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Venoms from cone snails (Conidae) have been extensively studied during the last decades, but those from other members of the suborder Toxoglossa, such as of Terebridae and Turridae superfamilies attracted less interest so far. Here, we report the effects of venom and gland extracts from three species of the superfamily Terebridae. By 2-electrode voltage-clamp technique the gland extracts were tested on Xenopus oocytes expressing nicotinic acetylcholine receptors (nAChRs) of rat neuronal (α3β2, α3β4, α4β2, α4β4, α7) and muscle subtypes (α1β1γδ), and expressing potassium (Kv1.2 and Kv1.3) and sodium channels (Nav1.2, 1.3, 1.4, 1.6). The extracts were shown to exhibit remarkably high inhibitory activities on almost all nAChRs tested, in particular on the α7 subtype suggesting the presence of peptides of the A-superfamily from the venom of Conus species. In contrast, no effects on the potassium and sodium channels tested were observed. The venoms of terebrid snails may offer an additional source of novel biologically active peptides.

Sudden cardiac death (SCD) in adolescents and young adults may be the first manifestation of an inherited arrhythmic syndrome. Thus identification of a genetic origin in sudden death cases deemed inconclusive after a comprehensive autopsy and may help to reduce the risk of lethal episodes in the remaining family. Using next-generation sequencing (NGS), a large number of variants of unknown significance (VUS) are detected. In the majority of cases, there is insufficient evidence of pathogenicity, representing a huge dilemma in current genetic investigations. Misinterpretation of such variants may lead to inaccurate genetic diagnoses and/or the adoption of unnecessary and/or inappropriate therapeutic approaches. In our study, we applied current (ACMG) recommendations for variant classification in post-mortem genetic screening of a cohort of 56 SCD victims. We identified a total 53 rare protein-altering variants (MAF < 0.2%) classified as VUS or worse. Twelve percent of the cases exhibited a clinically actionable variant (pathogenic, likely pathogenic or VUS – potentially pathogenic) that would warrant cascade genetic screening in relatives. Most of the variants detected by means of the post-mortem genetic investigations were VUS. Thus, genetic testing by itself might be fairly meaningless without supporting background data. This data reinforces the need for an experienced multidisciplinary team for obtaining reliable and accountable interpretations of variant significance for elucidating potential causes for SCDs in the young. This enables the early identification of relatives at risk or excludes family members as genetic carriers. Also, development of adequate forensic guidelines to enable appropriate interpretation of rare genetic variants is fundamental.

