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Reducing neuronal size results in less cell membrane and therefore lower input conductance. Smaller neurons are thus more excitable as seen in their voltage responses to current injections in the soma. However, the impact of a neuron’s size and shape on its voltage responses to synaptic activation in dendrites is much less understood. Here we use analytical cable theory to predict voltage responses to distributed synaptic inputs and show that these are entirely independent of dendritic length. For a given synaptic density, a neuron’s response depends only on the average dendritic diameter and its intrinsic conductivity. These results remain true for the entire range of possible dendritic morphologies irrespective of any particular arborisation complexity. Also, spiking models result in morphology invariant numbers of action potentials that encode the percentage of active synapses. Interestingly, in contrast to spike rate, spike times do depend on dendrite morphology. In summary, a neuron’s excitability in response to synaptic inputs is not affected by total dendrite length. It rather provides a homeostatic input-output relation that specialised synapse distributions, local non-linearities in the dendrites and synaptic plasticity can modulate. Our work reveals a new fundamental principle of dendritic constancy that has consequences for the overall computation in neural circuits.
Prognosis of refractory childhood cancers despite multimodal treatment strategies remains poor. Here, we report a single center experience encountered in 18 patients with refractory solid malignancies treated with adoptive cellular immunotherapy (ACI) from haploidentical or matched donors following hematopoietic stem cell transplantation. While seven patients were in partial and six in complete remission (CR), five patients suffered from relapsed diseases at the time of ACI. 1.5-year probabilities of overall survival (OS) and progression-free survival (PFS) were 19.5% and 16.1% for all patients. Patients in CR showed estimated 1.5-year OS and PFS of 50.1% and 42.7%, respectively. CR was induced or rather sustained in ten children, with two still being alive 9.6 and 9.3 years after ACI. Naïve, central and effector memory T-cells correlated with responses. However, the majority of patients relapsed. Cumulative incidence of relapse was 79.8% at 1.5 years. Acute graft versus host disease (aGVHD) occurred in nine of 18 patients (50%) with aGVHD grade I–II observed in six (33%) and aGVHD grade III seen in three (17%) patients, manageable in all cases.
Altogether, study results indicate that donor-derived ACI at its current state offers palliation but no clear curative benefit for refractory childhood cancers and warrants further improvement.
The precise understanding of the dopaminergic (DA) system and its pharmacological modifications is crucial for diagnosis and treatment of neuropsychiatric disorders, as well as for understanding basic processes, such as motivation and reward. We probed the functional connectivity (FC) of subcortical nuclei related to the DA system according to seed regions defined according to an atlas of subcortical nuclei. We conducted a large pharmaco-fMRI study using a double-blind, placebo-controlled design, where we examined the effect of l -DOPA, a dopamine precursor, and amisulpride, a D2/D3-receptor antagonist on resting-state FC in 45 healthy young adults using a cross-over design. We examined the FC of subcortical nuclei with connection to the reward system and their reaction to opposing pharmacological probing. Amisulpride increased FC from the putamen to the precuneus and from ventral striatum to precentral gyrus. l -DOPA increased FC from the ventral tegmental area (VTA) to the insula/operculum and between ventral striatum and ventrolateral prefrontal cortex and it disrupted ventral striatal and dorsal caudate FC with the medial prefrontal cortex. In an exploratory analysis, we demonstrated that higher self-rated impulsivity goes together with a significant increase in VTA-mid-cingulate gyrus FC during l -DOPA-challenge. Therefore, our DA challenge modulated distinct large-scale subcortical connectivity networks. A dopamine-boost can increase midbrain DA nuclei connectivity to the cortex. The involvement of the VTA-cingulum connectivity in dependence of impulsivity has implications for diagnosis and therapy in disorders like ADHD.
Summary: Understanding the role of short-interfering RNA (siRNA) in diverse biological processes is of current interest and often approached through small RNA sequencing. However, analysis of these datasets is difficult due to the complexity of biological RNA processing pathways, which differ between species. Several properties like strand specificity, length distribution, and distribution of soft-clipped bases are few parameters known to guide researchers in understanding the role of siRNAs. We present RAPID, a generic eukaryotic siRNA analysis pipeline, which captures information inherent in the datasets and automatically produces numerous visualizations as user-friendly HTML reports, covering multiple categories required for siRNA analysis. RAPID also facilitates an automated comparison of multiple datasets, with one of the normalization techniques dedicated for siRNA knockdown analysis, and integrates differential expression analysis using DESeq2. RAPID is available under MIT license at https://github.com/SchulzLab/RAPID. We recommend using it as a conda environment available from https://anaconda.org/bioconda/rapid.
Understanding the role of short-interfering RNA (siRNA) in diverse biological processes is of current interest and often approached through small RNA sequencing. However, analysis of these datasets is difficult due to the complexity of biological RNA processing pathways, which differ between species. Several properties like strand specificity, length distribution, and distribution of soft-clipped bases are few parameters known to guide researchers in understanding the role of siRNAs. We present RAPID, a generic eukaryotic siRNA analysis pipeline, which captures information inherent in the datasets and automatically produces numerous visualizations as user-friendly HTML reports, covering multiple categories required for siRNA analysis. RAPID also facilitates an automated comparison of multiple datasets, with one of the normalization techniques dedicated for siRNA knockdown analysis, and integrates differential expression analysis using DESeq2.
The locus coeruleus (LC) contains the majority of central noradrenergic neurons sending wide projections throughout the entire CNS. The LC is considered to be essential for multiple key brain functions including arousal, attention and adaptive stress responses as well as higher cognitive functions and memory. Electrophysiological studies of LC neurons have identified several characteristic functional features such as low-frequency pacemaker activity with broad action potentials, transient high-frequency burst discharges in response to salient stimuli and an apparently homogeneous inhibition of firing by activation of somatodendritic α2 autoreceptors (α2AR). While stress-mediated plasticity of the α2AR response has been described, it is currently unclear whether different LC neurons projecting to distinct axonal targets display differences in α2AR function. Using fluorescent beads-mediated retrograde tracing in adult C57Bl6/N mice, we compared the anatomical distributions and functional in vitro properties of identified LC neurons projecting either to medial prefrontal cortex, hippocampus or cerebellum. The functional in vitro analysis of LC neurons confirmed their mostly uniform functional properties regarding action potential generation and pacemaker firing. However, we identified significant differences in tonic and evoked α2AR-mediated responses. While hippocampal-projecting LC neurons were partially inhibited by endogenous levels of norepinephrine and almost completely silenced by application of saturating concentrations of the α2 agonist clonidine, prefrontal-projecting LC neurons were not affected by endogenous levels of norepinephrine and only partially inhibited by saturating concentrations of clonidine. Thus, we identified a limited α2AR control of electrical activity for prefrontal-projecting LC neurons indicative of functional heterogeneity in the LC-noradrenergic system.
Sulforaphane is a natural substance found in cruciferous vegetables such as broccoli or cabbage. There are promising results for a number of tumor entities regarding the potential anti-carcinogenic effects of sulforaphane. The experiments designed for this study were performed on prostate carcinoma cells. The aim was to investigate the influence of sulforaphane on the growth behaviour of prostate cancer cells.
Designed as an in-vitro-model, prostate carcinoma cell lines DU145 and PC3 were used in the study. The experiments can be roughly divided into two categories:
• Regulation of cell growth: After the growth inhibitory effect of sulforaphane has been confirmed (MTT test), the proliferation rate (BrdU assay) and apoptosis rate (apoptosis assay) of the cells were measured under the influence of sulforaphane. Studies on clonogenic growth completed this series of experiments.
• Regulation of the cell cycle: After determining the impact of sulforaphane on the phases of the cell cycle (cell cycle assay), the cell cycle-relevant proteins of the cyclin-CDK-axis, the CDK inhibitors p19 and p27 as well as the acetylated histones aH3 and aH4 were analysed (Western Blot).
An additional MTT test was performed to determine a possible induction of resistance by long-term sulforaphane exposure. In addition, the expression profile of CD44 subtypes v4, v5 and v7 under the influence of sulforaphane has been investigated by FACS analysis.
The growth and proliferation rate as well as the clonogenic growth of the prostate carcinoma cells were shown to be inhibited under the influence of sulforaphane in a concentration-dependent manner. Induction of apoptosis has not occurred. The treatment with sulforaphane resulted in a concentration-dependent G2/M arrest of the cell cycle. The level of expression of cyclins A and B and of CDKs 1 and 2 has increased due to sulforaphane exposure. The level of expression of pCDKs has decreased except for a slight increase in pCDK 2 in the DU145 cell line. The CDK inhibitors p19 and p27 were elevated, except for a reduction of p27 in the PC3 cell line. The level of expression of acetylated histones aH3 and aH4 has increased due to sulforaphane treatment. Indications for induction of resistance by long-term use of sulforaphane were not found. Treatment with sulforaphane resulted in an increased expression level of the CD44 subtypes v4, v5 and v7 in a concentration- and time-dependent manner.
The test results fit into the existing findings. The exact processes and relationships of the modes of action are not yet sufficiently understood. Nevertheless, it can be stated that sulforaphane can trigger anticarcinogenic mechanisms at the molecular level also in prostate cancer. Therefore, sulforaphane could eventually be used in clinical practice, whether prophylactically or therapeutically. Further studies, also in clinical settings on humans, are therefore necessary.
Infektionen mit HBV, HCV und HIV verlaufen potentiell chronisch und besonders bei HIV auch tödlich. Komplexe, zum Teil lebenslange Therapien stellen eine große Belastung für die betroffenen Patient*innen und das Gesundheitssystem dar. Die Sicherheit von Blutprodukten hat sich durch Testung auf HBV, HCV und HIV in den vergangenen Jahrzehnten weltweit stark verbessert. Ein kontinuierliches Risikoassessment ist notwendig um diesen Trend aufrecht zu erhalten und auf Änderungen von Einflussfaktoren rechtzeitig reagieren zu können. Die Zusammenschau der Spendenscreeningdaten des DRK Baden-Württemberg Hessen, Nord-Ost, West und des Bayrischen Roten Kreuzes aus den Jahren 2008 bis 2015 ergab, dass in allen Blutbanken unterschiedliche Testsystem verwendet wurden. In zurückliegenden Analysen kamen zudem verschiedene mathematische Modelle zur Anwendung um die TTVI-Risiken in Deutschland abschätzen zu können. Ein direkter Vergleich der Blutspendedienste untereinander sowie eine Analyse der Risikoentwicklung über die Zeit sind somit erschwert. Eine Vereinheitlichung der verwendeten Testsysteme sowie der angewandten Modelle ist anzustreben. Die Anwendungen der Risikomodelle von Busch et al., Hourfar et al. und Weusten et al. ergaben für alle untersuchten Blutbanken Ergebnisse, die geringfügig höher als die beobachteten Risikowerte ausfielen. Das von Weusten et al. entwickelte Modell erwies sich als am besten geeignet zur Risikostratifizierung, da unterschiedliche Eigenschaften der Viren am genauesten berücksichtigt und TTVI-Risiken im Vergleich mit den anderen Modellen sowie zu den beobachteten Fallzahlen konservativ eingeschätzt werden. Nach diesem Modell lagen die Risiken für eine Transmission pro eine Million transfundierter Einheiten in den Jahren 2008 bis 2015 für HBV bei 1, für HCV bei 0,3 und für HIV bei 0,1. Der Vergleich der Zeiträume 1997 bis 2005 und 2008 bis 2015 mittels des Modells von Hourfar et al. ergab aktuell höhere Risiken für TTVIs mit HCV und HIV, wohingegen die Risiken von TTVIs mit HBV gesunken sind. Diese Entwicklungen sind auf erhöhte HCV- und HIV-NAT Only Inzidenzen sowie auf den wachsenden Anteil HBV-geimpfter Spender*innen zurückzuführen. Modellierungen anhand der Spenderscreeningdaten des DRK Baden-Württemberg Hessen mittels des Modells von Weusten et al. zeigten, dass der Faktor Plasmavolumen nicht zur Risikooptimierung geeignet ist. Ein erhöhter Forschungsbedarf im Bereich minimal infektiöse Dosen konnte betont werden, da sich der Einfluss der N50 auf die Risiken als sehr hoch herausstellte und eine Übersicht aktueller Arbeiten teils stark differierende Werte ergab. Die Verkleinerung der Poolgrößen erwies sich als potente Option zur Risikoreduktion, bedarf jedoch weiter Kosten-Nutzen-Analysen bei aktuell bereits sehr geringen TTVI-Risiken. Eine Vergrößerung der Spendeintervalle konnte als ebenso wirkungsvolle Möglichkeit zur Verringerung der Transmissionsrisiken ermittelt und eingeordnet werden. In diesem Zusammenhang wurde überdies gezeigt, dass TTVI-Risiken von Aphereseprodukten um ein Vielfaches höher liegen als die Risiken von Vollblutspenden.
Schilddrüsenknoten stellen mit einer Prävalenz von ca. vierundzwanzig Prozent eine häufige Erkrankung in Deutschland dar. Zahlreiche Studien belegen den erfolgreichen Einsatz der Radiofrequenzablation (RFA) an heißen und kalten Knoten. Sie tritt damit als berechtigte Alternativmethode zum bisherigen Standard Operation und Radiojodtherapie auf. Ziel dieser vorliegenden retrospektiven Studie war der direkte Vergleich einer mit bipolarer RFA behandelten Gruppe heißer und kalter Knoten bezüglich Knotenvolumenreduktion nach drei Monaten, Schmerzempfinden sowie Ultraschall- und laborchemischen Veränderungen.
Material und Methoden:
Die vorliegende retrospektive Untersuchung basiert auf Daten von 40 heißen und 40 kalten benignen Schilddrüsenknoten, die im Mittel 17 ml maßen und mittels bipolarer Radiofrequenzablation behandelt wurden. Alle Patienten unterliefen einer Befunderhebung vor und nach der Therapie sowie nach drei Monaten, bestehend aus vollständigem Schilddrüsenhormonstatus und sonographischen Kriterien. Letztere beinhalteten Messungen des Volumens, der Echogenität, des Blutflusses und der Elastizität. Die übertragene Gesamtenergiemenge [kJ] sowie die Behandlungszeit [s] wurden nach der jeweiligen Intervention dokumentiert. Schmerzen, die während der Behandlung auftraten wurden auf einer 10-Punkte-Rating-Skala gemessen.
Ergebnisse:
Die einmalige bipolare Radiofrequenzablation resultierte in keiner signifikant unterschiedlichen Volumenreduktion zwischen heißen und kalten Knoten nach 3 Monaten (51,57 vs. 54,91 %). Die Hypothese einer geringeren Effektivität der RFA in heißen Knoten aufgrund des „heat sink effect“ ließ sich somit nicht bestätigen. In den einzelnen Gruppen konnte dagegen eine signifikante Volumenreduktion erzielt werden (p < 0, 005).
Es ergaben sich Hinweise auf eine korrelative Reduktion des Knoten- und Schilddrüsenvolumens über 60-Jährigen Probanden, analog zu der im Alter abnehmenden fettfreien Körpermasse.
Der Energie- und Zeitaufwand stieg stets linear mit dem Knotenvolumen an (r > 0,65). Das Schmerzempfinden wurde dagegen nicht von der Knotengröße beeinflusst (p > 0,05). Es bestätigte sich ein stärkeres Schmerzempfinden bei der Verwendung ungekühlter Sonden (Schmerzmedian 3 versus 2).
Weiterhin kam es zu einer signifikanten Abnahme des Blutflusses und der Elastizität durch die RFA in beiden Knotenarten (p < 0,005).
Laborchemisch blieben alle Patienten auch nach Radiofrequenzablation euthyreot. Es konnte eine signifikante Zunahme des TSH-Wertes zwischen Ausgangszeitpunkt T0 und Nachuntersuchungstermin (T2) nachgewiesen werden (p < 0,05) und somit eine Verbesserung des hormonellen Funktionsstatus. Nach Radiofrequenzablation kam es in beiden Gruppen zu einem signifikanten Anstieg des Thyreoglobulin-Spiegels (p < 0,005) als Zeichen einer erfolgreichen Intervention. Die TRAK-, TG- und TPO-Antikörper blieben ohne signifikante Änderung (p > 0,05).
Schlussfolgerung:
Die Radiofrequenzablation stellt eine sichere und effektive Therapiealternative von benignen Schilddrüsenknoten dar und liefert gleichwertige Volumenreduktionen bei heißen und kalten Knoten. Es bedarf weiterer direkter Vergleichsstudien hinsichtlich der Wirksamkeit auf die Knotenart sowie Langzeitbeobachtungen, um abschließende Aussagen darüber treffen zu können.
BOLD signatures of sleep
(2019)
Sleep can be distinguished from wake by changes in brain electrical activity, typically assessed using electroencephalography (EEG). The hallmark of non-rapid-eye-movement sleep are two major EEG events: slow waves and spindles. Here we sought to identify possible signatures of sleep in brain hemodynamic activity, using simultaneous fMRI-EEG. We found that, during the transition from wake to sleep, blood-oxygen-level-dependent (BOLD) activity evolved from a mixed-frequency pattern to one dominated by two distinct oscillations: a low-frequency (~0.05Hz) oscillation prominent in light sleep and a high-frequency (~0.17Hz) oscillation in deep sleep. The two BOLD oscillations correlated with the occurrences of spindles and slow waves, respectively. They were detectable across the whole brain, cortically and subcortically, but had different regional distributions and opposite onset patterns. These spontaneous BOLD oscillations provide fMRI signatures of basic sleep processes, which may be employed to study human sleep at spatial resolution and brain coverage not achievable using EEG.
Background. Atherothrombotic disease, including coronary artery disease (CAD) and peripheral artery disease (PAD), can lead to cardiovascular (CV) events, such as myocardial infarction, stroke, limb ischemia, heart failure, and CV death. Aim. Evaluate the humanistic and economic burden of CAD and PAD and identify unmet needs through a comprehensive literature review. Methods. Relevant search terms were applied across online publication databases. Studies published between January 2010 and August 2017 meeting the inclusion/exclusion criteria were selected; guidelines were also included. Two rounds of screening were applied to select studies of relevance. Results. Worldwide data showed approximately 5–8% prevalence of CAD and 10–20% prevalence of PAD, dependent on the study design, average age, gender, and geographical location. Data from the REACH registry indicated that 18–35% of patients with CAD and 46–68% of patients with PAD had disease in one or more vascular beds. Use of medication to control modifiable CV risk factors was variable by country (lower in France than in Canada); statins and aspirin were the most widely used therapies in patients with chronic disease. Survival rates have improved with medical advancements, but there is an additional need to improve the humanistic burden of disease (i.e., associated disability and quality of life). The economic burden of atherothrombotic disease is high and expected to increase with increased survival and the aging population. Conclusion. CAD and PAD represent a substantial humanistic and economic burden worldwide, highlighting a need for new interventions to reduce the incidence of atherothrombotic disease.
Communication between cells is an important, evolutionarily conserved mechanism which enables the coordinated function of multicellular organisms. Heterogeneity within cell populations drive a remarkable network of cellular cross-talk that allows the heart to function as an integrated unit with distinct tasks allocated to sub-specialized cells. During diseases and aging, cells acquire an overt disordered state that significantly contributes to an altered cellular cross-talk and hence drive cardiac remodeling processes and cardiovascular diseases. However, adaptive mechanisms, and phenotypic changes in subpopulations of cells (e.g. reparative macrophages or fibroblasts) can also contribute to repair and regeneration. In this article, we review the cellular cross-talks between immune cells, endothelial cells, fibroblasts and cardiomyocytes that control heart failure by contributing to cardiac dysfunction and aging, or by mediating repair and regeneration of the heart after injury.
Das Neuroblastom ist der häufigste extrakranielle solide Tumor des Kindesalters. Bei Diagnosestellung befinden sich die meisten Patienten bereits in fortgeschrittenen Tumorstadien; trotz intensiver multimodaler Therapie überleben nur 30-40% der Hochrisikopatienten die Erkrankung. Zum Therapieversagen führt in den meisten Fällen eine Resistenzentwicklung des Tumors gegenüber den Chemotherapeutika. Die Entdeckung neuer effektiver Therapieansätze und Überwindung der Chemoresistenz durch Resensibilisierung der Tumorzellen ist daher ein dringendes Forschungsanliegen.
Zur Charakterisierung der Zelllinien im ersten Teil dieser Arbeit wurde die Zellmorphologie, die Gen- und Proteinexpression verschiedener Differenzierungs- bzw. Krebsstammzell-Marker und das Anoikis-Verhalten der Neuroblastomzellen UKF-NB-2, UKF-NB-3 und UKF-NB-6 sowie ihrer Cisplatin- und Carboplatin-resistenten Sublinien untersucht. Der zytomorphologischen Phänotyp der untersuchten Zellen ließ keine eindeutigen Schlüsse auf eine neuronale, indifferente oder nicht-neuronale Differenzierung der Zellen zu. Gemessen an der Expression der neuronalen Marker NCAM, TH und der Neurofilamente L, M und H zeigte jedoch die Mehrzahl der untersuchten Cisplatin- und Carboplatin-resistenten Sublinien einen signifikanten Verlust der neuronalen Differenzierung im Vergleich zu ihren parentalen Zellen. Dieser Effekt war auch durch eine temporäre Platinkarenz nicht vollständig reversibel.
Der EGF-Rezeptor, dessen Überexpression als negativer prognostischer Marker für den Therapieerfolg gilt, wurde von allen untersuchten Zelllinien exprimiert, es ließ sich jedoch keine signifikant verstärkte Expression in den resistenten Sublinien nachweisen.
