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The Boko Haram uprising and islamic revivalism in Nigeria (2010)

Abimbola Adesoji

From the 1980 Maitatsine uprising to the 2009 Boko Haram uprising, Nigeria was bedevilled by ethno-religious conflicts with devastating human and material losses. But the Boko Haram uprising of July 2009 was significant in that it not only set a precedent, but also reinforced the attempts by Islamic conservative elements at imposing a variant of Islamic religious ideology on a secular state. Whereas the religious sensitivity of Nigerians provided fertile ground for the breeding of the Boko Haram sect, the sect’s blossoming was also aided by the prevailing economic dislocation in Nigerian society, the advent of party politics (and the associated desperation of politicians for political power), and the ambivalence of some vocal Islamic leaders, who, though they did not actively embark on insurrection, either did nothing to stop it from fomenting, or only feebly condemned it. These internal factors coupled with growing Islamic fundamentalism around the world make a highly volatile Nigerian society prone to violence, as evidenced by the Boko Haram uprising. Given the approach of the Nigerian state to religious conflict, this violence may remain a recurring problem. This paper documents and analyses the Boko Haram uprising, as well as its links with the promotion of Islamic revivalism and the challenges it poses to the secularity of the Nigerian state.

Pre- and postnatal development of topographic transformations in the brain (2010)

Urs Bergmann

This dissertation connects two independent fields of theoretical neuroscience: on the one hand, the self-organization of topographic connectivity patterns, and on the other hand, invariant object recognition, that is the recognition of objects independently of their various possible retinal representations (for example due to translations or scalings). The topographic representation is used in the presented approach, as a coordinate system, which then allows for the implementation of invariance transformations. Hence this study shows, that it is possible that the brain self-organizes before birth, so that it is able to invariantly recognize objects immediately after birth. Besides the core hypothesis that links prenatal work with object recognition, advancements in both fields themselves are also presented. In the beginning of the thesis, a novel analytically solvable probabilistic generative model for topographic maps is introduced. And at the end of the thesis, a model that integrates classical feature-based ideas with the normalization-based approach is presented. This bilinear model makes use of sparseness as well as slowness to implement "optimal" topographic representations. It is therefore a good candidate for hierarchical processing in the brain and for future research.

Beitrag der Protonen-Magnetresonanzspektroskopie (1 H-MRS) zur Diagnostik und Prognose von Patienten mit WHO-Grad-II- und -Grad-III-Gliomen [Beitrag der Protonen-Magnetresonanzspektroskopie (1 H-MRS) zur Diagnostik und Prognose von Patienten mit WHO Grad II und Grad III Gliomen] (2010)

Oliver Delic

Die Bedeutung verschiedener CRASP-Proteine für die Komplementresistenz von Borrelia burgdorferi s.s. (2010)