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit dem bekannten Phänomen der postmortalen Insulin-Instabilität. Die sichere Analyse von Insulin in Serum sowie vor allem auch in postmortalen Blutproben, ist für die forensische Begutachtung von enormer Bedeutung, da sie z. B. im Falle einer kriminellen Handlung einen hohen Beweiswert hat. Bei den durchgeführten Untersuchungen zeigte sich, dass bei einer Inkubation von Insulin in Serum sowie auch bei einer Inkubation mit intakten Blutzellen keine Abnahme der Insulinkonzentration eintritt. Daher kann für die Insulinbestimmung Serum als Untersuchungsmaterial empfohlen werden. Da postmortale Blutproben häufig eine Hämolyse aufweisen, wurde frisch entnommenes Blut hämolysiert und mit Insulin inkubiert. Hierbei zeigte sich, dass die Insulinkonzentration innerhalb von 5 Stunden bei 37°C signifikant auf 20% der Ausgangskonzentration sank. Ein proteolytischer Insulinabbau konnte ausgeschlossen werden, da der Zusatz von Enzyminhibitoren keine Hemmung des Insulinabbaus bewirkte. Bei der Hämolyse tritt u. a. der rote Blutfarbstoff Hämoglobin aus den Erythrocyten aus. In einer vergleichenden Inkubation aus hämolysiertem Blut und in Reinform erhältlichem Hämoglobin konnte festgestellt werden, dass die Insulinkonzentration in beiden Ansätzen in gleichem Maß absank. Hieraus wurde geschlossen, dass der Abbau auf das Hämoglobinmolekül zurückzuführen ist. Im Folgenden wurden systematische Untersuchungen angestellt, welcher Anteil des Hämoglobins für diesen Abbau verantwortlich ist. Zunächst wurde der Einfluss diverser Oxidationsstufen in Eisensalzen oder im Hämoglobin (Hb/MetHb), von Sauerstoff (Oxy-/CO-Hb), der isolierten Hämgruppe und der isolierten Globinketten untersucht. Nur die Inkubation von Insulin mit den isolierten Globinketten führte ebenfalls zu einem Insulinabbau, weswegen geschlussfolgert wurde, dass der proteinogene Teil des Hämoglobins im Wesentlichen den Insulinabbau verursacht. Eine Hemmung des Abbaus konnte nur bei Erniedrigung des pH-Werts auf 2,7 oder bei Alkylierung des Hämoglobins mit Jodacetamid erreicht werden. Jodacetamid ist ein Alkylierungsreagenz, das selektiv Thiolgruppen alkyliert. Zwar konnte die selektive Alkylierung der Thiolgruppen im Hämoglobin-Molekül mittels Flugzeitmassenspektrometrie nicht differenziert werden, aber die Ergebnisse lassen den Schluss zu, dass mindestens eine Thiolgruppe der Hämoglobin-Beta-Kette für den Insulinabbau verantwortlich ist. Der zweite Teil der vorliegenden Arbeit beschäftigt sich mit der Suche nach den Insulinabbauprodukten. Bekannte Lagerungsartefakte von Insulin, wie sie in der Literatur beschrieben werden, konnten nicht nachgewiesen werden. Auch kovalente Insulinaddukte am Hämoglobin wurden nicht beobachtet. Dagegen wurde eine Spaltung von Insulin in dessen A- und B-Kette beobachtet, allerdings mit einer Massenabnahme entsprechend dem Verlust von 4 bzw. 2 Protonen. Es wird postuliert, dass die veränderten Ketten nach einer Disulfidbrückenspaltung des Insulins wieder intramolekulare Disulfidbrücken bilden, sodass eine dehydrierte A- und B-Kette entsteht. Bei der A-Kette gibt es drei Möglichkeiten der Konfiguration der Disulfidbrücken, drei Isomere wurden auch chromatographisch unterschieden. Die Intensität der Kettenbildung entsprach allerdings nur ca. 10% des Insulinausgangssignals und sank nach dem Erreichen eines Maximums nach 20 Stunden auch wieder ab, weswegen angenommen wird, dass auch noch weitere Abbauprodukte gebildet werden. Anhand weiterer Untersuchungsverfahren (Fluoreszenz, Gelelektrophorese, isoelektrische Fokussierung) wurde zwar nach weiteren Abbauprodukten gesucht, es konnten allerdings keine Weiteren nachgewiesen werden. Es wurde eine Extraktionsmethode für Insulin und dessen Abbauprodukte entwickelt, die robust und auch für postmortale Blutextrakte geeignet scheint. Aufgrund der mangelnden Sensitivität des zur Verfügung stehenden Analysensystems konnte die Methode nur in einem sehr hohen Konzentrationsbereich überprüft werden, was weiterführende Untersuchungen in niedrigen Konzentrationsbereichen nötig macht. Die Extraktionsmethode könnte auch für Gewebeextrakte eingesetzt werden, wobei Leber- und Nierengewebe nicht geeignet erscheinen, da bei Inkubationen auch hier eine erhebliche Insulinabnahme festgestellt wurde. Für die Praxis wird, wenn möglich, eine Insulinbestimmung aus Serum empfohlen. Weiterer Forschungsbedarf besteht für die Untersuchung der Insulinstabilität in realen postmortalen Blutproben und im physiologischen Konzentrationsbereich.

Aim: Exposure to opioids has been associated with epigenetic effects. Studies in rodents suggested a role of varying degrees of DNA methylation in the differential regulation of μ-opioid receptor expression across the brain. Methods: In a translational investigation, using tissue acquired postmortem from 21 brain regions of former opiate addicts, representing a human cohort with chronic opioid exposure, μ-opioid receptor expression was analyzed at the level of DNA methylation, mRNA and protein. Results & conclusion: While high or low μ-opioid receptor expression significantly correlated with local OPRM1 mRNA levels, there was no corresponding association with OPRM1 methylation status. Additional experiments in human cell lines showed that changes in DNA methylation associated with changes in μ-opioid expression were an order of magnitude greater than differences in brain. Hence, different degrees of DNA methylation associated with chronic opioid exposure are unlikely to exert a major role in the region-specificity of μ-opioid receptor expression in the human brain.