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The duration of infectivity of SARS-CoV-2 (severe acute respiratory syndrome coronavirus 2) in living patients has been demarcated. In contrast, a possible SARS-CoV-2 infectivity of corpses and subsequently its duration under post mortem circumstances remain to be elucidated. The aim of this study was to investigate the infectivity and its duration of deceased COVID-19 (coronavirus disease) patients. Four SARS-CoV-2 infected deceased patients were subjected to medicolegal autopsy. Post mortem intervals (PMI) of 1, 4, 9 and 17 days, respectively, were documented. During autopsy, swabs and organ samples were taken and examined by RT-qPCR (real-time reverse transcription-polymerase chain reaction) for the detection of SARS-CoV-2 ribonucleic acid (RNA). Determination of infectivity was performed by means of virus isolation in cell culture. In two cases, virus isolation was successful for swabs and tissue samples of the respiratory tract (PMI 4 and 17 days). The two infectious cases showed a shorter duration of COVID-19 until death than the two non-infectious cases (2 and 11 days, respectively, compared to > 19 days), which correlates with studies of living patients, in which infectivity could be narrowed to about 6 days before to 12 days after symptom onset. Most notably, infectivity was still present in one of the COVID-19 corpses after a post-mortem interval of 17 days and despite already visible signs of decomposition. To prevent SARS-CoV-2 infections in all professional groups involved in the handling and examination of COVID-19 corpses, adequate personal safety standards (reducing or avoiding aerosol formation and wearing FFP3 [filtering face piece class 3] masks) have to be enforced for routine procedures.
Background/Aims: Signaling of Gs protein-coupled receptors (GsPCRs) is accomplished by stimulation of adenylyl cyclase, causing an increase of the intracellular cAMP concentration, activation of the intracellular cAMP effectors protein kinase A (PKA) and Epac, and an efflux of cAMP, the function of which is still unclear.
Methods: Activation of adenylyl cyclase by GsPCR agonists or cholera toxin was monitored by measurement of the intracellular cAMP concentration by ELISA, anti-phospho-PKA substrate motif phosphorylation by immunoblotting, and an Epac-FRET assay in the presence and absence of adenosine receptor antagonists or ecto-nucleotide phosphodiesterase/pyrophosphatase2 (eNPP2) inhibitors. The production of AMP from cAMP by recombinant eNPP2 was measured by HPLC. Extracellular adenosine was determined by LC-MS/MS, extracellular ATP by luciferase and LC-MS/MS. The expression of eNPP isoenzymes 1-3 was examined by RT-PCR. The expression of multidrug resistance protein 4 was suppressed by siRNA.
Results: Here we show that the activation of GsPCRs and the GsPCRs-independent activation of Gs proteins and adenylyl cyclase by cholera toxin induce stimulation of cell surface adenosine receptors (A2A or A2B adenosine receptors). In PC12 cells stimulation of adenylyl cyclase by GsPCR or cholera toxin caused activation of A2A adenosine receptors by an autocrine signaling pathway involving cAMP efflux through multidrug resistance protein 4 and hydrolysis of released cAMP to AMP by eNPP2. In contrast, in PC3 cells cholera toxin- and GsPCR-induced stimulation of adenylyl cyclase resulted in the activation of A2B adenosine receptors.
Conclusion: Our findings show that stimulation of adenylyl cyclase causes a remarkable activation of cell surface adenosine receptors.
Background: Autotaxin (ATX) and its product lysophosphatidic acid (LPA) are considered to be involved in the development of liver fibrosis and elevated levels of serum ATX have been found in patients with hepatitis C virus associated liver fibrosis. However, the clinical role of systemic ATX in the stages of liver cirrhosis was unknown. Here we investigated the relation of ATX serum levels and severity of cirrhosis as well as prognosis of cirrhotic patients.
