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Small RNAs have been implicated in numerous cellular processes, including effects on chromatin structure and the repression of transposons. We describe the generation of a small RNA response at DNA ends in Drosophila that is analogous to the recently reported double-strand break (DSB)-induced RNAs or Dicer- and Drosha-dependent small RNAs in Arabidopsis and vertebrates. Active transcription in the vicinity of the break amplifies this small RNA response, demonstrating that the normal messenger RNA contributes to the endogenous small interfering RNAs precursor. The double-stranded RNA precursor forms with an antisense transcript that initiates at the DNA break. Breaks are thus sites of transcription initiation, a novel aspect of the cellular DSB response. This response is specific to a double-strand break since nicked DNA structures do not trigger small RNA production. The small RNAs are generated independently of the exact end structure (blunt, 3′- or 5′-overhang), can repress homologous sequences in trans and may therefore—in addition to putative roles in repair—exert a quality control function by clearing potentially truncated messages from genes in the vicinity of the break.
The cerebellum is crucially important for motor control and adaptation. Recent non-invasive brain stimulation studies have indicated the possibility to alter the excitability of the cerebellum and its projections to the contralateral motor cortex, with behavioral consequences on motor control and adaptation. Here we sought to induce bidirectional spike-timing dependent plasticity (STDP)-like modifications of motor cortex (M1) excitability by application of paired associative stimulation (PAS) in healthy subjects. Conditioning stimulation over the right lateral cerebellum (CB) preceded focal transcranial magnetic stimulation (TMS) of the left M1 hand area at an interstimulus interval of 2 ms (CB→M1 PAS(2 ms)), 6 ms (CB→M1 PAS(6 ms)) or 10 ms (CB→M1 PAS(10 ms)) or randomly alternating intervals of 2 and 10 ms (CB→M1 PAS(Control)). Effects of PAS on M1 excitability were assessed by the motor-evoked potential (MEP) amplitude, short-interval intracortical inhibition (SICI), intracortical facilitation (ICF) and cerebellar-motor cortex inhibition (CBI) in the first dorsal interosseous muscle of the right hand. CB→M1 PAS(2 ms) resulted in MEP potentiation, CB→M1 PAS(6 ms) and CB→M1 PAS(10 ms) in MEP depression, and CB→M1 PAS(Control) in no change. The MEP changes lasted for 30-60 min after PAS. SICI and CBI decreased non-specifically after all PAS protocols, while ICF remained unaltered. The physiological mechanisms underlying these MEP changes are carefully discussed. Findings support the notion of bidirectional STDP-like plasticity in M1 mediated by associative stimulation of the cerebello-dentato-thalamo-cortical pathway and M1. Future studies may investigate the behavioral significance of this plasticity.
Mit den Krankheiten häuft sich im Alter auch die Zahl der einzunehmenden Medikamente. Das bringt viele Probleme mit sich. Das Institut für Allgemeinmedizin der Goethe-Universität untersucht in enger Kooperation mit der Universität Maastricht die Folgen der Multimedikation und entwickelt gemeinsam mit Hausärzten Strategien, um unerwünschte Wirkungen zu vermeiden.
Das Institut für Medizinische Virologie, untergebracht in dem 100 Jahre alten Gebäude des ehemaligen Frankfurter Gesundheitsamtes direkt neben dem Georg-Speyer-Haus, ist eine wunderbare Kombination von Funktionalität und Schönheit. Von der geschwungenen Holztreppe des historischen Treppenhauses geht der Blick immer wieder in hochmoderne biomedizinische Laboratorien, gesichert hinter dicken Glastüren – ein Blick in eine futuristisch anmutende Welt.
Hausherr ist hier seit April 2012 der mehrfach ausgezeichnete HIV/AIDS-Experte Professor Oliver T. Keppler. Unter seiner Leitung ist das Institut umgehend mit Wirkung zum 1. Oktober 2012 vom Präsidenten des Robert-Koch-Instituts zum „Nationalen Referenzzentrum für Retroviren“ berufen worden. Mit Retroviren sind zu 95 Prozent HI-Viren (Humanes Immundefizienz-Virus) gemeint – die restlichen fünf Prozent umfassen die HTL-Viren (Humanes T-lymphotropes-Virus), mit denen weltweit etwa 20 Millionen Menschen infiziert sind, das jedoch kaum in Deutschland vorkommt. Das Institut ist damit das deutsche Referenzlabor für die Routine- und Spezialdiagnostik von Retroviren, Schwerpunkt HIV-Infektionen, sowie für Stellungnahmen zu Fragen der Krankheitsentstehung und Behandlung.
