610 Medizin und Gesundheit
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Previous study showed that kaffir lime leaf contains alkaloid, flavonoid, terpenoid, tannin and saponin. The objective of this study was to examine the cytotoxic effect of kaffir lime leaf extract on cervical cancer and neuroblastoma cell lines. The method used for this research to determine cell viability was an 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT) assay. Results showed that an ethyl acetate extract had an IC50 for HeLa cells, UKF-NB3, IMR-5 and SK-N-AS parental cells of 40.7 μg · mL–1, 28.4 μg · mL–1, 14.1 μg · mL–1, and 25.2 μg · mL–1 respectively. Furthermore, the IC50 of chloroform extracts for HeLa cells, UKF-NB3, IMR-5 and SK-N-AS parental were 17.6 μg · mL–1, 18.9 μg · mL–1, 6.4 μg · mL–1, and 9.4 μg · mL–1 respectively. These data showed that kaffir lime extract reduces the viability of cervical and neuroblastoma cell lines and may have potential as anti-cancer compounds.
ecently, pertussis has become a problem also in the adult population, with incidences even higher than in children. Pediatric health care workers (HCWs) are an important source of transmission, exposing very young and immunocompromised patients to an increased risk of potentially severe pertussis infections. Encouraging HCWs to get vaccinated can play a vital role in stopping the transmission of pertussis, thereby reducing institutional outbreaks.
In Germany, HCWs come up with all sorts of reasons for not getting pertussis vaccination. This study was meant to provide information in order to better understand the backgrounds of these attitudes.
A survey was conducted at the children's university hospital in Frankfurt, using an anonymous questionnaire. Survey results were used to design an intervention to increase the immunization rate of staff. Disappointingly, our efforts to increase the acceptance of the immunization program by providing information in advance were not yet satisfying.
Misconception about pertussis vaccination was prevalent especially among nursing staff. The main reasons for non-compliance included: unawareness of an own risk of infection, the belief that pertussis is not a serious illness, fear of side effects, the belief that the pertussis vaccine might trigger the pertussis disease itself, and skepticism about the efficacy of the pertussis vaccination.
Recently, pertussis has become a problem also in the adult population, with incidences even higher than in children. Pediatric health care workers (HCWs) are an important source of transmission, exposing very young and immunocompromised patients to an increased risk of potentially severe pertussis infections. Encouraging HCWs to get vaccinated can play a vital role in stopping the transmission of pertussis, thereby reducing institutional outbreaks.
In Germany, HCWs come up with all sorts of reasons for not getting pertussis vaccination. This study was meant to provide information in order to better understand the backgrounds of these attitudes.
A survey was conducted at the children's university hospital in Frankfurt, using an anonymous questionnaire. Survey results were used to design an intervention to increase the immunization rate of staff. Disappointingly, our efforts to increase the acceptance of the immunization program by providing information in advance were not yet satisfying.
Misconception about pertussis vaccination was prevalent especially among nursing staff. The main reasons for non-compliance included: unawareness of an own risk of infection, the belief that pertussis is not a serious illness, fear of side effects, the belief that the pertussis vaccine might trigger the pertussis disease itself, and skepticism about the efficacy of the pertussis vaccination.
With respect to nosocomial influenza infections, the welfare of patients is best served by high rates of staff immunity against influenza. However, data from the Centers of Disease Control (CDC) in the USA and the Robert Koch-Institute (RKI) in Germany indicate that most of health care workers (HCWs) choose not to be vaccinated. Under voluntary influenza immunization standards, institutional influenza outbreaks occur every flu season. The question about the legality of implementation mandatory flu vaccination for HCWs is an ongoing debate, which covers several different positions.
To characterize the attitudes of German HCWs toward mandatory influenza immunization, an anonymous questionnaire was offered to HCWs of the University Hospital in Frankfurt/Main / Germany. Our study showed that almost 70% of the respondents would accept mandatory influenza vaccination.
In our opinion an annual influenza vaccination should be required for HCWs who care for immunocompromised patients and residents in long-term care if there will be a failure of voluntary vaccination programs. An informed declination should be obtained from employees who decline vaccination and these HCWs ought to work in uncritical areas of patient care.