Eine Krebsstammzelle ließ sich in den untersuchten Zelllinien bei schwacher bis fehlender Stammzellmarkerexpression von CD133 und c-Kit nicht eindeutig identifizieren.
Die Resistenz gegenüber Anoikis ist eine Grundvoraussetzung für die Metastasierung von Tumorzellen. Bei den in dieser Arbeit untersuchten Neuroblastomzelllinien zeigten 3 von 8 Zelllinien, UKF-NB-2, UKF-NB-2rCDDP500 und UKF-NB-6, eine Anoikis-Resistenz. UKF-NB-3 sowie ihre beiden Sublinien waren Anoikis-sensibel, sie zeigten alle einen signifikanten Viabilitätsverlust durch Kultivierung auf Poly-HEMA-Beschichtung und daraus resultierendem Adhärenzverlust. Bei UKF-NB-6 nahm durch den Erwerb der Platinresistenz die Toleranz gegenüber Anoikis ab, wie man an dem signifikanten Viabilitätsverlust der Sublinien UKF-NB-6rCDDP1000 und UKF-NB6rCarbo1000 unter nicht-adhärenten Bedingungen sieht. Die Ausbildung der Cisplatin- und insbesondere der Carboplatinresistenz geht hier mit einer signifikant verstärkten Sensitivität der Zellen gegenüber Anoikis einher. Ein synergistischer Effekt auf die Zellviabilität durch Anoikis-induzierende PolyHEMA-Beschichtung und simultane Cisplatin- oder Carboplatin-Exposition ließ sich jedoch nicht beobachten.
Im zweiten Teil dieser Arbeit wurden die durch die Connectivity Map ermittelten potentiellen Resensitizer für Cisplatin (Pararosanilin, Tolbutamid, Fludrocortison, 12,13-EODE und Topiramat) und deren Wirkung auf die Viabilität der Neuroblastomzelllinien (IMR-5, NGP, SK-N-AS, UKF-NB-2, UKF-NB-3 und UKF-NB-6) sowie ihrer Cisplatin-resistenten Sublinien untersucht.
Hierbei zeigte die Kombinationstherapie von Cisplatin mit 12,13-EODE, Topiramat oder Fludrocortison keine signifikante Reduktion der Zellviabilität im Vergleich zur Therapie mit Cisplatin alleine. Ein z. T. signifikanter Anstieg des IC50-Werts von Cisplatin in den getesteten parentalen Zellen und resistenten Sublinien ließ eher einen desensibilisierenden Effekt dieser Stoffe gegenüber Cisplatin vermuten.
Die Kombination von Cisplatin mit Pararosanilin oder Tolbutamid hingegen hatte einen deutlich wachstumshemmenden Effekt auf alle untersuchten resistenten Sublinien. Die IC50-Werte von Cisplatin wurden hier in fast allen Zelllinien signifikant reduziert, z. T. bis um den Faktor 2,45, was einer Halbierung der Cisplatindosis entspricht. Pararosanilin und Tolbutamid erwiesen sich somit als mögliche Resensitizer für Cisplatin in Cisplatin-resistenten Neuroblastomzellen.
Diese Daten lassen erkennen, dass die Connectivity Map ein vielversprechendes Werkzeug in der gezielten Therapie von chemoresistenten Neuroblastomen sein kann. In Kombination mit bisher gängigen Therapieschemata könnten Resensitizer den Erfolg der Behandlung möglicherweise deutlich verbessern. Die mögliche Toxizität der identifizierten Resensitizer, insbesondere Pararosanilin, und damit den tatsächlichen Stellenwert dieses Therapieansatzes wird man jedoch zunächst in vivo noch weiter untersuchen müssen.
Cardiovascular diseases (CVDs) remain the leading cause of death worldwide. Many studies have provided evidence that both genetic and environmental factors induce atherosclerosis, leading thus to cardiovascular complications. Atherosclerosis is an inflammatory disease, and aging is strongly associated with the development of atherosclerosis. Recent experimental evidence suggests that clonal hematopoiesis (CH) is an emerging cardiovascular risk factor that contributes to the development of atherosclerosis and cardiac dysfunction and exacerbates cardiovascular diseases. CH is caused by somatic mutations in recurrent genes in hematopoietic stem cells, leading to the clonal expansion of mutated blood cell clones. Many of the mutated genes are known in the context of myeloid neoplasms. However, only some individuals carrying CH mutations develop hematologic abnormalities. CH is clearly age dependent and is not rare: at least 10%–20% of people >70 years old carry CH. The newly discovered association between myeloid leukemia-driver mutations and the progression of CVDs has raised medical interest. In this review, we summarize the current view on the contribution of CH in different cardiovascular diseases, CVD risk assessment, patient stratification, and the development of novel therapeutic strategies.
Despite advances in the medical and interventional clinical management of patients, cardiovascular diseases (CVDs) remain the leading cause of death worldwide. It is well appreciated that atherosclerosis represents the underlying cause of most CVDs [1]. Atherosclerosis is a chronic inflammatory disease that leads to the formation of atheromatous lesions in the vessel associated with increased recruitment, adhesion, and proliferation of different leukocyte subsets to the endothelium [1]. Several cardiovascular risk factors (CRFs) have been found to enhance the risk of CVD (Figure 1), including hypercholesterolemia (HC), diabetes mellitus (DM), hypertension, metabolic syndrome, obesity, and smoking [2]. Inflammation plays a crucial role in the development of CVDs and several studies have reported that CRFs enhance production of myeloid cells and multipotent hematopoietic progenitors in the bone marrow and in this way may promote atherosclerosis and disease development [3].
Attention-Deficit/Hyperactivity Disorder (ADHD) and obesity are frequently comorbid, genetically correlated, and share brain substrates. The biological mechanisms driving this association are unclear, but candidate systems, like dopaminergic neurotransmission and circadian rhythm, have been suggested. Our aim was to identify the biological mechanisms underpinning the genetic link between ADHD and obesity measures and investigate associations of overlapping genes with brain volumes. We tested the association of dopaminergic and circadian rhythm gene sets with ADHD, body mass index (BMI), and obesity (using GWAS data of N=53,293, N=681,275, and N=98,697, respectively). We then conducted genome-wide ADHD-BMI and ADHD-obesity gene-based meta-analyses, followed by pathway enrichment analyses. Finally, we tested the association of ADHD-BMI overlapping genes with brain volumes (primary GWAS data N=10,720–10,928; replication data N=9,428). The dopaminergic gene set was associated with both ADHD (P=5.81×10−3) and BMI (P=1.63×10−5), the circadian rhythm was associated with BMI (P=1.28×10−3). The genome-wide approach also implicated the dopaminergic system, as the Dopamine-DARPP32 Feedback in cAMP Signaling pathway was enriched in both ADHD-BMI and ADHD-obesity results. The ADHD-BMI overlapping genes were associated with putamen volume (P=7.7×10−3; replication data P=3.9×10−2) – a brain region with volumetric reductions in ADHD and BMI and linked to inhibitory control. Our findings suggest that dopaminergic neurotransmission, partially through DARPP-32-dependent signaling and involving the putamen, is a key player underlying the genetic overlap between ADHD and obesity measures. Uncovering shared etiological factors underlying the frequently observed ADHD-obesity comorbidity may have important implications in terms of prevention and/or efficient treatment of these conditions.
Attention-Deficit/Hyperactivity Disorder (ADHD) is frequently comorbid with other psychiatric disorders and also with somatic conditions, such as obesity. In addition to the clinical overlap, significant genetic correlations have been found between ADHD and obesity as well as body mass index (BMI). The biological mechanisms driving this association are largely unknown, but some candidate systems, like dopaminergic neurotransmission and circadian rhythm, have been suggested. Our aim was to identify the biological mechanisms underpinning the link between ADHD and obesity measures. Using the largest GWAS summary statistics currently available for ADHD (N=53,293), BMI (N=681,275), and obesity (N=98,697), we first tested the association of dopaminergic and circadian rhythm gene sets with each phenotype. This hypothesis-driven approach showed that the dopaminergic gene set was associated with both ADHD (P=5.81×10−3) and BMI (P=1.63×10−5), while the circadian rhythm gene set was associated with BMI only (P=1.28×10−3). We then took a data-driven approach by conducting genome-wide ADHD-BMI and ADHD-obesity gene-based meta-analyses, followed by pathway enrichment analyses. This approach further supported the implication of dopaminergic signaling in the link between ADHD and obesity measures, as the Dopamine-DARPP32 Feedback in cAMP Signaling pathway was significantly enriched in both the ADHD-BMI and ADHD-obesity gene-based meta-analysis results. Our findings suggest that dopaminergic neurotransmission, partially through DARPP-32-dependent signaling, is a key player underlying the genetic overlap between ADHD and obesity measures. Uncovering the shared etiological factors underlying the frequently observed ADHD-obesity comorbidity may have important implications in terms of preventive interventions and/or efficient treatment of these conditions.
The ubiquitin-related SUMO system represents a versatile post-translational modification pathway controlling a variety of cellular signalling networks. In mammalian cells, lysine residues of target proteins can be covalently modified with three SUMO isoforms (SUMO1, SUMO2 and SUMO3) resulting in conjugation of either single SUMO moieties or formation of poly-SUMO chains. Importantly, SUMO modification is a reversible process, where the deconjugation of SUMO from its substrates is mediated by SUMO proteases. In humans, the best-characterized subfamily is the SENP family of SUMO-specific isopeptidases comprised of SENP1-3 and SENP5-7. For undisturbed cellular signalling events, a proper balance of SUMO conjugation and deconjugation is crucial. SENPs fulfil the important function of counteracting SUMOylation. A key question is how the relatively low number of SENPs specifically controls the SUMOylation status of hundreds of cellular proteins.
The aim of this thesis was to uncover the regulation and substrate specificity of distinct SUMO isopeptidases in order to better understand their role in cellular signalling pathways.
In the first part of this work, we investigated the influence of hypoxia on SUMO signalling, in particular on the activity of SENPs. Importantly, we found that the catalytic activity of distinct SENPs (especially SENP1 and SENP3) is strongly but reversibly diminished under low oxygen. As a consequence, the SUMO modification of a specific subset of proteins is changed under hypoxia. We specifically identified proteins being hyperSUMOylated after 24 hours of hypoxia by SUMO1 immunoprecipitation followed by mass spectrometry. We further validated the transcriptional co-repressor BHLHE40 as hypoxic SUMO target and confirmed SENP1 as responsible isopeptidase for deconjugation of SUMOylated BHLHE40. We provide evidence that SUMO conjugation to BHLHE40 enhances its repressive functions on the expression of the metabolic master regulator PGC-1α. Therefore we propose a model where inactivation of SENP1 under hypoxia results in SUMOylated BHLHE40, possibly contributing to metabolic reprogramming under hypoxia.
To get insight into substrate selectivity of SENP family members, in particular SENP3 and SENP6, we choose a proteomic profiling strategy. For the identification of specific SUMO substrates controlled by SENP3, we applied a large-scale IP-MS approach in SENP3 KO and WT cells. The most strongly induced SUMO targets in the absence of SENP3 were key regulators of ribosome maturation. We identified factors involved in the remodelling of both 90S and 60S pre-ribosomes. SENP3 has already been described as being critically involved in maturation of the pre-60S subunit and 28S rRNA processing. Previously described SENP3-regulated master targets in this process are the ribosome maturation factors PELP1 and Las1L. Importantly, both were also identified as the most significantly regulated SENP3 targets in our unbiased proteomic approach. Importantly, however, enhanced SUMOylation was also detected on 90S-associated regulators, such as BMS1. Altogether, these data strengthen the functional link between SENP3 and ribosome biogenesis and point to a role of SENP3 beyond 60S maturation.
In addition to SENP3, we explored the substrate specificity of SENP6, which mainly acts on polymeric SUMO2/3 chains. Applying a proteomic profiling strategy, we were able to identify SENP6-controlled SUMO networks functioning in DNA damage response as well as chromatin organization. We demonstrated that SENP6 reverses polySUMOylation of several subunits of the cohesin complex, thereby regulating the SUMOylation status and chromatin association of this complex. Furthermore, we found a tight interaction of SENP6 with the hPSO4/PRP19 complex, involved in DNA damage response by activation of the ATR-CHK1 signalling cascade. In cells depleted of SENP6, we observe deficient recruitment of the co-activator ATRIP to chromatin which results in diminished CHK1 activation. We therefore illustrate a general role of SENP6 in the control of chromatin-associated protein networks involved in genome integrity and chromatin organization.
Eine positive Einstellung von Medizinstudierenden gegenüber Impfungen ist wichtig, um hohe Impfquoten unter Mitarbeitern des Gesundheitswesens zu erreichen. Das Wissen von Medizinstudierenden zum Thema Impfen zeigte sich in vorangegangen Befragungen lückenhaft, dabei ist ausreichendes Wissen der zukünftigen Ärzte nötig, um gerade impfskeptischen Patienten zu begegnen. In den Vorlesungen der klinischen Semester werden vor allem theoretische Informationen zu Impfungen vermittelt. Im späteren Arbeitsalltag müssen Ärzte jedoch anhand eines mehr oder weniger gut geführten Impfpasses erforderliche Impfungen identifizieren. Ziel dieser Dissertation war es, zu untersuchen, inwieweit ein Impfkurs an der Goethe-Universität Frankfurt am Main zur Verbesserung von Einstellungen, Wissen und praktischen Fertigkeiten der Studierenden im Umgang mit dem Impfpass beitragen kann.
Zu diesem Zwecke wurde ein Impfseminar entwickelt und als Pflichtkurs in die Zentrale Unterrichtswoche des Blockpraktikums Innere Medizin (zweites bzw. drittes klinisches Semester) integriert. Studierende wurden entweder in einem praktischen Kurs mit Übungen an beispielhaften Impfpässen oder in einem theoretischen Kurs mit einem Vortrag unterrichtet. Vor und nach dem Kurs sollte ein Pretest- bzw. Posttest-Fragebogen ausgefüllt werden. Der Pretest enthielt vier Fragen zur Einstellung gegenüber Impfungen (Antworten auf einer fünf- oder siebenstufigen Skala vom Likert-Typ), eine Wissensfrage (Antwort auf einer fünfstufigen Skala vom Likert-Typ) sowie vier Fragen zur Selbsteinschätzung impfpraktischer Fertigkeiten (Schulnoten). Der Posttest wiederholte die Fragen zu Einstellung und Wissen und enthielt zusätzlich eine Frage zum korrekten Vorgehen nach einer Nadelstichverletzung sowie Fragen zum Umgang mit dem Impfpass. Diese mussten mit einem beispielhaften Impfpass bearbeitet werden. Abschließend fand eine freiwillige Evaluation des Kurses statt. Die statistische Analyse erfolgte mittels Microsoft Office Excel 2007 und BiAS. für Windows.
Im Wintersemester 2017/2018 absolvierten insgesamt 149 Studierende den Impfkurs (65,8 % im praktischen Kurs), von denen 99,3 % auch an der Studie teilnahmen. Der praktische Kurs wurde in der Online-Evaluation besser bewertet als der theoretische Kurs (Note 1,9 vs. 2,9; p=0,02). Teilnehmer am praktischen Kurs bewerteten die Kursinhalte als relevanter für den späteren Arbeitsalltag (p<0.01).
66,2 % (n=98) der Studienteilnehmer waren weiblich, 44,2 % (n=65) hatten in der vorangegangen Saison eine Impfung gegen Influenza erhalten. Gegen Influenza geimpfte Studierende nannten vor allem Selbstschutz und den Schutz von Patienten als Gründe für ihre Impfung (75,4 % bzw. 73,8 %). Die häufigste Antwort nicht geimpfter Studierender war ein Mangel an Gelegenheit (68,3 %). Die Studierenden wiesen generell eine positive Einstellung gegenüber Impfungen auf. Bei Studierenden, die schon vor dem Kurs eine hohe Zustimmung zum Thema Impfen aufwiesen, konnte der Zustimmungs-Score durch den Kurs signifikant gesteigert werden (p=0,01). Bei Studierenden mit mittlerer Zustimmung oder skeptischer Haltung gegenüber Impfungen zeigte der Kurs keinen Einfluss auf den Grad der Zustimmung. Influenza-geimpfte Studierende wiesen sowohl zu Beginn als auch nach Ende des Kurses einen statistisch signifikant höheren Zustimmungs-Score als nicht Influenza-geimpfte Studierende auf (p=0,03 bzw. p=0,02). Das Wissen der Studierenden zu Impfthemen konnte durch den Kurs signifikant gesteigert werden; unabhängig von Kursformat, Alter, Geschlecht oder Influenza-Impfstatus.
Die Selbsteinschätzung, fehlende Impfungen anhand eines Impfpasses zu identifizieren, fiel signifikant (p<0,001) schlechter aus als die Einschätzung für andere Fähigkeiten. Zwischen den beiden Kursgruppen konnte, gemessen am Impfpass-Score, kein signifikanter Unterschied im Umgang mit dem Impfpass festgestellt werden. Jedoch irrten sich die Teilnehmer des praktischen Kurses häufiger bei der Identifikation abgeschlossener Grundimmunisierungen (p=0,04), vor allem bei der Meningokokken-Impfung. Zusätzlich erkannten Teilnehmer des theoretischen Kurses häufiger die Notwendigkeit einer Varizellen-Impfung (p=0,02).
Das leicht bessere Abschneiden der Teilnehmer des theoretischen Kurses erklärt sich am ehesten durch die Wiederholung der Impfempfehlungen, die deshalb in den praktischen Kurs, der aufgrund der interaktiven Lehrmethode besser bewertet wurde, integriert werden sollte.
Der Kurs konnte die Einstellung impfskeptischer Studierender nicht verändern. Ungeklärt ist, worin diese Einstellungen begründet sind und wann sie entstehen. Es zeigte sich eine Diskrepanz zwischen der positiven Einstellung zu Impfungen und der Influenza-Impfquote. Es bleibt abzuwarten, ob die Implementierung des Impfkurses zu einer Steigerung der Influenza-Impfquoten beiträgt. Gegenstand weiterer Untersuchungen sollte sein, welche Maßnahmen zielführend sind, um die generell positive Einstellung und hohe Impfabsicht in einer hohen Impfquote abzubilden.
Hintergrund: Die Therapie des elektrischen Sturms (ES), d.h. ≥3 ICD-Therapieabgaben wegen ventrikulärer Tachyarrhythmien (VT) innerhalb von 24 Stunden, besteht in der Beseitigung potenzieller reversibler Ursachen, der Gabe von Antiarrhythmika oder der Katheterablation (CA).
Ziel der Untersuchung war es, die unterschiedlichen Therapien des ES in Bezug auf Erfolg und Sicherheit zu analysieren.
Methoden: Alle ICD-Patienten, die zwischen 2000 und 2015 mit ES am Cardioangiologischen Centrum Bethanien behandelt wurden, wurden in die retrospektive Analyse eingeschlossen. Mittels elektronischer Datenbanksuche wurden potenzielle Patienten identifiziert und anhand der Krankenakte und der ICD-Auslesungen selektiert.
Neben demographischen Parametern wurden die prozeduralen Variablen der Ablationen analysiert. Alle CA wurden mit Hilfe eines 3D-Mappingsystems durchgeführt. Der Erfolg der CA wurde definiert als Nicht-Induzierbarkeit von VT durch programmierte Elektrostimulation von RVA und RVOT mit 2 Basiszykluslängen (510/440ms) und Ankopplung von bis zu 3 Extrastimuli bis zur jeweiligen Refraktärzeit.
Die Patienten wurden alle 6 Monate untersucht und der ICD-Speicher ausgelesen.
Der primäre Endpunkt war das ereignisfreie Überleben ohne adäquate ICD-Interventionen oder ES in einem Zeitraum von 12 Monaten nach Therapie des ES.
Ergebnisse: Insgesamt wurden 87 Patienten (mittleres Alter 71±9,6 Jahre; 89% männlich; LVEF 34,1%±13,3%) eingeschlossen, davon 58 konservativ und 29 per CA behandelt.
Die ICD-Implantation der Patienten in der CA-Gruppe lag länger zurück als die in der konservativen Gruppe (1868 Tage vs. 905 Tage; p = 0,0009).
Die CA war bei 26 Patienten (3 Therapieversager der kons. Gruppe einbezogen) erfolgreich. Dabei wurden im Mittel 2,6±1,8 VT abladiert. Hierzu war in 16,2% ein epikardiales Vorgehen notwendig. Die Prozeduren dauerten 153±47,5 min.
In der konservativen Gruppe hatten 15 (25,9%) Patienten eine reversible Ursache für den ES (Ischämie, Elektrolytstörung), außerdem wurden 34 (58,6%) mit Antiarrhythmika behandelt, davon 28 (48,3%) mit Amiodaron.
Der primäre Endpunkt wurde von 19 (32,8%) Patienten der konservativen und 13 (44,8%) der CA Gruppe erreicht (p = 0,35).
Es ergaben sich ebenfalls keine Unterschiede bzgl. der einzelnen Endpunkte Tod, VT-, ES- oder ICD-Schockrezidiv.
Im Falle einer erfolgreichen CA wurde der primäre Endpunkt signifikant häufiger erreicht (46,2% vs. 16,7%; p = 0,01; HR = 0,29; CI 0,11-0,75). Die Wahrscheinlichkeit das erste Jahr nach CA zu überleben war um 84% höher (88,5% vs. 50%; p = 0,01; HR = 0,16; CI 0,04-0,65).
