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Ziel der vorliegenden Arbeit war die Untersuchung der Kurzzeitdynamik zirkulierender Tumorzellen bei hepatozellulären Karzinompatienten, die erstmalig eine radiologische Intervention in Form einer transarteriellen Chemoembolisation oder einer Mikrowellenablation als Therapie erhielten. Dafür wurde in Vorversuchen eine neuartige Methode zur Isolation und Detektion von zirkulierenden Tumorzellen entwickelt.
Zugleich sollte ein potenzieller Einsatz dieser Methode als Screeningverfahren für hepatozelluläre Karzinompatienten mithilfe der Sensitivität und Spezifität überprüft werden. Darüber hinaus wurde eine mögliche Korrelation der Kurzzeitdynamik zirkulierender Tumorzellen sowohl mit der Kurzzeitdynamik des AFP-Wertes als anerkannten HCC-Tumormarker, als auch des IL-6-Wertes als aktuell diskutierten Tumormarker analysiert. Ferner wurde die Kurzzeitdynamik zirkulierender Tumorzellen mit dem klinischen Verlauf der Patienten verglichen.
Im Zeitraum von September 2017 bis Juni 2018 konnten Blutproben von 18 Patienten mit einem hepatozellulären Karzinom untersucht werden. Davon wurden zehn Patienten mittels Mikrowellenablation und acht Patienten mittels transarterieller Chemoembolisation behandelt. Daneben wurden Blutproben von 13 gesunden Probanden ausgewertet.
Methodisch wurden jeweils im Anschluss an die Gewinnung des Patientenblutes, vor und unmittelbar nach jeweiliger radiologischer Intervention, die zirkulierenden Tumorzellen aus dem Blut isoliert und die gewonnenen Zellen durch die Durchflusszytometrie nachgewiesen und quantifiziert. Als zirkulierende Tumorzellen wurden dabei jene Zellen betrachtet, die eine Negativität auf den Marker CD45 sowie eine Positivität auf die Marker ASGPR-1, CD146, CD274 und CD90 zeigten.
Durch den Vergleich der Proben vor und nach radiologischer Intervention konnte gezeigt werden, dass die Anzahlen zirkulierender Tumorzellen nach der radiologischen Intervention im Mittel niedriger sind als vor der Therapie. Die Anzahl zirkulierender Tumorzellen sank dabei im Schnitt bei den mit Mikrowellenablation behandelten Patienten stärker im Vergleich zu denen, die eine transarterielle Chemoembolisation erhielten. Dies bestätigte den klinischen Verlauf der Patientengruppen, da die Mortalität der Gruppe, die eine transarterielle Chemoembolisation erhielten deutlich höher war als bei den übrigen Patienten.
Als klinisch einsetzbare Screening-Methode im Sinne einer „Liquid Biopsy“ für das HCC müssen die Sensitivität und Spezifität weitergehend optimiert werden. Eine signifikante Korrelation zwischen der Kurzzeitdynamik der Anzahlen zirkulierender Tumorzellen und der Kurzzeitdynamik der AFP-Werte und der IL-6-Werte konnte nicht festgestellt werden. Entgegen des erwarteten Trends, legte die angewendete Methode, durch das Absinken der zirkulierenden Tumorzellen, die positive Wirkung der transarteriellen Chemoembolisation und der Mikrowellenablation in hepatozellulären Karzinompatienten dar.
Patienten mit akuter Dekompensation einer Leberzirrhose (AD) oder einem akut-auf-chronischen-Leberversagen (ACLF) stellen ein vulnerables Kollektiv für den Erhalt eines Erythrozytenkonzentrates (EK) dar. Zu den Ursachen zählen das häufige Auftreten einer gastrointestinalen Blutung, die Koagulopathie oder das Vorliegen einer chronischen Anämie. Während für viele andere Patientenkollektive das richtige Transfusionsmanagement bereits erforscht worden ist, fehlen diese Studien für Patienten mit Leberzirrhose, insbesondere für die neue Entität ACLF. Die vorliegende Studie soll die Auswirkung einer EK-Transfusion auf Morbidität und Mortalität dieser Patienten untersuchen.
Insgesamt wurden 498 Patienten mit der Diagnose einer Leberzirrhose, die zwischen den Jahren 2015 und 2019 auf eine Intensivstation der Universitätsklinik Frankfurt aufgenommen worden sind, retrospektiv analysiert. Für die statistische Auswertung wurde ein Prospensity-Score-Matching nach EK-Transfusion mit Adjustierung für mögliche Konfundierungseffekte durchgeführt. Der Einfluss der Transfusion auf die Mortalität wurde mithilfe von Kaplan-Meier-Kurven und multivariater Cox-Regression untersucht. Für die ACLF-Kohorte wurden ROC-Kurven zum Versuch der Identifizierung eines Transfusionstriggers und eines Zielhämoglobinwertes nach Transfusion angefertigt.
In der Gesamtkohorte wiesen transfundierte Patienten eine signifikant höhere Mortalitätsrate als Nicht-Transfundierte auf (28-Tages-Mortalität: 39,6% vs. 19,5%, p<0,001). Dabei wirkte sich die Transfusion primär bei Patienten mit ACLF negativ auf das Überleben aus. Nach Matching der Patienten nach Erhalt eines EKs und Adjustierung für potentielle Konfundierungseffekte blieb die Kurzzeitmortalität bei transfundierten Patienten mit ACLF weiterhin signifikant erhöht (28-Tages-Mortalität: 72,7% vs. 45,5%, p=0,03). Bei AD Patienten zeigte die Transfusion keinen signifikanten Einfluss auf das Überleben. Die multivariate Cox-Regression identifizierte die EK-Transfusion als unabhängigen Risikofaktor der Kurzzeitmortalität im ACLF (HR: 2,55; 95% KI 1,26 – 5,15, p=0,009). Die Identifizierung eines Transfusionstriggers oder eines Zielhämoglobinwertes war nicht möglich.
Die vorliegende Studie konnte zeigen, dass die EK-Transfusion einen Risikofaktor der Kurzzeitmortalität im ACLF, aber nicht für AD Patienten darstellt. Dieses Ergebnis macht fortführende Untersuchungen zur Ursachenforschung und zur Evaluierung des richtigen Transfusionsmanagements für Patienten mit ACLF notwendig.
Acne inversa ist eine chronisch entzündliche Hauterkrankung der Terminalhaarfollikel und Talgdrüsen, die sich zu schmerzhaften tiefsitzenden Knoten entwickelt, welche in Abszessen und Fistelgängen resultieren können und mit starken Schmerzen und psychischen Belastungen für die Patienten einhergehen. Die Pathophysiologie der AI ist bisher nur unzureichend verstanden. Es wird angenommen, dass die IL-23-TH17-IL-17-Achse eine wichtige Rolle in der Pathogenese der AI spielt. Neben der Hyperkeratose im Bereich des Terminalhaarfollikels scheinen die entzündlichen Infiltrate im Bereich der Epidermis eine psoriasiforme Hyperplasie zu induzieren. In vorangegangenen Arbeiten konnte gezeigt werden, dass der mTORC1-Signalweg (mammalian target of rapamycin complex 1), welcher durch Zytokine wie IL-1β, TNF-α und IL-17A aktiviert wird, in der Pathogenese der Psoriasis vulgaris von großer Bedeutung ist. Aufgrund immunologischer und histologischer Gemeinsamkeiten beider Erkrankungen ist es denkbar, dass der mTORC1-Signalweg ebenfalls bei der Pathogenese und Progression der AI eine Rolle spielt, was im Rahmen dieser Arbeit untersucht werden sollte. Immunhistochemische Färbungen für phosphorylierte Komponenten des Signalwegs zeigten eine stark erhöhte mTORC1-Aktivität in den AI-Läsionen. Diese war abhängig vom Schweregrad der AI-Läsion sogar teilweise höher als in der Psoriasis vulgaris. Die starke Aktivierung der mTORC1-Kaskade korrelierte mit Stellen, die eine aberrante Expression von Differenzierungs-, Proliferations- und Entzündungsmarkern aufwiesen. Auffällig war ebenfalls die starke STAT3-Aktivierung, welche durch erhöhte Phosphorylierung an Y705 und S727 gemessen werden konnte und auch auf eine Beteiligung dieses Signalwegs an der Pathogenese hindeutet. Da es Hinweise auf Überschneidungen zwischen dem mTORC1-Signalweg und der ebenfalls in der Psoriasispathogenese involvierten STAT3- Kaskade gibt, wurde dieser Zusammenhang untersucht. Es konnte in vitro gezeigt werden, dass psoriasis-typische Zytokine eine Phosphorylierung von STAT3 an S727 induzieren, was durch die Behandlung mit dem mTOR-Inhibitor Rapamycin gehemmt werden konnte.
Zusammenfassend deuten die hier gewonnenen Daten darauf hin, dass der PI3-K/Akt/mTOR-Signalweg, aber auch die JAK/STAT3-Kaskade eine entscheidende Rolle in der Acne inversa-Pathogenese spielen und damit potenziell neue Angriffspunkte für die Entwicklung neuer Therapien darstellen können. Damit geben die gezeigten Ergebnisse vielversprechende Ansatzpunkte um pharmakologisch gut etablierte Medikamente wie z.B. Sirolimus oder Tofacitinib als neue Ansätze für die AI-Therapie weiter zu untersuchen.
Hintergrund: Für die Langzeitbehandlung vieler chronischen Erkrankungen im Kindesalter ist ein dauerhafter zentralvenöser Zugang notwendig, der die Applikation von Medikamenten und eine parenterale Ernährung sichert. Häufig werden hierfür sogenannte tunnelierte zentralvenöse Katheter wie Hickman-/Broviac- Katheter verwendet. Diese Kathetersysteme weisen spezifische postoperative Komplikationen auf. Katheterassoziierte Komplikationen sind von großer klinischer Relevanz, da es hierdurch zu einer verfrühten Explanation des Katheters kommen kann und die Applikation von Medikamenten nicht mehr gewährleistet ist. Es ist daher entscheidend, die Risiken postoperativer Komplikationen zu identifizieren, um entsprechende Präventions- und Verhaltensregeln zu entwickeln und die Verweildauer des tunnelierten Katheters möglichst langfristig sicherzustellen.
Ziel der vorliegenden retrospektiven Studie war neben der Untersuchung postoperativer Komplikationen tunnelierter Hickman-/Broviac- Katheter im Kindesalter die Identifikation von prädisponierenden Risikofaktoren.
Material und Methoden: In einer retrospektiven Kohortenstudie wurden in dem Zeitraum von Januar 2013 bis Juni 2017 Daten von pädiatrischen Patient:innen bis 21 Jahre mit einliegenden Hickmann-/Broviac Kathethersystemen eingeschlossen. Mögliche Risikofaktoren bezüglich katheterassoziierter Komplikationen wurden analysiert: Alter, Geschlecht, Grunderkrankung, Behandlungsindikation, das zur Implantation verwendete Gefäß, Anzahl der Lumen und die Kathetertage in situ. Die Daten wurden aus Papierakten, digitalen Krankenakten, Operationsberichten und Röntgenaufnahmen der Klinik für Kinderheilkunde und der Klinik für Kinderchirurgie und Kinderurologie des Universitätsklinikums Frankfurt in Excel (Version 2016) anonymisiert erfasst und deskriptiv und explorativ ausgewertet. Signifikante Unterschiede wurden mit Hilfe des X2-Test, des exakten Fisher-Tests, sowie des Mann- Whitney-U-Tests ermittelt. Die Durchführung der Studie wurde vom Ethikkomitee des Universitätsklinikums Frankfurt am Main genehmigt (Nummer 172-18).