Wolfgang Schlote : 80 Jahre
(2012)
1993 stellte die Entdeckung winziger Stückchen von Ribonukleinsäuren, heute als microRNAs bekannt, die Wissenschaftler vor ein Rätsel. Erstmals beobachtet wurden sie in dem Fadenwurm C. elegans, einem einfachen, vergleichsweise leicht durchschaubaren Organismus. Was die Wissenschaftler verwirrte, war die Tatsache, dass diese microRNAs ganz offensichtlich nicht für Proteine kodierten. Welche Funktion haben sie dann? Inzwischen weiß man, dass sie eine wichtige Rolle bei der Genregulation spielen. Und das nicht nur im Fadenwurm: MicroRNAs sind evolutionär hoch konserviert, sie kommen auch in höheren Organismen vor. Im Menschen sind mehr als 1500 microRNAs beschrieben, und man geht davon aus, dass mindestens 30 Prozent der Gene direkt durch microRNAs reguliert werden. Das lässt sich auch für therapeutische Zwecke nutzen. In unserer Arbeitsgruppe erforschen wir insbesondere die Rolle der microRNAs bei Herz- und Gefäß-Erkrankungen.
Background: Valvular aortic stenosis is a common disease in the elderly, often in multimorbid patients. It is often associated with coronary artery disease and peripheral artery disease. In this situation, the risk of conventional open-heart surgery is too high, and other treatment strategies have to be evaluated.
Case report: A 79-year-old female patient with severe aortic stenosis, coronary artery disease and end-stage chronic obstructive pulmonary disease suffering from dyspnea at rest and permanently dependent on oxygen was treated in three steps. Firstly, her pulmonary infection was treated with antibiotics for 7 days. Then, the left anterior descending artery was stented (bare-metal stent). In the same session, valvuloplasty of the aortic valve was performed. She was sent to rehabilitation to improve her pulmonary condition and took clopidogrel for 4 weeks. Finally, she underwent transapical aortic valve replacement. She was released to rehabilitation on postoperative day 12.
Conclusion: A combination of modern interventional and minimally invasive surgical techniques to treat aortic stenosis and coronary heart disease can be a viable option for multimorbid patients with extremely high risk in conventional open-heart surgery.
Background: Repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) allows non-invasive stimulation of the human brain. However, no suitable marker has yet been established to monitor the immediate rTMS effects on cortical areas in children.
Objective: TMS-evoked EEG potentials (TEPs) could present a well-suited marker for real-time monitoring. Monitoring is particularly important in children where only few data about rTMS effects and safety are currently available.
Methods: In a single-blind sham-controlled study, twenty-five school-aged children with ADHD received subthreshold 1 Hz-rTMS to the primary motor cortex. The TMS-evoked N100 was measured by 64-channel-EEG pre, during and post rTMS, and compared to sham stimulation as an intraindividual control condition.
Results: TMS-evoked N100 amplitude decreased during 1 Hz-rTMS and, at the group level, reached a stable plateau after approximately 500 pulses. N100 amplitude to supra-threshold single pulses post rTMS confirmed the amplitude reduction in comparison to the pre-rTMS level while sham stimulation had no influence. EEG source analysis indicated that the TMS-evoked N100 change reflected rTMS effects in the stimulated motor cortex. Amplitude changes in TMS-evoked N100 and MEPs (pre versus post 1 Hz-rTMS) correlated significantly, but this correlation was also found for pre versus post sham stimulation.
Conclusion: The TMS-evoked N100 represents a promising candidate marker to monitor rTMS effects on cortical excitability in children with ADHD. TMS-evoked N100 can be employed to monitor real-time effects of TMS for subthreshold intensities. Though TMS-evoked N100 was a more sensitive parameter for rTMS-specific changes than MEPs in our sample, further studies are necessary to demonstrate whether clinical rTMS effects can be predicted from rTMS-induced changes in TMS-evoked N100 amplitude and to clarify the relationship between rTMS-induced changes in TMS-evoked N100 and MEP amplitudes. The TMS-evoked N100 amplitude reduction after 1 Hz-rTMS could either reflect a globally decreased cortical response to the TMS pulse or a specific decrease in inhibition.