Im Falle einer erfolgreichen CA ist die Wahrscheinlichkeit für das Überleben gegenüber einer Amiodarontherapie um 70% höher (88,5% vs. 64,3%; p= 0,07; HR = 0,30; CI 0,09-1,04).
Schlussfolgerung: Patienten mit einem ES können primär zu 81,3% mit einer CA erfolgreich behandelt werden. Wenn alle VT durch die CA eliminiert werden können, ist die CA einer konservativen Therapie mit Amiodaron in Hinblick auf das Überleben um 70% überlegen.
Doxorubicin-loaded human serum albumin nanoparticles overcome transporter-mediated drug resistance
(2019)
Resistance to systemic drug therapies is a major reason for the failure of anti-cancer therapies. Here, we tested doxorubicin-loaded human serum albumin (HSA) nanoparticles in the neuroblastoma cell line UKF-NB-3 and its ABCB1-expressing sublines adapted to vincristine (UKF-NB-3rVCR1) and doxorubicin (UKF-NB-3rDOX20). Doxorubicin-loaded nanoparticles displayed increased anti-cancer activity in UKF-NB-3rVCR1 and UKF-NB-3rDOX20 cells relative to doxorubicin solution, but not in UKF-NB-3 cells. UKF-NB-3rVCR1 cells were resensitised by nanoparticle-encapsulated doxorubicin to the level of UKF-NB-3 cells. UKF-NB-3rDOX20 cells displayed a more pronounced resistance phenotype than UKF-NB-3rVCR1 cells and were not re-sensitised by doxorubicin-loaded nanoparticles to the level of parental cells. ABCB1 inhibition using zosuquidar resulted in similar effects like nanoparticle incorporation, indicating that doxorubicin-loaded nanoparticles circumvent ABCB1-mediated drug efflux. The limited re-sensitisation of UKF-NB-3rDOX20 cells to doxorubicin by circumvention of ABCB1-mediated efflux is probably due to the presence of multiple doxorubicin resistance mechanisms. So far, ABCB1 inhibitors have failed in clinical trials, probably because systemic ABCB1 inhibition results in a modified body distribution of its many substrates including drugs, xenobiotics, and other molecules. HSA nanoparticles may provide an alternative, more specific way to overcome transporter-mediated resistance.
Resistance to systemic drug therapy is a major reason for the failure of anticancer therapies. Here, we tested doxorubicin-loaded human serum albumin (HSA) nanoparticles in the neuroblastoma cell line UKF-NB-3 and its ABCB1-expressing sublines adapted to vincristine (UKF-NB-3rVCR1) and doxorubicin (UKF-NB-3rDOX20). Doxorubicin-loaded nanoparticles displayed increased anticancer activity in UKF-NB-3rVCR1 and UKF-NB-3rDOX20 cells relative to doxorubicin solution, but not in UKF-NB-3 cells. UKF-NB-3rVCR1 cells were re-sensitised by nanoparticle-encapsulated doxorubicin to the level of UKF-NB-3 cells. UKF-NB-3rDOX20 cells displayed a more pronounced resistance phenotype than UKF-NB-3rVCR1 cells and were not re-sensitised by doxorubicin-loaded nanoparticles to the level of parental cells. ABCB1 inhibition using zosuquidar resulted in similar effects like nanoparticle incorporation, indicating that doxorubicin-loaded nanoparticles successfully circumvent ABCB1-mediated drug efflux. The limited re-sensitisation of UKF-NB-3rDOX20 cells to doxorubicin by circumvention of ABCB1-mediated efflux is probably due to the presence of multiple doxorubicin resistance mechanisms. So far, ABCB1 inhibitors have failed in clinical trials probably because systemic ABCB1 inhibition results in a modified body distribution of its many substrates including drugs, xenobiotics, and other molecules. HSA nanoparticles may provide an alternative, more specific way to overcome transporter-mediated resistance.
Die Überlebensraten bei Krebspatienten werden dank effektiver Früherkennung und innovativer Therapiemethoden immer höher. Umso wichtiger ist es, die vielen Nebeneffekte der Krankheit und Therapie zu erforschen, um die Patienten bei der Bewältigung ihres Alltags während und nach der Erkrankung optimal zu unterstützen. In den letzten Jahren konnten einige Studien bereits zeigen, dass es kognitive Einschränkungen bei Brustkrebspatientinnen nicht erst nach einer Systemtherapie, sondern schon kurz nach der Diagnose gibt.
Die vorliegende Studie knüpfte an diesem Punkt an und hat untersucht, in wie weit Brustkrebspatientinnen schon vor einer systemischen Chemotherapie von kognitiven Defiziten betroffen sind, insbesondere im Bereich der Aufmerksamkeit und Konzentration, der in früheren Studien als eine der am häufigsten betroffenen kognitiven Fähigkeiten herausgestellt werden konnte.
Es wurde angenommen, dass sowohl die objektiv als auch die subjektiv gemessenen Aufmerksamkeitsleistungen bei Frauen mit Brustkrebs schlechter sind als bei gesunden Kontrollprobandinnen. Weiterhin wurde angenommen, dass die Aufmerksamkeitsleistungen negativ mit dem Grad psychischer Belastungen korrelieren, insbesondere mit Angst- und Depressionssymptomen.
Zur Überprüfung dieser Annahmen wurden 20 Frauen, die kürzlich eine Brustkrebsdiagnose erhalten hatten, mit einer passenden Kontrollgruppe von 20 gesunden Frauen verglichen. Alle Teilnehmerinnen führten nach Erfassung demographischer und medizinischer Informationen einen kurzen Intelligenztest durch und anschließend Messungen, die die objektiven Leistungen im Bereich Aufmerksamkeit und Gedächtnis untersuchten. Diese wurden teils auf dem Papier, teils computerisiert durchgeführt. Nach den objektiven Tests folgte die Selbsteinschätzung von Lebensqualität, Wahrnehmung im Bereich Konzentration und Gedächtnis und ein Screening zu Angst- und Depressionssymptomen.
Wie angenommen, zeigten sich bei den objektiven Ergebnissen der Aufmerksamkeitstests leichte Einschränkungen der Patientinnen gegenüber der Kontrollgruppe. Auch die subjektive Einschätzung der Leistung war signifikant schlechter als bei den gesunden Frauen. Zwischen den Angst- und Depressionswerten und den objektiven Leistungstests ließ sich kein Zusammenhang feststellen, ebenso gab es keine Assoziation zwischen den objektiv und subjektiv erfassten Ergebnissen für Aufmerksamkeit und Konzentration.
Beim Betrachten der Gesamtgruppe zeigte sich jedoch eine signifikante Korrelation zwischen den subjektiv eingeschätzten kognitiven Leistungen und den Werten bei Angst und Depression.
Durch diese Arbeit wurden bisherige Studien in weiten Teilen bestätigt. Die Ergebnisse bei objektiven Tests sind in der aktuellen Literatur noch uneinheitlich. Die vorliegenden Daten weisen darauf hin, dass Frauen mit einer Brustkrebsdiagnose durchaus kognitive Defizite haben können, diese jedoch relativ mild ausfallen. Dass es keinen Zusammenhang zwischen objektiven und subjektiven Ergebnissen gibt, bestätigt ebenfalls aktuelle Forschungsergebnisse. Die Assoziation zwischen den psychischen Belastungen und den selbst wahrgenommenen kognitiven Leistungen zeigt, wie wichtig die Bewältigung von Depression und Angst sind, um den Patientinnen einen selbstständigen Alltag in der Krankheitsphase zu ermöglichen.
Zielsetzung: Ziel dieser Arbeit war es, den Einfluss des neuen, rauschoptimierten virtuell monoenergetischen Rekonstruktionsalgorithmus (VMI+) von abdominellen Dual-Energy CT (DECT) Aufnahmen bei Patienten mit gastrointestinalem Stromatumor (GIST) hinsichtlich der objektiven und subjektiven Bildqualität zu evaluieren sowie die Vorteile dessen im Vergleich zu den bislang verwendeten Algorithmen aufzuzeigen.
Material und Methoden: 45 DECT Datensätze von 21 Patienten mit GIST (12 Männer und 9 Frauen, durchschnittliches Alter: 63.4 ± 9.2 Jahre) wurden sowohl mit einem linear gemischten Algorithmus (M_0.6), mit dem traditionellen virtuell monoenergetischen Algorithmus (VMI) als auch mit dem rauschoptimierten VMI+ Algorithmus in 10 keV Intervallen von 40 bis 100 keV rekonstruiert. Zur objektiven Berechnung des Signal-zu-Rausch Verhältnisses („signal-to-noise ratio“=SNR) sowie des Kontrast-zu-Rausch Verhältnisses („contrast-to-noiseratio“=CNR) wurde die Signalabschwächung der GIST-Läsionen und abdomineller Metastasen in den drei Rekonstruktionsvarianten in Hounsfield Units (HU) gemessen. Die Beurteilung der subjektiven allgemeinen Bildqualität, der Abgrenzbarkeit der Läsionen, der Bildschärfe sowie des Bildrauschens im jeweiligen Rekonstruktionsalgorithmus wurde von drei Radiologen unter Verwendung von Likert-Skalen durchgeführt.
Ergebnisse: Die objektive Bildqualität wies die höchsten Werte in den 40 keV VMI+ Serien auf (SNR: 11.0 ± 4.7; CNR: 9.0 ± 4.1) und war somit signifikant besser als die M_0.6 Serie (SNR: 7.5 ± 2.8; CNR: 5.5 ± 2.7) und alle VMI Serien (bei allen P < 0.001). Bezüglich der subjektiven Bildqualität und der Bildschärfe wurden die 60 keV VMI+ Rekonstruktionen bevorzugt (Median: 5; P ≤ 0.008). Die subjektive Einschätzung bezüglich der Abgrenzbarkeit der GIST Läsionen erzielte die besten Werte in den 40 keV und 50 keV VMI+ Rekonstruktionen (beide Mediane: 4). Das Bildrauschen wurde in den 90 keV und 100 keV VMI und VMI+ Rekonstruktionen als am geringsten beurteilt (alle Mediane: 5).
Schlussfolgerung: Niedrigenergetische VMI+ Rekonstruktionen erhöhen signifikant das Signal-zu-Rausch Verhältnis sowie das Kontrast-zu-Rausch Verhältnis verglichen mit den traditionellen VMI Rekonstruktionen und der linear gemischten M_0.6 Bildserie und verbessern sowohl die objektive als auch die subjektive Bildqualität abdomineller DECT Aufnahmen bei Patienten mit GIST signifikant.
Die Prognose eines malignen Glioms ist trotz verschiedener Therapiemöglichkeiten noch immer sehr schlecht. Zwar hat sich für die Primärsituation seit 2005 eine Standardtherapie etabliert, doch im Rezidivfall fehlt es weiterhin an einer einheitlichen Behandlung. Das Ziel dieser retrospektiven Datenerfassung war es, den prognostischen Stellenwert klinisch- pathologischer Parameter zu vergleichen und eine Konsensempfehlung zu erarbeiten. Zusätzlich wurde ein Teil dieser Daten im Rahmen einer multizentrischen retrospektiven Analyse des DKTKs zur Validierung des im Zuge dessen entwickelten prognostischen RRRSs erhoben und verwendet.
Grundlage dafür bildeten die in der internen Datenbank „Orbis“ und in archivierten Patientenakten gespeicherten Daten von Patienten, die zwischen 07/2009 und 02/2017 in der Klinik für Strahlentherapie am Universitätsklinikum Frankfurt am Main therapiert wurden. Hierbei handelte es sich um Patienten mit einem histologisch gesicherten Glioblastomen WHO Grad IV zum Zeitpunkt der ReRT. Die mediane Gesamtdosis betrug 28 Gy (20-60 Gy), die mediane Einzeldosis 3,5 Gy/Tag (1,8-4 Gy).
Es wurden 102 Patienten eingeschlossen, wobei zwei Patienten als primäre Diagnose ein niedriggradiges Gliom WHO Grad I/II, sechs ein Astrozytom WHO Grad III und 96 ein Glioblastomen WHO Grad IV aufwiesen. Das durchschnittliche Alter betrug 55 Jahre und die mittlere Zeit zwischen initialer und erneuter RT 21,07 Monate. Im Rezidivfall unterzogen sich 40 Patienten einer chirurgischen Intervention, bei welcher es sich in 32 der Fälle um eine totale und acht Mal um eine subtotale Resektion handelte. Des Weiteren erhielten 52 der Patienten eine Chemotherapie mit Temozolomid, 20 eine mit CCNU, 17 mit Avastin und fünf bzw. acht ein anderes oder kein Chemotherapeutikum.
Das mOS nach initialer Diagnosestellung eines malignen Glioms ergab 42,64 Monaten, das progressionsfreie Überleben 14,77 Monate. Das mOS nach der ReRT lag bei 11,8 Monaten und der mediane Zeitraum bis zu einem erneuten Progress betrug 4,25 Monate.
Bezüglich der Primärdiagnose konnten die initiale Histologie (p = 0,002), das Alter (p = 0,016) und der MGMT-Promotor-Status (p = 0,001) als statistisch signifikante Einflussfaktoren identifiziert werden. Demnach wiesen jüngere Patienten mit einer niedriggradigeren Histologie sowie einer Hypermethylierung des MGMT-Promotors eine bessere Prognose auf. Der KPS (p < 0,001), die Zeit zwischen erster und zweiter Bestrahlung (p = 0,003), der MGMT-Promotor-Status (p = 0,025) und das Tumorwachstum (p = 0,024) waren determinante Faktoren hinsichtlich des Outcomes nach der ReRT. Außerdem zeigte sich, dass eine Gesamtstrahlendosis von mehr als 28,90 Gy auf statistisch signifikante Art und Weise (p = 0,042) mit einem längeren OS nach erneuter RT assoziiert war, sowie eine Parietal- bzw. Temporallappenlokalisation (p = 0,009) mit einem längeren progressionsfreien Überleben. Was die Therapiemodalitäten angeht, zeigte sich keine der anderen überlegen.
Die erneute Validierung dieser Daten mit dem RRRS ergab ebenfalls ein statistisch signifikantes Ergebnis bezogen auf die durchschnittliche Überlebenszeit zwischen den einzelnen prognostischen Gruppen ab dem Zeitpunkt der ReRT.
Die Ergebnisse dieser Arbeit legen dar, dass noch immer keine optimale Therapie für Patienten mit rezidivierendem Glioblastomen existiert und weiterhin Forschungsbedarf in der Modifizierung bestehender Behandlungsoptionen sowie in der Entwicklung neuer Therapiemöglichkeiten besteht. Des Weiteren unterstreichen sie die Wichtigkeit und den Wert spezifischer Einflussfaktoren zur Prognoseabschätzung und die Notwendigkeit des Einschlusses bedeutender neuer molekularer Marker anhand der WHO- Klassifikation von 2016 für zukünftige Studien.
Die Extrauteringravidität (EUG) ist eine relativ häufige und bei zu spätem Erkennen schwerwiegende bis tödliche Anomalie der Schwangerschaft. Rund 2 % aller Schwangerschaften befinden sich extrauterin, z. B. im Eileiter, im Eierstock oder in der Bauchhöhle. Das Symptomspektrum kann vielfältig sein und reicht u. a. von Symptomfreiheit bis hin zu Schockzuständen durch innere Blutungen. Die maternale Sterblichkeit lag zu Beginn des letzten Jahrhunderts noch sehr hoch, da die Diagnose nicht oder zu spät gestellt wurde bzw. keine adäquate Therapie verfügbar war. Durch sensible Schwangerschaftstest, welche die β-Untereinheit des hCGs nachweisen, und den transvaginalen Ultraschall können heute pathologische Schwangerschaftsverläufe früh detektiert und ebenso früh interveniert werden. Je nach Fortschritt und Lokalisation der EUG stehen verschiedene Therapiemöglichkeiten zu Verfügung. Ambulant kann eine einmalige Methotrexatinjektion erfolgen. Auch chirurgische Methoden sind eine Therapieoption.
In dieser Arbeit wurden die 8.040 Publikationen, die zwischen 1900 und 2012 zum Thema EUG erschienen sind und ins Web of Science aufgenommen wurden, szientometrisch analysiert, um quantitative und qualitative Aussagen bezüglich der Publikationen und dem Forschungsverhalten treffen zu können. Quantitativ wurden u. a. die Publikationsleistung einzelner Länder, Autoren und Fachzeitschriften sowie verschiedene Kooperationen evaluiert. Die qualitative Beurteilung betrachtete neben Zitationszahlen, Zitationsraten und modifizierten H-Indizes auch Impact-Faktoren (IF). Eine derartige Untersuchung existiert zum jetzigen Zeitpunkt nicht.
Im betrachteten Zeitraum sind die Publikations- und Zitationszahlen stetig gestiegen. Dies lässt auf ein gestiegenes wissenschaftliches Interesse für EUGen schließen. Außerdem ist über die Jahre auch die Anzahl der Autoren pro Publikation gestiegen, was auf eine vermehrte Zusammenarbeit zwischen Autoren, Institutionen und Ländern hindeutet. Als meistpublizierend kristallisierten sich die USA heraus. Auch bezüglich des modifizierten H-Index`, der erhaltenen Zitierungen und der meisten Institutionen, die das Thema EUG beforschen, sind die USA führend. Im Gegensatz dazu ist Israel mit einem weitaus geringeren BIP unter den 5 meistpublizierenden Ländern zu finden. Israels Publikationszahl pro BIP zeigt, dass die Forschung einen hohen Stellen¬wert hat, aus der qualitativ hochwertige Ergebnisse resultieren, was durch die hohe Zitationsrate und den modifizierten H-Index untermauert wird. Unter den Zeitschriften sind Fertility and Sterility, American Journal of Obstetrics & Gynecology und Obstetrics & Gynecology quantitativ die Spitzenreiter. Werden jedoch qualitative Parameter wie der IF betrachtet, siedeln sich die genannten Periodika im hinteren Drittel ein. Im Gegensatz zu Journalen mit hohen IF, wie das New England Journal of Medicine (IF = 51,658) und The Lancet (IF = 39,060) haben die meistpublizierenden Journale ein eingeschränktes Themengebiet, was erheblichen Einfluss auf den IF hat. Unter den 15 meistpublizierenden Fachjournalen werden 14 in englischer Sprache veröffentlicht. Nur die Fachzeitschrift Geburtshilfe und Frauenheilkunde publiziert deutschsprachige Fachbeiträge. Parallel dazu sind mehr als 92 % der Veröffentlichungen in Englisch publiziert worden. Ursächlich hierfür sind unter anderem die Vorauswahl, die vom WoS getroffen wird und die Anerkennung der englischen Sprache als Sprache der Wissenschaft. Mit Abstand die meisten Publikationen wurden im Themengebiet Obstetrics & Gynecology veröffentlicht. Da die EUG ein gynäkologisches Krankheitsbild ist, ist dies wenig verwunderlich. Weltweit führende Institution hinsichtlich der Publikationen ist die University of London. Mit 168 Publikationen reihen sich die weltbekannten amerikanischen Universitäten aus Pennsylvania, Yale und die Harvard University hinter der britischen Einrichtung ein. Hinsichtlich der Zahl der Zitierungen liegt die Londoner Universität hinter dem Center for Disease Control, das in den USA angesiedelt ist. Unter den Autoren genießt der Amerikaner Kurt T. Barnhart (81 Publikationen) großes Ansehen. Diese Veröffentlichungen wurden über 1.000 Mal zitiert. Sein modifizierter H-Index von 19 wird von Hervé Fernandez (mod. H-Index 24) noch übertroffen. Mit 79 Publikationen reiht er sich hinter Barnhart ein. Durch die Genderanalyse wird ersichtlich, dass weitaus weniger Frauen als Autoren in Erscheinung treten, wobei nur ca. 22 % der Autorennamen ihrem Geschlecht zugeordnet werden konnten.
Diese szientometrische Analyse zum Thema EUG liefert einen Überblick über die quantitative und qualitative Entwicklung der internationalen Forschung zeigt die wissenschaftliche Anerkennung auf, interpretiert Ergebnisse und hinterfragt sie kritisch.
Generierung CMV-spezifischer T-Zellen aus mononukleären Zellen von CMV-seronegativen Spendern
(2019)
Die positive Entwicklung der adoptiven Zelltherapie zu einer effektiven und sicheren Therapieform ist enorm wichtig für die Behandlung von Patienten mit einer opportunistischen Infektion, wie bspw. mit CMV oder EBV, nach einer Stammzelltransplantation.
Bei (CMV-)seropositiven Spendern besteht die Möglichkeit der Selektion von VST und somit eine Therapieoption für den CMV-Infizierten Empfänger. Aufgrund der nicht vorhandenen VST bei einem negativen Spender, besteht die Option einer Infusion von selektierten VSTs bei einem CMV-infizierten Empfänger nicht. Dies ist ein besonderes Problem bei seropositiven Patienten, die die Stammzellen eines seronegativen Spenders erhalten haben und bei denen die Gefahr einer Reaktivierung des Virus besonders hoch ist.
Um einen möglichen Lösungsansatz hierfür zu finden, wurde in dieser Arbeit versucht Zellen zu generieren, die eine adoptive Zelltherapie bei dem oben genannten Spender/Empfänger-Konstellation ermöglichen.
