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In der vorliegenden Studie wurden Patienten mit struktureller Epilepsie bedingt durch eine fokale kortikale Dysplasie (FCD) mittels moderner Magnetresonanztomographie (MRT)-Verfahren untersucht.
Bei FCDs handelt es sich um Fehlbildungen der Großhirnrinde, die mit einer hohen epileptogenen Aktivität vergesellschaftet sind. Einige dieser Patienten unterziehen sich einer epilepsiechirurgischen Resektion, sind jedoch hiernach hinsichtlich ihrer Anfallsfrequenz dennoch nicht ausreichend kontrollierbar, weshalb Grund zur Annahme besteht, dass es neben der fokalen kortikalen Dysplasie andere Faktoren geben könnte, die epileptische Anfälle verursachen.
Basierend auf dieser Überlegung wurde mittels T2-Relaxometrie untersucht, ob bei Patienten mit FCDs mikrostrukturelle Veränderungen in Teilen des Kortex vorhanden sind, die mittels konventioneller MRT-Verfahren normal bzw. gesund erscheinen. Es wird angenommen, dass bei diesen Patienten auch außerhalb der FCD mikrostrukturelle Veränderungen, beispielsweise bedingt durch Schädigung im Rahmen von Anfällen oder durch Therapieeffekte, vorzufinden sind.
Für die Studie wurden 16 Patienten mit einer neuroradiologisch gesicherten FCD und 16 hinsichtlich des Alters und des Geschlechts gematchte gesunde Probanden rekrutiert.
Die Daten wurden an einem 3 Tesla (T) MRT-Scanner erhoben. Um die T2-Relaxationszeit zu messen, wurden Spin-Echo Datensätze mit verschiedenen Echozeiten (TE) aufgezeichnet. Zur Erfassung der Ausdehnung der FCD wurden konventionelle fluid-attenuated inversion recovery (FLAIR)-Datensätze akquiriert. Zur Segmentierung des Gewebes wurden synthetische T1-gewichtete magnetization-prepared rapid acquisition of gradient echos (MP-RAGE)-Datensätze aus quantitativen T1-Karten berechnet. Der Kortex und dessen Grenzflächen wurden mittels FreeSurfer anhand der MP-RAGE-Datensätze identifiziert und die kortikale Dicke wurde gemessen. Die FCD-Areale wurden in den FLAIR-Datensätzen manuell markiert und aus den T2-Karten exkludiert, um die FCD-assoziierten Veränderungen nicht in die Analyse einzubeziehen.
Anschließend wurden kortikale T2-Werte ausgelesen und in Oberflächendatensätzen gespeichert, um dann durchschnittliche kortikale T2-Werte für jeden Probanden zu ermitteln und mittels ungepaartem t-Test zwischen den Gruppen zu vergleichen. Zudem wurde der Pearson-Korrelationskoeffizient zwischen den kortikalen T2 Werten und klinischen Parametern berechnet. Außerdem wurde eine oberflächenbasierte Gruppenanalyse kortikaler T2-Werte und der kortikalen Dicke durchgeführt. Hierbei wurden Permutationssimulationen durchgeführt, um kortikale Cluster zu erkennen, die fokale Gruppenunterschiede anzeigen, und um für Mehrfachvergleiche zu korrigieren.
Die Analyse ergab, dass die durchschnittlichen kortikalen T2-Werte außerhalb der FCD in der Patientenkohorte im Vergleich zu den gesunden Probanden signifikant erhöht waren. Diese T2-Veränderungen zeigten weder eine signifikante Korrelation mit der Anzahl der Anfälle der letzten drei Monate, noch mit der Anzahl der jemals eingenommenen antiepileptischen Medikamente. Insbesondere wurden T2-Erhöhungen in den frontalen, parietalen und manchen temporalen Regionen festgestellt. Die oberflächenbasierte Analyse der Kortexdicke zeigte keine signifikanten Gruppenunterschiede.
Mittels T2-Relaxometrie und oberflächenbasierten Analyse-Techniken wurden demnach T2-Veränderungen des mittels konventioneller MRT-Bildgebung unauffällig erscheinenden zerebralen Kortex bei Patienten mit FCD und Epilepsie festgestellt.
Die Ergebnisse deuten auf das Vorhandensein von mikrostrukturellen Veränderungen hin, die sich mit konventionellen MRT-Verfahren nicht erfassen lassen. Potentielle Ursachen dieser Veränderungen sind neben Effekten der antikonvulsiven Medikation möglicherweise auch gliotischer Gewebeumbau bedingt durch stattgehabte epileptische Anfälle. Die Studie legt nahe, dass strukturelle Epilepsien mehr als ein Symptom bedingt durch eine fokale Läsion sind und stattdessen das Gehirn als Ganzes betreffen.