Ergebnisse: Insgesamt wurden 333 Patient:innen mit 386 implantierten Kathetern (BARD Hickman-/Broviac- zentralvenöser Katheter; Bard Access Systems, Salt Lake City, UT), in die Studie eingeschlossen. Der Altersmedian der Patient:innen zum Zeitpunkt der Implantation lag bei 6.34 Jahren. Die meisten Katheter wurden wegen einer malignen Erkrankungen implantiert, die entsprechend mit einer Chemotherapie, Stammzelltransplantation und/oder Radiotherapie behandelt wurden. Die Explantation der Katheter erfolgte in der Regel mit der Beendigung der Therapie. In 22% (85 von 386 tunnelierten Kathetern) traten postoperative Komplikationen auf, mit einer kumulativen Ein-Jahres-Inzidenz von 21 % und 0.93 Komplikationen pro 1000 Kathetertagen. Am häufigsten waren Katherinfektionen (0.56 pro 1000 Kathetertagen) gefolgt von Dislokationen (0.29 pro 1000 Kathetertagen). Folgende Risikofaktoren für postoperative Komplikationen wurden identifiziert: Ein Patient:innenenalter von unter einem Lebensjahr, eine parenterale Ernährung, eine Stammzelltransplantation bei nicht malignen Grunderkrankungen, eine hämatologische Erkrankung und Tumore des Zentralen Nervensystems, eine offen chirurgische Implantation des Katheters, die V. jugularis interna als Zielgefäß und die Anwendung einlumiger Katheter. Tunnelierte Katheter, die für die Behandlung von einer Leukämie, einem Lymphom, oder eines soliden Tumors implantiert wurden, wiesen am wenigsten Komplikationen auf.
Schlussfolgerung/Ausblick: Insgesamt zeigt die vorliegende Studie eine mit der internationalen Literatur vergleichbare hohe Rate an postoperativen Komplikationen auf. Katheterinfektionen und Katheterdislokationen sind dabei die häufigsten Komplikationen und sollten daher besondere Beachtung im klinischen Alltag finden. Ferner konnten spezifische, risikobehaftete Patient:innengruppen identifiziert werden. Insbesondere Patient:innen, welche eine parenterale Ernährung erhielten, wiesen Katheterinfektionen auf. Daraus ist abzuleiten, dass insbesondere diesen Patient:innen eine engmaschige Überwachung zu kommen sollte, um frühzeitig Komplikationen zu detektieren und diesen entgegenzuwirken.
Die Gesamtzahl der untersuchten Katheter ist groß, einzelne Subgruppen fallen aber klein aus. Sie beeinflussen sich teilweise gegenseitig. In Zukunft sollten multivariate Studien für eine genauere Extrahierung einzelner Risikofaktoren erfolgen.
Die vorliegende Arbeit thematisiert den Vergleich der Bildqualität von Liegend-Röntgen-Thorax-Aufnahmen von Patienten auf der Intensivstation des Universitätsklinikums Frankfurt unter Verwendung einerseits eines parallelen und andererseits eines virtuellen Streustrahlenrasters (=Bildverarbeitungssoftware). Es wurde untersucht, ob mit dem virtuellen Raster eine mindestens gleichwertige Bildqualität wie mit dem parallelen Raster erreicht und gleichzeitig Strahlendosis eingespart werden kann.
Insgesamt wurden 378 Röntgen-Thorax-Aufnahmen von 126 Patienten, die jeweils einmal mit parallelem Raster, mit virtuellem Raster und mit dem gleichen virtuellen Raster mit Dosisreduktion durchgeführt wurden, in die Studie eingeschlossen. Das virtuelle Raster ahmt das parallele Raster in der Streustrahlenreduktion nach. Das Übergewicht der Patienten als Einschlusskriterium der Studie rechtfertigte den Einsatz des parallelen Rasters. Jeder Patient wurde nur nach klinischer Indikationsstellung geröntgt, sodass der zeitliche Abstand zwischen zwei Röntgen-Thorax-Aufnahmen unterschiedlicher Aufnahmetechniken desselben Patienten variierte. Für alle Röntgen-Thorax-Aufnahmen wurde derselbe indirekte Flachdetektor verwendet. Die Röhrenspannung betrug konstant 125 kV, das Strom-Zeit-Produkt 1,4 mAs (für das parallele und virtuelle Raster) bzw. 1,0 mAs (für das virtuelle Raster mit Dosisreduktion). Für jeden Röntgen-Thorax wurde das Dosisflächenprodukt bestimmt. Vier Radiologen evaluierten die Bildqualität hinsichtlich sechs Kriterien (Lungenparenchym, Weichteile, thorakale Wirbelsäule, Fremdkörper, Pathologien und Gesamtqualität) anhand einer 9-Punkte-Skala. Der Friedman-Test (p < 0,05: signifikant) wurde angewendet. Die Übereinstimmung der Radiologen wurde über Intraklassenkorrelationskoeffizienten berechnet.
Das virtuelle Raster ohne/mit Dosisreduktion wurde insgesamt von allen vier Radiologen für die Weichteile, die thorakale Wirbelsäule, die Fremdkörper und die Gesamtbildqualität signifikant besser bewertet als das parallele Streustrahlenraster (p ≤ 0,018).
Für das Lungenparenchym und die Pathologien resultierten sowohl signifikante als auch nicht-signifikante Ergebnisse, wobei bei signifikanten Ergebnissen ebenfalls das virtuelle Raster ohne/mit Dosisreduktion besser bewertet wurde als das parallele Streustrahlenraster (p ≤ 0,002). Einzige Ausnahme stellten die Evaluationen der Bildqualität bez. des Lungenparenchyms eines Radiologen dar, der das virtuelle Raster ohne/mit Dosisreduktion signifikant schlechter bewertete als das parallele Raster (p < 0,0001). Insgesamt wurde das virtuelle Raster mit Dosisreduktion für die folgenden Kriterien am besten in absteigender Reihenfolge im Vergleich zum parallelen Raster bewertet: Fremdkörper, thorakale Wirbelsäule, Weichteile, Gesamtbildqualität, Pathologien und Lungenparenchym. Die Übereinstimmung der vier Radiologen in ihren Bildqualitätsbewertungen war maximal gering. Mit dem virtuellen Raster wurde im Durchschnitt etwa 28,7% des Dosisflächenprodukts im Vergleich zum parallelen Streustrahlenraster eingespart (p < 0,0001).
Bisher haben nur vier Studien Streustrahlenreduktionssoftwares an Liegend-Röntgen-Thorax-Aufnahmen untersucht, davon zwei an lebenden Menschen. Limitationen der vorliegenden Studie sind die Subjektivität der Bewertungen der Radiologen, die mögliche Identifizierung der Röntgen-Thorax-Aufnahmen, die mit dem parallelen Streustrahlenraster als gängige Aufnahmetechnik in der Radiologie des Universitätsklinikums Frankfurt durchgeführt wurden, die Konstanz der Expositionsparameter unabhängig des BMI der Patienten und die eingeschränkte Vergleichbarkeit der Röntgen-Thorax-Aufnahmen desselben Patienten aufgrund von Veränderungen der Pathologien, Fremdkörper, etc. bei (großem) zeitlichem Abstand zwischen den Röntgen-Thorax-Aufnahmen.
Das virtuelle Raster erzielte teils eine gleichwertige, teils eine bessere Bildqualität wie/als das parallele Raster bei gleichzeitiger Dosisreduktion von 28,7% und kann es somit bei Liegend-Röntgen-Thorax-Aufnahmen ersetzen. Weitere Studien sollten den Einsatz des virtuellen Rasters bei Röntgenaufnahmen des Thorax (stehend und liegend) und anderer Körperpartien im Hinblick auf die Bildqualität, (höhere) Dosiseinsparungen und den Workflow untersuchen.
Knochendefekte sind ein häufig anzutreffendes Krankheitsbild mit multiplen Ursachen wie zum Beispiel Trauma, Infektion und Tumore. Besondere Aufmerksamkeit bedürfen dabei Knochendefekte kritischer Größe (CSD). Diese sind definiert als ein Knochendefekt, der trotz adäquater Stabilisierung in der Lebzeit des Patienten nicht abheilen wird. Gerade diese sind in der Versorgung sehr zeit- und geldintensiv und stellen eine große Belastung für den Patienten dar. Trotz deren Häufigkeit finden sich nur Behandlungsverfahren, die mit signifikanten Nachteilen einhergehen. Daher ist gerade in der Behandlung von CSD weitere Forschung und die Entwicklung neuer Behandlungsmöglichkeiten nötig. Ein gut belegtes und klinisch erfolgreich angewandtes Verfahren stellt die Masquelet-Technik dar, welche ein zweizeitiges Verfahren ist, bei dem zunächst in einer ersten OP der Defekt ausgiebig durch Debridieren und die Zugabe von Antibiotika vorbereitet wird und anschließend mit einem Spacer aus Knochenzement und einem geeigneten Osteosyntheseverfahren stabilisiert wird. Über mehrere Wochen bildet sich nun eine Biomembran, die Masquelet-Membran, um den Spacer, welche in einer zweiten OP eröffnet wird. Daraufhin wird der Spacer entfernt und zum Beispiel mit autologem Knochen aus dem Beckenkamm gefüllt. Dann wird die Membran wieder verschlossen und der Defekt kann abheilen. Mit diesem Verfahren können auch große Defekte versorgt werden und in der Literatur finden sich Erfolge bei bis zu 25cm langen Defekten. Limitierungen finden sich hier in der Verfügbarkeit von autologem Knochenmaterial. Hier kann mit synthetischen Knochenersatzstoffen, wie zum Beispiel β-TCP, oder xenogenen Materialen zum Beispiel vom Rind gearbeitet werden. Einen weiteren großen Nachteil sahen wir jedoch in der Notwendigkeit einer zweiten OP. Dies setzt den Patienten erneut dem Operations- und Narkoserisiko aus, ist mit erneuten Schmerzen verbunden und führt zu verlängerten Krankenhausaufenthalten mit gesteigerten Kosten. Um dies zu umgehen, wurde in dieser Arbeit die Masquelet-Membran durch eine Membran aus dezellularisierter humaner Dermis (Epiflex) ersetzt, welche bereits erfolgreich bei der Behandlung größerer Bauchwanddefekte eingesetzt wird. So könnte man in einer einzigen OP den Defekt mit der Dermis umhüllen und direkt mit dem gewünschten Knochenersatzmaterial füllen. Hypothese war, dass eine Defektumhüllung mit Epiflex die Defektheilung vergleichbar zur induzierten Membran unterstützt. Eine weitere Fragestellung dieser Arbeit war, ob durch den Einsatz von mononukleären Zellen des Knochenmarks (BMC) die Knochenheilung zusätzlich verbessert werden kann. Zu diesem Zweck wurden sechs Gruppen aus männlichen Sprague-Dawley-Ratten gebildet, welche einen 1 cm starken Defekt im Femur gesetzt bekamen. Die Gruppen 1 und 2 wurden mit dem Masquelet-Verfahren, Gruppe 1 ohne und Gruppe 2 mit Zugabe von BMC, behandelt. Die Gruppen 3 bis 6 wurden mit dem einzeitigen Verfahren unter Verwendung der Dermis als Defektumhüllung und verschiedenen Kombinationen von BMC in einer einzigen OP behandelt. Nach 8 Wochen wurden die operierten Femora, inklusive jeweils eines nicht operierten Referenzfemur pro Gruppe explantiert und histologisch aufgearbeitet. Mittels der MOVAT Färbung wurde die Knochenneubildung im Defekt und die histologische Transformation der Membran in knöchernes Gewebe beurteilt. Es konnte ein signifikanter knöcherner Umbau der Epiflex-Membran beobachtet werden. Da mit der Epiflex-Membran ein Fremdkörper in den Organismus eingebracht wurde, wurde auch das Inflammationsgeschehen anhand histologischer Färbungen für Monozyten/Makrophagen (CD68) sowie für Granulozyten (CAE) beurteilt. Dabei zeigten sich keine signifikanten Unterschiede zwischen den Verfahren. Allerdings konnte eine unterschiedliche Verteilung der Immunzellen nachgewiesen werden. Abschließend wurde anhand von immunhistologischen α-SMA und vWF-Färbungen die Vaskularisierung im Defekt beurteilt. Die Epiflex-Membran wurde in gleichem Maße wie die induzierte Membran von Gefäßen durchdrungen. Dabei wuchsen häufig Gefäße aus dem umliegenden Muskelgewebe in den Defekt ein. Die zusätzliche Transplantation von BMC, welche eine zusätzliche Variable in dieser Arbeit darstellten, beeinflusste die Knochenheilung positiv. In Gruppen mit zusätzlichen BMC wurde geringere Inflammation und eine verbesserte Verknöcherung im Defektbereich beobachtet. Die Gefäßdichte wurde durch zusätzliche BMC jedoch nicht erhöht. Abschließend lässt sich aus den Ergebnissen schließen, dass der Ersatz der Masquelet-Membran durch die einzeitige Versorgung mit einer humanen dezellularisierten Dermis zu mindestens gleichwertigen Ergebnissen im Vergleich zur zweizeitigen induzierten Membrantechnik nach Masquelet führt.