Der Forschungsansatz dahinter war, aus naiven T-Zellen des seronegativen Spenders, durch Priming mit einem CMV-spezifischen Antigens, in diesem Fall CMV-pp65, VST zu generieren. Um diese herstellen zu können wurden mehrere Versuchsabläufe getestet. Zunächst inkubierte man unmanipulierte PBMCs mit CMV-pp65-geprimten Monozyten in verschiedenen Koinkubation-Ratios. Dies führte nicht zum gewünschten Erfolg.
In dieser Arbeit erfolgte die Selektion der Monozyten via Adhärenzmethode und mittels Microbeads. Da die Monozytenreinheit nachweislich Microbeads-Methode signifikant höher war, als die Reinheit mittels der Adhärenzmethode verließ man diese und arbeitete nur noch mit Microbeads, um ein besseres Verhältnis der Koinkubation zu erzielen.
Um einen möglichen Erfolg zu erzielen wurden in einem nächsten Schritt die selektierten Monozyten zu dendritischen Zellen (DC) weiterentwickelt und wiederum mit unmanipulierten PBMCs inkubiert.
Leider konnten auch mit dieser Herangehensweise keine VST in der Zellkultur nachgewiesen werden. Weiterführend orientierte man sich in dieser Arbeit an einem Protokoll von Wölfl et al46. Hierbei wurden statt unmanipulierten PBMCs, nur CD45RA+ naive T-Zellen aus den PBMCs verwendet, die mit CMV-pp65-geprimten DCs geprimt wurden.
Orientierend an dem Protokoll von Wölfl et al. entwickelten wir einen Versuchsaufbau bestehend aus DC-Generierung, CD45RA+-Zellselektion und Koinkubation der Zellen. Dieses 13-tägige Protokoll wurde bei 5 seronegativen Spendern durchgeführt und zeigte in der FACS Analyse CMV-spezifische T-Zellen.
Der prozentuelle Anteil der VST betrug zwischen 0,33-5,70%.
Somit konnte gezeigt werden, dass es möglich ist VST aus seronegativem Spenderzellen zu generieren und ermöglicht somit Patienten mit seronegativen Stammzellspendern, die an einer CMV-Reaktivierung/Infektion leiden, die Option der adoptiven Zelltherapie, trotz Nichtvorhandenseins von VST im Spenderblut.
Der VEGF-neutralisierende Antikörper Bevacizumab ist ein wichtiger Bestandteil der modernen Tumortherapie. Auch in der Glioblastom Therapie wird Bevacizumab eingesetzt, da in klinischen Studien eine Verlängerung des progressionsfreien Überlebens beobachtet wurde. Leider entwickeln sich schnell Resistenzen und das Gesamtüberleben konnte durch Bevacizumab in der Erstlinientherapie von Glioblastomen nicht verlängert werden.
Die genaue Wirkungsweise von Bevacizumab und somit auch die Resistenzentwicklung sind nur teilweise bekannt. Es wird vermutet, dass es durch Gefäßveränderungen zu einer Mangelsituation und zu Hypoxie kommt. Einige Studien deuten darauf hin, dass es neben der Wiedererlangung einer VEGF-unabhängigen Gefäßversorgung auch zu Resistenz gegen das durch Bevacizumab hervorgerufene, von Sauerstoffmangel gekennzeichnete Mikromilieu kommt. So konnte gezeigt werden, dass Bevacizumab-resistente Tumoren einen stark glykolytischen, sauerstoff-unabhängigen Zellmetabolismus aufweisen und vermehrt Laktat produzieren. Darüber hinaus wurde in Folge der Bevacizumab-Behandlung eine Fehlfunktion von Mitochondrien beobachtet. Unklar ist noch, ob die beschriebenen metabolischen Veränderungen ein Epiphänomen der Nährstoffmangelsituation sind oder ob sie kausal mit der Resistenzentwicklung in Zusammenhang stehen.
In der vorliegenden Arbeit sollte deshalb geprüft werden, ob die metabolische Umstellung hin zu einem glykolytischen, anaeroben Phänotyp eine hinreichende Bedingung zur Entwicklung einer Hypoxie- und Bevacizumabresistenz darstellt.
Hierzu wurden Glioblastomzellen (LNT229) derart verändert, dass sie keine oxidative Phosphorylierung durchführen konnten und rein auf die glykolytische Energiegewinnung angewiesen waren (rho0-Zellen). Diese Veränderung führte in-vitro zu einer Hypoxieresistenz der Zellen. Außerdem waren rho0-Zellen empfindlicher gegenüber Glukoseentzug und einer Behandlung mit dem Glykolyse-Inhibitor 2-Deoxyglucose (2DG). Des Weiteren waren im Mausmodell intrakranielle rho0-Tumorxenografts resistent gegenüber Bevacizumab. Diese Resistenz konnte durch zusätzliche Therapie mit 2DG wieder aufgehoben werden.
Somit konnte in der vorliegenden Arbeit gezeigt werden, dass die Hemmung der oxidativen Phosphorylierung zu einem glykolytischen Phänotyp führt, der hinreichend ist, um eine Hypoxieresistenz und in Folge dessen eine Bevacizumabresistenz in Glioblastomzellen zu verursachen. Dies lässt einen kausalen Zusammenhang zwischen bereits in anderen Studien beschriebenen metabolischen Veränderungen und einer Bevacizumabresistenz in Tumoren vermuten. Der zelluläre Glukosestoffwechsel ist damit ein vielversprechender therapeutischer Angriffspunkt zur Vermeidung und Überwindung einer Bevacizumabresistenz.
Cross-frequency coupling of sleep oscillations is thought to mediate memory consolidation. While the hippocampus is deemed central to this process, detailed knowledge of which oscillatory rhythms interact in the sleeping human hippocampus is lacking. Combining intracranial hippocampal and non-invasive electroencephalography from twelve neurosurgical patients, we characterized spectral power and coupling during non-rapid eye movement (NREM) and rapid eye movement (REM) sleep. Hippocampal coupling was extensive, with the majority of channels expressing spectral interactions. NREM consistently showed delta–ripple coupling, but ripples were also modulated by slow oscillations (SOs) and sleep spindles. SO–delta and SO–theta coupling, as well as interactions between delta/theta and spindle/beta frequencies also occurred. During REM, limited interactions between delta/theta and beta frequencies emerged. Moreover, oscillatory organization differed substantially between i) hippocampus and scalp, ii) sites along the anterior-posterior hippocampal axis, and iii) individuals. Overall, these results extend and refine our understanding of hippocampal sleep oscillations.
In natural environments, background noise can degrade the integrity of acoustic signals, posing a problem for animals that rely on their vocalizations for communication and navigation. A simple behavioral strategy to combat acoustic interference would be to restrict call emissions to periods of low-amplitude or no noise. Using audio playback and computational tools for the automated detection of over 2.5 million vocalizations from groups of freely vocalizing bats, we show that bats (Carollia perspicillata) can dynamically adapt the timing of their calls to avoid acoustic jamming in both predictably and unpredictably patterned noise. This study demonstrates that bats spontaneously seek out temporal windows of opportunity for vocalizing in acoustically crowded environments, providing a mechanism for efficient echolocation and communication in cluttered acoustic landscapes.
Background: Iron deficiency anemia is common in pregnancy with a prevalence of approximately 16% in Austria; however, international guideline recommendations on screening and subsequent treatment with iron preparations are inconsistent. The aim of this study was to find out how often pregnant women take iron-containing supplements, and who recommended them. As hemoglobin data were available for a sub-group of women, hemoglobin status during pregnancy and associated consumption of iron-containing medications were also recorded.
Methods: This cross-sectional study was conducted at the Mother-Child-Booklet service center of the Styrian Health Insurance Fund in Graz, Austria. A questionnaire containing seven questions was developed. Absolute and relative numbers were determined, and corresponding 95% confidence intervals calculated using bootstrapping techniques.
Results: A total of 325 women completed the questionnaire, 11% had been diagnosed with anemia before becoming pregnant, 67% reported taking iron-containing compounds. The women reported taking 45 different products but 61% took 1 of 3 different supplements. Overall, 185 (57%) women had not been diagnosed with anemia before becoming pregnant but reported taking an iron-containing supplement and 89% of the women took supplements on the recommendation of their physician. Of the 202 women whose hemoglobin status was assessed, 92% were found not to be anemic.
Conclusion: Overall, 67% of pregnant women took iron-containing compounds, irrespective of whether they were deficient in iron. Physicians were generally responsible for advising them to take them. No standardized procedure is available on which to base the decision whether to take iron during pregnancy, even in guidelines. As most guidelines only recommend taking iron supplements in cases of anemia, the high percentage of women taking them in Austria is incomprehensible.e
The current problem of increasing antibiotic resistance and the resurgence of numerous infections indicate the need for novel vaccination strategies more than ever. In vaccine development, the search for and the selection of adequate vaccine antigens is the first important step. In recent years, bacterial outer membrane proteins have become of major interest, as they are the main proteins interacting with the extracellular environment. Trimeric autotransporter adhesins (TAAs) are important virulence factors in many Gram-negative bacteria, are localised on the bacterial surface, and mediate the first adherence to host cells in the course of infection. One example is the Neisseria adhesin A (NadA), which is currently used as a subunit in a licensed vaccine against Neisseria meningitidis. Other TAAs that seem promising vaccine candidates are the Acinetobacter trimeric autotransporter (Ata), the Haemophilus influenzae adhesin (Hia), and TAAs of the genus Bartonella. Here, we review the suitability of various TAAs as vaccine candidates.
Multisensory integration strongly depends on the temporal proximity between two inputs. In the audio-visual domain, stimulus pairs with delays up to a few hundred milliseconds can be perceived as simultaneous and integrated into a unified percept. Previous research has shown that the size of this temporal window of integration can be narrowed by feedback-guided training on an audio-visual simultaneity judgment task. Yet, it has remained uncertain how the neural network that processes audio-visual asynchronies is affected by the training. In the present study, participants were trained on a 2-interval forced choice audio-visual simultaneity judgment task. We recorded their neural activity with magnetoencephalography in response to three different stimulus onset asynchronies (0 ms, each participant’s individual binding window, 300 ms) before, and one day following training. The Individual Window stimulus onset asynchrony condition was derived by assessing each participant’s point of subjective simultaneity. Training improved performance in both asynchronous stimulus onset conditions (300 ms, Individual Window). Furthermore, beta-band amplitude (12–30 Hz) increased from pre-compared to post-training sessions. This increase moved across central, parietal, and temporal sensors during the time window of 80–410 ms post-stimulus onset. Considering the putative role of beta oscillations in carrying feedback from higher to lower cortical areas, these findings suggest that enhanced top-down modulation of sensory processing is responsible for the improved temporal acuity after training. As beta oscillations can be assumed to also preferentially support neural communication over longer conduction delays, the widespread topography of our effect could indicate that training modulates not only processing within primary sensory cortex, but rather the communication within a large-scale network.
The capacity of pathogenic microorganisms to adhere to host cells and avoid clearance by the host immune system is the initial and most decisive step leading to infections. Bacteria have developed different strategies to attach to diverse host surface structures. One important strategy is the adhesion to extracellular matrix (ECM) proteins (e.g., collagen, fibronectin, laminin) that are highly abundant in connective tissue and basement membranes. Gram-negative bacteria express variable outer membrane proteins (adhesins) to attach to the host and to initiate the process of infection. Understanding the underlying molecular mechanisms of bacterial adhesion is a prerequisite for targeting this interaction by “anti-ligands” to prevent colonization or infection of the host. Future development of such “anti-ligands” (specifically interfering with bacteria-host matrix interactions) might result in the development of a new class of anti-infective drugs for the therapy of infections caused by multidrug-resistant Gram-negative bacteria. This review summarizes our current knowledge about the manifold interactions of adhesins expressed by Gram-negative bacteria with ECM proteins and the use of this information for the generation of novel therapeutic antivirulence strategies.
Langzeitbeobachtung der Therapie von Hämophilie A-Patienten mit einem humanen Faktor VIII-Konzentrat
(2019)
This doctoral thesis entitled “Long-term surveillance of the therapy of haemophilia A patients with a human plasma-derived factor VIII concentrate” was performed to assess the influence of the chronic long-term therapy with a human plasma-derived factor VIII concentrate in daily clinical practice on the health of haemophilia A patients.
Haemophilia A is a chronic disease, caused by a congenital deficiency of coagulation factor VIII, which requires life-long haemostatic treatment. The severity of bleedings, as the main clinical feature of haemophilia A, is generally correlated with the residual activity of coagulation factor VIII.
Until recently, factor VIII preparations, used to replace the deficient factor VIII, were the only treatment option for haemophilia A. Development of inhibitory antibodies against factor VIII is the most serious complication associated with the use of factor VIII products, rendering the administered factor VIII ineffective.
To date, all novel treatments still rely on some factor VIII replacement therapy. At least in the near future and probably for longer, (concomitant) therapy with factor VIII concentrates will continue to be necessary for treatment of haemophilia A, emphasising the continuous need for efficacy and safety data in terms of pharmacovigilance on factor VIII replacement therapy.
Medicines to treat haemophilia A, are authorised for use, when evidence of its efficacy and safety is limited to data of a small number of investigated patients during short-term observation periods of about six months, and thus have not been systematically assessed in all patient groups until marketing authorisation. Long-term efficacy and safety data from post-marketing surveillance are important to prove that a chronic treatment is efficacious and safe in the real-life setting by monitoring “real-life” patients of all age groups, rather than a carefully selected patient population. Medical and scientific analyses of such long-term data are crucial to detect, understand, and potentially prevent the harm resulting from (new) adverse drug reactions, including those, which only rarely occur and therefore are difficult to detect.
Therefore, data from two prospective surveillance studies investigating real-life therapies with the same human plasma derived factor VIII concentrate were combined and analysed retrospectively. It was hypothesised that the chronic long term therapy with a human plasma-derived factor VIII concentrate in daily clinical practice is effective, safe, and well tolerated with no unexpected adverse effect on the health of haemophilia A patients. It was the aim of this analysis to investigate the influence of the chronic long-term treatment with the factor VIII concentrate on the health of patients with severe as well as nonsevere haemophilia A including all age groups in a real-life setting. In addition, the influence of prophylactic factor VIII treatment or the switch to this regimen on the annual bleeding rate of all haemophilia A patients, and the long-term effects of this regimen on the patients’ annual bleeding rates were investigated.
Starting in 1998 until 2015, data of 1418 patient-years from 198 haemophilia A patients representing all age groups and haemophilia A severities were analysed. This study covered 18 years of documentation time with a mean observation period of more than seven years per patient. It is the longest study of a single factor VIII concentrate conducted so far, investigating the therapy of haemophilia A. The only observed side effects involved low incident factor VIII inhibitor formation in patients at risk (13 % of previously untreated patients, compared with usually about 30 %). Factor VIII inhibitor development was mainly transient, with low titers, and without clinical relevance. Any, even low frequent prophylaxis was found to be significantly better than on demand and had the greatest effect on the annual bleeding rate of patients, irrespective of their age or haemophilia A severity. Patients suffered during continuous prophylaxis from a very low bleeding rate (median 1.3 compared with 31.4 under on demand), down to no bleeding per year. Patients whose regimen changed to continuous prophylaxis benefitted most (median annual bleeding rate 1.1), irrespective of age or haemophilia A severity.
This analysis demonstrates that the chronic long-term therapy with the plasma-derived factor VIII concentrate in daily clinical practice is effective, safe, and well tolerated. Thus, data on efficacy and safety obtained during chronic long-term therapy with the human plasma-derived factor VIII concentrate reaffirm that there is no unexpected adverse effect on the health of haemophilia A patients.
These results support the therapeutic concept of a life-long prophylaxis of haemophilia A patients with a human plasma-derived factor VIII concentrate.
Ziel: Es erfolgte eine Untersuchung der Langzeitergebnisse der mikrochirurgischen Dekompression bei lumbaler Spinalkanalstenose (LSS) in Bezug auf die Lebensqualität.
Material und Methoden: Zwischen 10/2010 – 12/2015 wurden 272 Patienten in der Klinik für Neurochirurgie des Universitätsklinikums Frankfurt am Main aufgrund einer LSS mikrochirurgisch dekomprimiert. Von ihnen wurden retrospektive Daten bezüglich demographischer und klinischer Kriterien erhoben. Ihre Lebensqualität wurde mithilfe des 36-Item Short Form Health Survey (SF-36) und den dazugehörigen Summenskalen bei einem Follow-Up von 3-8 Jahren beurteilt. 250 Patienten erfüllten die Einschlusskriterien, von denen 103 den Fragebogen vollständig ausfüllten.
Ergebnisse: Das präoperative Vorliegen einer Spondylolisthese °I, was signifikant mit dem weiblichen Geschlecht assoziiert ist, beeinflusste nicht das Outcome. Die relative Häufigkeit postoperativer Instabilität war bei präoperativem Vorliegen einer Spondylolisthese höher (2,4% vs. 1,3%). Die stationäre Liegedauer hängt signifikant mit der OP-Dauer zusammen, was mit einem niedrigen BMI signifikant mit einer niedrigeren Summenskala für körperliche Gesundheit (SKKÖ) zusammenhängt. Frauen erzielten insgesamt eine niedrigere psychische Summenskala als Männer.
Schlussfolgerung: Ein niedriger BMI, eine möglichst kurze OP-Zeit und eine kurze Liegedauer sind positive Prädiktoren, um langfristig eine gute körperliche Gesundheit zu erhalten. Frauen neigen eher dazu, eine Spondylolisthese zu entwickeln, während dies mit einer postoperativen Instabilität und der Notwendigkeit einer Fusion einhergehen kann. Das Outcome ist nicht vom präoperativen Vorliegen einer Spondylolisthese abhängig; De Novo-Listhesen traten nur zu 1,3% auf. Insgesamt ist das Outcome der Patienten bezüglich ihrer körperlichen Gesundheit im Follow-Up altersentsprechend und zufriedenstellend.
Einleitung: Ataxia telangiectasia (A-T) ist eine lebenslimitierende autosomal-rezessiv vererbte Systemerkrankung, die durch eine Mutation im ATM Gen hervorgerufen wird. Symptome wie Neurodegeneration, Immundefizienz, Teleangiektasien, Wachstums- und Gedeihstörungen, endokrine Dysfunktionen, erhöhte Strahlensensitivität, sowie Malignomprädisposition sind charakterisierend für die Erkrankung. Des Weiteren zeigen viele Patienten eine progrediente Lebererkrankung, die bis jetzt nur unzureichend untersucht wurde.
Zielsetzung: Untersuchung der laborchemischen und strukturellen Veränderungen im Rahmen der Hepatopathie bei A-T Patienten. Des Weiteren soll der Zusammenhang der Körperzusammensetzung, der Muskelkraft und der Lebensqualität mit der Lebererkrankung analysiert werden.
Methoden: Von November 2016 bis Mai 2018, wurden 31 A-T Patienten in die Studie eingeschlossen. Die Patienten wurden zur Auswertung in zwei Gruppen eingeteilt (21 Patienten ≤ zwölf Jahre, zehn Patienten > zwölf Jahre). Neben der Bestimmung der Laborparameter wurden die Veränderungen der Leber anhand der transienten Elastographie und des FibroMax® erhoben. Die Körperzusammensetzung wurde mit Hilfe der bioelektrischen Impedanzanalyse (BIA) ermittelt, die Muskelkraft anhand des Five-Times-Sit-to-Stand-Tests (FTSST). Zur Erfassung der Lebensqualität wurde der EuroQol-Fragebogen 5Q-5D-5L durchgeführt.
Ergebnisse: Bei der transienten Elastographie zeigte sich bei zwei (10%) jüngeren im Vergleich zu neun (90%) älteren Patienten eine Steatose. Eine Fibrose lag bei fünf (50%) älteren Patienten vor. Die Leberenzyme (AST (37.8 ± 7.9 U/l vs. 49.8 ± 15.2 U/l, p<0,05), ALT (25.1 ± 9.6 U/l vs. 71.6 ± 25.8 U/l, p<0,001), GGT (13.2 ± 4,5 U/l vs. 123.7 ± 99.6 U/l, p<0,0001)), das Alpha-Fetoprotein (AFP) (313.4 ± 267,2 ng/ml vs. 540.8 ± 275.8 ng/ml, p<0,05), der HbA1c (4,8 ± 0,4 % vs. 5,7 ± 0,6 %, p<0,0001) sowie die Triglyceride (66.5 ± 34.3 mg/dl vs. 200.4 ± 98.8 mg/dl, p<0,0001) waren signifikant in der älteren Patientengruppe erhöht. Zusätzlich zeigte sich eine signifikante Korrelation der Steatose und Fibrose mit dem Alter (r=0,82, p<0,0001; r=0,59, p<0,001), der AST (r=0,39, p<0,05; r=0,42, p<0,05), der ALT (r=0,77, p<0,0001; r=0,53, p<0,01), der
GGT (r=0,83, p<0,0001; r=0,67, p<0,0001), dem HbA1c (r=0,59, p<0,01; r=0,63, p<0,001) und den Triglyceriden (r=0,74, p<0,0001; r=0,62, p<0,001). Die transiente Elastographie und der SteatoTest des FibroMax zeigten übereinstimmende Ergebnisse.