Methods: Patients with liver cirrhosis were prospectively enrolled and followed until death, liver transplantation or last contact. Blood samples drawn at the day of inclusion in the study were assessed for ATX content by an enzyme-linked immunosorbent assay. ATX levels were correlated with the stage as well as complications of cirrhosis. The prognostic value of ATX was investigated by uni- and multivariate Cox regression analyses. LPA concentration was determined by liquid chromatography-tandem mass spectrometry.
Results: 270 patients were enrolled. Subjects with liver cirrhosis showed elevated serum levels of ATX as compared to healthy subjects (0.814±0.42 mg/l vs. 0.258±0.40 mg/l, P<0.001). Serum ATX levels correlated with the Child-Pugh stage and the MELD (model of end stage liver disease) score and LPA levels (r = 0.493, P = 0.027). Patients with hepatic encephalopathy (P = 0.006), esophageal varices (P = 0.002) and portal hypertensive gastropathy (P = 0.008) had higher ATX levels than patients without these complications. Low ATX levels were a parameter independently associated with longer overall survival (hazard ratio 0.575, 95% confidence interval 0.365–0.905, P = 0.017).
Conclusion: Serum ATX is an indicator for the severity of liver disease and the prognosis of cirrhotic patients.
Striatal dopamine transmission is subtly modified in human A53Tα-synuclein overexpressing mice
(2012)
Mutations in, or elevated dosage of, SNCA, the gene for α-synuclein (α-syn), cause familial Parkinson's disease (PD). Mouse lines overexpressing the mutant human A53Tα-syn may represent a model of early PD. They display progressive motor deficits, abnormal cellular accumulation of α-syn, and deficits in dopamine-dependent corticostriatal plasticity, which, in the absence of overt nigrostriatal degeneration, suggest there are age-related deficits in striatal dopamine (DA) signalling. In addition A53Tα-syn overexpression in cultured rodent neurons has been reported to inhibit transmitter release. Therefore here we have characterized for the first time DA release in the striatum of mice overexpressing human A53Tα-syn, and explored whether A53Tα-syn overexpression causes deficits in the release of DA. We used fast-scan cyclic voltammetry to detect DA release at carbon-fibre microelectrodes in acute striatal slices from two different lines of A53Tα-syn-overexpressing mice, at up to 24 months. In A53Tα-syn overexpressors, mean DA release evoked by a single stimulus pulse was not different from wild-types, in either dorsal striatum or nucleus accumbens. However the frequency responsiveness of DA release was slightly modified in A53Tα-syn overexpressors, and in particular showed slight deficiency when the confounding effects of striatal ACh acting at presynaptic nicotinic receptors (nAChRs) were antagonized. The re-release of DA was unmodified after single-pulse stimuli, but after prolonged stimulation trains, A53Tα-syn overexpressors showed enhanced recovery of DA release at old age, in keeping with elevated striatal DA content. In summary, A53Tα-syn overexpression in mice causes subtle changes in the regulation of DA release in the striatum. While modest, these modifications may indicate or contribute to striatal dysfunction.
Introduction: Neuronal death and subsequent denervation of target areas are hallmarks of many neurological disorders. Denervated neurons lose part of their dendritic tree, and are considered "atrophic", i.e. pathologically altered and damaged. The functional consequences of this phenomenon are poorly understood.
Results: Using computational modelling of 3D-reconstructed granule cells we show that denervation-induced dendritic atrophy also subserves homeostatic functions: By shortening their dendritic tree, granule cells compensate for the loss of inputs by a precise adjustment of excitability. As a consequence, surviving afferents are able to activate the cells, thereby allowing information to flow again through the denervated area. In addition, action potentials backpropagating from the soma to the synapses are enhanced specifically in reorganized portions of the dendritic arbor, resulting in their increased synaptic plasticity. These two observations generalize to any given dendritic tree undergoing structural changes.
Conclusions: Structural homeostatic plasticity, i.e. homeostatic dendritic remodeling, is operating in long-term denervated neurons to achieve functional homeostasis.
