Medizin
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Background: Because Endomyocardial Biopsy has low sensitivity of about 20%, it can be performed near to myocardium that presented as Late Gadolinium Enhancement (LGE) in cardiovascular magnetic resonance (CMR). However the important issue of comparing topography of CMR and histological findings has not yet been investigated. Thus the current study was performed using an animal model of myocarditis. Results: In 10 male Lewis rats Experimental Autoimmune myocarditis was induced, 10 rats served as control. On day 21 animals were examined by CMR to compare topographic distribution of LGE to histological inflammation. Sensitivity, specificity, positive and negative predictive values for LGE in diagnosing myocarditis were determined for each segment of myocardium. Latter diagnostic values varied widely depending on topographic distribution of LGE and inflammation as well as on the used CMR sequence. Sensitivity of LGE was up to 76% (left lateral myocardium) and positive predictive values were up to 85% (left lateral myocardium), whereas sensitivity and positive predictive value dropped to 0 - 33% (left inferior myocardium). Conclusions: Topographic distribution of LGE and histological inflammation seem to influence sensitivity, specifity, positive and negative predictive values. Nevertheless, positive predictive value for LGE of up to 85% indicates that Endomyocardial Biopsy should be performed "MR-guided". LGE seems to have greater sensitivity than Endomyocardial Biopsy for the diagnosis of myocarditis.
Activation of hypoxia inducible factor 1 is a general phenomenon in infections with human pathogens
(2010)
Background: Hypoxia inducible factor (HIF)-1 is the key transcriptional factor involved in the adaptation process of cells and organisms to hypoxia. Recent findings suggest that HIF-1 plays also a crucial role in inflammatory and infectious diseases. Methodology/Principal Findings: Using patient skin biopsies, cell culture and murine infection models, HIF-1 activation was determined by immunohistochemistry, immunoblotting and reporter gene assays and was linked to cellular oxygen consumption. The course of a S. aureus peritonitis was determined upon pharmacological HIF-1 inhibition. Activation of HIF-1 was detectable (i) in all ex vivo in biopsies of patients suffering from skin infections, (ii) in vitro using cell culture infection models and (iii) in vivo using murine intravenous and peritoneal S. aureus infection models. HIF-1 activation by human pathogens was induced by oxygen-dependent mechanisms. Small colony variants (SCVs) of S. aureus known to cause chronic infections did not result in cellular hypoxia nor in HIF-1 activation. Pharmaceutical inhibition of HIF-1 activation resulted in increased survival rates of mice suffering from a S. aureus peritonitis. Conclusions/Significance: Activation of HIF-1 is a general phenomenon in infections with human pathogenic bacteria, viruses, fungi and protozoa. HIF-1-regulated pathways might be an attractive target to modulate the course of life-threatening infections.
Background: The importance of the Notch signaling in the development of glomerular diseases has been recently described. Therefore we analyzed in podocytes the expression and activity of ADAM10, one important component of the Notch signaling complex. Methods: By Western blot, immunofluorescence and immunohistochemistry analysis we characterized the expression of ADAM10 in human podocytes, human urine and human renal tissue. Results: We present evidence, that differentiated human podocytes possessed increased amounts of mature ADAM10 and released elevated levels of L1 adhesion molecule, one well known substrate of ADAM10. By using specific siRNA and metalloproteinase inhibitors we demonstrate that ADAM10 is involved in the cleavage of L1 in human podocytes. Injury of podocytes enhanced the ADAM10 mediated cleavage of L1. In addition, we detected ADAM10 in urinary podocytes from patients with kidney diseases and in tissue sections of normal human kidney. Finally, we found elevated levels of ADAM10 in urinary vesicles of patients with glomerular kidney diseases. Conclusions: The activity of ADAM10 in human podocytes may play an important role in the development of glomerular kidney diseases.
Hepatitis C virus (HCV) naturally infects only humans and chimpanzees. The determinants responsible for this narrow species tropism are not well defined. Virus cell entry involves human scavenger receptor class B type I (SR-BI), CD81, claudin-1 and occludin. Among these, at least CD81 and occludin are utilized in a highly species-specific fashion, thus contributing to the narrow host range of HCV. We adapted HCV to mouse CD81 and identified three envelope glycoprotein mutations which together enhance infection of cells with mouse or other rodent receptors approximately 100-fold. These mutations enhanced interaction with human CD81 and increased exposure of the binding site for CD81 on the surface of virus particles. These changes were accompanied by augmented susceptibility of adapted HCV to neutralization by E2-specific antibodies indicative of major conformational changes of virus-resident E1/E2-complexes. Neutralization with CD81, SR-BI- and claudin-1-specific antibodies and knock down of occludin expression by siRNAs indicate that the adapted virus remains dependent on these host factors but apparently utilizes CD81, SR-BI and occludin with increased efficiency. Importantly, adapted E1/E2 complexes mediate HCV cell entry into mouse cells in the absence of human entry factors. These results further our knowledge of HCV receptor interactions and indicate that three glycoprotein mutations are sufficient to overcome the species-specific restriction of HCV cell entry into mouse cells. Moreover, these findings should contribute to the development of an immunocompetent small animal model fully permissive to HCV.