Corinna Siegel

Die vorliegende Arbeit liefert einen wichtigen Beitrag zum Verständnis des molekularen Mechanismus der Immunevasion von B. burgdorferi s.s., insbesondere der Bedeutung einzelner CRASP-Proteine für die Komplementresistenz. Sie trägt dazu bei, die Relevanz dieser Proteine für die Pathogenese dieses Erregers zu untermauern. Im Rahmen dieser Arbeit gelang es, verschiedene Vektoren mit den ursprünglichen oder mutierten CRASP-kodierenden Genen cspA, cspZ, erpP und erpA aus B. burgdorferi s.s. zu generieren und diese in das CRASP-negative Isolat B. garinii G1 zu transformieren. Die Expression der speziesfremden Gene als auch der Transport der CRASP-Moleküle auf die Zelloberfläche von B. garinii G1 konnten nachgewiesen werden. Für die konstitutiv CRASP-1- oder CRASP-2-produzierenden Borrelienzellen konnte gezeigt werden, dass diese, auf der Zelloberfläche lokalisierten CRASP-Moleküle mit Faktor H und FHL-1 interagieren, die gebundenen Komplementregulatoren ihre funktionelle Aktivität zur C3b-Inaktivierung aufrechterhalten und die Zellen in Gegenwart von Komplement überleben. Damit wurde erstmals der Nachweis erbracht, dass beide CRASP-Moleküle unabhängig voneinander Schutz vor komplementvermittelter Lyse verleihen. Untersuchungen mit den veränderten CRASP-1-Molekülen ergaben, dass die Transformante G1/pCRASP-1 E147K eine verringerte Bindung von Faktor H und FHL-1 aufwies, welche sich jedoch nicht auf die Komplementresistenz der Zellen auswirkte. Im Gegensatz dazu führte eine Aminosäuresubstitution im C-Terminus des CRASP-1-Moleküls an Position 240 zum Verlust der Bindung von Faktor H und einer stark verminderten Bindung von FHL-1, so dass auch keine Kofaktoraktivität nachgewiesen werden konnte. Trotz des Bindungsverlustes beider Komplementregulatoren zeigte die Transformante G1/pCRASP-1 Y240A nur geringe Ablagerungen des lytischen, terminalen Komplementkomplexes (TCC) auf der Zelloberfläche und Wachstum in Gegenwart von aktiven Komplement. Mittels eines Hämolyse-Assays wurde schließlich festgestellt, dass CRASP-1 direkt mit Komponenten des Komplementsystems interagiert und dadurch die Assemblierung des TCC verhindert. Die Bedeutung der Aminosäuren an den Positionen 81, 139, 207 und 211 im CRASP-2-Molekül für die Faktor H / FHL-1-Bindung und die daraus resultierenden Auswirkungen auf die Komplementresistenz der Borrelien wurde gleichfalls nachgewiesen. Dabei wies insbesondere die Transformante G1/pCRASP-2 Y211A ein inhibiertes Wachstum in Humanserum und verstärkt Komplementablagerungen auf der Zelloberfläche auf, was auf den Verlust bzw. der sehr schwachen Bindung von FHL-1 und Faktor H zurückzuführen ist. Im Gegensatz zu den Transformanten, welche ein CRASP-2-Molekül mit nur einem Aminosäureaustausch produzierten, zeigten die Transformanten, deren CRASP-2-Molekül zwei Aminosäuresubstitutionen aufwies (G1/pCRASP-2 R139A-Y207A, G1/pCRASP-2 R139A-Y211A, G1/pCRASP-2 Y207A-Y211A) keine Bindung der beiden Regulatorproteine und keinen Schutz der Zellen vor der lytischen Wirkung von Komplement. Neue, unerwartete Erkenntnisse ergaben sich aus den Untersuchungen mit Borrelienzellen, welche das CRASP-3- oder CRASP-5-kodierende erpP- bzw. erpA-Gen enthielten. Obwohl gereinigtes als auch denaturiertes CRASP-3 und RASP-5 in der Lage war, Faktor H zu binden, wiesen die vitalen Zellen der Transformanten G1/pCRASP-3 und G1/pCRASP-5 keine Bindung von Faktor H und keinen Schutz der Zellen vor komplementvermittelter Lyse auf. Aus den durchgeführten Untersuchungen konnten für gereinigtes CRASP-3 und CRASP-5 als auch für die CRASP-3- und CRASP-5-produzierenden Transformanten neue Liganden, nämlich CFHR-2 und CFHR-5, aus Humanserum identifiziert werden. Zusammenfassend lassen sich folgende Aussagen hinsichtlich des molekularen Mechanismus der Komplementresistenz bei B. burgdorferi s.s. aus den erhobenen Daten dieser Arbeit mit transformierten Borrelienzellen formulieren: *Die Komplementresistenz der Borrelien wird durch die Faktor H- und FHL-1-bindenden Proteine CRASP-1 und CRASP-2, jedoch nicht durch CRASP-3 und CRASP-5 determiniert, *CRASP-1 als multifunktionelles Protein ist zusätzlich in der Lage, direkt mit Komplement zu interagieren, *Die C-terminalen Domänen von CRASP-1 und CRASP-2 sind für die Bindung der beiden Komplementregulatoren Faktor H und FHL-1 relevant, *CRASP-3 und CRASP-5 auf der Borrelienoberfläche lokalisiert, interagieren mit CFHR-1, CFHR-2 und CFHR-5, aber nicht mit Faktor H.