Poster presentation: Twenty Second Annual Computational Neuroscience Meeting: CNS*2013. Paris, France. 13-18 July 2013.
Neuronal death and subsequent denervation of target areas is a major feature of several neurological conditions such as brain trauma, ischemia or neurodegeneration. The denervation-induced axonal loss results in reorganization of the dendritic tree of denervated neurons. Dendritic reorganization of denervated neurons has been previously studied using entorhinal cortex lesion (ECL).
ECL leads to shortening and loss of dendritic segments in the denervated outer molecular layer of the dentate gyrus [1]. However, the functional importance of these long-term dendritic alterations is not yet understood and their impact on neuronal electrical properties remains unclear. Therefore, in this study we analyzed what happens to the electrotonic structure and excitability of dentate granule cells after denervation-induced alterations of their dendritic morphology, assuming all other parameters remain equal.
To perform comparative electrotonic analysis we used computer simulations in anatomically and biophysically realistic compartmental models of 3D-reconstructed healthy and denervated granule cells. Our results show that somatofugal and somatopetal voltage attenuation due to passive cable properties was strongly reduced in denervated granule cells. In line with these predictions, the attenuation of simulated backpropagating action potentials and forward propagating EPSPs was significantly reduced in dendrites of denervated neurons. In addition, simulations of somatic and dendritic frequency-current (f-I) curves revealed increased excitability in deafferentated granule cells.
Taken together, our results indicate that unless counterbalanced by a compensatory adjustment of passive and/or active membrane properties, the plastic remodeling of dendrites following lesion of entorhinal cortex inputs to granule cells will boost their electrotonic compactness and excitability.
Hypoglykämien stellen in der Behandlung des Typ 1-Diabetes Mellitus ein zentrales Problem dar. Mit dem Ziel, eine möglichst physiologische Insulinsubstitution zu erreichen, um diabetische Folgeschäden zu vermeiden, steigt auch die Gefahr von Hypoglykämien deutlich an. Werden diese Hypoglykämien von den Typ-1-Diabetikern als solche erkannt, können sie durch Kohlenhydratzufuhr sehr einfach behandelt werden. Problematischer ist es, wenn die Unterzuckerung asymptomatisch bleibt und in schweren Fällen bis zum Krampfanfall oder zur Bewusstlosigkeit führt. Dies stellt eine hohe psychische Belastung für die Betroffenen und deren Umfeld dar. Man weiss, dass mit steigender Erkrankungsdauer auch die Wahrscheinlichkeit steigt, eine Hypoglykämiewahrnehmungsstörung zu entwickeln. Jedoch scheinen nicht alle Typ-1-Diabetiker im Laufe ihrer Erkrankung eine Hypoglykämiewahrnehmungsstörung zu entwickeln, so dass hier von einer zusätzlichen genetischen Genese dieses Krankheitsbildes ausgegangen werden kann. Hierzu untersuchte die dänische Arbeitsgruppe um Pedersen-Bjergaard 171 Typ-1-Diabetiker hinsichtlich ihrer Hypoglykämiewahrnehmung und der Enzymaktivität beziehungsweise dem Genpolymorphismus des Angiotensin-Converting-Enzyms (ACE). Es wurde festgestellt, dass Typ-1-Diabetiker mit einer hohen Enzymaktivität, beziehungsweise dem Genpolymorphismus D/D (Deletionsallel) des ACE, ein 2.5-fach höheres Risiko haben eine Hypoglykämiewahrnehmungsstörung zu entwickeln als Typ-1-Diabetiker mit einer niedrigen Enzymaktivität beziehungsweise dem Genpolymorphismus I/I (Insertionsallel) des ACE. Sollten sich diese Daten in weiteren Studien bestätigen, könnte man mittels relativ einfacher Blutuntersuchung Voraussagen treffen, ob ein Typ-1-Diabetiker im Laufe der Erkrankung eine Hypoglykämiewahrnehmungsstörung entwickeln wird oder nicht. Dies hätte direkten Einfluss auf die individuelle Behandlungsstrategie. Diese mittels Fragebogen und Blutentnahme (zur Enzymbestimmung) erhobenen Daten wollten wir in dieser Studie experimentell verifizieren. Wir verwendeten die in der Hypoglykämieforschung etablierte hypoglykämische Glukose-Clamp-Technik. 