Impairment in past tense production as well as interaction between tense and aspect have been found in both fluent and non-fluent aphasia (e.g. Dragoy & Bastiaanse, 2013). Inflection has been found to be relatively preserved in semantic dementia (SD) (Thompson et al., 2012). The aims of the present study are a) to compare the morphosyntactic abilities of patients with aphasia and SD in tense and aspect marking and b) to explore the interaction of lexical (+/- telic) and grammatical (perfective/imperfective) aspect in aphasia and SD. A sentence completion task was administered to 30 native speakers of Greek: 10 patients with aphasia (6 anomic, 2 Wernicke and 2 agrammatic), 10 age and education-matched controls, 5 patients with SD and 5 controls. The material consisted of unergative, unaccusative and transitive verbs (12 of each verb class) and the participants had to apply present (imperfective) and past (perfective) tense. Unergative and unaccusative verbs differ in terms of their aspectual properties with the unergative being [-telic], and unaccusative [+telic]. Transitive verbs vary. A principal distinction between the tested conditions was the standard ummarked combination ([+telic] verbs in past perfective and [–telic] verbs in present imperfective) vs. the marked one ([+telic] verbs in present imperfective and [–telic] in past perfective). Both control groups performed at ceiling in all conditions. Aphasic participants were significantly more impaired than the control group in all conditions. SD participants were significantly more impaired than the controls only in the production of present tense (M-W U= 1.5, p= 0.024). There was no difference between past perfective and present imperfective for neither group, but there was an interaction between verb class and tense for the aphasic participants, as performance in unaccusative verbs in past perfective (unmarked condition) was significantly better than in unergatives in past perfective (marked condition) (Z=2.512, p=0.012) but performance in unaccusatives in present imperfective (marked condition) was significantly worse than performance in unergatives in present imperfective (unmarked condition) (Z=2.680, p=0.004). In sum, aphasic participants performed significantly better in the unmarked than in the marked conditions. Such an interaction was not found for the SD group. Aphasic participants performed significantly worse than the SD subjects in past perfective tense (M-W U= 7.5, p=0.029) in total, and the difference was significant only for unaccusative verbs (M-W U= 6.5, p=0.021), although both groups performed very well in this condition. There was no difference in present, neither for each verb class separately nor for the total score. A general past tense deficit cannot be upheld for either group. Rather, SD participants appear relatively impaired in producing present tense. We argue for slight morphosyntactic impairment in SD, although with a different underlying cause than in aphasia. Moreover, our data suggest an effect of aspectual markedness in aphasia but not in SD. We discuss this finding in the light of the different neuropathology of the two populations.
Die gegenwärtige Entwicklung innovativer Medizintechnologien erweist sich als ein lebendiges wie gespenstisches Geschehen. Sie erzeugt therapeutische Handlungsspielräume für Krankheitsformen, die vormals als nicht mehr behandelbar galten und sich jeglicher kurativen Einflusssphäre entzogen. Gleichermaßen berühren sich mit der Effizienz der Eingriffsmöglichkeiten, Regionen des Ungewissen über die Wirkmechanismen des jeweiligen technologischen Verfahren. Die hieraus resultierenden Deutungsherausforderungen betreffen sowohl die beteiligten Ärztinnen, Patienten und Angehörige (Peter, Funcke 2013). Als exemplarisch für ein solche gleichzeitige Hervorbringung medizinisch hoffnungsvoller sowie vertraute Erfahrungsweisen verunsichernder Technologien wird in diesem Vortrag die neurochirurgische Behandlungsmethode der tiefen Hirnstimulation (THS) als Gegenstand soziologischer Betrachtung thematisiert. Die THS ist ein reversibler Eingriff, bei welchen vermittels stereotaktischer Techniken impulsgebende Elektroden tief ins Hirn eingesetzt werden. Die je nach diagnostizierten Störungsbild anvisierten Zielregionen werden im Anschluss an die Implantation elektronisch stimuliert. Medikamentös nicht mehr zu behandelnde Symptome können reduziert werden. Trotz ihrer infolge zahlreicher klinischer Studien nachgewiesenen Effizienz bildet die THS weiterhin eine kontroverse Behandlungsmethode, die sowohl unter medizinischen als auch ethischen Prämissen diskutiert wird. Einerseits kristallisiert sich am Nicht-Wissen über die spezifischen Wirkungszusammenhänge die Notwendigkeit einer erweiterten klinischen Forschung. Andererseits verweist das Auftreten nicht-intendierter Nebenwirkungen, die von Patient_innen, wie deren Angehörigen als individuelle Persönlichkeitsveränderungen wahrgenommen werden, auf die Relevanz einer interpretativen Bestimmung der subjektiven Erfahrung von Seiten der Betroffenen. Der Beitrag nimmt sich zum Ziel, entlang einer empirischen Fallstudie, in der eine Patientin vor und nach der Operation begleitet wurde, und vermittelt durch eine ereignistheoretische Konzeption, auf die Auslegungsbedingungen für betroffene Patient_innen im Zuge der neurotechnologischen Anwendung der THS aufmerksam zu machen.