Der Anspruch in der Implantatprothetik, ein hohes Maß an Qualität bei der Funktionalität und Ästhetik zu erreichen, hat zur Entwicklung verschiedener Implantatsysteme geführt. Deren Komponenten sollten nicht nur belastbar, sondern zugleich möglichst gewebeverträglich sein. Große Bedeutung kommt hier dem Bindeglied zwischen enossalem Implantat und der implantatgetragenen Krone, dem Abutment, zu. Dieses macht zumeist lediglich ein kleines Segment des transmukosalen Übergangs aus, zeigt sich jedoch für multiple Risikofaktoren, die den Langzeiterfolg der Implantatversorgung bedingen, verantwortlich.
Zirkonoxidabutments bestechen durch ihre Ästhetik und sehr gute Gewebeverträglichkeit. Titanabutments sind solchen aus Zirkonoxid mechanisch vor allem durch ihr charakteristisches Verhalten im Bereich der IAV überlegen. Um deren Vorteile zu vereinen, werden Standardabutments aus Titan mit einer individualisierten Zirkonoxidsuprakonstruktion adhäsiv zu einer funktionellen Einheit verbunden. Zur Verklebung dieser Hybridabutments eignen sich moderne Befestigungskomposite. Die Belastbarkeit dieser Verbindung kann durch verschiedene In-vitro-Untersuchungen bestätigt werden. Die Verbundfestigkeit kann durch Parameter wie den Zementspalt oder die Höhe des Titanabutments divergieren. Der Prozess der Verklebung muss einen hydrolysestabilen adhäsiven Verbund im feuchten Milieu der Mundhöhle gewährleisten, ohne die physikalischen Eigenschaften der eingesetzten Komponenten zu verändern.
Die Vermeidung bakterieller Kontamination der Hybridabutments erfolgt durch die Sterilisation im Autoklav. Da die Hybridabutments der semikritischen Risikogruppe der MP zugeordnet werden konnten, wurden diese häufig vor dem klinischen Einsatz jedoch nicht sterilisiert. Die Anwendung eines Sterilisationsverfahrens begünstigt sowohl den Zustand des periimplantären Weichgewebes, als auch die Stabilität der IAV bei Hybridabutments, geht allerdings mit einer thermischen Belastung einher. Verfahren zum Lösen von Klebeverbindungen nutzen die Eigenschaft von Klebstoffen, bei kritischem Wärmeeintrag mit einer Schädigung der Polymermatrix zu reagieren. Daher wurde die Hypothese formuliert, dass die Sterilisation im Autoklav den adhäsiven Verbund schwächen und zu niedrigeren Haftwerten führen könnte.
Zur Beurteilung eines möglichen Einflusses der Sterilisation auf die mechanische Widerstandsfähigkeit der verklebten Hybridabutments wurden mehrere Befestigungskomposite in die Untersuchung miteinbezogen. Es wurden 80 Titanbasen angefertigt und adhäsiv mit Zirkonoxidsuprakonstruktionen befestigt. Bei den fünf Befestigungskompositen handelte es sich um den DTK Kleber (Bredent), G-CEM LinkAce (GC Germany), RelyX Unicem2 (3M Espe AG), Multilink Hybridabutment (Ivoclar Vivadent GmbH) und Panavia F2.0 (Kuraray Medical). Von den fünf Gruppen mit je 16 Prüfkörpern durchlief jeweils die Hälfte eine Sterilisation im Autoklav während die Kontrollgruppe bei Raumtemperatur gelagert wurde. Abschließend wurden die Prüfkörper mit einer Universalprüfmaschine in uniaxialer Richtung bis zum Versagen der Verbindung belastet. Die dabei auftretende Abzugskraft wurde aufgezeichnet und die jeweiligen Werte miteinander verglichen.
Bei der Auswertung lagen statistisch signifikante Unterschiede der Haftwerte zwischen einer Test- und Kontrollgruppe, sowie unter den Befestigungskompositen selbst vor. Die Ergebnisse zeigen eine große Varianz, entkräften aber die formulierte Hypothese, dass eine abschließende Sterilisation im Autoklav zu einer Reduktion der Haftkraft innerhalb der Hybridabutments führen könnte. Die Ergebnisse können im Gegenteil dahingehend interpretiert werden, dass die Widerstandsfähigkeit durch die Sterilisation sogar verstärkt wird. Dies stellt vor dem Hintergrund, dass die Sterilisation neben der Beseitigung einer bakteriellen Kontamination auch Debris reduziert und somit die Passung der Komponenten erhöht, eindeutige Vorteile gegenüber weniger effektiven Aufbereitungsmethoden dar. Die positiven Effekte der Sterilisation auf den Knochenerhalt und das periimplantäre Gewebe überwiegen die potentiellen Nachteile nach derzeitigem Kenntnisstand bei weitem.
Da in der vorliegenden Versuchsreihe jedoch nur die Abzugskräfte in axialer Richtung verglichen wurden und keine künstliche Alterung simuliert wurde, bedarf es weiterer Untersuchungen um die mechanische Belastbarkeit in vivo zu verifizieren.
Die Behandlung eines hepatozellulären Karzinoms (HCC) mittels transarterieller Chemoembolisation (TACE) hat einen hohen Stellenwert in einem multimodalen Therapiekonzept. Diese komplikationsarme, interventionelle Therapie wird stets kontrolliert durchgeführt. Im Rahmen dieser Studie sollte die postinterventionelle Sonografie mit der regelhaft durchgeführten CT-Abdomen verglichen werden. Hierbei wurde die kontrastmittelverstärkte Sonografie (contrast enhanced ultrasound, CEUS) in Verbindung mit einer quantitativen Auswertung der Signalintensitäten des Kontrastmittels über die Zeit (time intensity curve analysis, TICA) verwendet.
Das primäre Ziel der Studie war der Vergleich der Kontrastmittelsonografie und TICA mit dem Grad der Lipiodol-Einlagerung im CT-Abdomen. Hierbei wurde jeweils die größte mittels TACE behandelte Läsion untersucht. Es wurde hierzu die Hypothese aufgestellt, dass die Bewertung der Restperfusion des Tumors in der CEUS mit der Lipiodol-Einlagerung - als Surrogatparameter der Restperfusion - korreliert. Als sekundäres Ziel wurde die Untersuchung auf Nicht-Unterlegenheit der Sonografie gegenüber der CT-Abdomen in Bezug auf mögliche unerwünschte Wirkungen der TACE definiert. So sollte insgesamt geklärt werden, ob eine Ablösung des CTs postinterventionell nach TACE realisierbar ist.
In vorliegender Arbeit wurden insgesamt 175 Interventionen bei 89 Patienten mit HCC und TACE-Behandlung prospektiv eingeschlossen. Am Tag nach TACE wurde jeweils eine Sonografie mit CEUS und TICA sowie eine CT-Abdomen durchgeführt. Im Anschluss wurde das perfundierte Areal der Läsion in der CEUS und die Lipiodol-Einlagerung in der CT-Abdomen verglichen und jeweils in vier Kategorien (nach mRECIST) eingeteilt. Bei der Auswertung waren die Untersucher für das jeweils andere Ergebnis verblindet und zusätzlich wurde eine TICA durchgeführt. Des Weiteren wurde die Detektion von potenziellen Nebenwirkungen der TACE in der Sonografie mit der CT-Abdomen verglichen.
In Bezug auf das primäre Prüfziel konnte mittels Cohen’s Kappa zur Übereinstimmung der Bewertungen in CEUS und CT-Abdomen (Interraterreliabilität) keine statistisch signifikante Vergleichbarkeit gezeigt werden (κ=0,028, p=0,288). Mittels linear bzw. quadratisch gewichtetem Cohen’s Kappa zeigte sich ebenso keine Korrelation zwischen den Bewertungen in CEUS und CT-Abdomen (κ=0,016 bzw. κ=0,012). Bei der Auswertung der quantitativen, mittels TICA ermittelten, Signalintensitäten des Kontrastmittels konnte eine schwache Korrelation mit der Lipiodol-Einlagerung im CT-Abdomen gefunden werden (p=0,032, r=0,180). Ein signifikanter Unterschied zwischen den TICA-Messwerten im Zentrum und der Peripherie des Tumors konnte gezeigt werden (p=0,013). Die Beurteilung von unerwünschten Wirkungen einer TACE ist in vorliegender Arbeit nur bedingt möglich, da in diesem Patientenkollektiv klinisch nur sehr wenige Nebenwirkungen auftraten. Der Nachweis von Korrelaten möglicher Komplikationen, wie einer Dreischichtung der Gallenblasenwand, gelang zwar zuverlässig sowohl in der B-Bild Sonografie als auch in der CT-Abdomen, die Vergleichbarkeit ist jedoch wie oben genannt eingeschränkt.