Vergleichende Untersuchungen zur Serumempfindlichkeit von Borrelia lusitaniae (2010)

Roswitha Dieterich

Borrelia lusitaniae, eine vorwiegend im Mittelmeerraum/ Südwesteuropa vorkommende Borrelienspezies des B. burgdorferi s.l.-Komplexes, wird derzeit als eine potentiell humanpathogene Genospezies diskutiert. Für vergleichende Studien stehen derzeit vorwiegend Zeckenisolate und nur zwei Patientenisolate zur Verfügung. Im Rahmen dieser Arbeit wurden insgesamt 16 Isolate, darunter ein Patientenisolat aus verschiedenen Regionen Portugals und Süddeutschlands im Bezug auf ihre Serumempfindlichkeit/-resistenz gegenüber humanem Serum und der Fähigkeit Komplementregulatoren aus Serum zu binden, untersucht. Anhand der erhaltenen Ergebnisse konnte gezeigt werden, dass B. lusitaniae, mit Ausnahme des Stammes IP-N1, als serumsensible Genospezies klassifiziert werden kann. Alle Isolate aktivierten die Komplementkaskade hauptsächlich über den alternativen Weg wobei massiv Komplementkomponenten auf der Zelloberfläche deponiert wurden. Die effiziente Aktivierung und Ablagerung des terminalen Komplementkomplexes führte zur vermehrten Ausbildung sogenannter Blebs, Ausstülpungen der äußeren Membran, was auf eine effiziente Lyse der Borrelienzellen hinwies. Obwohl serumsensibel, waren alle Isolate in der Lage, den löslichen Komplementregulator des alternativen Weges, Faktor H aus dem Serum zu binden. Allerdings konnte nur bei 4 der 16 untersuchten Isolate eine schwache komplementregulatorische Aktivität von zellgebundenem Faktor H durch den Nachweis spezifischer C3b-Spaltprodukte bestätigt werden. Diese Ergebnisse lassen vermuten, dass Faktor H in seiner Eigenschaft als Komplementregulator inhibiert ist. Durch weiterführende Analysen konnte ein Faktor H-bindendes Protein von 16 kD bei B. lusitaniae MT-M8 identifiziert und charakterisiert werden. Dieses als BlCRASP-3 bezeichnete Protein war in der Lage, Faktor H über dessen C-terminale SCR-Domänen 19-20 zu binden. Im Vergleich zu anderen mit Faktor H interagierenden Proteinen war die Bindung sehr schwach und erreichte nur ca. 16% der Bindungsstärke von BbCRASP-3, was eine nicht nachweisbare Kofaktoraktivität von an BlCRASP-3 gebundenem Faktor H erklären könnte. Sequenzanalysen und Untersuchungen mit verschiedenen Proteasen identifizierten BlCRASP-3 als ein auf der Oberfläche von B. lusitaniae lokalisiertes Lipoprotein, welches eindeutig zur heterologen Erp-Proteinfamilie gehört. Interessanterweise ist bei BlCRASP-3 jener Bereich am C-Terminus konserviert, der als Faktor H-Bindungsstelle erachtet wird. Die nicht konservierten Austausche einzelner Aminosäuren innerhalb der vermuteten Bindungsregion und das Fehlen höher geordneter Strukturen, wie z.B. coiled-coils, könnten die stark reduzierte Bindungskapazität von Faktor H an BlCRASP-3 erklären. Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass die schwache Bindung von Faktor H und die Inhibition der komplementregulatorischen Aktivität von Faktor H, als Ursachen für den fehlenden Schutz vor der durch Komplement vermittelten Lyse angenommen werden kann, wodurch die untersuchten B. lusitaniae-Isolate einen serumsensiblen Phänotyp aufweisen. Des Weiteren konnten bei allen untersuchten B. lusitaniae Isolaten erp-homologe Gensequenzen auf Plasmiden unterschiedlicher Größe nachgewiesen werden. Manche Isolate wiesen multiple erp-Loci auf. Durch PCR konnten erp-homologe Gensequenzen amplifiziert werden, die für ErpL/ErpY-orthologe Proteine kodieren und nicht mit Faktor H interagieren. Welche Funktion diese Proteine für Borrelien besitzen bleibt weiterhin ungeklärt. Es ist denkbar, dass diese Proteine bei der Erregerpersistenz oder dem Immunescape in der Eidechse als natürlichem Wirt eine wichtigen Rolle spielen oder Borrelien ermöglichen, sich an andere Reservoirwirte anzupassen.

