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Aim: The cytokine receptor tumor necrosis factor receptor superfamily member 9 (TNFRSF9) is mainly considered to be a co-stimulatory activation marker in hematopoietic cells. Several preclinical models have shown a dramatic beneficial effect of treatment approaches targeting TNFRSF9 with agonistic antibodies. However, preliminary clinical phase I/II studies were stopped after the occurrence of several severe deleterious side effects. In a previous study, it was demonstrated that TNFRSF9 was strongly expressed by reactive astrocytes in primary central nervous system (CNS) tumors, but was largely absent from tumor or inflammatory cells. The aim of the present study was to address the cellular source of TNFRSF9 expression in the setting of human melanoma brain metastasis, a highly immunogenic tumor with a prominent tropism to the CNS.
Methods: Melanoma brain metastasis was analyzed in a cohort of 78 patients by immunohistochemistry for TNFRSF9 and its expression was correlated with clinicopathological parameters including sex, age, survival, tumor size, number of tumor spots, and BRAF V600E expression status.
Results: Tumor necrosis factor receptor superfamily member 9 was frequently expressed independently on both melanoma and endothelial cells. In addition, TNFRSF9 was also present on smooth muscle cells of larger vessels and on a subset of lymphomonocytic tumor infiltrates. No association between TNFRSF9 expression and patient survival or other clinicopathological parameters was seen. Of note, several cases showed a gradual increase in TNFRSF9 expression on tumor cells with increasing distance from blood vessels, an observation that might be linked to hypoxia-driven TNFRSF9 expression in tumor cells.
Conclusion: The findings indicate that the cellular source of TNFRSF9 in melanoma brain metastasis largely exceeds the lymphomonocytic pool, and therefore further careful (re-) assessment of potential TNFRSF9 functions in cell types other than hematopoietic cells is needed. Furthermore, the hypothesis of hypoxia-driven TNFRSF9 expression in brain metastasis melanoma cells requires further functional testing.
Cross-frequency coupling (CFC) has been proposed to coordinate neural dynamics across spatial and temporal scales. Despite its potential relevance for understanding healthy and pathological brain function, the standard CFC analysis and physiological interpretation come with fundamental problems. For example, apparent CFC can appear because of spectral correlations due to common non-stationarities that may arise in the total absence of interactions between neural frequency components. To provide a road map towards an improved mechanistic understanding of CFC, we organize the available and potential novel statistical/modeling approaches according to their biophysical interpretability. While we do not provide solutions for all the problems described, we provide a list of practical recommendations to avoid common errors and to enhance the interpretability of CFC analysis.
Neben ihrer Rolle in der DNA Mismatch Reparatur wird eine Beteiligung von MMR Proteinen an der Apoptoseinduktion, der Antikörperbildung sowie an der Mitose und Meiose beschrieben. Untersuchungen zu Partnerproteinen des MMR Proteins MLH1 zeigten darüber hinaus eine Interaktion von MLH1 zu einigen Zytoskelett-assoziierten Proteinen. In der vorliegenden Arbeit sollte der Zusammenhang von MLH1 und nicht-erythroidem Spectrin alpha II (SPTAN1) auf Proteinebene untersucht und eine mögliche Beteiligung von SPTAN1 am DNA Mismatch Reparaturprozess mittels eines in vitro MMR-Assays analysiert werden. Die vergleichenden in vitro Analysen der MLH1 und SPTAN1 Expression erfolgten in fünf verschiedenen MLH1-profizienten und zwei MLH1-defizienten Zelllinien. Zudem wurde in vivo die Expression von MLH1 und SPTAN1 exemplarisch am Beispiel eines sporadischen sowie eines MLH1-defizienten Kolonkarzinomgewebes und des jeweils zugehörigen Normalgewebes durchgeführt. Im MMR-Assay wurden Kernextrakte aus HEK293T Zellen eingesetzte, in denen MLH1 und PMS2 bzw. MLH1, PMS2 sowie SPTAN1 überexprimiert wurde oder solche in denen die SPTAN1 Menge durch siRNA Behandlung zuvor reduziert worden war. Während die Untersuchungen hinsichtlich einer Beteiligung von SPTAN1 an der DNA Mismatch Reparatur keine eindeutigen Ergebnisse erbrachten, zeigten die Analysen der Expression von MLH1 und SPTAN1 interessanterweise sowohl in vitro als auch in vivo, dass die Proteinkonzentration von SPTAN1 bei MLH1-Profizienz deutlich höher war, als bei MLH1-Defizienz. Da SPTAN1 ein überaus wichtiges, filamentöses Gerüstprotein darstellt, an der Aktin-Vernetzung und der Stabilisierung der Plasmamembran beteiligt und mitverantwortlich für Organisation der intrazellulären Organellen ist, könnten die Expressions-unterschiede in MLH1-defizienten und MLH1-profizienten Zellen für die Progression und das Metastasierungsverhalten entsprechender Kolontumore eine wichtige Rolle spielen. Weiterführende Untersuchungen, die im Anschluss an diese Arbeit hinsichtlich des Einflusses der SPTAN1 Menge auf das Migrationsverhalten entsprechender Zellen durchgeführt wurden, zeigen, dass MLH1-defiziente Zellen SPTAN1 abhängig weniger stark migrieren, als die MLH1-profizienten Vergleichszellen. Möglicherweise ist die MLH1 abhängige Expression von SPTAN1 Grund dafür, dass Kolontumoren mit MLH1-Defizienz signifikant weniger zur Metastasierung neigen, als sporadische Kolonkarzinome, die MLH1 exprimieren. Ob dies wirklich zutrifft muss allerdings durch weitere nachfolgende Experimente noch weiter untersucht werden.