Medizinstudium, Examina und die Berufstätigkeit sind stressig; belastbare Daten zum allgemeinen und spezifischen Stress während des Medizinstudiums liegen nur in geringem Ausmaß vor. Wir haben die Stressbelastung und Resilienz der Frankfurter Medizinstudenten in den Kohorten 1. vorklinisches Semester, 1. klinisches Semester und PJ-Eintritt erhoben (Trierer Inventar zum chronischen Stress TICS, altersnormierter Mittelwert = 50; Resilienz-Skala RS11, kein Optimum, hohe Werte weisen auf Resilienz hin); an der Studie nahmen jeweils mehr als 90% der entsprechenden Kohorte teil. Während zu Studienbeginn der Summenwert (altersnormierter T-Wert) bei 56% lag, fiel dieser im 1. klin. Semester auf 54%, und stieg zum PJ nur gering wieder an. Unter den Subskalen fiel auf, dass Überlastung, Überforderung und chronische Besorgnis parallel zum Gesamtscore abfielen, die Subskala Unzufriedenheit jedoch zunahm (1. vorklin. Semester 53%, 1. klin. Semester 55%, PJ 58%). Die höchsten Werte in der PJ-Gruppe fanden sich ebenfalls für die Subskalen soziale Überlastung, Mangel an sozialer Anerkennung und Soziale Spannungen. Niedrigere Stressskala-Werte zeigten sich nach dem Staatsexamen M1 in den Subskalen Überlastung, Erfolgsdruck, Überforderung, soziale Isolierung, chronische Besorgnis und dem Summenscore. Überraschenderweise fiel der Summenwert der Resilienz vom 1. vorklinischen und 1. klinischen Semester (80,7%) auf 76,7% vor dem PJ-Eintritt, dieser Abfall zeigte sich für alle 11 Einzelitems dieses Fragebogens in gleicher Weise. Während eine Abnahme der Belastungsabhängigen Skalen Überlastung und Überforderung nach dem Staatsexamen M1 erwartet worden war, überraschte die im Gruppenvergleich abnehmende Resilienz bei den Studenten vor dem Praktischen Jahr. Ebenso überraschend war die fast kontinuierliche Zunahme auf der Subskala Unzufriedenheit während des Studiums. Inwieweit diese Differenzen auf das Studium zurückzuführen sind oder auf eine überzufällige Häufung bei den Studienabbrechern, wird in einer prospektiven Fortführung dieser Studie untersucht.