Es konnte mit ausreichender statistischer Power gezeigt werden, dass die CEUS und die CT-Abdomen in Bezug auf das primäre Prüfziel abweichende Ergebnisse liefern. Weitere Studien mit verändertem Design zur Evaluation der Vorhersagekraft für das Outcome bzgl. des Gesamtüberlebens der Patienten nach TACE sind somit erforderlich, um eine belastbare Bewertung vornehmen zu können. Die bisher veröffentlichte Literatur legt eine gute Aussagekraft der Sonografie nahe. Für die TICA konnte in vorliegender Arbeit in Bezug auf die Lipiodol-Einlagerung im CT-Abdomen keine relevante Korrelation gezeigt werden. Die TICA muss zudem technisch weiterentwickelt werden, um die Implementierung in den klinischen Alltag zu erleichtern. Bisher erscheint der Einsatz aufgrund einer zeitintensiven Auswertung der generierten Daten im klinischen Alltag wenig praktikabel. Eine Ablösung des CTs bezüglich der Detektion von Komplikationen nach TACE erscheint jedoch möglich und vor dem Hintergrund der Strahlenbelastung des Patienten und der Kosten sinnvoll.
Es kann abschließend festgehalten werden, dass die CEUS mit TICA postinterventionell nach TACE eine sichere, kosteneffektive und aussichtsreiche Untersuchungsmodalität darstellt. Mit ggf. weiteren Studien scheint somit die Ablösung des CTs im klinischen Alltag mittelfristig realisierbar.
Die Multiple Sklerose (MS) ist die häufigste nicht-traumatische, autoimmun-vermittelte Erkrankung des zentralen Nervensystems (ZNS), welche vor allem bei jüngeren Patienten mit Invalidisierung und anhaltenden neurologischen Defiziten einhergehen kann.
Im Rahmen eines optimalen Therapiekonzepts wurden deshalb immer neuere und potentere Medikamente eingeführt. Mit den Sphingosin-1-Phosphat-Rezeptor-1 (S1P1) -Agonisten Fingolimod und Siponimod sind seit mehreren Jahren Medikamente auf dem Markt deren Wirksamkeit bewiesen, jedoch die genauen Wirkprinzipien noch nicht vollends verstanden sind. Angenommen wurde bisher eine Lymphozytendepletion aufgrund einer Hemmung der Lymphozyteninfiltation ins ZNS über den ubiquitär exprimierten, G-protein gekoppelten S1P1-Rezeptor. Neben Wirksamkeiten im Bereich des Immunsystems spielt der S1P1-Rezeptor und sein natürliches Substrat, das S1P, in vielen essenziellen Bereichen eine entscheidende Rolle, unter anderem in der Ausbildung und Reifung des vaskulären Systems in der Embryogenese.
Die genaue Untersuchung des S1P1-Signalwegs in-vivo gestaltete sich deshalb erschwert, da S1P1-Knock-Out-Mäuse einen letalen Phänotyp ausbilden. Jedoch deuten immer mehr Untersuchungen auch auf eine direkte S1P1-Rezeptor-vermittelte Wirksamkeit von Fingolimod auf Zellen des ZNS hin, somit eine Wirkung über die bisher bekannte Lymphozytenaffektion hinaus. Eine genaue Darstellung der im ZNS-beteiligten Zellen und ihrer S1P1-Aktivität gelang bisher auf zellulärer Ebene nicht.
Mit dem in dieser Arbeit genutzten Mausmodell der genmodifizierten S1P1-Signaling-Maus sollte erstmals eine lokoregionale und zelluläre Untersuchung der am S1P1-Signalweg beteiligten Zellen im Rahmen von physiologischen und experimentellen autoimmunen Enzephalomyelitis (EAE)-Bedingungen im ZNS erfolgen. Hierbei entspricht die EAE weitgehend einem tierexperimentellen Korrelat der menschlichen MS. Bei Aktivierung eines S1P1-Rezeptors bei der S1P1-Signaling-Maus erfolgt durch eine gekoppelte Signalkaskade eine konsekutive Expression eines Histonproteins, welches an ein grün-fluoreszierendes Protein gekoppelt ist. Es resultiert eine grüne Fluoreszenz des Zellkerns der betroffenen Zelle. Bei der Kontroll-Maus findet sich keine Kopplung zwischen Rezeptor und im Zellkern befindlicher Proteine.
Hierbei konnte mit Hilfe von Immunhistochemie sowie der quantitativen Methode der Durchflusszytometrie ein S1P1-Signaling in peripheren Organen wie beispielweise der im Rahmen der MS bedeutsamen Milz nachgewiesen werden. Dadurch eröffnen sich Einblicke in Migrationsverhalten und Zusammensetzung der Lymphozyten-Subtypen und deren S1P1-Signaling im Rahmen von physiologischen Bedingungen und unter EAE-Bedingungen.
Die Darstellung des S1P1-Signalings im ZNS, als Hauptmanifestationsort der MS, gelang unter Zuhilfenahme der EAE mit dem genmodifizierten Mausmodell jedoch nicht. Da sich keine Unterschiede in der GFP-Expression zwischen der Signaling-Maus und der heterozygoten Kontroll-Maus zeigen, sind keinerlei Rückschlüsse auf ein echtes S1P1-Signaling möglich. Es zeigen sich zwar deutliche Expressionsunterschiede des GFP im Vergleich erkrankter und gesunder Versuchstiere, Rückschlüsse auf eine echte S1P1-Aktivität konnten jedoch nicht getroffen werden.
Zusammenfassend eignet sich das hier genutzte Mausmodell der genmodifizierten S1P1-Maus zur Untersuchung peripherer Organe und ihrem S1P1-Signaling, z.B. zur Untersuchung kardiovaskulärer Fragestellungen oder zur dezidierteren Veranschaulichung peripher lymphatischer Prozesse.
Zur Untersuchung ZNS-eigener Zellen sowie zur Beantwortung der Frage, ob und wie sie über den S1P1-Rezeptor agieren, bedarf es jedoch noch der Entwicklung eines geeigneteren Tiermodells.
Die bereits erprobte Möglichkeit der Biolumineszenz zeigte in vorherigen Untersuchungen zwar eine S1P1-Aktivität in-vivo, jedoch sind hier keinerlei Untersuchungen auf zellulärer Basis möglich, sodass mit dem aktuellen Stand der Forschung ein direkter Nachweis der S1P1-Aktivität auf zellulärer Ebene im ZNS nicht möglich ist.
Gait analysis as a clinical examination method has been increasingly used in recent years. In particular, the external knee adduction moment was often used as a surrogate measure for internal medial knee joint loading, e.g., in elderly individuals with medial knee osteoarthritis. Therefore, the knee adduction moment is also associated with the progression of knee osteoarthritis. Children and adolescents with valgus malalignment have been found to experience a reduced external knee adduction moment, but internal knee joint contact forces, particularly in the lateral compartment, were not previously studied.
First, medial and lateral knee joint contact forces were studied using muskulosceletal modeling in young individuals with and without valgus malalignment treated by guided growth. In addition, a systematic literature review was conducted to explore the relationship between external joint moments and internal joint contact forces. Finally, this relationship was investigated in children and adolescents with and without valgus malalignment. Furthermore, we examined whether statistical models could be determined to accurately predict internal knee joint contact forces by commonly used parameters from three-dimensional gait analysis, such as external knee joint moments.
It was found that guided growth normalized knee joint contact forces after treatment. In addition, the static radiographic mechanical axis angle correlated better after the treatment when the patients showed a typical limb alignment compared to the correlation before guided growth with the valgus malalignment due to compensating strategies during gait. Furthermore, the systematic review showed that the peak medial knee joint contact force was best predicted by the knee adduction moment and even better together with the knee flexion moment in the first half of stance. However, for the second half of stance of the medial knee joint contact force and the entire stance of the lateral knee joint contact force, only low correlations with knee adduction and/or flexion moment were found. Finally, statistical models could be determined with high accuracy for both medial and lateral knee joint contact force, for both peaks in the first and second half of stance, and for both study groups of children and adolescents with and without valgus malalignment by including knee adduction and flexion moment as predictors.
These results demonstrate the importance of examining not only the external knee adduction moment but also the knee flexion moment and, even better, the medial and lateral knee joint contact forces when evaluating knee joint loading. With these statistical models, clinicians can predict the medial and lateral knee joint contact forces without the need to perform musculoskeletal simulations and can therefore use standard three-dimensional gait analysis parameters such as knee adduction and flexion moment. This can improve guided growth treatment in children and adolescents with valgus malalignment with regard to implantation or explantation of the growth restricting plates or to rebound. Instrumented gait analysis could be particularly helpful in borderline cases, as kinematic compensation mechanisms during gait may play a role and the static radiograph alone does not provide information about dynamic joint loads.
Erythropoietin (Epo) is a crucial hormone regulating red blood cell number and consequently the hematocrit. Epo is mainly produced in the kidney by interstitial fibroblast-like cells. Previously, we have shown that in cultures of the immortalized mouse renal fibroblast-like cell line FAIK F3-5, sphingosine 1-phosphate (S1P), by activating S1P1 and S1P3 receptors, can stabilize hypoxia-inducible factor (HIF)-2α and upregulate Epo mRNA and protein synthesis. In this study, we have addressed the role of intracellular iS1P derived from sphingosine kinases (Sphk) 1 and 2 on Epo synthesis in F3-5 cells and in mouse primary cultures of renal fibroblasts. We show that stable knockdown of Sphk2 in F3-5 cells increases HIF-2α protein and Epo mRNA and protein levels, while Sphk1 knockdown leads to a reduction of hypoxia-stimulated HIF-2α and Epo protein. A similar effect was obtained using primary cultures of renal fibroblasts isolated from wildtype mice, Sphk1−/−, or Sphk2−/− mice. Furthermore, selective Sphk2 inhibitors mimicked the effect of genetic Sphk2 depletion and also upregulated HIF-2α and Epo protein levels. The combined blockade of Sphk1 and Sphk2, using Sphk2−/− renal fibroblasts treated with the Sphk1 inhibitor PF543, resulted in reduced HIF-2α and Epo compared to the untreated Sphk2−/− cells. Exogenous sphingosine (Sph) enhanced HIF-2α and Epo, and this was abolished by the combined treatment with the selective S1P1 and S1P3 antagonists NIBR-0213 and TY52156, suggesting that Sph was taken up by cells and converted to iS1P and exported to then act in an autocrine manner through S1P1 and S1P3. The upregulation of HIF-2α and Epo synthesis by Sphk2 knockdown was confirmed in the human hepatoma cell line Hep3B, which is well-established to upregulate Epo production under hypoxia. In summary, these data show that sphingolipids have diverse effects on Epo synthesis. While accumulation of intracellular Sph reduces Epo synthesis, iS1P will be exported to act through S1P1+3 to enhance Epo synthesis. Furthermore, these data suggest that selective inhibition of Sphk2 is an attractive new option to enhance Epo synthesis and thereby to reduce anemia development in chronic kidney disease.