Vorhofflimmern ist die am weitesten verbreitete Herzrhythmusstörung. Die bisherige antiarrhythmische Therapie ist durch erhebliche kardiale und extrakardiale Nebenwirkungen nur wenig zufriedenstellend. Die Erforschung neuer antiarrhythmischer Substanzen ist aufgrund begrenzt zur Verfügung stehenden menschlichen Probematerials erschwert. Vorhofgewebe wird z.B. bei Herzoperationen gewonnen und kann dann für Forschungszwecke eingesetzt werden. Die Herzzellen sind allerdings sehr empfindlich, weswegen sie meist bereits nach einigen Stunden nicht mehr für weitere Untersuchungen zu gebrauchen sind. Man ist daher auf das Tiermodell angewiesen. Da das Schweineherz dem des Menschen sehr ähnlich ist, stellt es hier ein ideales Testsystem für neue Antiarrhythmika dar. In neuesten Studien wurde in Schweineherzen der IK,PO als ein vielversprechenden Angriffspunkt vorhofselektiver Antiarrhythmika beschrieben. Die diesem Strom zugrundeliegenden Kanaleinheiten sind jedoch zum jetzigen Zeitpunkt nicht genau erforscht.
Ziel der Arbeit war, ein stabiles Modell der Zellkultur mit atrialen Kardiomyozyten zu etablieren. An den kultivierten Herzzellen sollten elektrophysiologische aber auch molekular- und proteinbiologische Methoden angewandt werden. Das Modell sollte mit Zellen aus Schweineherzen erprobt werden und dazu dienen Untersuchungen an Zellen aus einer Gewebepräparation über mehrere Tage durchzuführen. Darüber hinaus sollte die Zellkultur dazu dienen einen Gen-„Knockdown“ anwenden zu können. Der IK,PO und dem diesem Strom möglicherweise zugrundeliegenden Kanaluntereinheiten Kv1.5, Kv4.3, KChIP2 und TASK-1 sollten hierbei charakterisiert werden.
Atriumzellen aus Schweineherzen wurden isoliert und direkt nach Zellisolation sowie unter dem Einfluss der Zellkultur nach bis zu 48 Stunden untersucht. Es kamen die Patch-Clamp-Technik, Real-time-PCR- und Western-Blot-Analysen zum Einsatz. Die Wirkung verschiedener Substanzen auf den IK,PO wurde getestet. Das Kv1.5-Protein wurde dargestellt und mRNA-Analysen für Kv1.5, Kv4.3, KChIP2 und TASK-1 durchgeführt.
Ein Teil der Zellen wurde mit einer gegen Kv1.5 gerichteten siRNA behandelt und anschließend mRNA-Analysen durchgeführt sowie der IK,PO–Strom gemessen.
Die atrialen Kardiomyozyten des Schweines in Kultur zeigten bis zu 48 Stunden vitale Eigenschaften und zeigten sich für die Patch-Clamp-Technik, Real-time-PCR und Western-Blot-Analysen als geeignet. Im Vergleich zu den frisch präparierten Zellen war eine signifikante Zunahme der Stromdichte für den IK,PO zu messen. Die Kinetik des IK,PO-Stroms sowie das Verhalten gegenüber den Substanzen AV0118, Heteropodatoxin und PAP-1 blieben im Vergleich zu den frisch präparierten Zellen unverändert. In Western-Blot-Analysen war im Vergleich zu frisch isolierten Zellen eine Zunahme des Kv1.5-Proteins zu sehen. Die mRNA-Expression des Kv1.5 war dagegen auf ca. ein Sechstel verringert. Eine Abnahme der mRNA-Expression auf ein Zehntel konnte für die Kanaleinheit KChIP2 gesehen werden. Kv4.3 wurde hingegen bis fast auf ein Zweieinhalbfaches vermehrt exprimiert, während die RNA-Expression für TASK-1 konstant blieb. Ein „Knockdown“ des Kv1.5 mit siRNA zeigte eine weitere Reduktion der Kv1.5 mRNA ohne eine messbare zusätzliche Veränderung des IK,PO.