Die derzeitige Regelung der Zulassung zum Medizinstudium berücksichtigt die Abiturnote und Wartezeiten; universitäre Parameter können diese Kriterien modifizieren. Hierzu zählen z.B. die Leistungskurswahl, wie es an der Goethe-Universität Frankfurt gehandhabt wird. Im Rahmen der Untersuchung zu Stress und Resilienz bei Medizinstudenten haben wir bei den Studenten des 1. vorklinischen Semesters soziodemographische Daten erhoben, die einen Kohortenvergleich erlauben. Die chronische Stressbelastung wurde mit dem Trierer Inventar zum chronischen Stress TICS erhoben (T-Wert von 50 entspricht dem altersnormierten Durchschnitt), die Resilienz mit der Skala RS11 (keine Normwerte, hohe Werte weisen auf Resilienz hin); an der Studie nahmen 90% der Studienanfänger teil. Neben dem Summenscore für Stress wurden die 9 Subskalen Überlastung, Überforderung, Unzufriedenheit, Erfolgsdruck, Soziale Überlastung, soziale Spannungen, Soziale Isolierung, Mangelnde Soziale Anerkennung und Chronische Besorgnis erhoben. Signifikant höhere Werte bei Studentinnen (n=234) als bei Studenten (n=111) fanden sich für die Skalen Überlastung, Überforderung und chronische Besorgnis, mit dem größten Unterschied bei chronischer Besorgnis (♀ T-Wert von 56 der Altersnorm, ♂ 51). Bei älteren Studienanfängern (n=89, Alter >21 Jahre) fand sich eine leichte Korrelation mit den Skalen Soziale Überlastung und Mangel an sozialer Anerkennung; auch im Gruppenvergleich haben ältere Studenten mit einem T-Wert von 55 einen signifikant höheren Wert als junge Studenten (T-Wert 50). Auch die Notwendigkeit, das Studium ganz (n=86) oder teilweise (n=58) selbst zu finanzieren, erhöht die Werte auf den Skalen Soziale Überlastung, Soziale Spannung, Mangel an sozialer Anerkennung sowie den Summenscore. Keinen Einfluss hatten Parameter wie „nichtdeutsche Hochschulzugangsberechtigung“, dagegen finden sich bei Studenten mit einer nicht-deutschen Muttersprache (n=61) und Sprachschwierigkeiten (n=12) häufiger überfordert, überlastet, sozial nicht anerkannt, chronisch besorgt und gestresst. Ein erhöhter Stress bei Medizin-Anfängern wird bei Frauen, älteren Studienanfängern sowie eigener Finanzierung gesehen. Überraschend war der geringe Einfluss von Parametern wie Deutsch als Fremdsprache, oder kulturelle Faktoren, die über einen oder beide Elternteile außerhalb Deutschlands oder der EU erfasst wurden.
Aims: We have provided evidence in former studies that cytokines (IL-8, TNF alpha, LBP, TGFß) measured in blood correlate negatively with lung function in deltaF508 homozygous patients. GAP junction proteins might be of importance for the influx of blood cells into the lung. Our aim was to assess the relationship between connexin genotypes and cytokines (IL-8, TNF-alpha, LBP, TGFß) in induced sputum and serum, and lung disease.
Methods: 36 patients homozygous for deltaF508 (median age 18 y, m/f 16/20, FEV1(%) 77) were examined. Sequence analysis was performed for genes encoding GAP junction protein alpha 1 (GJA1/connexin 43) and gap junction protein alpha 4 (GJA4/connexin 37). Cytokines were assessed in serum and induced sputum (IS) by chemiluminescence (DPC Biermann, Bad Homburg, Germany) as well as leukocyte counts.
Results: DNA analysis was performed in 35 patients. Whereas GJA1 showed only one rare heterozygous synonymous SNP (rs138386744) in one patient, four common SNPs were detected in GJA4. Two were synonymous changes, but the third variant (rs41266431) predicts an amino acid substitution (GTA → valine, ATA → isoleucine) as well as the fourth SNP (rs1764391: CCC→proline, TCC→serine). For rs41266431 patients with homozygosity for the G variant had higher IL-8 levels (median: 13.3/8.0 pg/ml, p=0.07) in serum as well as leukocytes in sputum (median: 2050/421 /µl p=0.041) than those showing heterozygosity (G/A). In individuals > 30 years lung function (FEV1 41.3/84.83 % predicted, p=0.07) was worse.
Conclusion: SNP rs41266431 seems a promising candidate for further investigations, suggesting GJA4 a potential disease modifying gene.
Modeling the effects of neuronal morphology on dendritic chloride diffusion and GABAergic inhibition
(2014)
Poster presentation at the Twenty Third Annual Computational Neuroscience Meeting: CNS*2014 Québec City, Canada. 26-31 July 2014.
