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Obstructive Sleep Apnea is emerging as a global health epidemic, particularly due to the obesity pandemic. However, comprehensive prevalence data are still lacking and global OSA research has not yet been structurally evaluated. Using the latest comprehensive age/gender-specific BMI and obesity data, a global landscape estimating the risk/burden of OSA was created. Results were presented in relation to an in-depth analysis of OSA research and countries’ socioeconomic/scientific background. While the USA, Canada, and Japan are the highest publishing countries on OSA, Iceland, Greece, and Israel appeared at the forefront when relating the scientific output to socioeconomic parameters. Conversely, China, India, and Russia showed relatively low performances in these relations. Analysis of the estimated population at risk (EPR) of OSA showed the USA, China, India, and Brazil as the leading countries. Although the EPR and OSA research correlated strongly, major regional discrepancies between the estimated demand and actual research performances were identified, mainly in, but not limited to, developing nations. Our study highlights regional challenges/imbalances in the global activity on OSA and allows targeted measures to mitigate the burden of undiagnosed/untreated OSA. Furthermore, the inclusion of disadvantaged countries in international collaborations could stimulate local research efforts and provide valuable insights into the regional epidemiology of OSA.
Die CT-Diagnostik gewinnt auch über 100 Jahre nach der Entdeckung der Röntgenstrahlung noch immer weiter an Bedeutung im klinischen Alltag. Insbesondere im Bereich des Stagings und der onkologischen Follow-Up-Untersuchungen zählt die Ganzkörper-CT derzeit vielerorts als diagnostischer Goldstandard. Dabei muss jedoch in Kauf genommen werden, dass es zur Applikation nicht unerheblicher Dosiswerte kommt. Das Risiko von Folgeschäden ist dabei nicht von der Hand zu weisen, wobei das Folgemalignom als besonders gefürchtete Komplikation gilt. Die Optimierung der Computertomographie und die Minimierung möglicher Folgeschäden ist daher Gegenstand konstanter klinischer Forschung. Dennoch muss eine Reduktion der Strahlendosis nur äußerst feinfühlig erfolgen, da sie auf technischer Ebene eng mit der realisierbaren Bildqualität korreliert.
Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die Nutzen eines 150 kV + Sn Zinnfilter- Protokolls am Gerät Siemens Somatom Force zu untersuchen. Hierbei sollte vor allem darauf eingegangen werden, wie viel Strahlendosis durch die Implementierung eines solchen Protokolls eingespart werden kann, wie sich das Protokoll auf die subjektive und objektive Bildqualität auswirkt, sowie welcher weitere klinische Nutzen zu erwarten ist. Bisher konnten sich ähnliche Protokolle bereits im Rahmen anderer Fragestellungen als nützlich beweisen.
Insgesamt 40 Patienten mit Ganzkörper-Staging im Rahmen eines Multiplen Myeloms wurden in die Studie inkludiert (28 Frauen, 12 Männer). Diese wurden im vereinbarten Untersuchungszeitraum mit dem durch die Ethikkomission genehmigten Studienprotokoll (150 kV + Sn Force) untersucht und waren jeweils retrospektiv auch Teil der anderen Gruppen gewesen (120 KV Definition AS, 120 KV Flash, 120 kV Force).
Auch wenn der intraindividuelle Vergleich inhärent mit einer höheren statistischen Power einhergeht, wurden sicherheitshalber an vordefinierten Stellen Querdurchmesser der Patienten erhoben, um biometrische Gleichheit zu beweisen.
Hier ließen sich keine signifikanten Unterschiede messen. Die Bilddaten der Patienten wurden randomisiert und doppelt verblindet von zwei dem Projekt fremden und berufserfahrenen Radiologen hinsichtlich der subjektiven Bildqualität ausgewertet. Ein Bezug zu den technischen Hintergrundinformationen der Aufnahme war zu keinem Zeitpunkt möglich.