Die Arbeit hat gezeigt, dass primäre Kulturen atrialer Kardiomyozyten des Schweines für elektrophysiologische sowie molekularbiologische Versuche geeignet sind. Der im Interesse stehende Strom IK,PO hat sich unter Kulturbedingungen zwar vergrößert, jedoch blieben Kinetik und vor allem die Eigenschaft auf verschiedene Substanzen zu reagieren unverändert. Es ist somit möglich neue Substanzen in der Entwicklung von Antiarrhythmika an kultivierten Herzzellen zu testen und somit die Anzahl der für die Experimente benötigten Tiere zu verringern. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass neben dem Kv1.5 die Kanaleinheiten der Kv4.3 und KChIP2 wesentlich zum IK,PO betragen. Die vorliegenden Ergebnisse deuten darauf, dass Kv1.5 den Grundstrom des IK,PO bildet und Kv4.3 vornehmlich den Spitzenstrom des IK,PO ausmacht. Kv1.5 wird dabei vermutlich wesentlich durch KChIP2 gehemmt. KChIP2 spielt eine nachweisliche Rolle in der Pathogenese von Herzrhythmusstörungen und zeigt im Vergleich zu Kv1.5 und Kv4.3 eine höhere Gewebespezifität. KChIP2-Blocker könnten in der Entwicklung vorhofselektiver Antiarrhythmika vielversprechende Ergebnisse liefern.
Die Wahrnehmung von Schmerzen ermöglicht es dem Organismus, auf noxische Reize zu reagieren. Der akute nozizeptive Schmerz hat somit eine natürliche Warnfunktion. Bei länger anhaltenden bzw. chronischen Schmerzen oder Nervenschädigungen kann es jedoch zu pathophysiologischen Veränderungen im Nervensystem kommen, die zur Verselbständigung des Schmerzes führen können. Unter diesen Umständen gilt der Schmerz nicht mehr als Warnsignal, sondern als eigenes Krankheitsbild. Die „International Association for the Study of Pain (IASP)“ definiert Schmerz als „ein unangenehmes Sinnes- und Gefühlserlebnis, das mit aktueller oder potenzieller Gewebsschädigung verknüpft ist oder mit Begriffen einer solchen Schädigung beschrieben wird“. Da bisher verfügbare Arzneimittel chronische Schmerzen in vielen Fällen nicht ausreichend reduzieren können und teilweise zu schwerwiegenden Nebenwirkungen führen, ist es unverzichtbar, an der Entwicklung neuer und noch spezifischer wirkenden Analgetika festzuhalten. Um Pharmaka zu entwickeln, die gezielt in den Mechanismus der Schmerzverarbeitung eingreifen können, ist es notwendig, diesen auf molekularer Ebene zu kennen und zu verstehen.
The disintegrin and metalloproteinases ADAM10 and ADAM17 are regarded as the most important α-secretases involved in the physiological processing of amyloid precursor protein (APP) in brain. Since it has been suggested that processing of APP by α-secretases could be involved in the reorganization of the brain following injury, we studied mRNA expression of the two α-secretases Adam10 and Adam17, the ß-secretase Bace1, and the App-gene family (App, Aplp1, Aplp2) in the dentate gyrus of the mouse following entorhinal denervation. Using laser microdissection, tissue was harvested from the outer molecular layer and the granule cell layer of the denervated dentate gyrus. Expression levels of candidate genes were assessed using Affymetrix GeneChip Mouse Gene 1.0 ST arrays and reverse transcription-quantitative PCR, revealing an upregulation of Adam10 mRNA and Adam17 mRNA in the denervated outer molecular layer and an upregulation of Adam10 mRNA and App mRNA in the dentate granule cell layer. Immunolabeling for ADAM10 or ADAM17 in combination with markers for astro- and microglia revealed an increased labeling of ADAM10 and ADAM17 in the denervated outer molecular layer that was associated with reactive astrocytes but not with microglia. Collectively, these data show that denervation affects the expression level of APP and its two most important α-secretases. This suggests that APP-processing could be shifted towards the non-amyloidogenic pathway in denervated areas of the brain and, thus, towards the formation of neuroprotective APP cleavage products, such as APPsα.