Gamma-aminobutyric acid receptors (GABAARs) are ligand-gated chloride (Cl−) channels which mediate the majority of inhibitory neurotransmission in the CNS. Spatiotemporal changes of intracellular Cl− concentration alter the concentration gradient for Cl− across the neuronal membrane and thus affect the current flow through GABAARs and the efficacy of GABAergic inhibition. However, the impact of complex neuronal morphology on Cl− diffusion and the redistribution of intracellular Cl− is not well understood. Recently, computational models for Cl− diffusion and GABAAR-mediated inhibition in realistic neuronal morphologies became available [1-3]. Here we have used computational models of morphologically complex dendrites to test the effects of spines on Cl− diffusion. In all dendritic morphologies tested, spines slowed down longitudinal Cl− diffusion along dendrites and decreased the amount and spatial spread of synaptically evoked Cl− changes. Spine densities of 2-10 spines/µm decreased the longitudinal diffusion coefficient of Cl− to 80-30% of its value in smooth dendrites, respectively. These results suggest that spines are able to limit short-term ionic plasticity [4] at dendritic GABAergic synapses.
Poster presentation at The Twenty Third Annual Computational Neuroscience Meeting: CNS*2014 Québec City, Canada. 26-31 July 2014: We study random strongly heterogeneous recurrent networks of firing rate neurons, introducing the notion of cohorts: groups of co-active neurons, who compete for firing with one another and whose presence depends sensitively on the structure of the input. The identities of neurons recruited to and dropped from an active cohort changes smoothly with varying input features. We search for network parameter regimes in which the activation of cohorts is robust yet easily switchable by the external input and which exhibit large repertoires of different cohorts. We apply these networks to model the emergence of orientation and direction selectivity in visual cortex. We feed these random networks with a set of harmonic inputs that vary across neurons only in their temporal phase, mimicking the feedforward drive due to a moving grating stimulus. The relationship between the phases that carries the information about the orientation of the stimulus determines which cohort of neurons is activated. As a result the individual neurons acquire non-monotonic orientation tuning curves which are characterized by high orientation and direction selectivity. This mechanism of emergence for direction selectivity differs from the classical motion detector scheme, which is based on the nonlinear summation of the time-shifted inputs. In our model these two mechanisms coexist in the same network, but can be distinguished by their different frequency and contrast dependences. In general, the mechanism we are studying here converts temporal phase sequence into population activity and could therefore be used to extract and represent also various other relevant stimulus features.
Poster presentation: 28th Annual Scientific Meeting of the Society for Immunotherapy of Cancer (SITC)
Significant progress has been made over the last decade towards realizing the potential of natural killer (NK) cells for cancer immunotherapy. NK cells can respond rapidly to transformed and stressed cells, and have the intrinsic potential to extravasate and reach their targets in almost all body tissues. In addition to donor-derived primary NK cells, also continuously expanding cytotoxic cell lines such as NK-92 are being considered for adoptive cancer immunotherapy. High cytotoxicity of NK-92 has previously been shown against malignant cells of hematologic origin in preclinical studies, and general safety of infusion of NK-92 cells has been established in phase I clinical trials. To enhance their therapeutic utility, we genetically modified NK-92 cells to express chimeric antigen receptors (CAR) specific for tumor-associated surface antigens. Such CAR were composed of a tumor-specific scFv antibody fragment fused via hinge and transmembrane domains to intracellular signaling moieties such as CD3 zeta chain, or composite fusion molecules also containing a costimulatory protein domain in addition to CD3 zeta. For development towards clinical applications, here a codon-optimized second generation CAR was constructed that consists of an ErbB2-specific scFv antibody domain fused via a linker to a composite CD28-CD3 zeta signaling domain. GMP-compliant protocols for vector production, lentiviral transduction and expansion of a genetically modified NK-92 single cell clone (NK-92/5.28.z) were established. Functional analysis of NK-92/5.28.z cells revealed high and stable CAR expression, selective cytotoxicity against ErbB2-expressing but otherwise NK-resistant tumor cells of different origins in vitro, as well as homing to ErbB2-expressing tumors in vivo. Furthermore, antigen specificity and selective cytotoxicity of these cells were retained in vivo, resulting in antitumoral activity against subcutaneous and intracranial glioblastoma xenografts in NSG mice. Ongoing work now focuses on the development of these cells for adoptive immunotherapy of ErbB2-positive glioblastoma.