Anschließend erfolgte die statistische Auswertung objektiver Daten. Zum Vergleich der Bildqualität wurden jeweils gemittelte Schwächungswerte aus Muskeln aus artefaktfreien und aus von Artefakten beladenen Arealen erhoben. Aufgrund des homogenen Charakters der Muskeln wurde die ebenso jeweils gemittelte Standardabweichung dieser Strukturen als Hintergrundrauschen definiert. Hieraus wurde eine SNR errechnet.
Der Vergleich von Dosiswerten erfolgte über die aus dem Patientenprotokoll entnehmbaren Angaben, insbesondere des CTDI. Gemeinsam mit den erhobenen Querdurchmessern wurde hieraus eine SSDE gebildet.
Bei allen subjektiven Vergleichen der Studiengruppe (150 kV + Sn Force) wurde bei jeweils starker Korrelation nach Spearman und starker bis sehr starker Übereinstimmung nach Cohen eine gute bis sehr gute Bildqualität attestiert. Damit stellt das Untersuchungsprotokoll Bilder durchweg besser als das Referenzprotokoll auf den Geräten Somatom Definition AS und Somatom Definition Flash dar. Im Direktvergleich zum Referenzprotokoll auf dem Somatom Force ist das Studienprotokoll jeweils mindestens gleichwertig.
Im objektiven Vergleich der Bildqualität zeigte sich als Gütekriterium zunächst, dass Muskeln artefaktfreier Areale in allen vier Gruppen gleich gut dargestellt werden. Bereits bei der Betrachtung der Schwächungswerte artefaktbeladener Muskeln wurde deutlich, dass die anderen Protokolle mit signifikant höherem Signalverlust zu kämpfen haben. Auch das Bildpunktrauschen war in der Studiengruppe (150 kV + Sn Force) überwiegend signifikant niedriger, als das der anderen Gruppen. Lediglich in Artefaktarealen des Untersuchungsabschnitts cCT/HWS konnte die Gruppe 120 kV Force vergleichbar niedrige Rauschwerte aufweisen (p = 1), der Vergleich der SNR wiederholte dieses Ergebnis.
CTDI und SSDE der Gruppe
150 kV Force zeigten im Untersuchungsabschnitt cCT/HWS insbesondere der Gruppe 120 kV Force gegenüber signifikante Dosiseinsparungen von ca. 42 %, im Abschnitt Tho-Knie sogar 64%.
Zusammenfassend zeigte sich durch die Implementierung des Studienprotokolls also mehrheitlich eine Verbesserung sowohl der subjektiven, als auch der objektiven Bildqualität. Bei einer durchschnittlichen Reduktion der applizierten Strahlendosis von ca. 40-60 % (gegenüber dem Referenzprotokoll am Somatom Force) ist der Einsatz des Studienprotokolls für die hier untersuchte Fragestellung im klinischen Alltag also uneingeschränkt zu empfehlen.
Reduced external knee adduction moments in the second half of stance after total hip replacement have been reported in hip osteoarthritis patients. This reduction is thought to shift the load from the medial to the lateral knee compartment and as such increase the risk for knee osteoarthritis. The knee adduction moment is a surrogate for the load distribution between the medial and lateral compartments of the knee and not a valid measure for the tibiofemoral contact forces which are the result of externally applied forces and muscle forces. The purpose of this study was to investigate whether the distribution of the tibiofemoral contact forces over the knee compartments in unilateral hip osteoarthritis patients 1 year after receiving a primary total hip replacement differs from healthy controls. Musculoskeletal modeling on gait was performed in OpenSim using the detailed knee model of Lerner et al. (2015) for 19 patients as well as for 15 healthy controls of similar age. Knee adduction moments were calculated by the inverse dynamics analysis, medial and lateral tibiofemoral contact forces with the joint reaction force analysis. Moments and contact forces of patients and controls were compared using Statistical Parametric Mapping two-sample t-tests. Knee adduction moments and medial tibiofemoral contact forces of both the ipsi- and contralateral leg were not significantly different compared to healthy controls. The contralateral leg showed 14% higher medial tibiofemoral contact forces compared to the ipsilateral (operated) leg during the second half of stance. During the first half of stance, the lateral tibiofemoral contact force of the contralateral leg was 39% lower and the ratio 32% lower compared to healthy controls. In contrast, during the second half of stance the forces were significantly higher (39 and 26%, respectively) compared to healthy controls. The higher ratio indicates a changed distribution whereas the increased lateral tibiofemoral contact forces indicate a higher lateral knee joint loading in the contralateral leg in OA patients after total hip replacement (THR). Musculoskeletal modeling using a detailed knee model can be useful to detect differences in the load distribution between the medial and lateral knee compartment which cannot be verified with the knee adduction moment.