Eine Magermasse unterhalb der zehnten Perzentile wiesen elf (52%) jüngere im Gegensatz zu neun (90%) älteren Patienten auf. Auch der Phasenwinkel lag bei neun (43%) jüngeren und acht (80%) älteren Patienten unterhalb der zehnten Perzentile. Die jüngeren Patienten waren beim FTSST signifikant schneller (10,8 ± 6,1s vs. 19,4 ± 5,6s, p < 0,01). Die Auswertung des EuroQol-Fragebogen 5Q-5D-5L zeigte einen signifikanten Unterschied der Einschätzung der Beweglichkeit / Mobilität der Patienten (3 (1-4) vs. 4 (2-5), p<0,05).
Schlussfolgerung: Eine Hepatopathie im Sinne einer nicht-alkoholische Fettlebererkrankung (NAFLD) bzw. nicht-alkoholische Steatohepatitis (NASH) tritt bei fast allen älteren A-T Patienten auf. Charakteristisch hierfür sind erhöhte Leberenzyme und eine Fettleber bis hin zur Leberfibrose und Zirrhose. Oxidativer Stress, Inflammation und ein partielles metabolisches Syndrom in Form einer Dyslipidämie und Dysglykämie tragen zu diesem Prozess bei. Die Lebererkrankung im Rahmen der A-T sollte regelmäßig qualifiziert erfasst werden, um Langzeitfolgen, wie beispielsweise die Entwicklung eines hepatozellulären Karzinoms rechtzeitig zu detektieren. Die transiente Elastographie stellt hierfür eine gut reproduzierbare, nicht invasive Methode dar, mit der bereits frühe Stadien der Lebererkrankung erkannt werden können.
Highlights
• This current review covers studies that have identified long non-coding RNAs in aortic aneurysm development and progression.
• We separately discuss transcripts and mechanisms of importance to thoracic as well as abdominal aortic aneurysms.
• Functional data on lncRNAs being identified are highlighted.
• Some have been studied in human as well as experimental models of the disease pathology.
Abstract
Aortic aneurysm (AA) is a complex and dangerous vascular disease, featuring progressive and irreversible vessel dilatation. AA is typically detected either by screening, or identified incidentally through imaging studies. To date, no effective pharmacological therapies have been identified for clinical AA management, and either endovascular repair or open surgery remains the only option capable of preventing aneurysm rupture. In recent years, multiple research groups have endeavored to both identify noncoding RNAs and to clarify their function in vascular diseases, including aneurysmal pathologies. Notably, the molecular roles of noncoding RNAs in AA development appear to vary significantly between thoracic aortic aneurysms (TAAs) and abdominal aortic aneurysms (AAAs). Some microRNAs (miRNA - a non-coding RNA subspecies) appear to contribute to AA pathophysiology, with some showing major potential for use as biomarkers or as therapeutic targets. Studies of long noncoding RNAs (lncRNAs) are more limited, and their specific contributions to disease development and progression largely remain unexplored. This review aims to summarize and discuss the most current data on lncRNAs and their mediation of AA pathophysiology.
Es ist wissenschaftlich belegt, dass hohe Feinstaubbelastungen direkt mit gesundheitlichen Schäden vergesellschaftet sind. Insbesondere in Städten, in denen die Konzentrationen besonders hoch sind, stellt dies ein ernstzunehmendes Problem dar . Ein wesentlicher Beitrag der Feinstaubbelastung ist auf anthropogene Prozesse und insbesondere auf verkehrsbedingte Emissionen zurückzuführen. Hierbei sind Abgase aus Verbrennungsmotoren sowie Brems- und Reifenabrieb zu nennen.
Für die gesundheitliche Risikobewertung einzelner Verkehrsteilnehmer werden mehrheitlich Daten stationärer Messnetzwerke herangezogen. Die Aussagekraft dieser Daten für diesen Zweck wird jedoch mitunter kritisch bewertet.
Um die Feinstaubexposition gegenüber einem Fahrzeuginsassen realistischer beurteilen zu können, erfolgt die Messung der Feinstaubkonzentration im Innenraum eines PKW mit einem mobilen Aerosolspektrometer und GPS-gestützter Standortbestimmung in Frankfurt am Main. Hierbei werden die Konzentrationen für die Partikelfraktionen PM10, PM2,5, PM1 und PMcoarse unter unterschiedlichen Bedingungen kontinuierlich gemessen.
Neben einem Vergleich der mobil gemessenen Feinstaubkonzentrationen mit Daten des stationären Messnetzwerks, werden auch lokale Konzentrationsvariationen sowie Expositionsdifferenzen zwischen Fahrten mit geöffnetem und geschlossenem Fenster analysiert.
Um einzelne Feinstaubquellen identifizieren zu können, wird die Fahrzeugumgebung mit einer Videokamera überwacht.
Im Fahrzeuginnenraum wurden Spitzenkonzentrationen von 508 µg m-3 für PM10, 133,9 µg m-3 für PM2,5, 122,9 µg m-3 für PM1 und 109,8 µg m-3 für PMcoarse (2,5-10 µm) erreicht. Die Konzentration und die Partikelgrößenverteilung im Fahrzeuginnenraum waren stark von der Umgebungsluft abhängig. Die Konzentration feinerer Partikel (PM2,5, PM1) zeigte nur geringe Schwankungen innerhalb der Stadt mit einigen signifikanten Spitzen in der Innenstadt und auf stark befahrenen Straßen. Im Gegensatz dazu wies die PMcoarse-Konzentration starke Schwankungen auf. Die höchsten Werte wurden ebenfalls in der Innenstadt und auf stark befahrenen Straßen gemessen. Durch Analyse des Videomaterials war es möglich, einige Konzentrationsspitzen mit ihren charakteristischen Partikelgrößenspektren den jeweiligen Quellen zu zuordnen.
Die absoluten Partikelkonzentrationen unterschieden sich signifikant zwischen den mobilen und den stationären Messungen, obwohl für feinere Partikel gute Korrelationen beobachtet werden konnten. Insbesondere die bei geöffnetem Fenster gemessenen Fahrzeuginnenraumkonzentrationen waren für alle Partikelgrößen deutlich höher als die entsprechenden Werte der Messstation. Schließlich erfolgte ein direkter Vergleich der Feinstaubkonzentrationen im Fahrzeug zwischen Fahrten mit geöffnetem und geschlossenem Fenster. An jedem Tag wurde nach dem Schließen des Fensters eine Konzentrationsreduktion bei allen Größenfraktionen beobachtet. Grobe Partikel (2,5-10 µm) wurden um 87,9 bis 97,4 %, feinere Partikel (1-2,5 µm) um 77,9 bis 88,2 % und die feinsten Partikel (<1 µm) um 13 bis 52 % reduziert.
Nach Interpretation der vorliegenden Daten sind mobile Messungen für eine Risikoanalyse der Feinstaubexposition auf einen Fahrzeuginsassen unerlässlich. Die Partikelkonzentration im PKW war über alle Fahrten hinweg mäßig bis hoch, wobei die Konzentration von groben Partikeln leicht durch Schließen des Fensters und Nutzung der Klimaanlage reduziert werden konnte. Die Konzentration der feineren Partikel konnte durch diese Maßnahmen nur geringfügig herabgesetzt werden.
Basierend auf den vorliegenden Ergebnissen sollte in zukünftigen Studien auf die Quantifizierung ultrafeiner Partikel eingegangen werden sowie eine ergänzende chemische Analyse der Partikel erfolgen.
Schätzungen der WHO zufolge waren 2015 weltweit rund 71 Millionen Menschen von einer chronischen Hepatitis C-Infektion betroffen. Die chronische Hepatitis C ist mit einem erhöhten Risiko für die Entstehung einer Leberzirrhose und eines hepatozellulären Karzinoms assoziiert. Die NS3/4A-Protease als zentraler Bestandteil der Replikationsmaschinerie des Virus spaltet das HCV-Polyprotein und ist in die Inaktivierung antiviraler Proteine involviert. Durch ihren maßgeblichen Einfluss auf die virale Fitness stellt sie einen entscheidenden Faktor für die chronische Persistenz des Virus im Wirtsorganismus dar. Die Protease ist auch eine wichtige Zielstruktur für spezifische antivirale Medikamente in der Behandlung der chronischen Hepatitis C. Der natürlich vorkommende Polymorphismus Q80K in der NS3/4A-Protease ist bei bis zu 47 % der Patienten schon vor Therapiebeginn feststellbar, insbesondere beim Genotyp 1a. Q80K führt zum Therapieversagen bei makrozyklischen Proteaseinhibitoren, insbesondere Simeprevir. Phylogenetische Analysen konnten zeigen, dass 96 % aller HCV-Gensequenzen mit Q80K von einem gemeinsamen, genetischen Vorfahren abstammen und sich die Mutation seit Mitte des 20. Jahrhunderts scheinbar stabil ausgehend vom nordamerikanischen Kontinent etabliert hat. Daneben wurden mit A91S/T und S174N sogenannte second site-Austausche identifiziert, die assoziiert mit Q80K vorkommen. Ziel dieser Arbeit war es herauszufinden, welchen Einfluss diese second site-Austausche auf die Enzymaktivität und Proteinfaltung der Protease haben und ob sie mögliche Veränderungen durch den Q80K-Polymorphismus kompensieren. Nach Expression und Aufreinigung der NS3/4A-Protease wurden die Effekte von Q80K, A91S/T und S174N auf die Enzymaktivität und Thermostabilität mittels fluoreszenzbasierter Verfahren untersucht und im Zusammenhang mit einer in silico-3D-Strukturanalyse der Protease interpretiert. Es zeigte sich, dass A91S/T und S174N jeweils zu einer Angleichung der Thermostabilität des Proteins an den Wildtyp führen und somit Defizite in der Faltung der Protease durch Q80K kompensiert werden. Aufgrund der experimentellen Daten und der Topografie dieser Austausche innerhalb der NS3-Protease-Helikase-Struktur ist von indirekten Effekten der second site-Austausche auf die replikative Fitness der Virusvarianten auszugehen. Die hier charakterisierten Austausche in der NS3/4A-Protease tragen durch eine Stabilisierung der Proteinfaltung kritisch zur Stabilität des Q80K-Polymorphismus im Proteasegen des HCV Genotyp 1a bei.
Einleitung In ihrer klinischen Symptomatik lassen sich der ischämische Schlaganfall (IS) und die intrazerebrale Blutung (ICH) nicht sicher unterscheiden. Hinsichtlich der Akuttherapie, die eine möglichst schnelle Wiederherstellung der zerebralen Sauerstoffversorgung („time is brain“) zum Ziel hat, ist diese Differenzierung jedoch essentiell. Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist der Nachweis serologischer Biomarker in der Frühphase des Schlaganfalls zur Differenzierung zwischen IS und ICH. Hypothesen-gestützt wurden aufgrund pathophysiologischer Überlegungen hierfür die ZNS-spezifischen Proteine GFAP, UCH-L1, pNf-H, MBP und Tau untersucht. In einem hypothesenfreien Ansatz wurden Serumproben von Schlaganfallpatienten massenspektrometrisch analysiert.
Material und Methoden Die Patientenrekrutierung für die vorliegende Arbeit erfolgte im Rahmen der prospektiven, multizentrischen BE FAST II-Studie zur Evaluation von GFAP als Biomarker der akuten ICH. Von Mai 2012 bis April 2014 wurden Serumproben von Patienten mit akuter Schlaganfallsymptomatik in der Klinik für Neurologie der Goethe-Universität Frankfurt am Main gesammelt. Mittels kommerziell verfügbaren ELISA-Kits wurden die Serumkonzentrationen der Proteine UCH-L1, pNf-H, MBP und Tau bestimmt. Die Analyse der GFAP-Serumkonzentration erfolgte durch Roche Diagnostics mit Hilfe des Elecsys®-Systems, einem Elektrochemiluminiszenz-Immunoassay. Für die Massenspektrometrie wurden Serumproben aus der BE FAST-I-Studie, die von Ende des Jahres 2010 bis Anfang des Jahres 2011 asserviert wurden, eingesetzt. Die massenspektrometrischen Untersuchungen wurden in der Abteilung „Funktionelle Proteomics“ im Fachbereich Medizin der Goethe-Universität Frankfurt am Main durchgeführt.
Ergebnisse Tau und MBP ließen sich in den meisten Serumproben nicht nachweisen. In der pNf-H-Messung lag die Konzentration bei 27 von 35 Patienten oberhalb der Nachweisgrenze, wobei sich kein signifikanter Unterschied zwischen IS und ICH ergab (p = 0,69). UCH-L1 ließ sich bei 28 von 29 Patienten nachweisen. In der IS-Gruppe war eine signifikant (p = 0,005) höhere UCH-L1-Konzentration nachweisbar (Median 5,71 ng/ml) als in der ICH-Gruppe (Median 2,37 ng/ml). GFAP war bei allen 45 Patienten nachweisbar mit signifikant (p < 0,00005) höherer Konzentration in der ICH-Gruppe (Median 2,87 ng/ml) verglichen mit der IS-Gruppe (Median 0,01 ng/ml). Zudem fand sich eine positive Korrelation der UCH-L1-Werte in der IS-Gruppe mit dem Patientenalter (r = 0,62, p = 0,01), sowie eine positive Korrelation der GFAP-Werte in der ICH-Gruppe mit dem Patientenalter (r = 0,54, p = 0,03), dem NIHSS-Wert (r = 0,69, p = 0,04) und mit dem ICB-Volumen (r = 0,60, p = 0,01). In der massenspektrometrischen Analyse ließ sich eine Top Liste aus 22 Proteinen erstellen, die jeweils signifikante Unterschiede zwischen IS und ICH aufweisen.
Diskussion Die Rolle des Ubiquitin-Proteasom-System (UPS) und insbesondere von UCH-L1 beim IS ist bislang noch nicht abschließend geklärt. Nach einer zerebralen Ischämie ist jedoch eine Upregulation von UCH-L1 beschrieben, u.a. durch eine verstärkte UPS-Aktivität durch Aggregate fehlgefalteter Proteine. Daneben reagieren Neurone sensibler auf eine Hypoxie als Gliazellen mit einer dominierenden Freisetzung neuronaler Proteine wie UCH-L1. Bei ICH kommt es dagegen eher zu einer unspezifischen Destruktion des Hirngewebes mit vorwiegender glialer Schädigung und rascher Freisetzung glialer Proteine wie GFAP. Mit UCH-L1 und GFAP konnten zwei Proteine als erfolgsversprechende Kandidaten zur Differenzierung zwischen IS und ICH in der Frühphase identifiziert werden. Zur weiteren Validierung sind Untersuchungen an einer großen Population notwendig, die auch kleinere Infarkte und Hirnblutungen einschließt. Auch der Einfluss epidemiologischer und klinischer Faktoren wie z.B. dem Patientenalter muss weiter evaluiert werden.
Die mittels Massenspektrometrie erstellte Top Liste aus 22 Proteinen enthält vielversprechende Biomarker-Kandidaten, die signifikante Unterschiede zwischen IS und ICH aufweisen und ebenso an einem großen Patientenkollektiv weiter untersucht werden müssen.
Lysine-specific demethylase 1 (LSD1), a histone lysine demethylase with the main specificity for H3K4me2, has been shown to be overexpressed in rhabdomyosarcoma (RMS) tumor samples. However, its role in RMS biology is not yet well understood. Here, we identified a new role of LSD1 in regulating adhesion of RMS cells. Genetic knockdown of LSD1 profoundly suppressed clonogenic growth in a panel of RMS cell lines, whereas LSD1 proved to be largely dispensable for regulating cell death and short-term survival. Combined RNA and ChIP-sequencing performed to analyze RNA expression and histone methylation at promoter regions revealed a gene set enrichment for adhesion-associated terms upon LSD1 knockdown. Consistently, LSD1 knockdown significantly reduced adhesion to untreated surfaces. Importantly, precoating of the plates with the adhesives collagen I or fibronectin rescued this reduced adhesion of LSD1 knockdown cells back to levels of control cells. Using KEGG pathway analysis, we identified 17 differentially expressed genes (DEGs) in LSD1 knockdown cells related to adhesion processes, which were validated by qRT-PCR. Combining RNA and ChIP-sequencing results revealed that, within this set of genes, SPP1, C3AR1, ITGA10 and SERPINE1 also exhibited increased H3K4me2 levels at their promoter regions in LSD1 knockdown compared to control cells. Indeed, LSD1 ChIP experiments confirmed enrichment of LSD1 at their promoter regions, suggesting a direct transcriptional regulation by LSD1. By identifying a new role of LSD1 in the modulation of cell adhesion and clonogenic growth of RMS cells, these findings highlight the importance of LSD1 in RMS.
The small GTPases H, K, and NRAS are molecular switches that are indispensable for proper regulation of cellular proliferation and growth. Mutations in this family of proteins are associated with cancer and result in aberrant activation of signaling processes caused by a deregulated recruitment of downstream effector proteins. In this study, we engineered novel variants of the Ras-binding domain (RBD) of the kinase CRAF. These variants bound with high affinity to the effector binding site of active Ras. Structural characterization showed how the newly identified mutations cooperate to enhance affinity to the effector binding site compared to RBDwt. The engineered RBD variants closely mimic the interaction mode of naturally occurring Ras effectors and as dominant negative affinity reagent block their activation. Experiments with cancer cells showed that expression of these RBD variants inhibits Ras signaling leading to a reduced growth and inductions of apoptosis. Using the optimized RBD variants, we stratified patient-derived colorectal cancer organoids according to Ras dependency, which showed that the presence of Ras mutations was insufficient to predict sensitivity to Ras inhibition.
Die peripartale Depression tritt während der Schwangerschaft und in den 12 Monaten nach der Geburt auf. Zusätzlich zu Symptomen einer depressiven Episode ist die peripartale Depression durch schwangerschafts- oder kindbezogene Symptome wie infantizidale Vorstellungen, Gefühlslosigkeit gegenüber dem Kind, Versagensängste oder Insuffizienzgefühle als Mutter gekennzeichnet. Die Prävalenz liegt bei 7 bis 10 % präpartal und 7 bis 20 % postpartal. Folge ist ein erhöhtes Risiko für frühzeitige Wehentätigkeit, geringes Geburtsgewicht, intrauterine Wachstumsstörungen, Verhaltensstörungen und gestörte kognitive Entwicklung des Kindes. Außerdem steigt die Wahrscheinlichkeit für Mutter und Kind, im weiteren Leben erneut an einer Depression zu erkranken. Therapieoptionen stehen insbesondere psychotherapeutische Verfahren wie Interpersonelle Psychotherapie und Kognitive Verhaltenstherapie und eine antidepressive Therapie zur Verfügung.
Ziel der Arbeit war es, die Publikationen zu Depression und Schwangerschaft nach szientometrischen Kriterien zu analysieren und Charakteristika und Tendenzen der Forschung zu erkennen und zu interpretieren.
Nach Definition des Suchbegriffes wurden mithilfe der Datenbank Web of Science bzw. Web of Science Core Collection alle Publikationen zu Depression im Rahmen der Schwangerschaft von 1900 bis 2012 inklusive aller bibliometrischer Daten analysiert. Die Daten wurden nach Bereinigung hinsichtlich qualitativer Gesichtspunkte und szientometrischer Parameter wie Zitierungen, Zitationsrate und modifiziertem h-Index der Publikationen, Autoren, Institutionen und Nationen untersucht. Dabei wurden zusätzlich Genderaspekte und sozioökonomische Faktoren berücksichtigt.
Insgesamt wurden 7.330 Veröffentlichungen zu Pregnancy and Depression analysiert. 95,9 % davon waren in englischer Sprache veröffentlicht. Seit 1982 konnte eine kontinuierliche Zunahme der jährlichen Publikationen verzeichnet werden. Die Zahl der Zitierungen stieg seit 1979 ebenso jährlich an. Dabei sank die Zitationsrate seit 1990. Besonders viele Arbeiten wurden im Journal of Affective Disorders und im Archives of Womens Mental Health veröffentlicht. Unter den Forschungseinrichtungen fielen die Harvard University und St. George’s, University of London durch besonders viele Publikationen auf.
Wichtigste Wissenschaftsstandorte waren die USA, Großbritannien, Australien und Kanada, was sich in den meisten Publikationen, Zitierungen und den höchsten modifizierten h Indizes äußerte, gefolgt von meist europäischen Staaten. Unter Berücksichtigung sozioökonomischer Faktoren ergaben sich mehrere Besonderheiten: Die skandinavischen Staaten Norwegen, Schweden und Finnland finden sich unter den produktivsten Ländern nach Bereinigung um die Bevölkerungszahl. Nationen mit mittlerem und niedrigem Einkommen (Low- and middle income countries = LAMICs) wie Pakistan, Südafrika und Äthiopien leisten einen relevanten Beitrag zur Forschung, berücksichtigt man das Bruttoinlandsprodukt oder die Zahl der Wissenschaftler. Internationale Kooperation dieser Nationen entstanden insbesondere mit Großbritan-nien. Durch diese Zusammenarbeit wurde einerseits auf die höhere Prävalenz von Perinataler Depression in Entwicklungs und Schwellenländern hingewiesen. Andererseits wurde die schwangerschaftsassoziierte Depression als wichtiges Element von Global Mental Health anerkannt.
Seit 1992 veröffentlichen pro Jahr mehr Frauen als Männer zu Peripartaler Depression. Die weibliche Autorenschaft liegt bei 63 %. Unter den produktivsten Wissenschaftlern sind 8 Autorinnen und 6 Autoren. Die produktivsten Autoren sind die US Amerikanerin K.L. Wisner und die Britin L. Murray. Letztere wurde am häufigsten zitiert und führt die Liste der modifizierten h Indizes mit einem Wert von 68 an. Für den britischen Autor und Begründer des Screening-Instruments Edinburgh Postnatal Depression Scale (EPDS) J.L. Cox wurde die höchste Zitationsrate berechnet.