26 Typ-1-Diabetiker wurden mittels experimentell induzierter und kontrollierter Hypoglykämie hinsichtlich ihrer Hypoglykämiewahrnehmung auf endokriner, symptomatischer und neuropsychologischer Ebene untersucht. Dazu wuden die jeweiligen Blutglukose-Spiegel mittels intravenös appliziertem Insulin auf 90 mg/dl (Euglykämie), 60 mg/dl (milde Hypoglykämie) und 45 mg/dl (moderate Hypoglykämie) stabilisiert, um auf diesen Blutglukose-Niveaus Blutbestimmungen vorzunehmen, Symptome abzufragen und Reaktionstests durchzuführen. Die Enzymaktivitäten des ACE sowie der jeweilige Genpolymorphismus dieses Enzyms wurden aus venösem Vollblut bestimmt. Es wurden zwei Gruppen mit je 13 Probanden mit hoher versus niedriger ACE-Aktivität am Median der absoluten Enzymaktivität des Angiotensin-Converting-Enzyms gebildet. Die Auswertung unserer Daten zeigte eine qualitativ gut durchgeführte Untersuchung, die angestrebten Blutzuckerspiegel wurden erreicht und alle Probanden haben die geforderten Tests beziehungsweise Fragebögen absolviert. Es zeigte sich kein signifikanter Unterschied der Typ-1-Diabetiker mit einer hohen ACE-Aktivität hinsichtlich ihrer Hypoglykämiewahrnehmung auf endokriner, symptomatischer und neuropsychologischer Ebene gegenüber der Vergleichsgruppe mit niedriger ACE-Aktivität. Die von Pedersen-Bjergaard veröffentlichten Daten konnten in dieser Arbeit experimentell nicht nachgewiesen werden. Es ist allerdings zu bedenken dass die von Pedersen-Bjergaard publizierten Arbeiten anhand retrospektiv ermittelter Daten entstanden sind, wohingegen in dieser vorgelegten Arbeit die Daten in einer experimentellen klinischen Studie erhoben worden sind. Als entscheidenden Nachteil dieser Arbeit darf man das geringe Probandenkollektiv sehen, was die statistische Aussagekraft verringert. Weitere klinische Studien mit einer größeren Anzahl an Probanden sollten folgen, um nach genetischen Ursachen für die Entstehung einer Hypoglykämiewahrnehmungsstörung zu suchen.
The cellular and molecular mechanisms of tumor angiogenesis and its prospects for anti-angiogenic cancer therapy are major issues in almost all current concepts of both cancer biology and targeted cancer therapy. Currently, (1) sprouting angiogenesis, (2) vascular co-option, (3) vascular intussusception, (4) vasculogenic mimicry, (5) bone marrow-derived vasculogenesis, (6) cancer stem-like cell-derived vasculogenesis and (7) myeloid cell-driven angiogenesis are all considered to contribute to tumor angiogenesis. Many of these processes have been described in developmental angiogenesis; however, the relative contribution and relevance of these in human brain cancer remain unclear. Preclinical tumor models support a role for sprouting angiogenesis, vascular co-option and myeloid cell-derived angiogenesis in glioma vascularization, whereas a role for the other four mechanisms remains controversial and rather enigmatic. The anti-angiogenesis drug Avastin (Bevacizumab), which targets VEGF, has become one of the most popular cancer drugs in the world. Anti-angiogenic therapy may lead to vascular normalization and as such facilitate conventional cytotoxic chemotherapy. However, preclinical and clinical studies suggest that anti-VEGF therapy using bevacizumab may also lead to a pro-migratory phenotype in therapy resistant glioblastomas and thus actively promote tumor invasion and recurrent tumor growth. This review focusses on (1) mechanisms of tumor angiogenesis in human malignant glioma that are of particular relevance for targeted therapy and (2) controversial issues in tumor angiogenesis such as cancer stem-like cell-derived vasculogenesis and bone-marrow-derived vasculogenesis.