Minimalinvasive Mitralklappenchirurgie : Ergebnisse einer Studie an 331 Patienten (2010)

Andreas Foerst

Die minimalinvasive Herzchirurgie ist an der Universität Frankfurt seit Ende der 90er Jahre ein etabliertes Verfahren zur Therapie von Mitralklappenvitien. Dabei kommen die rechtslaterale Minithorakotomie und die partielle oberer Sternotomie mit Verwendung der Herz-Lungen-Maschine zum Einsatz. In der Klinik für Thorax-, Herz- und thorakale Gefäßchirurgie in Frankfurt wurde von Januar 1998 bis Dezember 2005 bei 331 Patienten die Mitralklappe rekonstruiert bzw. ersetzt, und zwar über die rechtsseitige Minithorakotomie in 231 Fällen, über die partielle Sternotomie bei 100 Patienten. Ziel der vorliegenden Studie war die Evaluierung perioperativer und postoperativer Komplikationen. Perioperativ starben lediglich in der Chitwood-Gruppe 3 Patienten. Das Langzeitüberleben beider Gruppen nähert sich dem der Normalbevölkerung. Hinsichtlich des Zieles dieser Operationen, die Wiederherstellung der Funktion der Mitralklappe, wurden an der Universität Frankfurt, im Vergleich mit bereits vorliegenden Studien, ähnlich gute Ergebnisse erzielt. Früh- und Spätkomplikationen traten bei beiden Operationsverfahren selten auf. Dies wird vor allem an der geringen Reoperationsrate deutlich. Bei der Nachuntersuchung zeigten sich im Vergleich zum präoperativen Zustand der Patienten hochsignifikante Verbesserungen hinsichtlich NYHA-Klassifikation, also der allgemeinen Leistungsfähigkeit. Die erfassten Patienten konnten auch von der Verbesserung der Ventrikelfunktionsparameter profitieren, worin sich die beiden Gruppen nicht unterschieden. Obwohl die postoperativen Ergebnisse gut waren, gilt doch hervorzuheben, dass es zu einigen Problemen gekommen ist: 6 Patienten der Chitwood-Gruppe, deren Mitralklappe mit Hilfe einer Fraterplastik rekonstruiert wurde, mussten reoperiert werden. Daher wurde die Technik der Fraterplastik seit März 2003 nicht mehr eingesetzt. Die dargestellten Ergebnisse aus der Literatur belegen die Effektivität der beiden minimalinvasiven Therapieformen im Hinblick auf Überleben, spätere Leistungsfähigkeit sowie peri- und postoperativer Komplikationen. Beide Methoden haben bewiesen, für ausgewählte Patienten eine sichere Alternative zur medianen Sternotomie zu sein. Durch die Komplexität des Verfahrens nach Chitwood werden heute die meisten minimalinvasiven Eingriffe über die partielle obere Sternotomie durchgeführt. Inzwischen wurde ihre Anwendbarkeit auf Notfallpatienten und Kombinationseingriffe an den Herzklappen ausgeweitet.

Quantification of isoprenoids in brain tissue - cerebral regulation of FPP and GGPP in Alzheimer's Disease and aging (2010)