Das Medizinstudium und die spätere Berufstätigkeit werden als stressig angesehen; dennoch liegen nur wenige Daten zur Stressbelastung von Medizinstudenten und Ärzten vor. Als Teil einer umfangreichen Erhebung zur Stressbelastung haben wir die Stressbelastung und Resilienz von Frankfurter Medizinstudenten in den ersten Wochen des 1. vorklinischen Semesters erhoben (Trierer Inventar zum chronischen Stress TICS, Resilienz-Skala RS11); an der Studie nahmen 348 von 383 Studienanfängern (90,8%) teil. Übereinstimmend mit Ergebnissen aus dem 5. Semester zeigen die Studenten des 1. Semesters hohe Werte insbesondere in den Teilskalen Überlastung und Überforderung; auffallend sind ebenfalls hohe Werte in den Skalen Soziale Isolation und Summenscore. Ein T-Score (altersnormierter Normalwert = 50) über der 2fachen Vertrauensgrenze findet sich im Summenscore (17,2%), chronische Besorgnis (17,8%), Überforderung (11,2%) und Überlastung (22,7%), während in anderen Skalen entsprechende Werte nur bei 1–5% der Teilnehmer erreicht wurden. Die Skalen Überlastung, Erfolgsdruck, chronische Besorgnis sowie der Summenscore sind weitgehend normalverteilt (Schiefe <0,2), dieser Wert beträgt für die anderen Skalen 0,45–0,65. Zwischen den Unterskalen finden sich Korrelationskoeffizienten >0,5 für Überlastung und Überforderung sowie chronischer Besorgnis, zwischen Überforderung und mangelnder sozialer Anerkennung, sozialer Isolierung und chronischer Besorgnis sowie zwischen sozialen Spannungen, sozialer Isolierung und chronischer Besorgnis. Parallel wurde die Resilienz mit Hilfe des Fragebogens RS11 erhoben (kein Optimum, hohe Werte weisen auf Resilienz hin). Bei einer Maximalpunktzahl von 77 erreichten die Studenten 62,2 +/– 8,8 Punkte, bei einer ausgeprägten rechtsschiefen Verteilung. Zwischen der Stressbelastung und der Resilienz fand sich keine relevante Korrelation, mit einem Maximalwert von –0,267 zwischen dem RS11-Score und der Subskala Überforderung. Die Daten belegen ein bereits zu Studienbeginn vorliegendes hohes Maß an Überlastung und Überforderung; dieser Stress korreliert nicht mit der Fähigkeit, mit Stress adäquat umzugehen (Resilienz).
Oral presentation: 23rd World Congress of the World Society of Cardio-Thoracic Surgeons. Split, Croatia. 12-15 September 2013.
Background: In the past, questions have been raised, whether an open flexible annuloplasty band can reliably prevent recurrent mitral valve regurgitation. The purpose of this study was to evaluate the durability of mitral valve repair at midterm, using the Cosgrove-Edwards annuloplasty band in a homogenic patient cohort.
Methods: From January 2004 to December 2007, 157 consecutive patients with degenerative mitral valve disease were included in the study. All had quadrangular resection of a P2 prolapse and annuloplasty with a Cosgrove-Edwards annuloplasty band. Clinical and echocardiography follow-up was complete.
Results: There was no intraoperative or 30 day mortality. After a mean follow-up of 5.0 ± 1.9 years, survival was 94.3%. At midterm, freedom from reoperations was 98.9%, freedom from thromboembolism was 97.5% and freedom from endocarditis was 99.4%. Echocardiography follow-up showed recurrent mitral valve regurgitation higher than grade 2 in two patients. Mean ejection fraction was 60.3 ± 10.2%, left atrial diameter was 42 ± 7 mm, mean gradient was 3.2 ± 1.4 mmHg, effective orifice area was 3.3 ± 1.3cm², mitral leaflet coaptation length was 7.5 ± 1.9 mm and mitral leaflet tethering height was 6.2 ± 2.3 mm.
Conclusion: Mitral valve repair using the Cosgrove annuloplasty band for degenerative mitral valve disease provides an effective and durable form of reconstruction.
Oral presentation: 23rd World Congress of the World Society of Cardio-Thoracic Surgeons. Split, Croatia. 12-15 September 2013.
Background: Partial upper sternotomy (PUS) is established less invasive approach for single and double valve surgery. Reports of aortic surgery performed through PUS are rare.