Use of drug-eluting balloon coronary intervention prior to living donor kidney transplantation
(2014)
Background: Kidney transplantation is the gold standard of therapy in patients with terminal renal insufficiency. Living donor transplantation is a well-established option in this field. Enlarging the donor's pool implicates the acceptance of an increased rate of comorbidities. Among them, coronary artery disease is a growing problem. An increasing number of patients, undergoing living donation, receive antiplatelet therapies due to coronary disease.
Case presentation: Here we report about the perioperative treatment with a drug-eluting balloon in a patient with major cardiac risk factors who underwent kidney transplantation.
Conclusion: At the current time no recommendation can be given for the routine use of drug-eluting balloons.
Attention-deficit/hyperactivity disorder (ADHD) is often accompanied by problems in social behaviour, which are sometimes similar to some symptoms of autism-spectrum disorders (ASD). However, neuronal mechanisms of ASD-like deficits in ADHD have rarely been studied. The processing of biological motion–recently discussed as a marker of social cognition–was found to be disrupted in ASD in several studies. Thus in the present study we tested if biological motion processing is disrupted in ADHD. We used 64-channel EEG and spatio-temporal source analysis to assess event-related potentials associated with human motion processing in 21 children and adolescents with ADHD and 21 matched typically developing controls. On the behavioural level, all subjects were able to differentiate between human and scrambled motion. But in response to both scrambled and biological motion, the N200 amplitude was decreased in subjects with ADHD. After a spatio-temporal dipole analysis, a human motion specific activation was observable in occipital-temporal regions with a reduced and more diffuse activation in ADHD subjects. These results point towards neuronal determined alterations in the processing of biological motion in ADHD.
Changes in vitamin D serum levels have been associated with inflammatory diseases, such as inflammatory bowel disease (IBD), rheumatoid arthritis, systemic lupus erythematosus, multiple sclerosis (MS), atherosclerosis, or asthma. Genome- and transcriptome-wide studies indicate that vitamin D signaling modulates many inflammatory responses on several levels. This includes (i) the regulation of the expression of genes which generate pro-inflammatory mediators, such as cyclooxygenases or 5-lipoxygenase, (ii) the interference with transcription factors, such as NF-κB, which regulate the expression of inflammatory genes and (iii) the activation of signaling cascades, such as MAP kinases which mediate inflammatory responses. Vitamin D targets various tissues and cell types, a number of which belong to the immune system, such as monocytes/macrophages, dendritic cells (DCs) as well as B- and T cells, leading to individual responses of each cell type. One hallmark of these specific vitamin D effects is the cell-type specific regulation of genes involved in the regulation of inflammatory processes and the interplay between vitamin D signaling and other signaling cascades involved in inflammation. An important task in the near future will be the elucidation of the regulatory mechanisms that are involved in the regulation of inflammatory responses by vitamin D on the molecular level by the use of techniques such as chromatin immunoprecipitation (ChIP), ChIP-seq, and FAIRE-seq.
Background: Different parameters have been determined for prediction of treatment outcome in hepatitis c virus genotype 1 infected patients undergoing pegylated interferon, ribavirin combination therapy. Results on the importance of vitamin D levels are conflicting. In the present study, a comprehensive analysis of vitamin D levels before and during therapy together with single nucleotide polymorphisms involved in vitamin D metabolism in the context of other known treatment predictors has been performed.
Methods: In a well characterized prospective cohort of 398 genotype 1 infected patients treated with pegylated interferon-α and ribavirin for 24–72 weeks (INDIV-2 study) 25-OH-vitamin D levels and different single nucleotide polymorphisms were analyzed together with known biochemical parameters for a correlation with virologic treatment outcome.
Results: Fluctuations of more than 5 (10) ng/ml in 25-OH-vitamin D-levels have been observed in 66 (39) % of patients during the course of antiviral therapy and neither pretreatment nor under treatment 25-OH-vitamin D-levels were associated with treatment outcome. The DHCR7-TT-polymorphism within the 7-dehydrocholesterol-reductase showed a significant association (P = 0.031) to sustained viral response in univariate analysis. Among numerous further parameters analyzed we found that age (OR = 1.028, CI = 1.002–1.056, P = 0.035), cholesterol (OR = 0.983, CI = 0.975–0.991, P<0.001), ferritin (OR = 1.002, CI = 1.000–1.004, P = 0.033), gGT (OR = 1.467, CI = 1.073–2.006, P = 0.016) and IL28B-genotype (OR = 2.442, CI = 1.271–4.695, P = 0.007) constituted the strongest predictors of treatment response.
Conclusions: While 25-OH-vitamin D-levels levels show considerable variations during the long-lasting course of antiviral therapy they do not show any significant association to treatment outcome in genotype 1 infected patients.