Gero P. Hooff

Over the last years there has been an increasing interest in the involvement of the MVA-pathway and of members of the small GTPases, in the development and progression of AD. Earlier investigations mainly focused on the role of cholesterol in disease pathology. This research was supported by retrospective cohort studies, initially showing beneficial effects of the long-term intake of cholesterol lowering statins, on the incidence of the development of sporadic AD. However, in more recent literature increasing attention has been paid to the isoprenoids, FPP and GGPP, due to their crucial role in the post-translational modifications of members of the superfamily of small GTPases. In AD, these proteins were amongst others shown to be involved in mechanisms affecting APP processing, ROS generation and synaptic plasticity. A major factor impeding the clarification of the role of the MVA-pathway intermediates in these mechanisms was the lack of a sensitive and accurate method to determine FPP and GGPP levels in brain tissue. Hence, a state of the art HPLC-FLD method for the quantification of the isoprenoids FPP and GGPP in brain tissue was successfully developed. After the introduction of a double clean-up step from complex brain matrix samples and the synthesis of an appropriate IS (DNP), the method was fully validated according to the latest FDA guideline for bioanalytical method validation. Furthermore, this method was transferred to a faster and more sensitive, state of the art UHPLC-MS/MS application. Additionally, the method was shown to be applicable for mouse brain tissue and data was generated from an in vivo mouse simvastatin study and for different mouse models. According to the aims of the thesis, the current work describes for the first time absolute isoprenoid concentrations in human frontal cortex white and grey matter. Furthermore, this is the first report of isoprenoid levels in the frontal cortex of human AD brains. Further results were shown from mouse brains originating from different mouse models, including the Thy-1 APP mouse model mimicking AD pathology in terms of Aβ formation or C57Bl/6 mice at different ages. AD prevalence can be clearly correlated with increasing age. Therefore, three different generations of mice were investigated. The study demonstrated constant isoprenoid and cholesterol levels in the first half of their life followed by a significant increase of FPP and GGPP in the second half (between 12 and 24 month of age). Cholesterol levels were also elevated in the aged group, but again the effect was less pronounced than shown for the isoprenoids. These results lead to the tentative conclusion that cerebral isoprenoid levels are elevated during aging and that this accumulation is amplified during AD leading to accelerated neuronal dysfunction. In a different mouse study, using the C57Bl/6 mice, in vivo drug intervention with the HMG-CoA reductase inhibitor simvastatin revealed strong inhibition of the rate limiting step of the mevalonate/isoprenoid/cholesterol pathway and resulted in the first report of significantly reduced FPP and GGPP levels in brain tissue of statin treated mice. These results open for the first time the possibility to monitor drug effects on cerebral isoprenoid levels and correlate these data with a modulation of APP processing, which was shown by our group in previous studies. Interestingly, apart from the isoprenoid reduction following statin treatment the reduction of brain cholesterol was also significant but to a lesser extent. These findings support the notion that isoprenoid levels are more susceptible to statin treatment than cholesterol levels. Furthermore, this suggests a strong cellular dependence on FPP and GGPP, as the pool seems to be easily depleted, which finally could lead to cell death. The first investigations of farnesylated Ras and geranylgeranylated Rac protein levels by means of immuno-blotting, substantiated the notion of a decreased abundance of prenylated small GTPases under statin influence as a consequence of reduced isoprenoid levels. These findings demonstrate for the first time a correlation of FPP and GGPP levels with the abundance of small GTPases. These findings together with the results from the AD study prove that isoprenoid levels are not strictly subject to the same regulation as cholesterol levels. To further understand the physiological regulation in the cell, in vitro experiments with different inhibitors of the mevalonate/isoprenoid/cholesterol pathway were conducted. These results confirmed the isoprenoid and cholesterol reducing effects of statin treatment as observed in the aforementioned in vivo mouse study. Interestingly, cholesterol synthesis inhibition targeted after FPP as the branch point, led to significantly elevated FPP levels. FTase inhibition led to significantly reduced FPP levels, whereas inhibition of the GGTase I did not show a significant change of either isoprenoid levels.

