capsaicin-induced flinching and lifting/licking nociceptive behaviors. Recordings from nociceptors using an in vitro glabrous skin-nerve preparation showed that SCR007 reduced heat responses in a dose-dependent fashion, bradykinin-induced excitation, heat sensitization and capsaicin-induced excitation. In both the behavioral and single fiber studies, the SCR007 effects were reversed by the SSTR antagonist cyclo-somatostatin, demonstrating receptor specificity. In the single fiber studies, the opioid antagonist naloxone did not reverse SCR007-induced anti-nociception suggesting that SCR007 did not exert its effects through activation of opioid receptors. Analysis of cAMP/protein kinase A (PKA) involvement demonstrated that SCR007 prevented forskolin- and Sp-8-Br-cAMPS (a PKA activator)-induced heat sensitization, supporting the hypothesis that SCR007-induced inhibition could involve a down-regulation of the cAMP/PKA pathway. These data provide several lines of evidence that the non-peptide imidazolidinedione SSTR2 agonist SCR007 is a promising anti-nociceptive and analgesic agent for the treatment of pain of peripheral and/or central origin.

The discovery of new 11beta-hydroxysteroid dehydrogenase type 1 inhibitors by common feature pharmacophore modeling and virtual screening

11beta-Hydroxysteroid dehydrogenase (11beta-HSD) enzymes catalyze the conversion of biologically inactive 11-ketosteroids into their active 11beta-hydroxy derivatives and vice versa. Inhibition of 11beta-HSD1 has considerable therapeutic potential for glucocorticoid-associated diseases including obesity, diabetes, wound healing, and muscle atrophy. Because inhibition of related enzymes such as 11beta-HSD2 and 17beta-HSDs causes sodium retention and hypertension or interferes with sex steroid hormone metabolism, respectively, highly selective 11beta-HSD1 inhibitors are required for successful therapy. Here, we employed the software package Catalyst to develop ligand-based multifeature pharmacophore models for 11beta-HSD1 inhibitors. Virtual screening experiments and subsequent in vitro evaluation of promising hits revealed several selective inhibitors. Efficient inhibition of recombinant human 11beta-HSD1 in intact transfected cells as well as endogenous enzyme in mouse 3T3-L1 adipocytes and C2C12 myotubes was demonstrated for compound 27, which was able to block subsequent cortisol-dependent activation of glucocorticoid receptors with only minor direct effects on the receptor itself. Our results suggest that inhibitor-based pharmacophore models for 11beta-HSD1 in combination with suitable cell-based activity assays, including such for related enzymes, can be used for the identification of selective and potent inhibitors.

Use of the pentasaccharide fondaparinux as an anticoagulant during haemodialysis

No data about the use of the pentasaccharide fondaparinux, a highly selective indirect inhibitor of factor Xa, in patients treated with haemodialysis are available. Therefore, we investigated the pharmacokinetics and -dynamics of fondaparinux in 12 patients during haemodialysis. The anti-Xa activity (expressed as fondaparinux equivalent) was monitored, a semiquantitative clotting scale (SQCS) ranging from 0 (no visible traces of coagula) to 3 (complete clotting of the dialysis circuit) was applied, and the digital compression time necessary to achieve haemostasis at the puncture site was determined. After an initial period, when the regular heparin dose was replaced once weekly by fondaparinux, 0.05 mg/kg, the pentasaccharide was administered for nine consecutive haemodialysis sessions. Peak anti-Xa activity increased from 0.61 +/- 0.14 microg/l after the first dose to 0.89 +/- 0.24 microg/l after dose 9 (P < 0.001), whereas predialysis anti-Xa activity steadily rose to 0.32 +/- 0.09 microg/l (P < 0.001). A sufficient but slightly less effective anticoagulation with a mean SQCS of 1.19 +/- 0.71 (n = 121) was obtained by fondaparinux as compared with 0.65 +/- 0.58 (n = 60, P < 0.005) by 4,825 +/- 1,703 U of unfractionated heparin. Mean digital compression time rose slightly during fondaparinux from 23.7 +/- 7.4 minutes to 24.8 +/- 7.5 minutes (P < 0.05) and, more important, six of the 12 patients reported minor bleeding problems during the interdialytic interval. Thus, fondaparinux can be used to prevent circuit clotting during haemodialysis; however, accumulation results in an interdialytic increase of anti-Xa activity. Therefore, fondaparinux should be reserved for patients requiring systemic anticoagulation on the days off dialysis.

Does the beta-blocker nebivolol increase coronary flow reserve?

INTRODUCTION: Nebivolol, a highly selective beta1-adrenergic receptor-blocker, increases basal and stimulated endothelial nitric oxide (NO)-release. It is unknown, whether coronary perfusion is improved by the increase in NO availability. Therefore, we sought to evaluate the effect of nebivolol on coronary flow reserve (CFR) and collateral flow. METHODS: Doppler-flow wire derived coronary flow velocity measurements were obtained in ten controls and eight patients with coronary artery disease (CAD) at rest and after intracoronary nebivolol. CFR was defined as maximal flow during adenosine-induced hyperemia divided by resting flow. In the CAD group, collateral flow was determined after dilatation of a flow-limiting coronary stenosis. Collateral flow index (CFI) was defined as the ratio of flow velocity during balloon inflation divided by resting flow. RESULTS: CFR at rest was 3.0+/-0.6 in controls and 2.1+/-0.4 in CAD patients. After intracoronary doses of 0.1, 0.25, and 0.5 mg nebivolol, CFR increased to 3.4+/-0.7, 3.9+/-0.9, and 4.0+/-0.1 (p<0.01) in controls, and to 2.3+/-0.7, 2.6+/-0.9, and 2.6+/-0.5 (p<0.05) in CAD patients. CFI decreased significantly with intracoronary nebivolol and correlated to changes in heart rate (r=0.75, p<0.001) and rate-pressure product (r=0.59, p=0.001). DISCUSSION: Intracoronary nebivolol is associated with a significant increase in CFR due to reduction in resting flow (controls), or due to an increase in maximal coronary flow (CAD patients). CFI decreased with nebivolol parallel to the reduction in myocardial oxygen consumption.