Im Gegensatz zu Veröffentlichungen in gynäkologischen Fachzeitschriften oder szientometrischen Arbeiten zu psychiatrischen Erkrankungen wie Schizophrenie ist der Frauenanteil in allen untersuchten Teilbereichen dem Männeranteil überlegen. Einzige Ausnahme ist die Letztautorenschaft. Diese Ergebnisse stellen eine Besonderheit dar, da eine weibliche Dominanz der Wissenschaft im Schnittbereich zwischen Psychiatrie, Psychosomatik, Psychologie und Frauenheilkunde bisher nicht beschrieben ist.
Das kolorektale Karzinom ist eine der am häufigsten vorkommenden Tumorerkrankung weltweit. In den letzten Jahren wurden viele molekulare Zusammenhänge in der Entstehung des kolorektalen Karzinoms entdeckt. Aus diesen Erkenntnissen konnten neue Therapiemöglichkeiten entwickelt werden. Aktuell werden im europäischen Raum die UICC-Stadien zur Einschätzung der Tumoraggressivität angewandt um die bestmöglichen Therapieoptionen zu gewährleisten.
In der hier vorgestellten Arbeit konnte bei einem Kollektiv von 195 Patienten mit kolorektalen Karzinomen gezeigt werden, dass an H.E.-Schnitten morphologische Phänomene wie Tumor Budding und bestimmte morphologisch fassbare Veränderungen in der Tumorumgebung (Mikroenviroment, epithelialmesenchymale Transition) signifikant und zuverlässig diagnostiziert werden können und davon abgeleitet die Aggressivität eines kolorektalen Karzinoms eingeschätzt werden kann.
Hierbei wurden alle Fälle, bei denen eine Tumoreinzelzelle bzw. ein Zellcluster mit weniger als fünf Zellen mikroskopiert werden konnte, in die Gruppe der Tumorbudds aufgenommen. Der Nachweis von Tumorbudds war ein unabhängiger Marker auf eine systemische Tumorausbreitung.
Es fand sich überdurchschnittlich häufig ein Zusammenhang zwischen Tumor Budding und schlechteren Überlebensraten sowie einer fortgeschrittenen Tiefeninfiltration (höhere pT-Stadien), Lymphknoten- oder Fernmetastasen bzw. hohen UICC-Stadien III/IV.
Ein weiteres Hauptaugenmerk wurde auf morphologische Veränderungen des Mikroenviroments und hierbei insbesondere auf die Fibroblasten des den Tumor umgebenden Bindegewebes sowie Zellen des Immunsystems, u.a. Lymphozyten und Makrophagen gelegt. Es konnte ein signifikanter Zusammenhang einer fibroblastenreichen Umgebungsreaktion mit wenigen Makrophagen und Lymphozyten und einem positiven Lymphknotenstatus oder hohen UICC Stadien III/IV gezeigt werden.
Beim Vergleich der Umgebungsreaktion mit dem Tumor Budding wurden in Bezug auf den Lymphknotenstatus und dem UICC-Stadium signifikant häufiger eine fibroblastenreiche Reaktion in Kombination mit einem Tumor Budding als eine Gewebsreaktion in Kombination mit Tumor Budding bei Tumoren mit Lymphknotenmetastasen bzw. hohen UICC-Stadien III/IV nachgewiesen.
Vergleichende Untersuchungen zwischen den oben beschriebenen morphologischen Veränderungen und Mutationen des Exon 2 im KRAS-Gen blieben ohne eine statistische Signifikanz. Der Vergleich der Sequenziermethode nach Sanger mit der Pyrosequenzierung ergab eine geringfügig höhere Sensitivität für die Sangersequenzierung, wenngleich ohne statistische Signifikanz.
Die Ergebnisse der hier vorgelegten Arbeit bestätigen die hohe Wertigkeit des Tumor Buddings und der Umgebungsreaktion des Tumors für die Einschätzung der Tumoraggressivität. Die Veränderungen sind einfach an H.E.-Routineschnitten zu diagnostizieren. Diese morphologischen Veränderungen spiegeln wahrscheinlich den entscheidenden Übergang eines lokal aggressiv wachsenden Tumors in einen Tumor mit Lymphknoten- und Fernmetastasierung wieder. Möglicherweise spielt die Interaktion zwischen Fibrozyten/blasten und ortsständigen oder eingewanderten Makrophagen eine wichtigere Rolle in der körpereigenen Tumorabwehr als bisher angenommen.
Formation of the anteroposterior and dorsoventral body axis in the Caenorhabditis elegans embryo depends on cortical actomyosin flows and advection of polarity determinants. The role of this patterning mechanism in tissue polarization immediately after formation of cell-cell contacts is not fully understood. Here, we demonstrate that planar cell polarity (PCP) is established in the C. elegans embryo at the time of left-right (l/r) symmetry breaking. At this stage, centripetal cortical flows asymmetrically and differentially advect anterior polarity determinants (aPARs) PAR-3, PAR-6 and PKC-3 from cell-cell contacts to the medial cortex, which results in their unmixing from apical myosin. Advection generally requires GSK-3 and CDC-42, while advection of PAR-6 specifically depends on the RhoGAP PAC-1. Concurrent asymmetric retention of PAR-3, E-cadherin/HMR-1, PAC-1 and opposing retention of the antagonistic Wnt pathway components APC/APR-1 and Frizzled/MOM-5 at apical cell-cell contacts leads to planar asymmetries. The most obvious mark of PCP, asymmetric retention of PAR-3 at posterior cell-cell contacts on the left side of the embryo, is required for proper cytokinetic cell intercalation. Hence, our data uncover how PCP can be established through Wnt signaling as well as dissociation and planar asymmetric retention of aPARs mediated by distinct Rho GTPases and their regulators.
Treatment of chronic myeloid leukemia (CML) and Philadelphia chromosome-positive acute leukemia (Ph+ ALL) has been revolutionized with the advent of tyrosine kinase inhibitors (TKIs). Most patients with CML achieve long-term survival similar to individuals without CML due to treatment with TKIs not only in frontline but also in further lines of therapy. The third-generation TKI ponatinib has demonstrated efficacy in patients with refractory CML and Ph+ ALL. Ponatinib is currently the most potent TKI in this setting demonstrating activity against T315I mutant clones. However, ponatinib’s safety data revealed a dose-dependent, increased risk of serious cardiovascular (CV) events. Guidance is needed to evaluate the benefit–risk profile of TKIs, such as ponatinib, and safety measures to prevent treatment-associated CV events. An expert panel of German hematologists and cardiologists summarize current evidence regarding ponatinib’s efficacy and CV safety profile. We propose CV management strategies for patients who are candidates for ponatinib.
Hintergrund
Das intrahepatische cholangiozelluläre Karzinom ist ein seltener, hoch aggressiver Tumor2, der zu den cholangiozellulären Karzinomen gehört1 und sich mit einem Fünfjahresüberleben von lediglich 18% durch seine ungünstige Prognose auszeichnet. Bei weltweit steigender Inzidenz und Mortalität stellt die radikale Resektion zum jetzigen Zeitpunkt die einzige kurative Behandlungsoption dar. Aufgrund der niedrigen Fallzahlen und uneinheitlichen Klassifikationen, ist der internationale Studienvergleich erschwert und die Frage nach Prognosefaktoren noch nicht abschließend geklärt.
Ziele
Ziel der Studie war es, Prognosefaktoren anhand von patienten-, tumor- und therapiespezifischen Charakteristika zu detektieren, um eine prognoseadjustierte Therapieentscheidung zu erleichtern und Ausblick hinsichtlich des Gesamtüberlebens geben zu können.
Methoden
Es handelt sich um eine retrospektive unizentrische Kohortenstudie aus der Klinik für Allgemein- und Viszeralchirurgie des Universitätsklinikums Frankfurt am Main. Eingeschlossen in die Analyse wurden 69 erwachsene Patienten mit intrahepatischem cholangiozellulärem Karzinom, die im Zeitraum von Juni 2001 und August 2013 in kurativer Absicht eine Operation als Primärtherapie erhielten.
Um den Einfluss auf das Gesamtüberleben festzustellen, wurden 48 Variablen zunächst mittels univariater Cox-Regressionsanalyse auf ihre Signifikanz getestet. Im Anschluss erfolgte eine multivariate Cox-Regressionsanalyse um Zusammenhangs-, bzw. Abhängigkeitsstrukturen zwischen den Variablen zu erkennen.
Ergebnisse
In der univariaten Cox-Regressionsanalyse ergaben sich, was die prätherapeutischen Symptome betrifft, Hinweise darauf, dass das Vorhandensein von Ikterus (p=,047), Nachtschweiß (p=,026) und Schmerzen (p=,023) die Prognose signifikant verschlechtern könnte, ebenso ein erhöhtes CEA (p=,021).
Bezüglich intraoperativer Merkmale, ließ sich außerdem ein signifikanter Zusammenhang zwischen Prognose und intraoperativem EK-Bedarf (p=,006) sowie der Anlage einer biliodigestiven Anastomose (p=,007) vermuten. Davon abgesehen konnten auch postoperative Komplikationen, wie die Galleleckage (p=,015), die schwerste eingetretene Komplikation, klassifiziert nach Dindo-Clavien (p=,001) und ein hoher CCI-Wert (p=,000) mit dem Gesamtüberleben in Verbindung gebracht werden, ebenso das Vorhandensein von Fernmetastasen (p=,015).
In der multivariaten Cox-Regressions-Analyse konnten Schmerzen, Nachtschweiß, die Anlage einer biliodigestiven Anastomose, eine postoperative Galleleckage, die schwerste Komplikation nach Dindo-Clavien und ein hoher CCI-Wert als störungsfreie, signifikante Prognosefaktoren mit unabhängigem Einfluss auf das Gesamtüberleben gewertet werden.
Schlussfolgerung
Limitiert wird die Übertragung unserer Studienergebnisse durch die relativ geringe Fallzahl. Dennoch konnten wir zeigen, dass es bestimmte Risikogruppen gibt, die nach Resektion in kurativer Intention eine schlechtere Prognose hinsichtlich des Gesamtüberlebens haben, sodass auf jene Patienten vermehrt geachtet werden sollte.
Nierensteine sind eine häufige Diagnose, welche Patient und Gesundheitssystem gleichermaßen belasten. In dieser Arbeit sollten deshalb bekannte präoperative und intraoperative Faktoren bestätigt und neue identifiziert werden, welche das Ergebnis bei der endourologischen Steintherapie durch rigide oder flexible Ureterorenoskopie vorhersagen können. Die untersuchten Outcome-Variablen waren die Steinfreiheit, die postoperative Schmerzfreiheit, sowie die ökonomischen Faktoren OP-Zeit und Verweildauer. Ist eine Prädiktion dieser Variablen möglich, so wird der Krankenhausaufenthalt für Patient und Kliniken besser planbar, zudem kann anhand der ökonomischen Faktoren abgeschätzt werden, wie rentabel die Behandlung sein wird. Zu diesem Zweck sollten aus den Prüfvariablen Scores erstellt werden, welche die Steinfreiheit möglichst zuverlässig vorhersagen und bei gleicher Prädiktionskraft einfacher anzuwenden sind als der bekannte S.T.O.N.E. Score zur Abschätzung der Steinfreiheit nach starrer und flexibler URS. Zudem sollten erstmals auch Outcome-Scores für die OP-Zeit, die Verweildauer und die postoperative Schmerzfreiheit erstellt werden.
Hierfür wurden zunächst Patientendaten, sowie radiologische und intraoperative Ergebnisse zusammengetragen und mittels statistischer univariater Analyse auf einen Zusammenhang mit den Outcome-Faktoren überprüft. Hierbei wurden die starre und die flexible URS getrennt analysiert. Im nächsten Schritt wurden in multivariater Analyse die unabhängigen Faktoren identifiziert, welche das Outcome beeinflussen. Aus diesen Variablen wurden schließlich Scores errechnet und deren Prädiktionskraft im Hinblick auf das klinische und ökonomische Outcome nach URS mittels ROC-Analyse untersucht und verglichen. Für die Vorhersage der Steinfreiheit konnte zu jedem Eingriff ein Score erstellt werden, der bei gleicher oder besserer Prädiktionskraft mit weniger Variablen auskommt, als der bisher bekannteste publizierte S.T.O.N.E. Score und somit leichter anzuwenden ist. Der Renewal-Score für die starre URS umfasst die Parameter Steinlänge, Steinlokalisation, Steinanzahl und initiale Notfallvorstellung der Patienten, der Flexfree-Score für die flexible URS beinhaltet hingegen die Steinlänge, eine präinterventionelle DJ-Kathetereinlage und die Erfahrung des Urologen. Auch für die ökonomischen Parameter Operations- und Verweildauer konnten erstmals spezifische Outcome-Scores erstellt werden, lediglich die Schmerzfreiheit ließ sich mit den gesammelten Daten nicht vorhersagen. Bei der flexiblen URS konnte der zur gemeinsamen Prädiktion von OP- und Verweildauer geeignete Fleconomy-Score aus den Variablen Steinbreite und Steinvorgeschichte errechnet werden. Bei der starren URS mussten getrennte Scores erstellt werden. Für die OP-Dauer wurde der Ritime-Score aus den Parametern Steinlänge, Steinbreite, Steinlokalisation und Notfallvorstellung errechnet. Auch der Renewal-Score zur Vorhersage der Steinfreiheit nach rigider URS eignete sich zur Prädiktion der Operationszeit. Der Ristay-Score zur Vorhersage der Verweildauer nach starrer URS umfasst hingegen die Faktoren präoperative DJ-Kathetereinlage, den präinterventionellen Kreatininwert und die OP-Zeit. Auch die ökonomischen Tests sind klinisch einfach zu bestimmen und kommen bei hoher Vorhersagegüte mit wenigen Variablen aus. Alle erstellten Scores sind praxistauglich und stellen eine Weiterentwicklung der bisher zur Verfügung stehenden Tools oder komplette Neuerungen zur Vorhersage des Outcomes nach endourologischer Steintherapie dar. Dies ist nicht nur für den Patienten von Bedeutung, sondern hilft auch den Kliniken OP- und Verweiltage besser zu planen und somit den Behandlungsertrag zu kalkulieren.
Die spontan bakterielle Peritonitis (SBP) ist eine spontan auftretende, bakterielle Infektion des Peritoneums und gilt als eine der schwerwiegendsten Akutkomplikationen der dekompensierten Leberzirrhose. Die Diagnosestellung der SBP erfolgt aufgrund der okkulten klinischen Symptome häufig verspätet, was mit einer deutlich verkürzten Lebenserwartung einhergeht. Auch im Falle einer Kolonisation oder Infektion durch multiresistente Erreger (MRE) ist die Prognose bei Patienten mit dekompensierter Leberzirrhose deutlich vermindert. Der pathophysiologische Zusammenhang sowie die prognostische Relevanz von MRE als Auslöser einer SBP sind bislang nicht bekannt. Die Prävalenz der MRE bei Patienten mit Leberzirrhose ist jedoch steigend. Die Identifizierung von Patienten mit hohem Risiko für eine Infektion mit MRE ist unerlässlich für eine frühzeitige Anpassung der Antibiotikatherapie bei diesen Patienten. In einem Ansatz, die Wahrscheinlichkeit einer durch MRE ausgelösten SBP (MRE-SBP) zu beurteilen, wurde untersucht, ob in Asziteskulturen nachgewiesene MRE auch durch nicht-invasive Screening-Verfahren ermittelt werden können.
Die vorliegende Arbeit wurde am Leberzentrum des Universitätsklinikums Frankfurt am Main durchgeführt. In einer retrospektiven Studie untersuchten wir Patienten aus den Jahren 2011 bis 2016 mit Diagnose einer SBP, bei denen aerobe und anaerobe Asziteskulturen entnommen worden sind und ein vollständiges MRE-Screening (multiresistente gram-negative Bakterien, Vancomycin-resistente Enterokokken (VRE) oder Methicillin-resistenter Staphylokokkus aureus (MRSA)) durchgeführt worden ist. Ziel der Studie war letztlich die Charakterisierung von Patienten mit SBP und MRE-Nachweis (MRE- SBP), die Untersuchung des Überlebens dieser Patienten und die Definition von Risikofaktoren für eine MRE-SBP.
133 Patienten erfüllten die Einschlusskriterien. Unter diesen hatten 75/133 Patienten (56%) positive Asziteskulturen und 22/133 (17%) eine SBP mit kulturellem MRE-Nachweis im Aszites (MRE-SBP). Von den Patienten mit positiven Asziteskulturen hatten 29/75 (39%) gram-positive, 25/75 (33%) gram- negative und 21/75 (28%) sowohl gram-positive als auch gram-negative Erreger
im Aszites. Multiresistente Erreger (multiresistente gram-negative Erreger, VRE oder MRSA) wurden insgesamt bei 72/133 Patienten (54%) ermittelt. Unter den Patienten mit MRE-SBP dominierten der multiresistente Escherichia coli (E.coli) (10/22; 46%) und VRE (7/22; 31%). Rektalabstriche identifizierten MRE bei 17/22 Patienten (77%), die eine MRE-SBP mit einer zeitabhängigen Sensitivität von 77% und 87% innerhalb von 30 bzw. 90 Tagen nach dem Screening entwickelten; der negativ prädiktive Wert betrug 83% bzw. 76%. Es bestand kein relevanter Unterschied des MELD-, CLIF-AD- und ALBI-Scores bei Patienten mit und ohne MRE-SBP. Eine Sepsis war auch bei Patienten mit MRE-SBP die Haupttodesursache (8/22; 36%; p<0.001) verglichen mit anderen Todesursachen in 7/22 Fällen (32%). Eine Umstellung der initialen antiinfektiven Therapie ging mit einem erhöhten Sterblichkeitsrisiko bei Patienten mit (p=0.002) und ohne MRE-SBP (p=0.014) einher.
Wir konnten zeigen, dass unabhängig von der Leberfunktion das Überleben bei Patienten mit MRE-SBP stärker beeinträchtigt ist als bei anderen Patienten mit SBP. Das Auftreten von multiresistenten Organismen ist eine schwerwiegende Komplikation bei Patienten mit dekompensierter Leberzirrhose und Ansätze zur Verbesserung des Überlebens dieser Patienten sind erforderlich. Unter Berücksichtigung der Hospitalisierungsdauer, MRE-Historie und ggfs. des zu erwartenden Erregerspektrums der hiesigen Stationen muss daher bereits initial eine individuelle, empirische antiinfektive Therapie gewählt werden. Eine entsprechende Anpassung nach Erhalt des Antibiogramms kann erforderlich sein. Weiterhin untersuchten wir den Nutzen eines nicht-invasiven Screenings (rektales, nasopharyngeales und kutanes MRE-Screening), um Patienten mit Risiko für eine MRE-SBP zu identifizieren. Das MRE-Screening kann als nicht- invasives diagnostisches Instrument hierfür dienen. Patienten mit dekompensierter Leberzirrhose sollten vom ersten Tag der stationären Behandlung auf Kolonisierung mit MRE untersucht werden.
Borders and edges are salient and behaviourally relevant features for navigating the environment. The brain forms dedicated neural representations of environmental boundaries, which are assumed to serve as a reference for spatial coding. Here we expand this border coding network to include the retrosplenial cortex (RSC) in which we identified neurons that increase their firing near all boundaries of an arena. RSC border cells specifically encode walls, but not objects, and maintain their tuning in the absence of direct sensory detection. Unlike border cells in the medial entorhinal cortex (MEC), RSC border cells are sensitive to the animal’s direction to nearby walls located contralateral to the recorded hemisphere. Pharmacogenetic inactivation of MEC led to a disruption of RSC border coding, but not vice versa, indicating network directionality. Together these data shed light on how information about distance and direction of boundaries is generated in the brain for guiding navigation behaviour.
Infektionen durch multiresistente Erreger führen jährlich zum Tod von ca. 33.000 Menschen in Europa.192 Insbesondere ist eine weltweite Zunahme von multiresistenten Gram-negativen Bakterien zu verzeichnen.193 Im Rahmen dieser Arbeit wurden zwei Projekte bezüglich der Resistenzmechanismen gegenüber Beta-Laktam-Antibiotika bei Gram-negativen Bakterien bearbeitet.
Das Gammaproteobakterium Psychrobacter sanguinis PS2578 wurde im März 2015 von einem Neonaten isoliert und verursachte eine early onset Neugeboreneninfektion. Aufgrund der insuffizienten Datenlage bezüglich Diagnostik, Antibiotikaresistenz und Pathogenität von Psychrobacter spp. wurden diese Aspekte weiter evaluiert. P. sanguinis zeigte geringes Wachstum auf Blutagar und keinerlei Wachstum in Standardnährmedien. Als optimales Nährmedium erwies sich das Spezialmedium BHI mit 10% Fetalem Kälberserum, wobei eine Abhängigkeit des Wachstums von FCS beobachtet wurde. Die Virulenz des klinischen Isolats sowie des Referenzstamms P. sanguinis DSM 23635 war in einem in vivo Infektionsmodell vergleichbar mit klinischen Escherichia coli und Klebsiella pneumoniae Isolaten sowie dem phylogenetisch nahe verwandten Acinetobacter calcoaceticus DSM 30006. Demnach ist die Spezies P. sanguinis moderat virulent und als humanpathogen anzusehen. Als molekulares Äquivalent der phänotypischen Penicillinresistenz wurde die Carbenicillinase CARB-8 (RTG-3) identifiziert, wodurch die These gestützt wird, dass der Genus Psychrobacter spp. ein mögliches Genreservoir von Carbenicillinasen darstellt.3 Im Rahmen dieser Arbeit konnte das Genom der Spezies erstmals komplett sequenziert werden. Es beinhaltete ein Chromosom von 2.946.289 bp, ein größeres Plasmid von 49.981 bp und ein kleineres Plasmid von 11.576 bp, welches blaCARB-8 kodierte.