Abstract
Rheumatoid arthritis (RA) is associated with systemic osteoporosis, which leads to severe disability and low quality of life. Current therapies target osteoclasts to reduce bone degradation, but more treatment options would be required to promote bone protection by acting directly on osteoblasts (OB). Recently, the local production of dopamine in inflamed joints of RA has been observed. Thus, in this project, we aimed to determine the implication of the neurotransmitter dopamine in the bone formation process in RA. Dopamine receptors (DR) in the human bone tissue of RA or osteoarthritis (OA) patients were examined by immunohistochemistry. DR in isolated human osteoblasts (OB) was analyzed by flow cytometry, and dopamine content was evaluated by ELISA. Osteoclasts (OC) were differentiated from the PBMCs of healthy controls (HC) and RA patients. Isolated cells were treated with specific dopamine agonists. The effect of dopamine on mineralization was evaluated by Alizarin red staining. Cytokine release in supernatants was measured by ELISA. Osteoclastogenesis was evaluated with TRAP staining. OC markers were analyzed via real-time PCR and bone resorption via staining of resorption pits with toluidine blue. All DR were observed in bone tissue, especially in the bone remodeling area. Isolated OB maintained DR expression, which allowed their study in vitro. Isolated OB expressed tyrosine hydroxylase, the rate-limiting enzyme for dopamine production, and contained dopamine. The activation of D2-like DR significantly increased bone mineralization in RA osteoblasts and increased osteoclastogenesis but did not alter the expression of OC markers nor bone resorption. DR were found in the bone remodeling area of human bone tissue and dopamine can be produced by osteoblasts themselves, thus suggesting a local autocrine/paracrine pathway of dopamine in the bone. D2-like DRs are responsible for bone mineralization in osteoblasts from RA patients without an increase in bone resorption, thus suggesting the D2-like DR pathway as a possible future therapeutic target to counteract bone resorption in arthritis
Purpose: (i) To examine the criterion taller-than-wide (TTW) for the sonographic assessment of thyroid nodules in areas of iodine deficiency in terms of frequency, anatomical distribution within the thyroid gland and risk of malignancy. (ii) To develop a model for nodule growth in the thyroid gland. Methods: German multicenter study consisting of two parts. In the prospective part, thyroid nodules were sonographically measured in all three dimensions, location within the thyroid gland and contact to a protrusion-like formation (horn) in the dorsal position of thyroid gland was noted. In addition, further sonographic features such as the composition, echogenity, margins and calcifications were investigated. All nodules from the prospective part were assessed for malignancy as part of clinical routine at the decision of the treating physician adhering to institutionally based algorithms. In the retrospective part, only nodules with fine needle aspiration and/or histology were included. The risk of malignancy in TTW nodules was determined by correlating them with cyotological and histological results. Results: Prospective part: out of 441 consecutively evaluated thyroid nodules, 6 were found to be malignant (1.4%, 95% CI 0.6–2.7%). Among the 74 TTW nodules (17%), 1 was malignant (1%, 95% CI 0–4%). TTW nodules were more often located in the dorsal half of the thyroid than non-TTW nodules (factor 2.3, p = 0.01, 95% CI 2.1–2.5) and more often located in close proximity to a horn than non-TTW nodules (factor 3.0, p = 0.01, 95% CI 2.4–3.8). Retrospective part: out of 1315 histologically and/or cytologically confirmed thyroid nodules, 163 TTW nodules were retrieved and retrospectively analyzed. A TTW nodule was 1.7 times more often benign when it was dorsal (95% CI 1.1–2.5) and 2.5 times more often benign when it was associated with a horn (95% CI 1.2–5.3). The overall probability of malignancy for TTW nodules was 38% (95% CI 30–46%) in this highly preselected patient group. Conclusion: TTW nodules are common in iodine deficient areas. They are often located in the dorsal half of the thyroid gland and are frequently associated with a dorsal protrusion-like formation (horn) of the thyroid. Obviously, the shape of benign nodules follows distinct anatomical preconditions within the thyroid gland. The frequency of TTW nodules and their predominant benignity can be explained by a pole concept of goiter growth. The difference between the low malignancy risk of TTW nodules found on a prospective basis and the high risk found retrospectively may be the result of a positive preselection in the latter.
Purpose: As the population ages, the incidence of rectal cancer among elderly patients is rising. Due to the risk of perioperative morbidity and mortality, alternative nonoperative treatment options have been explored in elderly and frail patients who are clinically inoperable or refuse surgery.
Methods: Here we present technical considerations and first clinical experience after treating a cohort of six rectal cancer patients (T1‑3, N0‑1, M0; UICC stage I-IIIB) with definitive external-beam radiation therapy (EBRT) followed by image-guided, endorectal high-dose-rate brachytherapy (HDR-BT). Patients were treated with 10–13 × 3 Gy EBRT followed by HDR-BT delivering 12–18 Gy in two or three fractions. Tumor response was evaluated using endoscopy and magnetic resonance imaging of the pelvis.
Results: Median age was 84 years. All patients completed EBRT and HDR-BT without any high-grade toxicity (> grade 2). One patient experienced rectal bleeding (grade 2) after 10 weeks. Four patients (67%) demonstrated clinical complete response (cCR) or near cCR, there was one partial response, and one residual tumor and hepatic metastasis 8 weeks after HDR-BT. The median follow-up time for all six patients is 42 weeks (range 8–60 weeks). Sustained cCR without evidence of local regrowth has been achieved in all four patients with initial (n)cCR to date.
Conclusion: Primary EBRT combined with HDR-BT is feasible and well tolerated with promising response rates in elderly and frail rectal cancer patients. The concept could be an integral part of a highly individualized and selective nonoperative treatment offered to patients who are not suitable for or refuse surgery.
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.
Mesenchymal stromal/stem cells and their derivates are the most promising cell source for cell therapies in regenerative medicine. The application of extracellular vesicles (EVs) as cell-free therapeuticals requires particles with a maximum regenerative capability to enhance tissue and organ regeneration. The cargo of mRNA and microRNA (miR) in EVs after hypoxic preconditioning has not been extensively investigated. Therefore, the aim of our study was the characterization of mRNA and the miR loading of EVs. We further investigated the effects of the isolated EVs on renal tubular epithelial cells in vitro. We found 3131 transcripts to be significantly regulated upon hypoxia. Only 15 of these were downregulated, but 3116 were up-regulated. In addition, we found 190 small RNAs, 169 of these were miRs and 21 were piwi-interacting RNAs (piR). However, only 18 of the small RNAs were significantly altered, seven were miRs and 11 were piRs. Interestingly, all seven miRs were down-regulated after hypoxic pretreatment, whereas all 11 piRs were up-regulated. Gene ontology term enrichment and miR-target enrichment analysis of the mRNAs and miR were also performed in order to study the biological background. Finally, the therapeutic effect of EVs on human renal tubular epithelial cells was shown by the increased expression of three anti-inflammatory molecules after incubation with EVs from hypoxic pretreatment. In summary, our study demonstrates the altered mRNA and miR load in EVs after hypoxic preconditioning, and their anti-inflammatory effect on epithelial cells.
Background: The factors driving the late phase of COVID-19 are still poorly understood. However, autoimmunity is an evolving theme in COVID-19’s pathogenesis. Additionally, deregulation of human retroelements (RE) is found in many viral infections, and has also been reported in COVID-19.
Results: Unexpectedly, coronaviruses (CoV) – including SARS-CoV-2 – harbour many RE-identical sequences (up to 35 base pairs), and some of these sequences are part of SARS-CoV-2 epitopes associated to COVID-19 severity. Furthermore, RE are expressed in healthy controls and human cells and become deregulated after SARS-CoV-2 infection, showing mainly changes in long interspersed nuclear element (LINE1) expression, but also in endogenous retroviruses.
Conclusion: CoV and human RE share coding sequences, which are targeted by antibodies in COVID-19 and thus could induce an autoimmune loop by molecular mimicry.
Background: Safety, tolerability and efficacy of granulocyte colony-stimulating factor (G-CSF) for mobilization of hematopoietic stem and progenitor cells (HSPCs) from healthy donors have been conclusively demonstrated. This explicitly includes, albeit for smaller cohorts and shorter observation periods, biosimilar G-CSFs. HSPC donation is non-remunerated, its sole reward being “warm glow”, hence harm to donors must be avoided with maximal certitude. To ascertain, therefore, long-term physical and mental health effects of HSPC donation, a cohort of G-CSF mobilized donors was followed longitudinally.
Methods: We enrolled 245 healthy volunteers in this bi-centric long-term surveillance study. 244 healthy volunteers began mobilization with twice-daily Sandoz biosimilar filgrastim and 242 underwent apheresis after G-CSF mobilization. Physical and mental health were followed up over a period of 5-years using the validated SF-12 health questionnaire.
Results: Baseline physical and mental health of HSPC donors was markedly better than in a healthy reference population matched for ethnicity, sex and age. Physical, but not mental health was sharply diminished at the time of apheresis, likely due to side effects of biosimilar G-CSF, however had returned to pre-apheresis values by the next follow-up appointment after 6 months. Physical and mental health slightly deteriorated over time with kinetics reflecting the known effects of aging. Hence, superior physical and mental health compared to the general healthy non-donor population was maintained over time.
Conclusions: HSPC donors are of better overall physical and mental health than the average healthy non-donor. Superior well-being is maintained over time, supporting the favorable risk–benefit assessment of volunteer HSPC donation.
Trial registration National Clinical Trial NCT01766934
Murine acetaminophen-induced acute liver injury (ALI) serves as paradigmatic model for drug-induced hepatic injury and regeneration. As major cause of ALI, acetaminophen overdosing is a persistent therapeutic challenge with N-acetylcysteine clinically used to ameliorate parenchymal necrosis. To identify further treatment strategies that serve patients with poor N-acetylcysteine responses, hepatic 3′mRNA sequencing was performed in the initial resolution phase at 24 h/48 h after sublethal overdosing. This approach disclosed 45 genes upregulated (≥5-fold) within this time frame. Focusing on C5aR1, we observed in C5aR1-deficient mice disease aggravation during resolution of intoxication as evidenced by increased liver necrosis and serum alanine aminotransferase. Moreover, decreased hepatocyte compensatory proliferation and increased caspase-3 activation at the surroundings of necrotic cores were detectable in C5aR1-deficient mice. Using a non-hypothesis-driven approach, herein pro-regenerative/-resolving effects of C5aR1 were identified during late acetaminophen-induced ALI. Data concur with protection by the C5a/C5aR1-axis during hepatectomy and emphasize the complex role of inflammation during hepatic regeneration and repair.
A webinar series that was organised by the Academy of Pharmaceutical Sciences Biopharmaceutics focus group in 2021 focused on the challenges of developing clinically relevant dissolution specifications (CRDSs) for oral drug products. Industrial scientists, together with regulatory and academic scientists, came together through a series of six webinars, to discuss progress in the field, emerging trends, and areas for continued collaboration and harmonisation. Each webinar also hosted a Q&A session where participants could discuss the shared topic and information. Although it was clear from the presentations and Q&A sessions that we continue to make progress in the field of CRDSs and the utility/success of PBBM, there is also a need to continue the momentum and dialogue between the industry and regulators. Five key areas were identified which require further discussion and harmonisation.