Heparine werden seit Jahrzehnten als Medikamente zur Thromboseprophylaxe und Antikoagulation eingesetzt. Die heparin-induzierte Thrombozytopenie (HIT) stellt eine seltene, jedoch lebensbedrohliche Nebenwirkung einer Heparintherapie dar. Es werden zwei verschiedene Formen unterschieden. Die harmlose, nicht immunologische Form der HIT (HIT Typ I) und die seltene, oft lebensbedrohliche, immunologisch bedingte HIT Typ II. Sie ist gekennzeichnet durch eine Immunreaktion, die durch ein Neoantigen (Komplex aus dem von extern applizierten Heparin und dem autologen, aus den α-Granula der Thrombozyten freigesetzten Plättchenfaktor 4) eine Antikörperbildung induziert. Prädisponierte Patienten bilden Antikörper gegen den Heparin-PF4-Komplex, vornehmlich der Klasse IgG. Es entstehen makromolekulare Immunkomplexe, die über ihr Fc-Fragment durch Antikörperadsorption eine Aktivierung der Thrombozyten und Endothelzellen über den FcγIIa-Rezeptor bewirken und im Verlauf zu einer Thrombozytenaggregation mit gleichzeitigem Auftreten von Thrombozytopenien in Verbindung mit Thrombosen führen können. Das eigentlich zur Antikoagulation eingesetzte Heparin wirkt daher paradoxerweise bei der HIT-Typ II prokoagulatorisch. Es kommt zu Thrombozytopenien, die klassischerweise fünf bis 14 Tage nach Beginn einer Heparintherapie auftreten. Die Thrombozytopenien können begleitet sein von thromboembolischen Ereignissen, die eine hohe Rate an Defektheilungen oder gar ein Versterben bedingen können. Die Inzidenz einer HIT Typ II wird kollektivabhängig und nach Art des eingesetzten Heparins in der Literatur mit 0,3 – 2,7 % angegeben. Zur Diagnostik bei Verdacht auf eine heparin-induzierte Thrombozytopenie werden verschiedene kommerziell erhältliche Testsysteme eingesetzt. Diese immunologischen und funktionellen Labortests weisen Antigen-Antikörper-Komplexe direkt oder indirekt nach. Daten bezüglich der Inzidenz einer heparin-induzierten Thrombozytopenie in einem gefäßchirurgischen Kollektiv waren zu Beginn unserer Studie in der Literatur nicht verfügbar. Wir untersuchten daher fünfzig konsekutive Patienten im Alter von durchschnittlich 64,5 Jahren, die sich im Zeitraum von September 1996 bis November 1997 einer gefäßchirurgischen Operation unterziehen mussten, und die im Rahmen dessen über einen Mindestzeitraum von fünf Tagen eine Heparinbehandlung aus medizinischer Indikation benötigten. Die Thrombozytenzahlen wurden bei den Patienten unter Heparintherapie täglich bestimmt. An definierten Zeitpunkten (Tag 3 – 5, Tag 6 – 8, Tag 9 – 11, Tag 12 – 18, Ende der Heparintherapie) wurden Blutproben gewonnen, um diese mit zwei ELISA-Testmethoden (PF4/H-EIA und GTI-EIA) und einem funktionellen Testverfahren, dem heparin-induzierten Plättchen Aktivierungs Test [HIPA]), auf heparin-induzierte Antikörper zu untersuchen. Zum Ende der Heparintherapie wurde zusätzlich auch eine differenzierte Analyse der Antikörpersubklassen (IgG, IgA und IgM) durchgeführt. Während des stationären Aufenthaltes wurden die Patienten täglich auf thromboembolische Ereignisse körperlich untersucht. Ferner wurden die Patienten zum Ende der Heparintherapie und bei suspektem klinischem Befund mit Hilfe der Farbduplexsonographie bezüglich des Auftretens tiefer Beinvenenthrombosen gescreent. Mit zunehmender Dauer der Heparintherapie stieg die Inzidenz der positiven Testergebisse