Der Nachweis von Carbapenem-resistenten Gammaproteobacteria hat sich von 2010 zu 2017 in Deutschland mehr als verzehnfacht. Dabei ist OXA-48 die häufigste Carbapenemase in Europa und tritt vor allem bei den Spezies K. pneumoniae und E. coli auf.75 In dieser Arbeit wurden 62 klinische Stämme hinsichtlich ihres Plasmidtyps und ihres Verwandtschaftsgrads untersucht.
In der Klonalitätsanalyse gehörten 25 (n=44) K. pneumoniae derselben klonalen Linie an. Hiervon wurden 22 (n=25) Isolate in den Jahren 2010 und 2011 isoliert, was einen klonalen Ausbruch vermuten lässt.158 Bei der Spezies E. coli (n=8) waren lediglich zwei Stämme klonal verwandt. Insgesamt indizierten diese Ergebnisse eine hohe Diversität der klinischen Isolate. Die Plasmidtypisierung hingegen zeigte, dass 95% der Stämme (n=62) ein IncL Plasmid aufwiesen. Basierend auf den Selektionskriterien Klonalität und Plasmidtyp wurden 21 Stämme für weitere Analysen mittels Multilocus-Sequenz-Typisierung und Transkonjugation ausgewählt. Es konnten sehr hohe Konjugationsfrequenzen von 7,51 x 10-1 im Intraspezies- und von 8,15 x 10-1 im Intergenus- HGT für das blaOXA-48 IncL Plasmid in vitro ermittelt werden. Unter Verwendung von Galleria mellonella Larven als in vivo Transkonjugationsmodell wurde eine Transkonjugationsfrequenz von nahezu 100% detektiert. Daher lässt sich vermuten, dass der HGT von Antibiotikaresistenzgenen im Darm eines Patienten eine sehr viel höhere Effizienz aufweisen könnte, als bisher basierend auf in vitro generierten Daten angenommen. Dies impliziert, dass die globale Verbreitung von OXA-48 auf dem effizienten horizontalen Gentransfers eines einzigen IncL Plasmids beruht und nicht auf der Expansion einer bestimmten klonalen Linie.
Over the last decade, cases of metabolic syndrome and type II diabetes have increased exponentially. Exercise and ω-3 polyunsaturated fatty acid (PUFA)-enriched diets are usually prescribed but no therapy is effectively able to restore the impaired glucose metabolism, hypertension, and atherogenic dyslipidemia encountered by diabetic patients. PUFAs are metabolized by different enzymes into bioactive metabolites with anti- or pro-inflammatory activity. One important class of PUFA metabolizing enzymes are the cytochrome P450 (CYP) enzymes that can generate a series of bioactive products, many of which have been attributed protective/anti-inflammatory and insulin-sensitizing effects in animal models. PUFA epoxides are, however, further metabolized by the soluble epoxide hydrolase (sEH) to fatty acid diols. The biological actions of the latter are less well understood but while low concentrations may be biologically important, higher concentrations of diols derived from linoleic acid and docosahexaenoic acid have been linked with inflammation. One potential application for sEH inhibitors is in the treatment of diabetic retinopathy where sEH expression and activity is elevated as are levels of a diol of docosahexaenoic acid that can induce the destabilization of the retina vasculature.
Cancer microenvironment is now recognized as a critical regulator of all stages of cancer development. Beside the tumor vasculature and tumor-infiltrating immune cells, other stromal cells such as cancer-associated fibroblasts (CAFs) regulate tumor growth. Fibroblasts are ubiquitous cells in connective tissue, where they shape the extracellular matrix (ECM). Fibroblasts are usually quiescent but get activated when tissue homeostasis is disturbed. Then, activated fibroblasts rebuild the ECM and communicate with local cells to participate in wound repair. These repair properties can go awry when being unchecked, which can lead to fibrosis and subsequently cancer development. CAFs can promote cancer development by fostering tumor cell growth, polarizing immune cells to an immunosuppressive phenotype, and crosslinking collagen to enable tumor cell invasion. Molecular mechanisms of CAF activation, thus, need to be understood to target these cells in tumors. Prostanoid prostaglandin E2 (PGE2) is viewed as a pro-tumor lipid mediator as suggested by studies pharmacologically or genetically targeting the enzymes producing PGE2, such as microsomal PGE synthase-1 (mPGES-1) in tumor models. Similar to CAFs, PGE2 drives tumor cell growth and tumor-associated immune suppression. Therefore, I hypothesized that PGE2 may play a role in CAF activation.
This hypothesis was tested in two mouse models of breast cancer (orthotopic grafting model, and polyoma middle T oncogene transgenic model), besides using isolated mammary gland (MG) fibroblasts in vitro. As expected, given the pro-tumor function of PGE2, knocking out mPGES-1 reduced the growth of oncogene-driven and transplanted mammary tumors. Surprisingly, CAF density was markedly increased when mPGES-1 was depleted. Importantly, despite reduced primary tumor growth, I observed enhanced lung metastasis upon mPGES-1depletion. Using MG-derived fibroblasts in vitro furthermore revealed that treatment with PGE2 reduced a TGFβtriggered CAF-like activation state. Importantly, bioinformatics analysis of a human breast cancer patient dataset revealed a negative correlation of a PGE2 production signature with fibroblast marker genes. In a next step I investigated if the increased CAF infiltrate was connected to the reduced tumor growth upon depletion of PGE2. To unravel this, I first asked through which E prostanoid (EP) receptor PGE2 signals in fibroblasts. MG fibroblasts mainly expressed EP3, and EP3 KO fibroblasts showed a hyper-proliferative and activated phenotype, indicating EP3 as the main PGE2 receptor in MG fibroblasts. Co-injecting of EP3 KO MG fibroblasts and tumor cells in WT mice suppressed tumor growth, whereas co-injection of WT fibroblasts with tumor cell in mPGES-1 KO mice increased tumor growth. These data indicate that PGE2 restricts CAF levels through EP3, which supports tumor growth. Whole transcriptome mRNAsequencing of WT and mPGES-1 KO FACS-sorted CAFs combined with immunohistochemical data suggested a role of p38 mitogen-activated protein kinase (MAPK) in the modulation of fibroblast activation by PGE2.
In summary, I showed in two breast cancer models that mPGES-1 depletion delays breast cancer progression, which is probably driven by the EP3-PGE2 signaling axis in host stroma. PGE2 appears to be a potent anti-fibroblast activation agent in tumors via EP3 and downstream p38 MAPK signaling. This study therefore hits the dogmatic perception of the general pro-tumor nature of PGE2; showing that PGE2 might be a double-edged mediator that can promote tumor growth at the primary site by restricting CAF expansion, which may in turn hinder infiltration of tumor cells to a secondary site.
The nucleoside analogue nelarabine, the prodrug of arabinosylguanine (AraG), has been known for decades to be effective against acute lymphoblastic leukaemias of T-cell (T-ALL), but not of B-cell (B-ALL) origin. The mechanisms underlying this lineage-specific drug sensitivity have remained elusive. Data from pharmacogenomics studies and from a panel of ALL cell lines revealed an inverse correlation of SAMHD1 expression and nelarabine sensitivity. SAMHD1 can hydrolyse and thus inactivate triphosphorylated nucleoside analogues. Transcriptomic and protein expression profiling of cell lines and patient-derived leukaemic blasts revealed lower SAMHD1 abundance in T-ALL than in B-ALL. Mechanistically, SAMHD1 promoter methylation strongly correlated with suppressed SAMHD1 expression, while T-ALL cells did not display increased global DNA methylation. Targeted SAMHD1 degradation using virus-like particles containing Vpx sensitised B-ALL cells to AraG, while ectopic SAMHD1 expression in SAMHD1-null T-ALL cells induced AraG resistance. SAMHD1 had a larger impact on cytarabine activity than on nelarabine/ AraG activity in acute myeloid leukaemia (AML) cells, but more strongly affected nelarabine/ AraG activity in ALL cells. This indicates a critical role of the cancer entity. In conclusion, lineage-specific differences in SAMHD1 promoter methylation and, in turn, SAMHD1 expression levels determine ALL cell response to nelarabine. SAMHD1 is a potential biomarker for the identification of ALL patients likely to benefit from nelarabine therapy and a therapeutic target to overcome nelarabine resistance.
Parkinson disease (PD), one of the most common neurodegenerative disorder, is believed to be driven by toxic α-synuclein aggregates eventually resulting in selective loss of vulnerable neuron populations, prominent among them, nigrostriatal dopamine (DA) neurons in the lateral substantia nigra (l-SN). How α-synuclein aggregates initiate a pathophysiological cascade selectively in vulnerable neurons is still unclear. Here, we show that the exposure to low nanomolar concentrations of α-synuclein aggregates (i.e. fibrils) but not its monomeric forms acutely and selectively disrupted the electrical pacemaker function of the DA subpopulation most vulnerable in PD. This implies that only dorsolateral striatum projecting l-SN DA neurons were electrically silenced by α-synuclein aggregates, while the activity of neither neighboring DA neurons in medial SN projecting to dorsomedial striatum nor mesolimbic DA neurons in the ventral tegmental area (VTA) were affected. Moreover, we demonstrate functional K-ATP channels comprised of Kir6.2 subunit in DA neurons to be necessary to mediate this acute pacemaker disruption by α-synuclein aggregates. Our study thus identifies a molecularly defined target that quickly translates the presence of α-synuclein aggregates into an immediate impairment of essential neuronal function. This constitutes a novel candidate process how a protein-aggregation-driven sequence in PD is initiated that might eventually lead to selective neurodegeneration.
The carpal tunnel syndrome (CTS) is a chronic compression of the median nerve in the carpal tunnel, a condition in which the nerve is constricted especially under the flexor retinaculum (FR). The disease predominantly appears between 40 and 83 years of age. Women are significantly more often affected than men. The same applies to overweight people in comparison to normal weight people. Abnormal sensations at night, including paresthesias and dysesthesias, are classical CTS symptoms, predominately involving the middle fingers, later also the thumb. Diagnosis of CTS usually proceeds by motor nerve conduction study (mNCS) and determination of the distal motoric latency (DML). In conformity with electrophysiology, peripheral nerve ultrasonography has also attained an important diagnostic informative value. In principle, there is an open surgical procedure and an endoscopic carpal roof cleavage. The goal of therapy is the complete open division of the flexor retinaculum (FR) in order to relieve the median nerve from compression.
This work examines the morphological alterations of the median nerve at the site of the carpal tunnel after surgical decompression by means of high-resolution neurosonography in the scope of a prospective study. More than 100 patients were examined between October and December 2014 for planned decompressions surgery due to CTS. A total of 81 patients were prospectively included, 5 of which could not take part in the follow-up after six months and were excluded from this evaluation. A medical CTS case history, clinical examination findings, as well as a neurographic result were included. Patients with a relapse operation were not considered in this regard. Apart from a clinical examination and questioning of the patient three and six months after surgery, an electrophysiological examination and a high-resolution sonography of the median nerve were also carried out. Electroneurography and nerve sonography of the median nerve were applied to both hands. A prolonged distal motor latency of the median nerve amounting to 4ms, as well as a slowed nerve conduction velocity below the benchmark value of approx. 45m/s, were classified as pathological findings. In sonography, the largest cross-section area (CSA) of the median nerve was measured by applying transversal slicing to the distal transverse creases of the skin on the palmar surface of the wrist (rasceta) as well as 5cm proximal to the rasceta. The highest CSA values were determined visually. In cases of doubt several transversal slices were made until the highest CSA value could be identified.
The average age at which the disease was contracted amounted to 56.9 years. With one exception, all patients complained of nocturnal brachialgia before surgery (74, 96.2%). As far as neurological symptoms were concerned, 72 patients had paresthesias (93.6%) and 29 patients (37.7%) felt permanent numbness. A thenar atrophy of higher degree was diagnosed in two patients (2.6%). These complaints had improved in the patients surveyed in the scope of postoperative evaluations after three and six months.
Patients with motor deficits had a statistically significantly longer preoperative distal motor latency (10.5 ± 2.8ms vs. 6.5 ± 2.3ms). We observed an improvement of distal motor latency in 98% of the patients three months and six months after surgical decompression, displaying a statistically significant DML decrease from 6.6 ± 2.4ms to 4.8 ± 1.0ms and from 6.6 ± 2.4ms to 4.4 ± 1.0ms, respectively. There was a statistically significant correlation between the decrease of the nerve cross-section area and the decrease of distal motor latency.
At the time of the follow-up examination, three months after surgery, we were able to document a decrease in the CSA value in 80% of the patients. The mean CSA value decreased from 14.7 ± 4.4mm² to 12.4 ± 3.4 mm². Six months after surgical decompression the mean CSA value decreased from 14.3 ± 4.4mm² to 9.6 ± 2.3mm². Patients with a preoperative CSA value of ≥ 12mm² displayed a significantly greater relative reduction of their postoperative CSA value. Concerning all preoperative and postoperative parameters in patients who had undergone either open or endoscopic surgery, none revealed significant differences. Neither could an exploratory analysis (i.e. age, diabetic diseases) reveal any significant correlation between the parameters. Prior to surgery, a flattening of the median nerve or a loss of its fascicular structure (texture) had also been seen to exist in patients, apart from the nerve's larger cross-section area. Nerve sonography is an inexpensive and fast method. It is also extraordinarily reliable in the assessment of the CTS diagnosis and suits the necessary demands. We achieved a good efficiency with our sonographic examinations in the study presented here. New and improved developments show that high-resolution sonography will gain more and more significance in future CTS diagnostics.
Das Projekt „Geo-Social Analysis of Physicians' Settlement" (kurz GAP) wurde ins Leben gerufen, um potentielle Lücken in der ambulanten medizinischen Versorgung deutscher Großstädte aufzudecken, insbesondere in Bezug auf den sozioökonomischen Status der in einem Praxisumfeld lebenden Bewohner. In der vorliegenden Studie erfolgte die Untersuchung des Niederlassungsverhaltens von Ärzten und Psychotherapeuten in Berlin-West im Hinblick auf sozioökonomische, demographische und topographische Faktoren.
Das Untersuchungsgebiet Berlin-West wurde in 251 Praxisumfelder untergliedert. Für diese wurden Daten zu Einwohnerzahl, Altersstruktur und Wohnlage sowie Arbeitslosen- und Ausländerquoten zusammengetragen. In vergleichenden Analysen konnten dann die Unterschiede im Niederlassungsverhalten der 20 Fachgebietskategorien hinsichtlich des sozialen Status der Praxisumfelder herausgearbeitet werden. Weitere Auswertungen beinhalteten eine genderspezifische Praxisumfeld-Analyse sowie Analysen nach Praxisform, Fremdsprachenkenntnissen der Ärzte und Psychotherapeuten sowie des Praxis-Jahres-Überschusses als Maß für das ärztliche Einkommen.
Im Rahmen einer Fachgebiet-Sozialindikatoren-Analyse ergab sich weder für die hausärztliche noch für den Großteil der fachärztlichen Versorgung in Berlin-West eine signifikante Bevorzugung von Gebieten mit einem höheren sozialen Status. Lediglich für die Gruppe der Ärztlichen und Psychologischen Psychotherapeuten zeigte sich, dass diese eindeutig vermehrt in Gegenden mit hohem sozialen Status niedergelassen sind. In der Gender-Analyse konnte gezeigt werden, dass Ärztinnen und Psychotherapeutinnen sozial schwächere Gegenden seltener als Niederlassungsstandort wählen. Im Rahmen einer Störfaktoren-Analyse konnten Zentrumsdistanz und Einwohnerdichte als mögliche Einflussfaktoren auf die Standortwahl der Ärzte und Psychotherapeuten ausgeschlossen werden.
Insgesamt zeigen die Ergebnisse, dass über eine Unterteilung der einzelnen Großstädte in mehrere Planungsbereiche – statt sie wie bisher als einen einzelnen großen zu betrachten – nachgedacht werden sollte. Um die medizinischen Bedürfnisse der sozial schlechter gestellten Bevölkerung besser abdecken zu können, wäre die Einführung eines Sozialfaktors, ähnlich dem des bereits existierenden Demographiefaktors (zur Anpassung an die Altersstruktur der Bevölkerung) für die Berechnung des tatsächlichen Ärztebedarfs empfehlenswert. Auf diese Art und Weise könnte zukünftig eine bedarfsgerechtere Planung der Ärzteverteilung erfolgen und somit ein gleichmäßigerer Zugang zu ambulanter vertragsärztlicher Versorgung für alle GKV-Versicherten gewährleistet werden.
Autophagy is a highly conserved catabolic process through which defective or otherwise harmful cellular components are targeted for degradation via the lysosomal route. Regulatory pathways, involving post-translational modifications such as phosphorylation, play a critical role in controlling this tightly orchestrated process. Here, we demonstrate that TBK1 regulates autophagy by phosphorylating autophagy modifiers LC3C and GABARAP-L2 on surface-exposed serine residues (LC3C S93 and S96; GABARAP-L2 S87 and S88). This phosphorylation event impedes their binding to the processing enzyme ATG4 by destabilizing the complex. Phosphorylated LC3C/GABARAP-L2 cannot be removed from liposomes by ATG4 and are thus protected from ATG4-mediated premature removal from nascent autophagosomes. This ensures a steady coat of lipidated LC3C/GABARAP-L2 throughout the early steps in autophagosome formation and aids in maintaining a unidirectional flow of the autophagosome to the lysosome. Taken together, we present a new regulatory mechanism of autophagy, which influences the conjugation and de-conjugation of LC3C and GABARAP-L2 to autophagosomes by TBK1-mediated phosphorylation.
The Kinase Chemogenomic Set (KCGS): An open science resource for kinase vulnerability identification
(2019)
We describe the assembly and annotation of a chemogenomic set of protein kinase inhibitors as an open science resource for studying kinase biology. The set only includes inhibitors that show potent kinase inhibition and a narrow spectrum of activity when screened across a large panel of kinase biochemical assays. Currently, the set contains 187 inhibitors that cover 215 human kinases. The kinase chemogenomic set (KCGS) is the most highly annotated set of selective kinase inhibitors available to researchers for use in cell-based screens.
Acute and chronic inflammation play a pivotal role in various diseases, such as rheumatoid arthritis, atherosclerosis, bacterial as well as viral infections and therefore are an everyday-challenge in clinical practice. In this context, biologically active products of the cyclooxygenases and the prostanoid synthases, e.g. prostaglandins, critically contribute to various aspects of the inflammatory response in almost every tissue of the body. Emerging evidence over the past decades has demonstrated that these mediators are not only responsible for a pro-inflammatory response, but also show anti-inflammatory and pro-resolving properties. The relevance of biologically active lipids in this context is strengthened by the clinical efficacy of nonsteroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs), e.g. Aspirin®, which block the biosynthesis of the mediators via the cyclooxygenase (COX) enzymes. Notably, microsomal prostaglandin E synthase-1 (mPGES-1)-derived prostaglandin E2 (PGE2) is a well-studied, functionally versatile PG, which promotes its effects via specific G protein-coupled receptors (GPCRs). Activation of these receptors elicits an internal signal transduction cascade, including activation of the adenylyl cyclase (AC). Active AC contributes to an elevated intracellular cyclic adenosine monophosphate (cAMP) level, which in turn activates the transcription factor cAMP response element-binding protein (CREB) via phosphorylation.
While the role of PGE2 in the inflammatory context has been well-documented in previous literature, relatively little is known about CREB-dependent transcriptional changes in inflammation. Therefore, the aim of this study was to investigate the effect of mPGES-1-derived PGE2 on CREB-mediated transcriptional changes specifically in murine wild-type (WT) and mPGES-1 knock-out (KO) macrophages in an inflammatory context. To address this issue, bone marrow-derived macrophages (BMDMs) were treated with either the bacterial cell wall component lipopolysaccharide (LPS) in combination with interferon-γ (IFN-γ) or the yeast extract zymosan. To analyze effects on CREB activation we determined protein expression profiles of relevant PGE2-synthesizing enzymes, i.e. COX-2 and mPGES-1, as well as activity of the downstream transcription factor CREB. The activity of mPGES-1 was simultaneously determined by the analysis of the prostanoid kinetics. Under these experimental conditions we showed that COX-2 is strongly induced, and we also observed elevated activated CREB levels in WT as well as in mPGES-1 KO macrophages. Further, both LPS+IFN-γ and zymosan increased expression of mPGES-1 in WT but not in mPGES-1-deficient macrophages. These findings go in hand with largely similar alterations in the PGD2, TXB2, PGF2α profiles in WT and mPGES-1 KO macrophages upon stimulation. Of note, an elevated PGE2 production was also observed in mPGES-1-deficient macrophages at later stages upon inflammatory conditions. Subsequently, potential CREB-regulated targets were identified in macrophages upon inflammatory stimuli after 16 h by chromatin immunoprecipitation (ChIP) followed by Next-Generation-Sequencing (NGS). Surprisingly, despite equal levels of pCREB the characterization of CREB binding sites revealed different targetome profiles between WT and mPGES-1 KO macrophages. Specifically, the fatty acid metabolic processes-associated targets appeared to be selectively lost in mPGES-1-deficient vs. WT macrophages. We further validated one of those targets, i.e. the endoplasmic reticulum lipid raft-associated protein 1 (Erlin1), at the mRNA expression level, which indeed was differentially transcribed in response to different PGE2 synthesizing conditions.