Cortical changes in epilepsy patients with focal cortical dysplasia: new insights with T2 mapping
(2020)
Background: In epilepsy patients with focal cortical dysplasia (FCD) as the epileptogenic focus, global cortical signal changes are generally not visible on conventional MRI. However, epileptic seizures or antiepileptic medication might affect normal-appearing cerebral cortex and lead to subtle damage. Purpose: To investigate cortical properties outside FCD regions with T2-relaxometry. Study Type: Prospective study. Subjects: Sixteen patients with epilepsy and FCD and 16 age-/sex-matched healthy controls. Field Strength/Sequence: 3T, fast spin-echo T2-mapping, fluid-attenuated inversion recovery (FLAIR), and synthetic T1-weighted magnetization-prepared rapid acquisition of gradient-echoes (MP-RAGE) datasets derived from T1-maps. Assessment: Reconstruction of the white matter and cortical surfaces based on MP-RAGE structural images was performed to extract cortical T2 values, excluding lesion areas. Three independent raters confirmed that morphological cortical/juxtacortical changes in the conventional FLAIR datasets outside the FCD areas were definitely absent for all patients. Averaged global cortical T2 values were compared between groups. Furthermore, group comparisons of regional cortical T2 values were performed using a surface-based approach. Tests for correlations with clinical parameters were carried out. Statistical Tests: General linear model analysis, permutation simulations, paired and unpaired t-tests, and Pearson correlations. Results: Cortical T2 values were increased outside FCD regions in patients (83.4 ± 2.1 msec, control group 81.4 ± 2.1 msec, P = 0.01). T2 increases were widespread, affecting mainly frontal, but also parietal and temporal regions of both hemispheres. Significant correlations were not observed (P ≥ 0.55) between cortical T2 values in the patient group and the number of seizures in the last 3 months or the number of anticonvulsive drugs in the medical history. Data Conclusion: Widespread increases in cortical T2 in FCD-associated epilepsy patients were found, suggesting that structural epilepsy in patients with FCD is not only a symptom of a focal cerebral lesion, but also leads to global cortical damage not visible on conventional MRI. Evidence Level: 21. Technical efficacy Stage: 3 J. MAGN. RESON. IMAGING 2020;52:1783–1789.
Fallzahlaufkommen und Qualitätsindikatoren bei der Versorgung des abdominellen Bauchaortenaneurysmas
(2020)
Hintergrund: Der MTL30 (Mortalität, Transfer, Liegezeit) wurde als Surrogatparameter zur Evaluation der Qualität potenziell komplikationsträchtiger viszeralchirurgischer Eingriffe vorgeschlagen.
Zielsetzung: Es wurde überprüft, inwieweit sich der MTL30 zu den Ergebnissen des Bauchaortenaneurysma(AAA)-Registers des Deutschen Instituts für Gefäßmedizinische Gesundheitsforschung (DIGG) der Deutschen Gesellschaft für Gefäßchirurgie und Gefäßmedizin (DGG) und zum Fallaufkommen der Kliniken korrelieren lässt.
Material und Methoden: Insgesamt 14.282 Patienten wurden endovaskulär (EVAR) und 3923 Patienten offen (OAR) elektiv wegen eines AAA versorgt. Bestimmt wurden Fallaufkommen der behandelnden Kliniken, Klinikletalität, Liegezeit und Verlegung in ein anderes Akutkrankenhaus 30 Tage nach dem Indexeingriff.
Ergebnisse: Die Klinikletalität machte bei EVAR 1,3 %, bei OAR 4,9 % aus (p = 0,000), der MTL30 5,0 % vs. 14,4 % (p = 0,000). Für EVAR ließ sich keine Beziehung zwischen Fallaufkommen und Klinikletalität (Quintile 1: 1,0 %; Quintile 5: 1,3 %) sowie Fallaufkommen und MTL30 (Quintile 1: 5,3 %; Quintile 5: 5,3 %) nachweisen. Auch bei OAR bestand keine signifikante Beziehung zwischen Fallaufkommen und Klinikletalität (Quintile 1: 5,8 %, Quintile 5: 3,5 %; p = 0,505) und Fallaufkommen und MTL30 (Quintile 1: 16,4 %, Quintile 5: 12,2 %, p = 0,110). Bei einer Klinikletalität von 7,2 (5–10) % betrug der MTL30 bei OAR 17,6 %. Sowohl bei EVAR als auch bei OAR korrelierte die stationäre Aufenthaltsdauer signifikant mit Klinikletalität und MTL30.
Diskussion: Eine eindeutige Beziehung zwischen Krankenhausfallaufkommen und Klinikletalität ließ sich im AAA-Register des DIGG nicht aufzeigen. Das gleiche galt für den MTL30. Ob demnach der MTL30 gegenüber der Erfassung von Klinikletalität und stationärer Liegezeit als Qualitätsparameter einen Zusatznutzen bietet, muss offenbleiben.