für heparin-induzierte Antikörper kontinuierlich bis auf ein Maximum am Tag 9 – 11 der Heparintherapie an. 54% der Patienten wurden zum Ende der Heparintherapie in mindestens einem der Teste positiv getestet. Offensichtlich entwickeln viele gefäßchirurgische Patienten unter prolongierter Heparintherpie heparin-induzierte Antikörper ohne klinsche Symptome -im Sinne von Thombozytopenien oder/ und thromboembolischen Ereignissen- zu erleiden. Bei der Mehrheit der Patienten wurden IgA-Antikörper (14 %) und IgM-Antikörper (26 %) am Ende der Heparintherapie bei der Antikörpersubklassenanalyse nachgewiesen, bei gleichzeitig positivem HIPA-Ergebnis allerdings vorwiegend IgG-Antikörper (3/ 3 Patienten). Acht Prozent des untersuchten Kollektivs (4/ 50) fielen durch klinische Komplikationen auf (2 Thrombozytopenien, 3 Reverschlüsse). Bei keinem der Patienten wurde ein Zusammenhang mit der HIT-Antikörperentwicklung gesehen, so dass die klinische Relevanz der mit den unterschiedlichen Testsystemen sehr häufig nachgewiesenen HIT-Antikörper in dem untersuchten Kollektiv fraglich ist. Farbduplexsonographisch ließ sich bei keinem der untersuchten Patienten eine tiefe Beinvenenthrombose nachweisen. Ein großer Prozentsatz von gefäßchirurgischen Patienten entwickelt heparin-induzierte Antikörper, ohne klinische Symptome einer HIT Typ II zu zeigen. Keines der angewandten Testverfahren auf heparin-induzierte Antikörper ist daher prädiktiv in Bezug auf eine klinische Manifestation bei asymptomatischen Patienten. Die diagnostische Spezifität sowohl der immunologischen Antigen-, als auch des funktionellen Aktivierungstests scheint daher bei gefäßchirurgischen Patienten gering zu sein. Die Ergebnisse dieser Doktorarbeit konnten bereits im Jahr 2000 in dem internationalen Journal ´Thrombosis Research´ publiziert werden (2000 Thromb Res 97: 387 – 393). Ebenso wurden Auszüge der vorliegenden Arbeit bereits 1997 als Abstract in Thromb Haemost 77 (Suppl. 1): 562 vorgestellt. Ferner wurden die Ergebnisse als Abstract auf dem ´42. Annual Meeting´ der Gesellschaft Thrombose und Hämostasforschung/ GTH im Februar 1998 (1998 Ann Hematol 77 (Suppl. 1): 58 vorgestellt.
The analysis of postmortem protein degradation has become of large interest for the estimation of the postmortem interval (PMI). Although several techniques have been published in recent years, protein degradation-based techniques still largely did not exceed basic research stages. Reasons include impractical and complex sampling procedures, as well as highly variable protocols in the literature, making it difficult to compare results. Following a three-step procedure, this study aimed to establish an easily replicable standardized procedure for sampling and processing, and further investigated the reliability and limitations for routine application. Initially, sampling and processing were optimized using a rat animal model. In a second step, the possible influences of sample handling and storage on postmortem protein degradation dynamics were assessed on a specifically developed human extracorporeal degradation model. Finally, the practical application was simulated by the collection of tissue in three European forensic institutes and an international transfer to our forensic laboratory, where the samples were processed and analyzed according to the established protocol.