The presynaptic protein alpha-synuclein has received much attention because its gain-of-function is associated with Parkinson’s disease. However, its physiological function is still poorly understood. We studied brain regions of knock-out mice at different ages with regard to consistent upregulations of the transcriptome and focused on glyoxalase I (GLO1). The microarray data were confirmed in qPCR, immunoblot, enzyme activity, and behavior analyses. GLO1 induction is a known protective cellular response to glucose stress, representing efforts to decrease toxic levels of methylglyoxal (MG), glyoxal and advanced glycation endproducts (AGEs). Mass spectrometry quantification demonstrated a ubiquitous increase in MG and fructosyl-lysine as consequences of glucose toxicity, and consistent enhancement of certain AGEs. Thus, GLO1 induction in KO brain seems insufficient to prevent AGE formation. In conclusion, the data demonstrate GLO1 expression and glycation damage to be induced by alpha-synuclein ablation. We propose that wild-type alpha-synuclein modulates brain glucose metabolism.
In der vorliegenden Studie wurde die Erfolgsrate der intrauterinen Insemination im Hinblick auf die andrologischen Parameter analysiert. Der praktische Teil dieser Arbeit bestand darin, einen Fragebogen mit allen interessierenden Merkmalen zu erstellen. Anschließend wurden die Patientendaten aller im Jahre 2003 mittels intrauteriner Insemination in der Frauenklinik der Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am Main behandelter Paare, anhand des erstellten Fragebogens erfasst. Die zusammengetragenen Daten wurden in einer Excel-Datentabelle ausgewertet und anschließend anhand des Chi-Quadrat-Vierfeldertests auf ihre statistische Signifikanz hin überprüft. Das Nichtschwangerenkollektiv, welches sich aus 197 Paaren zusammensetzte, wurde mit dem Schwangerenkollektiv, bestehend aus 35 Paaren, verglichen. Insgesamt wurden 475 Behandlungszyklen durchgeführt. Es kam insgesamt zu 36 Schwangerschaften (2 Schwangerschaften davon bei einem Paar nach Abort in der ersten Schwangerschaft), woraus eine Schwangerschaftsrate von 15,5 % resultiert und eine Wahrscheinlichkeit einer Schwangerschaft pro Behandlungszyklus 7,6 % errechnet wurde. Als die wichtigsten prognostischen Faktoren haben sich folgende Parameter herausgestellt. Erstens die Anzahl an schnell progressiven Spermien im Ejakulat. Es sollten mindestens 1 Million sein, sind weniger als 1 Millionen schnell progressiver Spermien vorhanden, kann mittels intrauteriner Insemination zwar eine Schwangerschaft erzielt werden, jedoch ist die Erfolgsaussicht deutlich geringer. Zweitens der Grad der Teratozoospermie. Eine moderate Teratozoospermie zeigte ein gutes Outcome bei der intrauterinen Insemination, wohingegen bei Paaren mit einer schweren Teratozoospermie die intrauterine Insemination kritisch betrachtet werden muss. In dieser Studie lag die Grenze bei 6 % Normalformen. Paaren mit mindestens 6 % Normalformen im Ejakulat kann zu einer intrauterinen Insemination geraten werden. Somit lässt sich zusammenfassend aus dieser Studie schlussfolgern, dass die intrauterine Insemination als eine im Vergleich zur IVF und ICSI relativ gering invasive und kostengünstige Methode bei moderater andrologischer Sterilität immer noch als Behandlung der ersten Wahl in Betracht kommt. Bei einer schweren männlichen Sterilität sollte die Indikation strenger gestellt werden und Alternativmethoden, wie z. B. die ICSI, als primäre Behandlungsoption zum Einsatz kommen.
