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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.
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.
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.