Specificity of neuronal responses in the primary visual cortex is modulated by interhemispheric cortico-cortical input (2010)

Kerstin E. Schmidt Stephen G. Lomber Giorgio M. Innocenti

Within the visual cortex, it has been proposed that interhemispheric interactions serve to re-establish the continuity of the visual field across its vertical meridian (VM) by mechanisms similar to those used by intrinsic connections within a hemisphere. However, other specific functions of transcallosal projections have also been proposed, including contributing to disparity tuning and depth perception. Here, we consider whether interhemispheric connections modulate specific response properties, orientation and direction selectivity, of neurons in areas 17 and 18 of the ferret by combining reversible thermal deactivation in one hemisphere with optical imaging of intrinsic signals and single-cell electrophysiology in the other hemisphere. We found interhemispheric influences on both the strength and specificity of the responses to stimulus orientation and direction of motion, predominantly at the VM. However, neurons and domains preferring cardinal contours, in particular vertical contours, seem to receive stronger interhemispheric input than others. This finding is compatible with interhemispheric connections being involved in horizontal disparity tuning. In conclusion, our results support the view that interhemispheric interactions mainly perform integrative functions similar to those of connections intrinsic to one hemisphere. Key words: cooling deactivation , corpus callosum , ferret , optical imaging , orientation selectivity

Einfluss von Leberzirrhose und Alkoholabusus und das (prä-)klinische Outcome nach Polytrauma und Veränderung der posttraumatischen Innenregulierung nach akuter Alkoholintoxikation (2010)

Hagen Dörr

Patienten, die sich einer elektiven Operation unterziehen müssen und an einer Leberzirrhose als Vorerkrankung leiden, haben ein deutlich erhöhtes Risko für die Entwicklung postoperativer Komplikationen. Die Auswirkungen einer vorbestehenden Leberzirrhose und/oder eines Alkoholabusus (als typischer Riskofaktor für die Entwicklung einer Leberzirrhose) auf das Outcome schwerverletzter Patienten wurden in der folgenden Studie, unter Berücksichtigung der multizentrischen und anonymisierten Datenbank des Traumaregisters der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie, untersucht. Dazu verglichen wir retrospektiv Polytraumapatienten (ISS ≥ 18) mit Alkoholabusus und Leberzirrhose mit einem gesunden Vergleichskollektiv. Letztlich erfüllten 13,527 Patienten die Einschlusskriterien, von 713 (5,3%) einen Alkoholabusus und 91 (0,7%) eine gesicherte Leberzirrhose aufwiesen. Die Gruppe der Leberzirrhotiker zeigte neben einer höheren Rate an Organ- und Multiorganversagen gegenüber der RISC-Prognose eine signifikant erhöhte Krankenhausmortalität (31% gegenüber prognostizierten 19%), wodurch dieser in seiner Verwendung als Prognosescore für verletzte leberzirrhotische Patienten deutlich limitiert wird. In der Matched Pair Analyse unterschieden sich die Patienten mit einer Leberzirrhose verglichen zum Kontrollkollektiv signifikant in Bezug auf Einzel- (Herz, Leber, Niere, Gerinnung) und Multiorganversagen, sowie in der Gesamtmortalität. Die Ergebnisse verdeutlichen die fatalen Auswirkungen einer Leberzirrhose auf das Outcome nach Polytrauma und fordern eine diesbezügliche Evaluierung der Trauma- und Prognosescores (wie z.B. RISC) zur besseren Risikoprofilabschätzung eines Schwerverletzten. Bei den Alkoholikern kam es zwar ebenfalls zu durchschnittlich mehr Organausfällen im Vergleich zur Kontrollgruppe, jedoch war die Krankenhausmortalität gleich. Überraschenderweise verstarben in der Alkoholgruppe innerhalb der ersten 24 Stunden nach Trauma die wenigsten Patienten. Inwieweit dabei Alkohol als möglicher Modulator der posttraumatischen Immunreaktion eine Rolle spielt, konnte bis dahin allerdings nicht beantwortet werden. In einer weiteren Studie wurden deshalb die Interleukin-6 und Interleukin-10 Serumkonzentrationen von 34 alkoholintoxikierten Polytraumapatienten (ISS ≥ 16) des Universitätsklinikums Frankfurt am Main von Aufnahme bis Tag 5 nach Trauma untersucht und mit einer gematchten Gruppe von 15 nüchternen Schwerverletzten verglichen. Während die Alkoholgruppe im Schockraum einen Trend zu erniedrigten IL-6 Konzentrationen aufwies, stiegen diese im posttraumatischen Verlauf immer weiter an und waren am Tag 4 und 5 signifikant gegenüber der nüchternen Gruppe erhöht. Das antiinflammatorische Zytokin IL-10 hingegen zeigte im Gruppenvergleich während des gesamten posttraumatischen Verlaufs keine signifikanten Unterschiede. Die Studie verdeutlicht, dass akute Alkoholintoxikation die Immunantwort des Körpers nach schwerem Trauma moduliert, hier nachgewiesen in einer veränderten Il-6 Antwort im zeitlichen Verlauf bis zum 5. posttraumatischen Tag. Dennoch sind weitere Untersuchung im komplexen Zusammenspiel des janusköpfigen Zytokins IL-6 und anderer hauptsächlich antiinflammatorischer Mediatoren wie z.B. IL-4, IL-11, TGF-β und IL-13 in zusätzlicher Korrelation zum klinischen Outcome notwendig, um die komplexe Immunantwort des Körpers nach Trauma zu verstehen. Letztlich gilt es noch herauszufinden, ob IL-6 als prognostischer Mediator oder Parameter im klinischen Verlauf nach Polyrauma verwendet werden kann.