Aim: The aim of this study is to utilize the niche measurement guidelines outlined by Jordans et al. in order to establish normal values and accurate description of caesarean section scars in a normal population. After defining the normal distribution, abnormal pregestational scar characteristics will be identified for predicting adverse pregnancy outcomes. Methods: This is a prospective observational multicenter clinical study where women with a history of only one caesarean section and yet open family planning are enrolled. The uterine length, cervical length, niche length, niche depth, niche width, residual myometrial thickness, endometrial thickness, scar to internal os distance, anterior myometrial thickness superior and inferior to the scar and the posterior myometrial thickness opposite the scar, superior and inferior to it are measured in a pregestational uterus. The lower uterine segment is measured over a length of 3 cm during subsequent pregnancy and followed up until delivery. Results: Data from 500 patients will yield normal distribution curves for all predefined measurements. Establishing a correlation between deviations from the normal measures and adverse events would be instrumental for counseling women regarding subsequent pregnancy and mode of delivery.
Conclusion: This study will demonstrate the changes of the post-caesarean scar from a non-pregnant uterus until delivery and can confirm the importance of the scar characteristics in predicting pregnancy outcome.
Of the 16 non-structural proteins (Nsps) encoded by SARS CoV-2, Nsp3 is the largest and plays important roles in the viral life cycle. Being a large, multidomain, transmembrane protein, Nsp3 has been the most challenging Nsp to characterize. Encoded within Nsp3 is the papain-like protease PLpro domain that cleaves not only the viral protein but also polyubiquitin and the ubiquitin-like modifier ISG15 from host cells. We here compare the interactors of PLpro and Nsp3 and find a largely overlapping interactome. Intriguingly, we find that near full length Nsp3 is a more active protease compared to the minimal catalytic domain of PLpro. Using a MALDI-TOF based assay, we screen 1971 approved clinical compounds and identify five compounds that inhibit PLpro with IC50s in the low micromolar range but showed cross reactivity with other human deubiquitinases and had no significant antiviral activity in cellular SARS-CoV-2 infection assays. We therefore looked for alternative methods to block PLpro activity and engineered competitive nanobodies that bind to PLpro at the substrate binding site with nanomolar affinity thus inhibiting the enzyme. Our work highlights the importance of studying Nsp3 and provides tools and valuable insights to investigate Nsp3 biology during the viral infection cycle.
Spinocerebellar ataxia type 2 (SCA2) is caused by polyglutamine expansion in Ataxin-2 (ATXN2). This factor binds RNA/proteins to modify metabolism after stress, and to control calcium (Ca2+) homeostasis after stimuli. Cerebellar ataxias and corticospinal motor neuron degeneration are determined by gain/loss in ATXN2 function, so we aimed to identify key molecules in this atrophic process, as potential disease progression markers. Our Atxn2-CAG100-Knock-In mouse faithfully models features observed in patients at pre-onset, early and terminal stages. Here, its cerebellar global RNA profiling revealed downregulation of signaling cascades to precede motor deficits. Validation work at mRNA/protein level defined alterations that were independent of constant physiological ATXN2 functions, but specific for RNA/aggregation toxicity, and progressive across the short lifespan. The earliest changes were detected at three months among Ca2+ channels/transporters (Itpr1, Ryr3, Atp2a2, Atp2a3, Trpc3), IP3 metabolism (Plcg1, Inpp5a, Itpka), and Ca2+-Calmodulin dependent kinases (Camk2a, Camk4). CaMKIV–Sam68 control over alternative splicing of Nrxn1, an adhesion component of glutamatergic synapses between granule and Purkinje neurons, was found to be affected. Systematic screening of pre/post-synapse components, with dendrite morphology assessment, suggested early impairment of CamKIIα abundance together with the weakening of parallel fiber connectivity. These data reveal molecular changes due to ATXN2 pathology, primarily impacting excitability and communication.
Two-person neuroscience (2 PN) is a recently introduced conceptual and methodological framework used to investigate the neural basis of human social interaction from simultaneous neuroimaging of two or more subjects (hyperscanning). In this study, we adopted a 2 PN approach and a multiple-brain connectivity model to investigate the neural basis of a form of cooperation called joint action. We hypothesized different intra-brain and inter-brain connectivity patterns when comparing the interpersonal properties of joint action with non-interpersonal conditions, with a focus on co-representation, a core ability at the basis of cooperation. 32 subjects were enrolled in dual-EEG recordings during a computerized joint action task including three conditions: one in which the dyad jointly acted to pursue a common goal (joint), one in which each subject interacted with the PC (PC), and one in which each subject performed the task individually (Solo).