Ein charakteristisches Merkmal von Autoimmunerkrankungen ist der selektive Angriff des Immunsystems auf einen einzigen Zelltyp, ein Organ oder Gewebe durch bestimmte T- und B-Lymphozyten. Die genaue Ursache von Autoimmunerkrankungen bleibt bislang ungeklärt, jedoch scheint eine bestimmte genetische Konstellation bei Zusammentreffen mit im weitesten Sinne umweltbedingten Faktoren die Reaktionen zu erklären. Zu solchen umweltbedingten Faktoren gehören auch Infektionen. Häufig werden Assoziationen zwischen Infektion und autoimmuner Erkrankung beobachtet. Auch kann bei einer akuten Infektion ein vorhandener Autoimmunprozess exazerbieren. Eine schnelle Verteidigung gegen Infektionen gewährleistet das angeborene Immunsystem, bevor das adaptive Immunsystem zum Tragen kommt. Die Moleküle, die bei diesen Abwehrprozessen frei werden, können zur T-Zell-Vermehrung führen, die einerseits eine effektive Selbstverteidigung möglich macht; ander erseits können sie aber auch die Vermehrung autoreaktiver T-Zellen zur Folge haben. An frühen Vorgängen nach dem Kontakt mit einem Pathogen ist eine Vielzahl von Zyto- und Chemokinen beteiligt. Typ-1-Interferone (IFN1) sind ebensolche Zytokine, die vor allem in der Abwehr gegen Viren eine Rolle spielen und in mehrschrittigen Prozessen auch zur Aktivierung von T- und B-Zellen führen. IFIH1 ist ein intrazellulärer Rezeptor, der dsRNA im Zytosol detektiert und in der Folge die Transkription von IFN1 aktiviert. Veränderungen im Gen dieses Rezeptors zeigen Assoziationen zu Typ-1-Diabetes (T1D) und bieten einen funktionellen Berührungspunkt zwischen früher Infektabwehr durch das angeborene Immunsystem und der letztlich gewebszerstörerischen T- und B-Zell-Reaktion. In dieser Arbeit wurde daher die Assoziation dreier endokriner Autoimmunopathien mit dem IFH1-Polymorphismus rs1990760 durchgeführt, der in der Literatur als deutlich assoziiert mit T1D beschrieben wird. Mit Hashimoto-Thyreoditis, Morbus Basedow und Morbus Addison wurden Krankheiten gewählt, die im genetischen Hintergrund viele Gemeinsamkeiten untereinander und mit T1D aufweisen. Durch die in der Literatur beschriebenen Assoziationen mit T1D rückt nun der IFIH1-rs1990760 Polymorphismus potentiell auch in das genetische Anfälligkeitsprofil dieser endokrinen Autoimmunopathien. Für die Assoziationsanalyse wurde in dieser Arbeit DNA von betroffenen Individuen und gesunden Kontrollen mittels RT-PCR auf den IFIH1-Polymorphismus rs1990760 (Allele „A“/„G“) typisiert und die Genotyp- und Allelhäufigkeiten verglichen. Außerdem wurden Familienanalysen durchgeführt und die Transmission der Allele auf Unterschiede im Vererbungsverhalten hin untersucht. Es konnten keine statistisch relevanten Assoziationen zwischen dem IFIH1-Polymorphismus rs1990760 und Hashimoto-Thyreoditis, Morbus Basedow und Morbus Addison gefunden werden. Weiterhin wurden Subgruppen gebildet, um eventuell in der Gesamtgruppe nicht erkennbare Trends aufzudecken. Für Hashimoto-Thyreoditis und Morbus Basedow wurde der HLA-Typ DQ2 als Risikotyp angenommen, für Morbus Addison der Typ HLA-DQ2/DQ8. Der Antikörperstatus der untersuchten Individuen wurde ebenfalls in die Untersuchung einbezogen. In der Familienanalyse mit an Hashimoto-Thyreoditis erkranktem Kind wurden Subgruppen gebildet, die den TPO-Ak und Tg-Ak-Status der Eltern berücksichtigen. Bei Morbus Basedow wurde der TSH-R-Antikörper bei der Fall-Kontroll-Analyse zur Subgruppenbildung herangezogen. Wenn sich auch keine statistisch eindeutigen Assoziationen nachweisen ließen, so waren bei Hashimoto-Thyreoditis und Morbus Basedow in einigen Subgruppen doch Tendenzen zu erkennen, die eine Beteiligung des Polymorphismus an der genetischen Anfälligkeit vermuten lassen könnten. Die beobachteten Trends deuten darauf hin, dass in bestimmten Patientengruppen der untersuchte Polymorphismus eine Rolle in der Anfälligkeit spielen könnte.