Omicron is the evolutionarily most distinct severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) variant of concern (VOC) to date. We report that Omicron BA.1 breakthrough infection in BNT162b2-vaccinated individuals resulted in strong neutralizing activity against Omicron BA.1, BA.2, and previous SARS-CoV-2 VOCs but not against the Omicron sublineages BA.4 and BA.5. BA.1 breakthrough infection induced a robust recall response, primarily expanding memory B (BMEM) cells against epitopes shared broadly among variants, rather than inducing BA.1-specific B cells. The vaccination-imprinted BMEM cell pool had sufficient plasticity to be remodeled by heterologous SARS-CoV-2 spike glycoprotein exposure. Whereas selective amplification of BMEM cells recognizing shared epitopes allows for effective neutralization of most variants that evade previously established immunity, susceptibility to escape by variants that acquire alterations at hitherto conserved sites may be heightened.
Die traditionellen Behandlungspositionen der Zahnärzt/innen hinter, neben und vor dem/r Patienten/in führen zur asymmetrischen Neigung und Verdrehung des Kopfes sowie des Rumpfes. Die Folge können Fehlhaltungen sein, die Muskel-Skelett-Erkrankungen verursachen. Das erklärt wahrscheinlich die hohe Prävalenz bei Zahnärzt/innen und zahnmedizinischen Fachangestellten. Daher werden in dieser Übersicht mögliche Ursachen und Konsequenzen der Prävalenz sowie ergonomische Maßnahmen für diese Berufsgruppen aufgeführt. Zudem erläutern wir ergonomische Empfehlungen für die Sitzhaltung von Zahnärzt/innen auf Basis der vorhandenen Literatur.
Dieser Beitrag beschäftigt sich mit Arbeitsabläufen und physischen Risikofaktoren von Zahnärzt/innen (ZA) und Zahnmedizinischen Fachangestellten (ZFA), die zu gesundheitlichen Schäden des Muskel-Skelett-Systems führen. Dabei soll besonders auf das Arbeitsfeld „Patientenmund“ sowie die Arbeitsbelastung und deren Auswirkung auf die Gesundheit eingegangen werden. Ferner werden die optimale Sitzhaltung und physische Anforderungen statischer und repetitiver Behandlungspositionen sowie -haltungen von ZA und ZFA diskutiert.
Around 20% of the American population have chronic pain and estimates in other Western countries report similar numbers. This represents a major challenge for global health care systems. Additional problems for the treatment of chronic and persistent pain are the comparably low efficacy of existing therapies, the failure to translate effects observed in preclinical pain models to human patients and related setbacks in clinical trials from previous attempts to develop novel analgesics. Drug repurposing offers an alternative approach to identify novel analgesics as it can bypass various steps of classical drug development. In recent years, several approved drugs were attributed analgesic properties. Here, we review available data and discuss recent findings suggesting that the approved drugs minocycline, fingolimod, pioglitazone, nilotinib, telmisartan, and others, which were originally developed for the treatment of different pathologies, can have analgesic, antihyperalgesic, or neuroprotective effects in preclinical and clinical models of inflammatory or neuropathic pain. For our analysis, we subdivide the drugs into substances that can target neuroinflammation or substances that can act on peripheral sensory neurons, and highlight the proposed mechanisms. Finally, we discuss the merits and challenges of drug repurposing for the development of novel analgesics.
Background: Bacterial burden as well as duration of bacteremia influence the outcome of patients with bloodstream infections. Promptly decreasing bacterial load in the blood by using extracorporeal devices in addition to anti-infective therapy has recently been explored. Preclinical studies with the Seraph® 100 Microbind® Affinity Blood Filter (Seraph® 100), which consists of heparin that is covalently bound to polymer beads, have demonstrated an effective binding of bacteria and viruses. Pathogens adhere to the heparin coated polymer beads in the adsorber as they would normally do to heparan sulfate on cell surfaces. Using this biomimetic principle, the Seraph® 100 could help to decrease bacterial burden in vivo.
Methods: This first in human, prospective, multicenter, non-randomized interventional study included patients with blood culture positive bloodstream infection and the need for kidney replacement therapy as an adjunctive treatment for bloodstream infections. We performed a single four-hour hemoperfusion treatment with the Seraph® 100 in conjunction with a dialysis procedure. Post procedure follow up was 14 days.
Results: Fifteen hemodialysis patients (3F/12 M, age 74.0 [68.0–78.5] years, dialysis vintage 28.0 [11.0–45.0] months) were enrolled. Seraph® 100 treatment started 66.4 [45.7–80.6] hours after the initial positive blood culture was drawn. During the treatment with the Seraph® 100 with a median blood flow of 285 [225–300] ml/min no device or treatment related adverse events were reported. Blood pressure and heart rate remained stable while peripheral oxygen saturation improved during the treatment from 98.0 [92.5–98.0] to 99.0 [98.0–99.5] %; p = 0.0184. Four patients still had positive blood culture at the start of Seraph® 100 treatment. In one patient blood cultures turned negative during treatment. The time to positivity (TTP) was increased between inflow and outflow blood cultures by 36 [− 7.2 to 96.3] minutes. However, overall TTP increase was not statistical significant.
Conclusions: Seraph® 100 treatment was well tolerated. Adding Seraph® 100 to antibiotics early in the course of bacteremia might result in a faster resolution of bloodstream infections, which has to be evaluated in further studies.
Whereas the clinical approach in pediatric cancer patients with febrile neutropenia is well established, data on non-neutropenic infectious episodes are limited. We therefore prospectively collected over a period of 4 years of data on all infectious complications in children treated for acute lymphoblastic or myeloid leukemia (ALL or AML) and non-Hodgkin lymphoma (NHL) at two major pediatric cancer centers. Infections were categorized as fever of unknown origin (FUO), and microbiologically or clinically documented infections. A total of 210 patients (median age 6 years; 142 ALL, 23 AML, 38 NHL, 7 leukemia relapse) experienced a total of 776 infectious episodes (571 during neutropenia, 205 without neutropenia). The distribution of FUO, microbiologically and clinically documented infections, did not significantly differ between neutropenic and non-neutropenic episodes. In contrast to neutropenic patients, corticosteroids did not have an impact on the infectious risk in non-neutropenic children. All but one bloodstream infection in non-neutropenic patients were due to Gram-positive pathogens. Three patients died in the context of non-neutropenic infectious episodes (mortality 1.4%). Our results well help to inform clinical practice guidelines in pediatric non-neutropenic cancer patients presenting with fever, in their attempt to safely restrict broad-spectrum antibiotics and improve the quality of life by decreasing hospitalization.
Background: To minimize the risk of disease transmission in cornea transplantation, donor screening for blood-derived viral infections is mandatory. Ideally, pre-mortem blood samples are used, but based on availability, cadaveric blood samples of cornea donors may also be used. However, serological and nucleic acid amplification tests (NATs) need to be validated for the use of cadaveric specimens.
Methods: Hepatitis B virus (HBV), hepatitis C virus (HCV), human immunodeficiency virus (HIV), human T-lymphotropic virus (HTLV) 1/2, and Treponema pallidum (syphilis)-specific serological and/or NAT assays were validated on different platforms (Abbott Alinity i, Alinity m, Roche Cobas 6800, and Roche Cobas AmpliPrep/Cobas TaqMan (CAP/CTM)) using (un)spiked paired pre- and post-mortem cornea donor blood samples from the same individual (up to 23.83 h after death) of 28 individuals in accordance with the specifications of the German Federal Institute for Vaccines and Biomedicines (Paul-Ehrlich-Institut [PEI]). In addition, routinely HBV-, HCV- and HIV-PCR-negative tested post-mortem blood samples of 24 individuals were used to assess NAT specificity.
Results: For the majority of serological parameters on the Abbott Alinity i (HBsAg, anti-HBc, anti-HBs, anti-HCV, anti-HIV, anti-HTLV 1/2, and anti-Treponema pallidum), ratios of generated test results of (un)spiked paired pre- and post-mortem blood samples differed ≤25%, with an agreement of qualitative pre- and post-mortem test results ranging from 91.2 to 100%. For NAT parameters (HBV, HCV, and HIV) on the Cobas 6800, Alinity m, and CAP/CTM, no significant deviation in virus concentrations (factor >5) of spiked pre- and post-mortem blood samples could be observed. Ct-values of corresponding internal controls did also not differ significantly (>1.5 Ct-values). In addition, no false-positive test results were generated when specificity was assessed.
Conclusion: Overall, fluctuations of test results for serological and NAT parameters in pre- and post-mortem blood samples examined in this study, were only limited and within the range of what is also observed when routinely testing fresh patient specimens. We conclude that all examined assays are eligible for the screening of blood samples taken up to about 24 h after the occurrence of death.
Background and purpose: Impaired kidney function is associated with an increased risk of vascular events in acute stroke patients, when assessed by single measurements of estimated glomerular filtration rate (eGFR). It is unknown whether repeated measurements provide additional information for risk prediction.
Methods: The MonDAFIS (Systematic Monitoring for Detection of Atrial Fibrillation in Patients with Acute Ischemic Stroke) study randomly assigned 3465 acute ischemic stroke patients to either standard procedures or an additive Holter electrocardiogram. Baseline eGFR (CKD-EPI formula) were dichotomized into values of < versus ≥60 ml/min/1.73 m2. eGFR dynamics were classified based on two in-hospital values as “stable normal” (≥60 ml/min/1.73 m2), “increasing” (by at least 15% from baseline, second value ≥ 60 ml/min/1.73 m2), “decreasing” (by at least 15% from baseline of ≥60 ml/min/1.73 m2), and “stable decreased” (<60 ml/min/1.73 m2). The composite endpoint (stroke, major bleeding, myocardial infarction, all-cause death) was assessed after 24 months. We estimated hazard ratios in confounder-adjusted models.
Results: Estimated glomerular filtration rate at baseline was available in 2947 and a second value in 1623 patients. After adjusting for age, stroke severity, cardiovascular risk factors, and randomization, eGFR < 60 ml/min/1.73 m2 at baseline (hazard ratio [HR] = 2.2, 95% confidence interval [CI] = 1.40–3.54) as well as decreasing (HR = 1.79, 95% CI = 1.07–2.99) and stable decreased eGFR (HR = 1.64, 95% CI = 1.20–2.24) were independently associated with the composite endpoint. In addition, eGFR < 60 ml/min/1.732 at baseline (HR = 3.02, 95% CI = 1.51–6.10) and decreasing eGFR were associated with all-cause death (HR = 3.12, 95% CI = 1.63–5.98).
Conclusions: In addition to patients with low eGFR levels at baseline, also those with decreasing eGFR have increased risk for vascular events and death; hence, repeated estimates of eGFR might add relevant information to risk prediction.