A combination of multiple-brain connectivity estimation and specific indices derived from graph theory allowed to compare interpersonal with non-interpersonal conditions in four different frequency bands. Our results indicate that all the indices were modulated by the interaction, and returned a significantly stronger integration of multiple-subject networks in the joint vs. PC and Solo conditions. A subsequent classification analysis showed that features based on multiple-brain indices led to a better discrimination between social and non-social conditions with respect to single-subject indices. Taken together, our results suggest that multiple-brain connectivity can provide a deeper insight into the understanding of the neural basis of cooperation in humans.
Einleitung: Die akute Tonsillitis gehört zu den Infektionen der oberen Atemwege und ist eine sehr häufige Erkrankung in einer Kinder- und Jugendarztpraxis. Ziel unserer Untersuchung war es, das virale und bakterielle Erregerspektrum der akuten Tonsillitis, ihre saisonale Verteilung, ihre Altersverteilung, die klinische Symptomatik und den Einfluss einer Rauchexposition zu untersuchen. Gleichzeitig sollte erneut die Sensitivität und Spezifität des angewandten StrepA ST überprüft werden.
Methoden: In drei Kinder- und Jugendarztpraxen im Rhein-Main Gebiet wurden zwischen April 2009 und Mai 2010 insgesamt 1720 Patienten mit akuten Halsschmerzen untersucht. Mit einem Anamnesebogen wurden Alter, klinische Symptomatik und die Rauchexposition erfasst. Bei allen Patienten wurde ein StrepA ST durchgeführt. In einer Praxis (Praxis 1) wurden bei 306 Patienten zusätzlich ein Abstrich für eine bakterielle Kultur und für eine Multiplex PCR auf Viren durchgeführt.
Resultate: In 84% der Fälle tritt die GAS Tonsillitis im Alter zwischen 2 und 12 Jahren auf. Es konnte keine saisonale Häufung der GAS nachgewiesen werden. Mit 64 (42%) StrepA ST positiven Patienten von 152 Raucher-Familien und 74 (37%) von 200 Nichtraucher-Raucher-Familien zeigt sich kein signifikant erhöhtes Risiko an einer GAS Tonsillitis zu erkranken, wenn mindestens ein Elternteil raucht. Bei 306 Rachenabstrichen konnten 145 (47,5%) mal Streptokokken nachgewiesen werden. Davon waren mit 133 vorwiegend GAS (92%). Die anderen Streptokokken der Gruppen C (4,8%), G (2,1%) und B (1,4%) kommen deutlich seltener vor und spielen eine untergeordnete Rolle. Die Sensitivität und Spezifität des StrepA ST war mit 89,9% und 94,1% ausgezeichnet. Bei 306 Tonsillitiden gelang bei 110 Patienten (35,8%) ein Virusnachweis. Wie erwartet fanden sich doppelt so viele Virusnachweise (46%) bei Patienten ohne GAS Nachweis als Ko-Infektionen bei einer GAS (24%). Der Anteil der Entero-/Rhinoviren unter den nachgewiesenen Viren war mit 54% am höchsten. Adenoviren waren mit 15% und Influenza- 9% die nächst häufigen Viren, Para- und Coronaviren bildeten kleinere Gruppen. Während Entero-/Rhinoviren ganzjährig vorkommen sind Influenzaviren eher in der kalten Jahreszeit für akute Tonsillitiden verantwortlich. Die Rolle der Ko-Infektion in der Entstehung und im Verlauf der akuten Tonsillitis muss in weiteren Untersuchungen erforscht werden.
Pulmonary failure is the main cause of morbidity and mortality in the human chromosomal instability syndrome Ataxia-telangiectasia (A-T). Major phenotypes include recurrent respiratory tract infections and bronchiectasis, aspiration, respiratory muscle abnormalities, interstitial lung disease, and pulmonary fibrosis. At present, no effective pulmonary therapy for A-T exists. Cell therapy using adipose-derived mesenchymal stromal/stem cells (ASCs) might be a promising approach for tissue regeneration. The aim of the present project was to investigate whether ASCs migrate into the injured lung parenchyma of Atm-deficient mice as an indication of incipient tissue damage during A-T. Therefore, ASCs isolated from luciferase transgenic mice (mASCs) were intravenously transplanted into Atm-deficient and wild-type mice. Retention kinetics of the cells were monitored using in vivo bioluminescence imaging (BLI) and completed by subsequent verification using quantitative real-time polymerase chain reaction (qRT-PCR). The in vivo imaging and the qPCR results demonstrated migration accompanied by a significantly longer retention time of transplanted mASCs in the lung parenchyma of Atm-deficient mice compared to wild type mice. In conclusion, our study suggests incipient damage in the lung parenchyma of Atm-deficient mice. In addition, our data further demonstrate that a combination of luciferase-based PCR together with BLI is a pivotal tool for tracking mASCs after transplantation in models of inflammatory lung diseases such as A-T.