Objective: Many patients with localized prostate cancer (PCa) do not immediately undergo radical prostatectomy (RP) after biopsy confirmation. The aim of this study was to investigate the influence of “time-from-biopsy-to- prostatectomy” on adverse pathological outcomes.
Materials and Methods: Between January 2014 and December 2019, 437 patients with intermediate- and high risk PCa who underwent RP were retrospectively identified within our prospective institutional database. For the aim of our study, we focused on patients with intermediate- (n = 285) and high-risk (n = 151) PCa using D'Amico risk stratification. Endpoints were adverse pathological outcomes and proportion of nerve-sparing procedures after RP stratified by “time-from-biopsy-to-prostatectomy”: ≤3 months vs. >3 and < 6 months. Medians and interquartile ranges (IQR) were reported for continuously coded variables. The chi-square test examined the statistical significance of the differences in proportions while the Kruskal-Wallis test was used to examine differences in medians. Multivariable (ordered) logistic regressions, analyzing the impact of time between diagnosis and prostatectomy, were separately run for all relevant outcome variables (ISUP specimen, margin status, pathological stage, pathological nodal status, LVI, perineural invasion, nerve-sparing).
Results: We observed no difference between patients undergoing RP ≤3 months vs. >3 and <6 months after diagnosis for the following oncological endpoints: pT-stage, ISUP grading, probability of a positive surgical margin, probability of lymph node invasion (LNI), lymphovascular invasion (LVI), and perineural invasion (pn) in patients with intermediate- and high-risk PCa. Likewise, the rates of nerve sparing procedures were 84.3 vs. 87.4% (p = 0.778) and 61.0% vs. 78.8% (p = 0.211), for intermediate- and high-risk PCa patients undergoing surgery after ≤3 months vs. >3 and <6 months, respectively. In multivariable adjusted analyses, a time to surgery >3 months did not significantly worsen any of the outcome variables in patients with intermediate- or high-risk PCa (all p > 0.05).
Conclusion: A “time-from-biopsy-to-prostatectomy” of >3 and <6 months is neither associated with adverse pathological outcomes nor poorer chances of nerve sparing RP in intermediate- and high-risk PCa patients.
MicroRNAs (miRNAs) have emerged as critical posttranscriptional regulators of the immune system, including function and development of regulatory T (Treg) cells. Although this critical role has been firmly demonstrated through genetic models, key mechanisms of miRNA function in vivo remain elusive. Here, we review the role of miRNAs in Treg cell development and function. In particular, we focus on the question what the study of miRNAs in this context reveals about miRNA biology in general, including context-dependent function and the role of individual targets vs. complex co-targeting networks. In addition, we highlight potential technical pitfalls and state-of-the-art approaches to improve the mechanistic understanding of miRNA biology in a physiological context.
Despite the success of immune checkpoint blockade in cancer, the number of patients that benefit from this revolutionary treatment option remains low. Therefore, efforts are being undertaken to sensitize tumors for immune checkpoint blockade, which includes combining immune checkpoint blocking agents such as anti-PD-1 antibodies with standard of care treatments. Here we report that a combination of chemotherapy (doxorubicin) and immune checkpoint blockade (anti-PD-1 antibodies) induces superior tumor control compared to chemotherapy and immune checkpoint blockade alone in the murine autochthonous polyoma middle T oncogene-driven (PyMT) mammary tumor model. Using whole transcriptome analysis, we identified a set of genes that were upregulated specifically upon chemoimmunotherapy. This gene signature and, more specifically, a condensed four-gene signature predicted favorable survival of human mammary carcinoma patients in the METABRIC cohort. Moreover, PyMT tumors treated with chemoimmunotherapy contained higher levels of cytotoxic lymphocytes, particularly natural killer cells (NK cells). Gene set enrichment analysis and bead-based ELISA measurements revealed increased IL-27 production and signaling in PyMT tumors upon chemoimmunotherapy. Moreover, IL-27 signaling improved NK cell cytotoxicity against PyMT cells in vitro. Taken together, our data support recent clinical observations indicating a benefit of chemoimmunotherapy compared to monotherapy in breast cancer and suggest potential underlying mechanisms.