Methods: The records of 52 patients undergoing primary elective surgery on the proximal aorta through PUS between 2005 and 2011 were reviewed. Patients mean age was 57 years, 35% were in NYHA Class III or IV, 59% had recent cardiac decompensation, and 17% had pulmonary hypertension. The PUS was taken down to the 4th left intercostal space in 44 patients (85%).
Results: No conversion to full sternotomy was necessary. The aortic cross-clamp, cardiopulmonary bypass and operative times averaged 136 ± 20 min., 186 ± 36 min. and 327 ± 83 min., respectively. In eight patients, the right axillary artery was cannulated for establishing cardiopulmonary bypass; the others were cannulated centrally. All patients except one received a procedure on the ascending aorta, either replacement in 30 (58%) or reduction aortoplasty in 21 (40%). Aortic root replacement was additionally performed in 31 patients (60%), including David in 20 (38%) and Ross procedure in 6 (11.5%). The aortic arch was replaced either partially in 5 (10%) or totally in 3 (6%) patients, in moderate hypothermia employing antegrade cerebral perfusion. Additional procedures, included mitral valve repair in 15 (29%) patients and coronary grafting. Ventilation time, intensive care unit and hospital stay averaged 17 ± 12 hours, 2 ± 1, and 11 ± 9 days. Chest drainage was 470 ± 380 ml/24 hours. Permanent neurologic deficit did not occur. Wound dehiscence was observed in a single patient (2%). Thirty-day and hospital mortality were not observed.
Conclusions: Less invasive surgery on the aortic root, ascending aorta and aortic arch can be performed safely and reproducibly. Potential benefits include a minimized risk of wound dehiscence and reduced postoperative bleeding. The PUS does not compromise the quality of the operation.
Cytoprotective functions of amyloid precursor protein family members in stress signaling and aging
(2013)
Poster presentation: Molecular Neurodegeneration: Basic biology and disease pathways Cannes, France. 10-12 September 2013.
Background: The amyloid precursor protein (APP) is processed via two different metabolic pathways: the amyloidogenic and the non-amyloidogenic pathway, the latter of which leading to generation of the secreted N-terminal APP fragment sAPPα [1]. Previous studies from our group suggest that sAPPα exerts potent neuroprotective effects and inhibits stress-triggered cell death via modulation of gene expression, as well as by antagonizing different types of neurotoxic stress [2]. It was also observed that the biochemical processing of APP is downregulated during aging which in turn reduced the secretion of sAPPα [3]. Based on these observations, we have studied the potential physiological function of sAPPα/APP and APLPs (APP like proteins) on the regulation of age-associated, stress induced signaling pathways, apoptosis and senescence.
Materials and methods: SH-SY5Y, PC12, IMR90 cells were used as cellular models. Depletion of APP, APLP1 (APP like protein 1) and APLP2 (APP like protein 2) in SH-SY5Y cells was achieved by stable lentiviral knockdown. To analyze the protective function of sAPPα, we have used conditioned supernatants of wild type APP overexpressing HEK cells and recombinant His-tagged sAPPα purified from yeast. The cells were treated with sAPPα prior to the addition of different stress stimuli (MG132, epoxomicin, UV, H2O2) after which cell death, gene expression and senescence were analyzed by MTT assays, caspase activity assays, Western blots and X-Gal staining respectively.
Results: Our data show that sAPPα can antagonize premature senescence induced by repetitive short term induction of proteasomal stress in IMR-90 cells and apoptosis triggered by prolonged proteasomal stress and other death stimuli in PC12, SH-SY5Y and IMR90 cells which was accompanied by a sAPPα-dependent inhibition of the JNK stress signaling pathway. In contrast, no significant changes in cell viability and apoptosis were observed when APP knockdown cells were pretreated with sAPPα.
Conclusions: Our observations suggest that sAPPα can antagonize both apoptosis and cellular senescence and requires expression of holo-APP to mediate its cytoprotective effects. They also support the notion that the physiological function of APP is linked to modulation of neuronal and brain aging.