Untersuchungen zur blutzuckerabhängigen Wirkung von Exendin-4 auf die Insulinsekretion bei Typ 2-Diabetikern (2010)

Natalie Alice Peters

In der Therapie des Diabetes mellitus Typ 2 ist neben Patientenschulung, Fewichtsreduktion und körperlicher Aktivität die Therapie mit oralen Antidiabetika von besonderer Bedeutung, um langfristig die Blutzuckereinstellung zu verbessern und kardiovaskuläre wie andere Folgeerkrankungen zu minimieren. Allerdings sinkt im Verlauf die Effizienz dieser Therapie, so dass die dauerhafte Gabe von Insulin notwendig wird. Dabei können jedoch auch schwerwiegende Nebenwirkungen, wie z.B. Hypoglykämien und eine wiederrum mit einem erhöhten Risiko an kardiovaskulären Erkrankungen verbundene ausgeprägte Gewichtszunahme auftreten. Demgegenüber führte der GLP-1 Rezeptor-Agonist Exenatide in jüngsten Studien zu einer Verbesserung der Blutzuckereinstellung und Reduktion des Körpergewichts und kann somit als eine neuartige Therapiealternative zum bisher verwendeten Insulin angesehen werden. In der hier vorliegenden prospektiven Studie wurde Exenatide mit Insulin bei Typ 2-Diabetes Patienten mit einer unzureichenden Stoffwechseleinstellung unter Metformin in Bezug auf deren Blutzuckereinstellung und das Hypoglykämie-Risiko verglichen. In dieser 26-wöchigen, multizentrischen, kontrollierten, randomisierten und zweiarmigen Phase IIIb-Studie wurden insgesamt 494 Patienten aus ganz Deutschland untersucht. Die Patienten mit einer unzureichenden Metformin- (Primärkollektiv) oder Kombinationstherapie (exploratives Kollektiv: Metformin plus Sulfonylharnstoff) wurden im Verhältnis 3:1 auf zweimal täglich Exenatide oder zweimal täglich Mischinsulin Aspart 30/70 randomisiert. In einem hierarchischen Modell wurde zunächst die Nichtunterlegenheit von Exenatide gegenüber dem Mischinsulin im Hinblick auf das primäre Endziel der Blutzuckereinstellung (in Form des HbA1c-Wertes) untersucht und anschließend die Überlegenheit von Exenatide in Hinblick auf ein geringeres Hypoglykämie-Risiko. Sekundäre Studienziele waren die Häufigkeit von schweren und von nächtlichen Hypoglykämien, die Veränderung des Körpergewichts sowie des Body Mass Index. Ferner wurden 7-Punkt-Blutzuckertagesprofile und Patientenfragebögen in die Auswertung einbezogen. Bei der insgesamt in acht Visiten unterteilten Studie erfolgte nach zwei Wochen die Randomisierung auf die beiden Therapie-Arme. Während die Dosierung des Mischinsulins im Verlauf der gesamten Studiendauer vom Arzt individuell titriert werden konnte, wurde die Dosis von Exenatide nach vier Wochen von 2 x 5 μg/Tag auf 2 x 10 μg/Tag verdoppelt und bis zum Ende der Studie nicht verändert. Die hier vorliegende Arbeit ist die erste Studie, die das Hypoglykämie-Risiko unter Exenatide und Mischinsulin als primären Endpunkt prospektiv und konfirmatorisch vergleichend untersucht. Im Primärkollektiv konnte die Nicht-Unterlegenheit von Exenatide zum Mischinsulin in Bezug auf den HbA1c-Wert festgestellt werden. Bei der Vermeidung von Hypoglykämien war Exenatide dem Mischinsulin