Mechanistically, CREB is a well-characterized phosphorylation-dependent transcription factor in cell survival, proliferation, differentiation, and immune responses. Yet, our understanding of the functions of CREB in inflammation, specifically with respect to its activation by PGE2, is insufficient. Due to its biological relevance in inflammation it clearly requires additional studies to shed light on the details of CREB activation in macrophages to provide possibilities of therapeutic interventions.
Optogenetic stimulation of inhibitory interneurons has become a commonly used strategy for silencing neuronal activity. This is typically achieved using transgenic mice expressing excitatory opsins in inhibitory interneurons throughout the brain, raising the question of how spatially extensive the resulting inhibition is. Here, we characterize neuronal silencing in VGAT-ChR2 mice, which express channelrhodopsin-2 in inhibitory interneurons, as a function of light intensity and distance from the light source in several cortical and subcortical regions. We show that light stimulation, even at relatively low intensities, causes inhibition not only in brain regions targeted for silencing but also in their subjacent areas. In contrast, virus-mediated expression of an inhibitory opsin enables robust silencing that is restricted to the region of opsin expression. Our results reveal important constraints on using inhibitory interneuron activation to silence neuronal activity and emphasize the necessity of carefully controlling light stimulation parameters when using this silencing strategy.
The thrombopoietin receptor agonist eltrombopag was successfully used against human cytomegalovirus (HCMV)-associated thrombocytopenia refractory to immunomodulatory and antiviral drugs. These effects were ascribed to effects of eltrombopag on megakaryocytes. Here, we tested whether eltrombopag may also exert direct antiviral effects. Therapeutic eltrombopag concentrations inhibited HCMV replication in human fibroblasts and adult mesenchymal stem cells infected with six different virus strains and drug-resistant clinical isolates. Eltrombopag also synergistically increased the anti-HCMV activity of the mainstay drug ganciclovir. Time-of-addition experiments suggested that eltrombopag interferes with HCMV replication after virus entry. Eltrombopag was effective in thrombopoietin receptor-negative cells, and addition of Fe3+ prevented the anti-HCMV effects, indicating that it inhibits HCMV replication via iron chelation. This may be of particular interest for the treatment of cytopenias after haematopoietic stem cell transplantation, as HCMV reactivation is a major reason for transplantation failure. Since therapeutic eltrombopag concentrations are effective against drug-resistant viruses and synergistically increase the effects of ganciclovir, eltrombopag is also a drug repurposing candidate for the treatment of therapy-refractory HCMV disease.
Weltweit stellt das kolorektale Karzinom die dritthäufigste Krebsdiagnose bei Männern und die zweithäufigste bei Frauen dar. Von den bekannten beeinflussbaren Risikofaktoren sind Ernährung, Rauchen und körperliche Aktivität zu nennen, hingegen gelten Alter, familiäre Belastung und männliches Geschlecht als nicht beeinflussbare Risikofaktoren. Neben Genmutationen, welche beispielsweise bei der Familiären Adenomatösen Polyposis coli und beim “Lynch Syndrom” eine wichtige Rolle spielen, kann auch die pathologisch verstärkte Expression von tumorrelevanten Proteinen wie z.B. induzierbare COX-2, Cyclin A, B und D, c-Fos, EGF, MMP-9, VEGF sowie das ubiquitäre RNA-Bindeprotein HuR maßgeblich zur Entstehung des Kolonkarzinoms beitragen. Viele der bislang identifizierten Zielgene des HuRs sind an der Regulation tumorpromovierender Eigenschaften wie Proliferation, Invasion, Metastasierung und Apoptose beteiligt, was HuR zu einem hochattraktiven Target der molekularen Tumortherapie macht. Bislang ist bekannt, dass eine gesteigerte HuR-Bindung an AREs in der 3’UTR vieler Zielgene entweder zur Stabilisierung und/oder
Translationsveränderung von kurzlebigen mRNAs von tumorrelevanten Genprodukten führen kann. Eine pathologisch erhöhte zytosolische HuR Akkumulation, welche bekanntlich oft mit einer ungünstigen Prognose der Tumorpatienten korreliert, wird jedoch im Wesentlichen als Folge eines fehlerhaft regulierten erhöhten Exportes des überwiegend im Zellkern lokalisierten HuR Proteins ins Zytoplasma (sogenanntes “HuR-Shuttling”) betrachtet, während genomische oder epigenetische Mechanismen vermutlich nur eine untergeordnete Rolle spielen. Der Gegenstand der vorliegenden Arbeit war die Aufklärung der bisher nur wenig bekannten zugrunde liegenden Mechanismen des erhöhten HuR-Shuttlings in der Kolonkarzinom-Zelllinie DLD-1 unter besonderen Berücksichtigung PKCδ-abhängiger Signalwege. Durch Zugabe des pharmakologischen PKCδ-Inhibitors Rottlerin konnte die subzelluläre HuR-Lokalisation in den Kolonkarzinom Zelllinien DLD-1 und SW-620 deutlich reduziert werden, wobei die maximale Wirkung erst nach einer Inhibitionszeit von 16 Stunden erreicht wurde. Diese Beobachtung lässt vermuten, dass Rottlerin die PKCδ Aktivität in DLD-1 Zellen hemmt. Hingegen konnten Inhibitoren von verschiedenen MAPK-Kinasen (SB203580, SP600125, PD98059, Raf-1-Inhibitor) die basale zytoplasmatische HuR Lokalisation nicht beeinflussten, ebensowenig der pharmakologische Inhibitor der Calcium-abhängigen PKCs (PKCα und PKCβ) Gö6976. Auf der anderen Seite bewirkte das Phorbolester PMA eine deutliche Steigerung der PKC-Aktivität. Des Weiteren wurde in dieser Arbeit nach tumorrelevanten Genen gesucht, deren Expression in humanen Kolonkarzinomzellen posttranskriptionell von HuR und gleichzeitig von PKCδ kontrolliert wird. Mit Hilfe von RNA-Pulldown Experimenten konnte gezeigt werden, dass die Hemmung der PKCδ funktionell zu einer starken Reduktion der an HuR-gebundenen mRNAs wie c-myc, cyclin A und D sowie COX-2 führt. Schließlich haben Aktivitätsmessungen der Gesamt-PKC-Aktivität gezeigt, dass diese in Kolonkarzinom-Zelllinien nachweisbar und damit basal aktiv ist. Die Untersuchungsergebnisse dieser Arbeit können zum besseren Verständnis der pathophysiologischen Bedeutung des ubiquitären RNA-Bindeproteins HuR für die Kolonkarzinogenese sowie der prokarzinogenen Rolle der PKCδ im Kolongewebe beitragen.
Background: Transplantation of human corneal tissue is associated with the potential risk of transmittance of viral infections. In accordance with European directives and federal laws, in Germany each tissue donor has to be tested for infectious diseases such as hepatitis B and C virus (HBV and HCV) and human immunodeficiency virus (HIV) infection. However, most of the currently available CE-marked serologic and nucleic acid screening systems are only validated for antemortem blood. Methods: Twenty related and paired ante- and postmortem blood samples from cornea donors were obtained and subsequently analyzed for hepatitis B surface antigen (HBsAg), hepatitis B antibody (anti-HBc), anti-HCV, HCV RNA, anti-HIV-1/2, and HIV p24 Ag using Abbott test systems. The sera were also spiked with reference materials in concentrations giving low and high positivity for HBV, HCV, and HIV markers. Results: The spiked ante- and postmortem sera from related donors showed similar results for HBsAg, anti-HBc, anti-HCV, HCV RNA, anti-HIV, and HIV p24 Ag, indicating a high stability of viral markers in cadaveric specimens. Three cornea donors had a medical history of HBV infection and revealed anti-HBc at similar levels in the ante- and postmortem sera. In addition, there was a single postmortem sample demonstrating a weak signal of anti-HIV-1 and HIV-1 p24 Ag. False-positive or false-negative results were not detected. The results obtained with the Abbott ARCHITECT analyzer and Abbott RealTime HCV PCR showed no significant differences. Conclusion: The analyzed screening assays are suitable for the detection of infectious markers of HBV, HCV, and HIV at similar levels in spiked ante- and postmortem sera from cornea donors.
Ziel dieser Arbeit war es, eine vergleichende Bewertung der Erkennbarkeit der apikalen Aufhellung in den dreidimensionalen DVT-Aufnahmen und den konventionellen Panoramaschichtaufnahmen im Oberkiefer unter den folgenden Gesichtspunkten vorzunehmen:
Werden die apikalen Aufhellungen sowohl bei zwei- als auch bei dreidimensionalen Aufnahmen gleichermaßen erkannt?
Spielt die Stärke der Kompakta eine Rolle in der radiologischen Diagnose einer apikalen Aufhellung?
Zu diesem Zweck wurden 351 Patienten aus der Datenbank einer privaten Praxis in Stuttgart ausgewählt. Davon erfüllten 199 Patienten die Einschlusskriterien. Es wurden insgesamt 2223 Zähne durch den Untersucher ausgewertet. Es konnten 144 apikale Aufhellungen mittels der DVT diagnostiziert werden, wovon lediglich 23 (15,9 %) mittels der OPT erkannt wurden. Die Ergebnisse dieser Studie zeigen insgesamt einen signifikanten Unterschied zwischen den DVT- und den OPG-Befunden hinsichtlich der Sichtbarkeit der apikalen Aufhellungen im Oberkiefer. Andere Parameter wie die Tiefe, die Breite und die Länge der apikalen Aufhellungen wurden ebenfalls untersucht. Die Messungen erfolgten mittels der Software i-CatVision 2008 für die DVT-Aufnahmen und mittels DBSWIN von Dürr Dental für die OPG- Aufnahmen. Es ergab sich daraus, dass die apikalen Läsionen, die im OPG und in der DVT sichtbar waren, signifikant größere Breiten hatten als die, die nur in der DVT sichtbar waren. Es zeigte sich hierbei ein signifikanter Unterschied (U- Test, p =0,018). Dies weist daraufhin, dass insbesondere schmale apikale Läsionen nicht sicher in OPG-Aufnahmen diagnostiziert werden, während sie in der DVT nachweisbar sind. Des Weiteren wurde in der Studie die Kompaktadicke gemessen. Es bestand kein signifikanter Zusammenhang zwischen der Sichtbarkeit der apikalen Aufhellung und der Kompaktadicke. Zusammenfassend lässt sich anhand der Ergebnisse der vorliegenden Arbeit feststellen, dass die Kompaktadicke keine Rolle bei der Sichtbarkeit der apikalen Läsionen spielt und dass die OPT im Nachweis apikaler Läsionen der DVT eindeutig unterlegen ist. Es wurden dadurch nur 19 % der apikalen 64 Aufhellungen diagnostiziert und damit ist eine Unterdiagnose sehr wahrscheinlich.
Schlussfolgernd scheint die DVT ein zuverlässiges diagnostisches Mittel bezüglich des Erkennens der apikalen Läsionen zu sein. Mehrere Studien bezeichnen die DVT als Goldstandard und ziehen sie für die Diagnose der apikalen Aufhellungen den konventionellen Röntgenbildern vor. Dieses Vorgehen widerspricht jedoch dem Bestreben nach einer möglichst geringen Strahlenexposition gemäß dem ALARA-Prinzips. Damit bleibt die DVT derzeit eine Ergänzung zur konventionellen Bildgebung.
Das Ziel dieser Studie war der retrospektive Vergleich zweier fortschrittlicher robotergestützter Angiographie-Systeme in Bezug auf Strahlendosis und Bildqualität bei der Bildgebung im Rahmen der konventionellen transarteriellen Chemoembolisation (cTACE) von bösartigen Lebertumoren.
Dafür haben wir 106 Patienten (insgesamt 57 Frauen und 49 Männer; Durchschnittsalter 60 ± 11 Jahre), welche eine cTACE Therapie an einem der zwei Generationen von Roboter-Angiographieplattformen erhalten hatten, einbezogen. Die Patienten wurden in zwei Gruppen eingeteilt (n=53): Gruppe 1 (Behandlung am Gerät der ersten Generation) und Gruppe 2 (Behandlung am Gerät der zweiten Generation). Die Strahlendosis für die Fluoroskopie und die digitale Subtraktions-Angiographie (DSA) wurde zwischen den Angiographiegeräten der ersten bzw. zweiten Generation verglichen. Zu den besonderen Merkmalen des Systems der zweiten Generation- im Vergleich zum System der ersten Generation - gehörten ein verfeinertes kristallines Detektorsystem, zur verbesserten Rauschunterdrückung und eine fortschrittliche CARE-Filtersoftware, zur Senkung der Strahlendosis. Die Strahlendosis wurde mit einer herkömmlichen im Gerät verbauten Ionisationskammer gemessen. Die Bildqualität wurde von drei unabhängigen Radiologen anhand einer 5-Punkt-Likert-Skala bewertet. Beide Gruppen waren in Bezug auf Anzahl und Lage der Läsionen sowie Körpergewicht, BMI-Werte und anatomische Varianten der versorgenden Leberarterien vergleichbar (alle p > 0,05).
Das Dosisflächenprodukt (DAP) für die Fluoroskopie war in Gruppe 2 signifikant niedriger (1,4 ± 1,1 Gy·cm2) als in Gruppe 1 (2,8 ± 3,4 Gy·cm2; p = 0,001). Für DSA war DAP in Gruppe 2 (2,2 ± 1,2 Gy·cm2) signifikant niedriger (p = 0,003) gegenüber Gruppe 1 (4,7 ± 2,3 Gy·cm2). Die Ergebnisse für die DSA-Bildqualität (IQ) zeigten signifikante Verbesserungen für Gruppe 2 um 30% im Vergleich zu Gruppe 1 (p = 0,004). In der Fluoroskopie waren die Werte für den IQ in Gruppe 2 76% höher als in Gruppe 1 (p = 0,001). Eine gutes bis sehr gutes Inter-rater-agreement mit Kappa- Fleiss-Koeffizienten von κ = 0,75 für Gruppe 1 und κ = 0,74 für Gruppe 2 wurde erreicht.
Zusammenfassend ließ sich feststellen, dass die neueste Generation der robotergestützten Angiographiegeräte im Zusammenhang von cTACE der Leber eine erhebliche Reduzierung der Strahlendosis bei gleichzeitiger Verbesserung der Bildqualität in der Fluoroskopie und DSA-Bildführung ermöglicht.
Toll-like Rezeptoren (TLRs) spielen als Pathogen-Erkennungsrezeptoren eine wichtige Rolle und vermitteln die angeborene Immunität. Nach Erkennung spezifischer Pathogene lösen sie in der Rezeptor tragenden Zelle eine Entzündungsreaktion aus und es kommt unter anderem zur Aktivierung von Proteinkinasen, des Transkriptionsfaktors NF-κB und zur Sekretion von Zytokinen. Während der TLR4 für die Erkennung von Lipopolysacchariden (LPS) verantwortlich ist, dient der TLR2 unter anderem als Rezeptor für Peptidoglycan, Lipoteichonsäure und Lipoproteine von gram-positiven Bakterien. In dieser Dissertation wurde das Vorkommen der TLR2 und TLR4 in den circumventriculären Organen (CVO), speziell im Subcommissuralorgan (SCO), untersucht. Im Hinblick darauf, dass die circumventriculären Organe durch das Fehlen einer Blut-Hirn-Schranke gekennzeichnet sind, ist das Vorkommen einer Abwehr durch das angeborene Immunsystem im Sinne von TLR2 und TLR4 von besonderem Interesse gewesen. Zur Darstellung der Verteilung der beiden Rezeptoren wurden immunhistochemische Färbungen an Gewebeschnitten von Wistar-Ratten durchgeführt.
Es konnte ein Vorkommen beider Rezeptor-Typen in den circumventriculären Organen und dem Plexus choroideus nachgewiesen werden. Vor allem zeigt sich ein verstärktes Vorkommen von TLRs an Gefäßen und dem fenestrierten Endothel der circumventriculären Organe sowie den umgebenden perivaskulären Räumen. Das SCO zeigte vor allem dort eine starke Tingierung, wo es in Kontakt zu den Ependymzellen des dritten Ventrikels steht. Die Rezeptoren scheinen auf Eventualitäten an prädisponierten Stellen entwickelt zu sein. Dies ermöglicht eine sofortige Abwehrreaktion auch bei raschem Eindringen von Pathogenen. Es wurden kaum immunreaktive Neurone oder Perikaryen gefunden, was auf eine Auseinandersetzung der Pathogene im zentralen Nervensystem (ZNS) mit den Epithelbarrieren spricht. Die frühzeitige Inhibition der Schadenskaskade durch die TLRs bereits an den Gefäßen der CVOs könnte neuroprotektive Bedeutung haben.
Background: Computerized virtual patients (VP) have spread into many areas of healthcare delivery and medical education. They provide various advantages like flexibility in pace and space of learning, a high degree of teaching reproducibility and a cost effectiveness. However, the educational benefit of VP as an additive or also as an alternative to traditional teaching formats remains unclear. Moreover, there are no randomized-controlled studies that investigated the use of VP in a dental curriculum. Therefore, this study investigates VP as an alternative to lecturer-led small-group teaching in a curricular, randomized and controlled setting.
Methods: Randomized and controlled cohort study. Four VP cases were created according to previously published design principles and compared with lecturer-led small group teaching (SGT) within the Oral and Maxillofacial Surgery clerkship for dental students at the Department for Cranio-, Oral and Maxillofacial Plastic Surgery, Goethe University, Frankfurt, Germany. Clinical competence was measured prior (T0), directly (T1) and 6 weeks (T2) after the intervention using theoretical tests and a self-assessment questionnaire. Furthermore, VP design was evaluated using a validated toolkit.
Results: Fifty-seven students (VP = 32; SGT = 25) agreed to participate in the study. No competence differences were found at T0 (p = 0.56). The VP group outperformed (p < .0001) the SGT group at T1. At T2 there was no difference between both groups (p = 0.55). Both interventions led to a significant growth in self-assessed competence. The VP group felt better prepared to diagnose and treat real patients and regarded VP cases as a rewarding learning experience.
Conclusions: VP cases are an effective alternative to lecture-led SGT in terms of learning efficacy in the short and long-term as well as self-assessed competence growth and student satisfaction. Furthermore, integrating VP cases within a curricular Oral and Maxillofacial Surgery Clerkship is feasible and leads to substantial growth of clinical competence in undergraduate dental students.
White matter abnormalities across different epilepsy syndromes in adults: an ENIGMA Epilepsy study
(2019)
The epilepsies are commonly accompanied by widespread abnormalities in cerebral white matter. ENIGMA-Epilepsy is a large quantitative brain imaging consortium, aggregating data to investigate patterns of neuroimaging abnormalities in common epilepsy syndromes, including temporal lobe epilepsy, extratemporal epilepsy, and genetic generalized epilepsy. Our goal was to rank the most robust white matter microstructural differences across and within syndromes in a multicentre sample of adult epilepsy patients. Diffusion-weighted MRI data were analyzed from 1,069 non-epileptic controls and 1,249 patients: temporal lobe epilepsy with hippocampal sclerosis (N=599), temporal lobe epilepsy with normal MRI (N=275), genetic generalized epilepsy (N=182) and nonlesional extratemporal epilepsy (N=193). A harmonized protocol using tract-based spatial statistics was used to derive skeletonized maps of fractional anisotropy and mean diffusivity for each participant, and fiber tracts were segmented using a diffusion MRI atlas. Data were harmonized to correct for scanner-specific variations in diffusion measures using a batch-effect correction tool (ComBat). Analyses of covariance, adjusting for age and sex, examined differences between each epilepsy syndrome and controls for each white matter tract (Bonferroni corrected at p<0.001). Across “all epilepsies” lower fractional anisotropy was observed in most fiber tracts with small to medium effect sizes, especially in the corpus callosum, cingulum and external capsule. Less robust effects were seen with mean diffusivity. Syndrome-specific fractional anisotropy and mean diffusivity differences were most pronounced in patients with hippocampal sclerosis in the ipsilateral parahippocampal cingulum and external capsule, with smaller effects across most other tracts. Those with temporal lobe epilepsy and normal MRI showed a similar pattern of greater ipsilateral than contralateral abnormalities, but less marked than those in patients with hippocampal sclerosis. Patients with generalized and extratemporal epilepsies had pronounced differences in fractional anisotropy in the corpus callosum, corona radiata and external capsule, and in mean diffusivity of the anterior corona radiata. Earlier age of seizure onset and longer disease duration were associated with a greater extent of microstructural abnormalities in patients with hippocampal sclerosis. We demonstrate microstructural abnormalities across major association, commissural, and projection fibers in a large multicentre study of epilepsy. Overall, epilepsy patients showed white matter abnormalities in the corpus callosum, cingulum and external capsule, with differing severity across epilepsy syndromes. These data further define the spectrum of white matter abnormalities in common epilepsy syndromes, yielding new insights into pathological substrates that may be used to guide future therapeutic and genetic studies.