Background: The currently prevailing global threat of COVID-19 caused the publication numbers on coronaviruses to explode. The awareness of the scientific and public community is enormous. But what about the sense of all these undertakings and what can be learned about the future for a better understanding? These questions were answered with established bibliometric analyses of the time until the avalanche of publications unfolded.
Methods: Chronological, geographical aspects of publication output on coronavirus were also evaluated under the influence of epidemiological and socio-economic parameters.
Results: The trend in publication and citation numbers shows the strong influence of the past pandemics SARS and MERS with an untypical decline afterward. Research is becoming increasingly multidisciplinary over time. The USA and China, as the countries with the highest number of publications, are being displaced by other countries in the consideration of socio-economic and epidemiological aspects, which shows the effect of regional interest in corona research. A significant correlation was found between the number of SARS cases per country and related publications, while no correlation was found for MERS cases and articles.
Conclusions: The results underline the need for sustainable and forward-looking approaches that should not end with the containment of COVID-19.
Chronische pulmonale Infektionen mit Pseudomonas aeruginosa (PA) betreffen die überwiegende Mehrheit der erwachsenen Mukoviszidose (Cystische Fibrose, CF) Patienten.
Diese Infektionen führen gesichert zu einer Abnahme der Lungenfunktion und Zunahme der Mortalität der Patienten. Atemwegsviren stehen im Verdacht pulmonale Exazerbationen bei CF-Patienten auszulösen. Unklar ist jedoch, welchen Einfluss eine chronische Infektion mit PA auf die Anfälligkeit und Reaktion des Atemwegsepithels auf virale Infektionen hat.
Das Ziel dieser Arbeit war es daher, die Interaktionen zwischen PA, humanen Rhinoviren (HRV) und primären bronchialen Epithelzellen zu untersuchen. Hierfür wurden Zellen von jeweils drei Patienten mit CF und mit Lungenemphysem aus Lungenexplantaten isoliert und in einem speziellen Air- Liquid-Interface Zellkulturmodell zu einem mukoziliär differenzierten mehrreihigen Flimmerepithel kultiviert. Chronische Infektionen wurden mit klinischen PA Isolaten für einen Gesamtzeitraum von 16 Tagen durchgeführt. Anschließend wurden die Zellen mit HRV infiziert. Schlüsselzytokine, Interferone und virale RNA wurden mittels Cytometric bead array, ELISA und qPCR bestimmt.
Rein virale Infektionen mit HRV führten zu einem Anstieg von IL-1, -6, -8, TNF- α, IP10 und IFN-b, IFN-l1 sowie ISGs und in ähnlichem Ausmaß konnte dies auch bei Coinfektionen mit einem mukoiden PA-Isolat beobachtet werden. Coinfektionen mit einem nicht-mukoiden PA-Isolat führten im Vergleich zu rein viralen Infektionen zu vermehrter Expression von IL-1β und IL-6 mRNA. Während es unter diesen Bedingungen auch auf Proteinebene zu einem Anstieg der IL-1β Konzentration kam, lag die Konzentration von freiem IL-6 Protein in nahezu allen Proben unter der Nachweisgrenze. Zellkulturmedium aus Coinfektionen mit diesem nicht-mukoiden PA-Isolat führten zudem zu einem Abbau oder einer Bindung von extern zugegebenen rekombinantem IL-6.