Nodular lymphocyte-predominant Hodgkin lymphoma (NLPHL) can show variable histological growth patterns and present remarkable overlap with T-cell/histiocyte-rich large B-cell lymphoma (THRLBCL). Previous studies suggest that NLPHL histological variants represent progression forms of NLPHL and THRLBCL transformation in aggressive disease. Since molecular studies of both lymphomas are limited due to the low number of tumor cells, the present study aimed to learn if a better understanding of these lymphomas is possible via detailed measurements of nuclear and cell size features in 2D and 3D sections. Whereas no significant differences were visible in 2D analyses, a slightly increased nuclear volume and a significantly enlarged cell size were noted in 3D measurements of the tumor cells of THRLBCL in comparison to typical NLPHL cases. Interestingly, not only was the size of the tumor cells increased in THRLBCL but also the nuclear volume of concomitant T cells in the reactive infiltrate when compared with typical NLPHL. Particularly CD8+ T cells had frequent contacts to tumor cells of THRLBCL. However, the nuclear volume of B cells was comparable in all cases. These results clearly demonstrate that 3D tissue analyses are superior to conventional 2D analyses of histological sections. Furthermore, the results point to a strong activation of T cells in THRLBCL, representing a cytotoxic response against the tumor cells with unclear effectiveness, resulting in enhanced swelling of the tumor cell bodies and limiting proliferative potential. Further molecular studies combining 3D tissue analyses and molecular data will help to gain profound insight into these ill-defined cellular processes.
Purpose: Preoperative (neoadjuvant) chemoradiotherapy (CRT) and total mesorectal excision is the standard treatment for rectal cancer patients (UICC stage II/III). Up to one-third of patients treated with CRT achieve a pathological complete response (pCR). These patients could be spared from surgery and its associated morbidity and mortality, and assigned to a “watch and wait” strategy. However, reliably identifying pCR based on clinical or imaging parameters remains challenging.
Experimental design: We generated gene-expression profiles of 175 patients with locally advanced rectal cancer enrolled in the CAO/ARO/AIO-94 and -04 trials. One hundred and sixty-one samples were used for building, training and validating a predictor of pCR using a machine learning algorithm. The performance of the classifier was validated in three independent cohorts, comprising 76 patients from (i) the CAO/ARO/AIO-94 and -04 trials (n = 14), (ii) a publicly available dataset (n = 38) and (iii) in 24 prospectively collected samples from the TransValid A trial.
Results: A 21-transcript signature yielded the best classification of pCR in 161 patients (Sensitivity: 0.31; AUC: 0.81), when not allowing misclassification of non-complete-responders (False-positive rate = 0). The classifier remained robust when applied to three independent datasets (n = 76).
Conclusion: The classifier can identify >1/3 of rectal cancer patients with a pCR while never classifying patients with an incomplete response as having pCR. Importantly, we could validate this finding in three independent datasets, including a prospectively collected cohort. Therefore, this classifier could help select rectal cancer patients for a “watch and wait” strategy.
Translational relevance: Forgoing surgery with its associated side effects could be an option for rectal cancer patients if the prediction of a pathological complete response (pCR) after preoperative chemoradiotherapy would be possible. Based on gene-expression profiles of 161 patients a classifier was developed and validated in three independent datasets (n = 76), identifying over 1/3 of patients with pCR, while never misclassifying a non-complete-responder. Therefore, the classifier can identify patients suited for “watch and wait”.
Tightly regulated and cell-specific NADPH-oxidases (Nox) represent one of the major sources of reactive oxygen species (ROS) signaling molecules that are involved in tissue development and stem cell self-renewal. We have characterized the role of Nox4 in osteo-progenitors during postnatal bone development. Nox4 expression in bone and ROS generation were increased during early osteoblast differentiation and bone development. Stromal osteoblastic cell self-renewal, proliferation and ROS production were significantly lower in samples from whole-body Nox4 knockout mice (Nox4-/-) and conditional knockout (CKO) mice with depletion of Nox4 in the limb bud mesenchyme compared with those from control mice (Nox4fl/fl), but they were reversed after 9 passages. In both sexes, bone volume, trabecular number and bone mineral density were significantly lower in 3-week old CKO and Nox4-/- mice compared with Nox4fl/fl controls. This was reflected in serum levels of bone formation markers alkaline phosphatase (ALP) and procollagen 1 intact N-terminal propeptide (P1NP). However, under-developed bone formation in 3-week old CKO and Nox4-/- mice quickly caught up to levels of control mice by 6-week of age, remained no different at 13-week of age, and was reversed in 32-week old male mice. Osteoclastogenesis showed no differences among groups, however, CTX1 reflecting osteoclast activity was significantly higher in 3-week old male CKO and Nox4-/- mice compared with control mice, and significantly lower in 32-week old Nox4-/- mice compared with control mice. These data suggest that Nox4 expression and ROS signaling in bone and osteoblastic cells coordinately play an important role in osteoblast differentiation, proliferation and maturation.
Das Neuroblastom ist der am häufigsten vorkommende extrakranielle solide Tumor im Kindesalter. Der klinische Verlauf ist sehr heterogen und reicht von spontaner Regression der Erkrankung bis zum Tod trotz intensiver multimodaler Therapie. Vor allem die Prognose des Hochrisiko-Neuroblastoms hat sich in den letzten 20 Jahren kaum verbessert. Nach wie vor versterben 50% der Patient*innen mit Hochrisiko-Neuroblastom trotz intensiver Therapie. Chemoresistenz zählt zu den größten Problemen der heutigen Krebstherapie. In der AG Cinatl am Institut für Medizinische Virologie des Universitätsklinikum Frankfurt existiert eine Sammlung von adaptierten chemoresistenten Tumorzelllinien (Resistant Cancer Cell Line Collection).
Die humane Neuroblastomzelllinie IMR5 und ihre chemoresistenten Sublinien (adaptiert gegen Cisplatin, Gemcitabin, Vincristin und Doxorubicin) wurden in der vorliegenden Arbeit zunächst hinsichtlich der Resistenzmechanismen charakterisiert. In IMR5 wurde durch die Adaption an Vincristin und Doxorubicin eine MDR1-Expression induziert, nicht jedoch durch Adaption an Gemcitabin und Cisplatin. MDR1 vermittelt in IMR5 die Kreuzresistenz zwischen Vincristin und Doxorubicin. Anhand der Daten kann von einer Kreuzresistenz der Vincristin und Doxorubicin adaptierten Sublinien zu anderen MDR1-abhängigen Substraten ausgegangen werden. Verapamil wurde zur Revertierung der MDR1-vermittelten Resistenz verwendet. In der Sequenzierung des TP53-Gens konnte bei allen IMR5-Sublinien Wildtyp-TP53 mit dem Polymorphismus P72R bestätigt und somit TP53-Mutationen als Resistenzmechanismus ausgeschlossen werden. Auch gegen den MDM2-Inhibitor und p53-Aktivator Nutlin-3 zeigen die resistenten Sublinien keine signifikanten Unterschiede. Die Adaptierung hat in keiner Sublinie zu TP53-Mutationen geführt.
Des Weiteren wurde die Wirksamkeit von vier PARP-Inhibitoren (Olaparib, Rucaparib, Niraparib, Talazoparib) in den resistenten IMR5-Sublinien getestet. Talazoparib zeigt sich dabei als der wirksamste PARP-Inhibitor mit IC50-Werten im nM-Bereich. Eine Kreuzresistenz der MDR1-exprimierenden Sublinien IMR5rVCR10 und IMR5rDOXO20 zu den als MDR1-Substraten bekannten PARP-Inhibitoren Olaparib, Rucaparib und Talazoparib konnte ebenfalls nachgewiesen und auf die MDR1-Expression zurückgeführt werden. Auffällig ist die gleich starke Wirksamkeit von Niraparib in allen Sublinien, unabhängig von der Adaption und des MDR1-Status der jeweiligen IMR5-Sublinie. Niraparib ist somit sehr interessant für die klinische Anwendung.
IMR5rCDDP1000 zeigt trotz nur geringer MDR1-Expression eine signifikante Kreuzresistenz gegen Rucaparib und Talazoparib. Verapamil zeigt an IMR5rCDDP1000 keine Veränderung der Wirksamkeit der PARP-Inhibitoren. In IMR5rCDDP1000 ist die Kreuzresistenz gegen PARP-Inhibitoren also MDR1-unabhängig. IMR5rGEMCI20 zeigt dagegen gegen alle PARP-Inhibitoren die gleiche Sensitivität wie IMR5 PAR, gegen Olaparib sogar eine Hypersensitivität.
Die Trinukleotidreduktase SAMHD1 ist als Resistenzmechanismus gegenüber Cytarabin und möglicher Biomarker der AML bekannt. Auch in der Neuroblastomzelllinie IMR5 konnte durch den Abbau von SAMHD1 mit VPX-VLPs die Wirksamkeit des Nukleosidanalogons Cytarabin erhöht werden. Die Wirksamkeit des Nukleosidanalogons Gemcitabin konnte durch den Abbau von SAMHD1 in den IMR5-Sublinien nicht erhöht werden. Eine Beteiligung von SAMHD1 an der Hydrolyse von Gemcitabin konnte somit nicht nachgewiesen werden. Außerdem konnte eine Beteiligung von SAMHD1 an der DNA-Reparatur nicht bestätigt werden: Durch den Abbau von SAMHD1 wurde die Wirksamkeit von DNA-schädigenden Cytostatika wie Topotecan und PARP-Inhibitoren nicht erhöht.
Im Verlauf der Arbeit wurde zusätzlich die Olaparib-resistente Sublinie IMR5rOLAPARIB20 etabliert. Die erworbene Resistenz gegen Olaparib wurde bestätigt, die Zelle zeigt zusätzlich eine MDR1-unabhängige Kreuzresistenz zu Niraparib, Rucaparib und Talazoparib. Die Resistenz beruht wahrscheinlich auf der verminderten Expression von PARP. In IMR5rOLAPARIB20 erhöht der Abbau von SAMHD1 mit VPX-VLPs wie erwartet die Wirksamkeit von Cytarabin, zeigt aber keinen Einfluss auf die Toxizität von PARP-Inhibitoren. Erstaunlicherweise konnte eine erhöhte Wirksamkeit von PARP-Inhibitoren in Kombination mit VPR-VLPs in IMR5 PAR und IMR5rOLAPARIB20 gezeigt werden. PARP-Inhibitoren werden bereits bei soliden Tumoren wie Eierstock- und Brustkrebs eingesetzt und könnten in Kombination mit VPR-VLPs eine weitere Therapiemöglichkeit des Neuroblastoms sein.
The SARS-CoV-2 Omicron variant is currently causing a large number of infections in many countries. A number of antiviral agents are approved or in clinical testing for the treatment of COVID-19. Despite the high number of mutations in the Omicron variant, we here show that Omicron isolates display similar sensitivity to eight of the most important anti-SARS-CoV-2 drugs and drug candidates (including remdesivir, molnupiravir, and PF-07321332, the active compound in paxlovid), which is of timely relevance for the treatment of the increasing number of Omicron patients. Most importantly, we also found that the Omicron variant displays a reduced capability of antagonising the host cell interferon response. This provides a potential mechanistic explanation for the clinically observed reduced pathogenicity of Omicron variant viruses compared to Delta variant viruses.