statistisch signifikant überlegen. Zusätzlich konnte unter der Exenatide-Behandlung ein signifikanter Gewichtsverlust festgestellt werden, wohingegen die Patienten im Mischinsulin-Arm signifikant an Gewicht zunahmen. Die gleichzeitige Erreichung dieser Therapieziele (HbA1c<7,0%, keine Gewichtszunahme und keine Hypoglykämien) wurde als Triple-Endpoint definiert und im Exenatide-Arm signifikant häufiger als unter der Mischinsulin-Therapie beobachtet. In den 7-Punkt-Blutzuckertagesprofilen konnte neben einer allgemeinen Blutzuckersenkung in beiden Therapiearmen eine zusätzliche postprandiale Senkung zu den Zeiten der morgendlichen und abendlichen Exenatide-Injektion beobachtet werden. Demgegenüber waren die präprandialen Blutzuckerwerte im Mischinsulin-Arm niedriger, so dass insgesamt eine vergleichbare Verbesserung des Flächenintegrals in den Blutzuckertageskurven erzielt wurde, was die vergleichbare HbA1c-Verbesserung erklärt. Entsprechend zum Gewicht nahmen auch BMI und Hüftumfang der Patienten unter Exenatide ab und unter Insulin zu. Das Gesamtcholesterin und die Triglyceride sanken unter beiden Therapien leicht ab, HDL-Cholesterin stieg leicht an, wohingegen nur unter Exenatide das LDL-Cholesterin abnahm. Ebenfalls sanken nur im Exenatide-Arm der systolische und diastolische Blutdruck. Die häufigsten unerwünschten Ereignisse unter Exenatide waren Übelkeit, Erbrechen, Verdauungsstörungen, Durchfall, Kopfschmerzen und Erkältungen, wobei Durchfall, Kopfschmerzen und Erkältungen auch unter Insulin zu beobachten waren. Bei der in den Patientenfragebögen DTSQ und SF-12 dokumentierten subjektiven Empfindung der Nebenwirkungen zeigten sich allerdings eine Kompensation der deutlicheren Nebenwirkungen von Exenatide durch dessen Vorteile, u.a. im Hinblick auf seine einfachere Dosierung und der als angenehm empfundenen Gewichtsreduktion. Insgesamt war in beiden Therapie-Armen eine ausreichende Patientenzufriedenheit festzustellen. Unter denjenigen Patienten, bei denen Antikörper gegen Exenatide festgestellt wurden, nahm die Prävalenz einer Antikörperbildung gegen Exenatide bis zum Ende der Studie ab. Die Ergebnisse der hier vorgelegten Studie lassen die Schlussforderung zu, dass der GLP-1 Agonist Exenatide eine therapeutische Alternative zum Mischinsulin in der Behandlung des Diabetes Mellitus Typ 2 darstellt. Da eine Restfunktion der pankreatischen ß-Zellen eine Voraussetzung für den Therapieerfolg darstellt, sollte Exenatide möglichst früh bei nachlassender Wirkung des oralen Antidiabetikums Metformin eingesetzt werden. Hier wirkt Exenatide durch eine Verbesserung der Blutzuckereinstellung, die zudem mit einem verminderten Hypoglykämie-Risiko und einer Gewichtsreduktion verbunden ist. Die Kombination dieser drei bedeutenden Effekte hat den klinisch relevanten Vorteil, das Risiko an kardiovaskulären Spätfolgen und somit die Morbidität und Mortalität von Typ 2-Diabetikern langfristig zu senken. Dieses sollte in einer prospektiven Langzeitstudie untermauert werden.

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