Die Bindung von regulatorischen Proteinen an die Zelloberfläche ist eine wirkungsvolle Strategie, die sich humanpathogene Bakterien, insbesondere B. burgdorferi, dem Erreger der Lyme-Borreliose, zu eigen gemacht haben, um der bakteriolytischen Wirkung von Komplement zu entgehen. Die Grundlage der Serumresistenz bei B. burgdorferi besteht vornehmlich in der Interaktion der Komplementregulatoren Faktor H und FHL-1 mit fünf verschiedenen Borrelienproteinen, die als Complement Regulator-Acquiring Surface Proteins bezeichnet werden. Bei der Genospezies B. burgdorferi s.s. nimmt das BbCRASP-2 Protein aufgrund seines spezifischen Bindungsverhaltens gegenüber Faktor H und FHL-1 eine Sonderstellung ein. In früheren Untersuchungen konnten vier potenzielle Bindungsregionen von Faktor H und FHL-1 im BbCRASP-2 Protein lokalisiert werden. Das Ziel der vorliegenden Arbeit bestand in der detaillierten Charakterisierung der an der Bindung mit Faktor H und FHL-1 beteiligten Aminosäuren von BbCRASP-2 innerhalb der putativen Bindungsregionen 2, 3 und 4 sowie in einer Region, die eine coiled-coil Struktur aufweist. Dazu wurden selektiv Aminosäuren mittels gerichteter Mutagenese durch die neutrale Aminosäure Alanin ausgetauscht und das Bindungsverhalten der mutierten BbCRASP-2 Proteine untersucht. Mittels Ligandenaffinitätsblot-Analyse und ELISA konnten insgesamt 17 Aminosäuren – geladen, neutral polar, neutral unpolar - identifiziert werden, die nach Mutagenese eine erniedrigte Bindungskapazität oder keine Bindung gegenüber Faktor H und FHL-1 in mindestens einem der beiden Testmethoden aufwiesen. Von diesen Mutanten zeigen 6 Proteine (BbCRASP-2S72A, BbCRASP-2D84A, BbCRASP-2F91A, BbCRASP-2R139A, BbCRASP-2Y207A, BbCRASP-2Y211A) in beiden Testsystemen ein deutlich verändertes Bindungsverhalten. 12 weitere BbCRASP-2 Mutanten fielen im ELISA durch ihre reduzierte Bindungskapazität auf, verhielten sich jedoch im Ligandenaffinitätsblot im Vergleich zu BbCRASP-2 in ihrer Bindungseigenschaft unverändert. Die für die Faktor H/FHL-1 Bindung relevanten Aminosäuren verteilten sich in allen der drei untersuchten Bindungsregionen, wobei Austausche in der C-terminal gelegenen Region 4 den größten Effekt auf die Bindung zeigten. Dies deutet darauf hin, dass dem C-Terminus eine essentielle Rolle bei der Interaktion zugeordnet werden kann. In Bezug auf die Ladungseigenschaften der identifizierten Aminosäuren ergab sich ebenfalls ein sehr heterogenes Bild. Da sowohl geladene als auch polare und unpolare Aminosäuren an der Bindung von Faktor H und FHL-1 partizipieren, ist davon auszugehen, dass gleichermaßen elektrostatische und hydrophobe Wechselwirkungen an der Bindung beteiligt sind. Zusätzlich konnte in der putativen coiled-coil Region eine Aminosäure (Phe91) identifiziert werden, die direkt oder indirekt an der Bindung von BbCRASP-2 und Faktor H/FHL-1 beteiligt ist. Für die Hypothese einer an der Interaktion beteiligten coiled-coil Struktur spricht, dass Aminosäuresubstitutionen an drei weiteren Positionen (Leu-94, Ile-98 und Tyr-101) eine reduzierte Bindung bewirkten. Die räumlich weit auseinander liegenden Positionen der als bindungsrelevant identifizierten Aminosäuren deuten darauf hin, dass sich der Bindungsmechanismus von BbCRASP-2 an Faktor H und FHL-1 komplexer darstellt, als zunächst vermutet. Es ist ferner zu erwarten, dass noch weitere Aminosäuren außerhalb der putativen Bindungsregionen die Interaktion von BbCRASP-2 mit den Regulatorproteine beeinflussen, da in dieser Studie gezeigt werden konnte, dass die Substitution von Phenylalanin an Position 91 einen deutlichen Einfluss auf die Bindung von Faktor H und FHL-1 aufwies, obwohl sie außerhalb der ermittelten Bindungsregionen lokalisiert ist. Mit großer Wahrscheinlichkeit stellt die genaue Topologie des BbCRASP-2 Proteins ebenfalls einen entscheidenden Faktor für die Bindung dar. Deshalb sollte mit Kenntnis der dreidimensionalen Struktur des BbCRASP-2 Moleküls eine genauere Beschreibung des molekularen Bindungsmechanismus möglich sein. Die vorliegenden Untersuchungen zum molekularen Mechanismus der Serumresistenz von B. burgdorferi tragen wesentlich zum Verständnis der komplexen Interaktion zwischen BbCRASP-2 mit Faktor H und FHL-1, den beiden Komplementregulatoren des alternativen Weges bei. Diese Erkenntnisse könnten langfristig gesehen für die Entwicklung eines Impfstoffs genutzt werden.
Since the introduction of radiological examination techniques, such as an angiographic computed tomography (ACT) and a computed tomographic angiography (CTA), the diagnosis and treatment planning for cerebral aneurysms became quicker and safer. Unfortunately, the state of development of these techniques, and their possible indications and benefits are still today restricted to specialized centers. The objective of this update was to analyze the current scientific evidence about their actual interventional and diagnostic use and identify the individual advantages of each through a literature review and personal experience-based data.