Recently, we have shown that SARS-CoV-2 Omicron virus isolates are less effective at inhibiting the host cell interferon response than Delta viruses. Here, we present further evidence that reduced interferon-antagonising activity explains at least in part why Omicron variant infections are inherently less severe than infections with other SARS-CoV-2 variants. Most importantly, we here also show that Omicron variant viruses display enhanced sensitivity to interferon treatment, which makes interferons promising therapy candidates for Omicron patients, in particular in combination with other antiviral agents.
Background: Nearly all patients with newly diagnosed glioblastoma experience recurrence following standard-of-care radiotherapy (RT) + temozolomide (TMZ). The purpose of the phase III randomized CheckMate 548 study was to evaluate RT + TMZ combined with the immune checkpoint inhibitor nivolumab (NIVO) or placebo (PBO) in patients with newly diagnosed glioblastoma with methylated MGMT promoter (NCT02667587).
Methods: Patients (N = 716) were randomized 1:1 to NIVO [(240 mg every 2 weeks × 8, then 480 mg every 4 weeks) + RT (60 Gy over 6 weeks) + TMZ (75 mg/m2 once daily during RT, then 150-200 mg/m2 once daily on days 1-5 of every 28-day cycle × 6)] or PBO + RT + TMZ following the same regimen. The primary endpoints were progression-free survival (PFS) and overall survival (OS) in patients without baseline corticosteroids and in all randomized patients.
Results: As of December 22, 2020, median (m)PFS (blinded independent central review) was 10.6 months (95% CI, 8.9-11.8) with NIVO + RT + TMZ vs 10.3 months (95% CI, 9.7-12.5) with PBO + RT + TMZ (HR, 1.1; 95% CI, 0.9-1.3) and mOS was 28.9 months (95% CI, 24.4-31.6) vs 32.1 months (95% CI, 29.4-33.8), respectively (HR, 1.1; 95% CI, 0.9-1.3). In patients without baseline corticosteroids, mOS was 31.3 months (95% CI, 28.6-34.8) with NIVO + RT + TMZ vs 33.0 months (95% CI, 31.0-35.1) with PBO + RT + TMZ (HR, 1.1; 95% CI, 0.9-1.4). Grade 3/4 treatment-related adverse event rates were 52.4% vs 33.6%, respectively.
Conclusions: NIVO added to RT + TMZ did not improve survival in patients with newly diagnosed glioblastoma with methylated or indeterminate MGMT promoter. No new safety signals were observed.
Characteristics of critical incident reporting systems in primary care: an international survey
(2022)
Aim: The aim of the study was to support the development of future critical incident reporting systems (CIRS) in primary care by collecting information on existing systems. Our focus was on processes used to report and analyse incidents, as well as strategies used to overcome difficulties.
Methods: Based on literature from throughout the world, we identified existing CIRS in primary care. We developed a questionnaire and sent it to operators of a purposeful sample of 17 CIRS in primary care. We used cross-case analysis to compare the answers and pinpoint important similarities and differences in the CIRS in our sample.
Results: Ten CIRS operators filled out the questionnaire, and 9 systems met the inclusion criteria. The sample of CIRS came from 8 different countries and was rather heterogeneous. The reporting systems invited a broad range of professions to report, with some also including reports by patients. In most cases, reporting was voluntary and conducted via an online reporting form. Reports were analysed locally, centrally, or both. The various CIRS used interesting ideas to deal with barriers. Some, for example, used confidential reporting modes as a compromise between anonymity and the need for follow-up investigations, whereas others used smartphone applications and call centres to speed up the reporting process.
Conclusion: We found multiple CIRS that have operated in primary care for many years, have received a high number of reports and were largely developed in accordance with recommendations found in literature. Although primary care in Germany differs from other countries, these CIRS could serve as an inspiration for CIRS in German primary care.
Background: An essential step in any medical research project after identifying the research question is to determine if there are sufficient patients available for a study and where to find them. Pursuing digital feasibility queries on available patient data registries has proven to be an excellent way of reusing existing real-world data sources. To support multicentric research, these feasibility queries should be designed and implemented to run across multiple sites and securely access local data. Working across hospitals usually involves working with different data formats and vocabularies. Recently, the Fast Healthcare Interoperability Resources (FHIR) standard was developed by Health Level Seven to address this concern and describe patient data in a standardized format. The Medical Informatics Initiative in Germany has committed to this standard and created data integration centers, which convert existing data into the FHIR format at each hospital. This partially solves the interoperability problem; however, a distributed feasibility query platform for the FHIR standard is still missing.
Objective: This study described the design and implementation of the components involved in creating a cross-hospital feasibility query platform for researchers based on FHIR resources. This effort was part of a large COVID-19 data exchange platform and was designed to be scalable for a broad range of patient data.
Methods: We analyzed and designed the abstract components necessary for a distributed feasibility query. This included a user interface for creating the query, backend with an ontology and terminology service, middleware for query distribution, and FHIR feasibility query execution service.
Results: We implemented the components described in the Methods section. The resulting solution was distributed to 33 German university hospitals. The functionality of the comprehensive network infrastructure was demonstrated using a test data set based on the German Corona Consensus Data Set. A performance test using specifically created synthetic data revealed the applicability of our solution to data sets containing millions of FHIR resources. The solution can be easily deployed across hospitals and supports feasibility queries, combining multiple inclusion and exclusion criteria using standard Health Level Seven query languages such as Clinical Quality Language and FHIR Search. Developing a platform based on multiple microservices allowed us to create an extendable platform and support multiple Health Level Seven query languages and middleware components to allow integration with future directions of the Medical Informatics Initiative.
Conclusions: We designed and implemented a feasibility platform for distributed feasibility queries, which works directly on FHIR-formatted data and distributed it across 33 university hospitals in Germany. We showed that developing a feasibility platform directly on the FHIR standard is feasible.
The advancement of medical technology has led not only to an increase in life expectancy but also to a rise in aging-related diseases. Aging promotes metabolic disorders, in turn affecting cardiovascular health. Derailment of biological processes in the pancreas, liver, adipose tissue, and skeletal muscle impairs glucose and lipid metabolism, and mitochondrial function, triggering the development of diabetes and lipid-related disorders that inflict damage on cardiac and vascular tissues. Long noncoding RNAs (lncRNAs) regulate a wide range of biological process and are one of the key factors controlling metabolism and mitochondria. Here, we discuss the versatile function of lncRNAs involved in the metabolic regulation of glucose and lipid, and mitochondrial function, and how the dysregulation of lncRNAs induces the development of various metabolic disorders and their cardiovascular consequences.
Background: Trauma may be associated with significant to life-threatening blood loss, which in turn may increase the risk of complications and death, particularly in the absence of adequate treatment. Hydroxyethyl starch (HES) solutions are used for volume therapy to treat hypovolemia due to acute blood loss to maintain or re-establish hemodynamic stability with the ultimate goal to avoid organ hypoperfusion and cardiovascular collapse. The current study compares a 6% HES 130 solution (Volulyte 6%) versus an electrolyte solution (Ionolyte) for volume replacement therapy in adult patients with traumatic injuries, as requested by the European Medicines Agency to gain more insights into the safety and efficacy of HES in the setting of trauma care.
Methods: TETHYS is a pragmatic, prospective, randomized, controlled, double-blind, multicenter, multinational trial performed in two parallel groups. Eligible consenting adults ≥ 18 years, with an estimated blood loss of ≥ 500 ml, and in whom initial surgery is deemed necessary within 24 h after blunt or penetrating trauma, will be randomized to receive intravenous treatment at an individualized dose with either a 6% HES 130, or an electrolyte solution, for a maximum of 24 h or until reaching the maximum daily dose of 30 ml/kg body weight, whatever occurs first. Sample size is estimated as 175 patients per group, 350 patients total (α = 0.025 one-tailed, power 1–β = 0.8). Composite primary endpoint evaluated in an exploratory manner will be 90-day mortality and 90-day renal failure, defined as AKIN stage ≥ 2, RIFLE injury/failure stage, or use of renal replacement therapy (RRT) during the first 3 months. Secondary efficacy and safety endpoints are fluid administration and balance, changes in vital signs and hemodynamic status, changes in laboratory parameters including renal function, coagulation, and inflammation biomarkers, incidence of adverse events during treatment period, hospital, and intensive care unit (ICU) length of stay, fitness for ICU or hospital discharge, and duration of mechanical ventilation and/or RRT.
Discussion: This pragmatic study will increase the evidence on safety and efficacy of 6% HES 130 for treatment of hypovolemia secondary to acute blood loss in trauma patients.
Trial registration:Registered in EudraCT, No.: 2016-002176-27 (21 April 2017) and ClinicalTrials.gov, ID: NCT03338218 (09 November 2017).
Background: Blood pressure is known to be increased in kidney donors following living-donor kidney transplantation. However, the physiological underpinnings of the blood-pressure increase following uninephrectomy remain unclear. We hypothesized that changes in sympathetic tone or in parasympathetic modulation of sinus node function are involved in the blood-pressure increase following experimental kidney-mass reduction.
Methods: C57BL6N mice (6 to 11 per group) subjected to sham surgery (controls) or uninephrectomy with or without a one-week course of sodium chloride-enriched, taurine-deficient diet were studied. Uninephrectomized mice treated with a subcutaneous infusion of angiotensin-II over a period of one week were positive controls. A transfemoral aortic catheter with telemetry unit was implanted, readings of heart-rate and blood-pressure were recorded. Powerspectral analysis of heart rate and systolic blood pressure was performed to gain surrogate parameters of sympathetictone and parasympathetic modulation of sinus node function. Baroreflex sensitivity of heart rate was determined from awake, unrestrained mice using spontaneous baroreflex gain technique.
Results: Systolic arterial blood pressure, heart rate and baroreflex sensitivity were not different in uninephrectomized mice when compared to controls. Parasympathetic modulation of sinus node function was less in uninephrectomized mice in comparison to controls. Uninephrectomized mice of the high-angiotensin-II model or of the high-salt and taurine-deficiency model had an increased systolic arterial blood pressure.
Conclusions: Uninephrectomy associated with less parasympathetic modulation of sinus node function. The combination of uninephrectomy, taurine-deficiency and high-salt intake led to arterial hypertension.
Nowadays, several options are available to treat patients with conductive or mixed hearing loss. Whenever surgical intervention is not possible or contra-indicated, and amplification by a conventional hearing device (e.g., behind-the-ear device) is not feasible, then implantable hearing devices are an indispensable next option. Implantable bone-conduction devices and middle-ear implants have advantages but also limitations concerning complexity/invasiveness of the surgery, medical complications, and effectiveness. To counsel the patient, the clinician should have a good overview of the options with regard to safety and reliability as well as unequivocal technical performance data. The present consensus document is the outcome of an extensive iterative process including ENT specialists, audiologists, health-policy scientists, and representatives/technicians of the main companies in this field. This document should provide a first framework for procedures and technical characterization to enhance effective communication between these stakeholders, improving health care.