IL-8, IP-10, TNF-α Protein und mRNA von IFN-β, -λ1 und ISGs, sowie die Viruslast waren vergleichbar zwischen rein viralen Infektionen und bakteriell- viralen Coinfektionen. Ebenfalls keine Unterschiede wurden zwischen Zellen von Emphysem und CF-Spendern gefunden. Insgesamt zeigen diese Daten, dass eine PA-Infektion die Antwort differenzierter bronchialer Epithelzellen auf eine Virusinfektion verändern kann. Die hierdurch veränderte Immunantwort und möglicherweise eingeschränkten epithelialen Reparaturmechanismen könnten eine Ursache aggravierter viraler Infektionen in P. aeruginosa-infizierten Atemwegen darstellen.
Ein besseres Verständnis der Interaktionen zwischen chronisch-bakteriellen und viralen Atemwegsinfektionen könnte potenziell die Behandlung virus-induzierter Exazerbationen bei PA-infizierten CF-Patienten verbessern.
Spinocerebellar ataxia type 2 (SCA2) is caused by polyglutamine expansion in Ataxin-2 (ATXN2). This factor binds RNA/proteins to modify metabolism after stress, and to control calcium (Ca2+) homeostasis after stimuli. Cerebellar ataxias and corticospinal motor neuron degeneration are determined by gain/loss in ATXN2 function, so we aimed to identify key molecules in this atrophic process, as potential disease progression markers. Our Atxn2-CAG100-Knock-In mouse faithfully models features observed in patients at pre-onset, early and terminal stages. Here, its cerebellar global RNA profiling revealed downregulation of signaling cascades to precede motor deficits. Validation work at mRNA/protein level defined alterations that were independent of constant physiological ATXN2 functions, but specific for RNA/aggregation toxicity, and progressive across the short lifespan. The earliest changes were detected at three months among Ca2+ channels/transporters (Itpr1, Ryr3, Atp2a2, Atp2a3, Trpc3), IP3 metabolism (Plcg1, Inpp5a, Itpka), and Ca2+-Calmodulin dependent kinases (Camk2a, Camk4). CaMKIV–Sam68 control over alternative splicing of Nrxn1, an adhesion component of glutamatergic synapses between granule and Purkinje neurons, was found to be affected. Systematic screening of pre/post-synapse components, with dendrite morphology assessment, suggested early impairment of CamKIIα abundance together with the weakening of parallel fiber connectivity. These data reveal molecular changes due to ATXN2 pathology, primarily impacting excitability and communication.
Lichen-forming fungi are symbiotic organisms that synthesize unique natural products with potential for new drug leads. Here, we explored the pharmacological activity of six lichen extracts (Evernia prunastri, Pseudevernia furfuracea, Umbilicaria pustulata, Umbilicaria crustulosa, Flavoparmelia caperata, Platismatia glauca) in the context of cancer and inflammation using a comprehensive set of 11 functional and biochemical in vitro screening assays. We assayed intracellular Ca2+ levels and cell migration. For cancer, we measured tumor cell proliferation, cell cycle distribution and apoptosis, as well as the angiogenesis-associated proliferation of endothelial cells (ECs). Targeting inflammation, we assayed leukocyte adhesion onto ECs, EC adhesion molecule expression, as well as nitric oxide production and prostaglandin (PG)E2 synthesis in leukocytes. Remarkably, none of the lichen extracts showed any detrimental influence on the viability of ECs. We showed for the first time that extracts of F. caperata induce Ca2+ signaling. Furthermore, extracts from E. prunastri, P. furfuracea, F. caperata, and P. glauca reduced cell migration. Interestingly, F. caperata extracts strongly decreased tumor cell survival. The proliferation of ECs was significantly reduced by E. prunastri, P. furfuracea, and F. caperata extracts. The extracts did not inhibit the activity of inflammatory processes in ECs. However, the pro-inflammatory activation of leukocytes was inhibited by extracts from E. prunastri, P. furfuracea, F. caperata, and P. glauca. After revealing the potential biological activities of lichen extracts by an array of screening tests, a correlation analysis was performed to evaluate particular roles of abundant lichen secondary metabolites, such as atranorin, physodic acid, and protocetraric acid as well as usnic acid in various combinations. Overall, some of the lichen extracts tested in this study exhibit significant pharmacological activity in the context of inflammation and/or cancer, indicating that the group lichen-forming fungi includes promising members for further testing.