Network or graph theory has become a popular tool to represent and analyze large-scale interaction patterns in the brain. To derive a functional network representation from experimentally recorded neural time series one has to identify the structure of the interactions between these time series. In neuroscience, this is often done by pairwise bivariate analysis because a fully multivariate treatment is typically not possible due to limited data and excessive computational cost. Furthermore, a true multivariate analysis would consist of the analysis of the combined effects, including information theoretic synergies and redundancies, of all possible subsets of network components. Since the number of these subsets is the power set of the network components, this leads to a combinatorial explosion (i.e. a problem that is computationally intractable). In contrast, a pairwise bivariate analysis of interactions is typically feasible but introduces the possibility of false detection of spurious interactions between network components, especially due to cascade and common drive effects. These spurious connections in a network representation may introduce a bias to subsequently computed graph theoretical measures (e.g. clustering coefficient or centrality) as these measures depend on the reliability of the graph representation from which they are computed. Strictly speaking, graph theoretical measures are meaningful only if the underlying graph structure can be guaranteed to consist of one type of connections only, i.e. connections in the graph are guaranteed to be non-spurious. ...
When studying real world complex networks, one rarely has full access to all their components. As an example, the central nervous system of the human consists of 1011 neurons which are each connected to thousands of other neurons. Of these 100 billion neurons, at most a few hundred can be recorded in parallel. Thus observations are hampered by immense subsampling. While subsampling does not affect the observables of single neuron activity, it can heavily distort observables which characterize interactions between pairs or groups of neurons. Without a precise understanding how subsampling affects these observables, inference on neural network dynamics from subsampled neural data remains limited.
We systematically studied subsampling effects in three self-organized critical (SOC) models, since this class of models can reproduce the spatio-temporal activity of spontaneous activity observed in vivo. The models differed in their topology and in their precise interaction rules. The first model consisted of locally connected integrate- and fire units, thereby resembling cortical activity propagation mechanisms. The second model had the same interaction rules but random connectivity. The third model had local connectivity but different activity propagation rules. As a measure of network dynamics, we characterized the spatio-temporal waves of activity, called avalanches. Avalanches are characteristic for SOC models and neural tissue. Avalanche measures A (e.g. size, duration, shape) were calculated for the fully sampled and the subsampled models. To mimic subsampling in the models, we considered the activity of a subset of units only, discarding the activity of all the other units.
Under subsampling the avalanche measures A depended on three main factors: First, A depended on the interaction rules of the model and its topology, thus each model showed its own characteristic subsampling effects on A. Second, A depended on the number of sampled sites n. With small and intermediate n, the true A¬ could not be recovered in any of the models. Third, A depended on the distance d between sampled sites. With small d, A was overestimated, while with large d, A was underestimated.
Since under subsampling, the observables depended on the model's topology and interaction mechanisms, we propose that systematic subsampling can be exploited to compare models with neural data: When changing the number and the distance between electrodes in neural tissue and sampled units in a model analogously, the observables in a correct model should behave the same as in the neural tissue. Thereby, incorrect models can easily be discarded. Thus, systematic subsampling offers a promising and unique approach to model selection, even if brain activity was far from being fully sampled.
Two generic mechanisms for emergence of direction selectivity coexist in recurrent neural networks
(2013)
Poster presentation: Twenty Second Annual Computational Neuroscience Meeting: CNS*2013. Paris, France. 13-18 July 2013.
In the mammalian visual cortex, the time-averaged response of many neurons is maximal for stimuli moving in a particular direction. Such a direction selective response is not found in LGN, upstream of the visual processing pathway, suggesting that cortical networks play a strong role in the generation of direction selectivity. Here we investigate the mechanisms for the emergence of direction selectivity in the recurrent networks of nonlinear firing rate neurons in layer 4 of V1 receiving the input from LGN. In the model the LGN inputs are characterized by different receptive field positions, and their relative temporal phase shifts are reversed for the stimuli moving in the opposite direction. We propose that two distinct mechanisms result in the neuronal direction selective response in these recurrent networks. The first one is a result of nonlinear feed-forward summation of several time-shifted inputs. The second mechanism is based on the competition between neurons for firing in a winner-take-all regime. Both mechanisms rely on inhibitory interactions in the connectivity matrix of lateral connections, but the second one involves inhibitory loops. Typically, the first mechanism results in lower selectivity values than the second, but the time-course of acquiring direction selective response is faster for the first mechanism. Importantly, the two mechanisms have different input frequency tuning. The first mechanism, based on the nonlinear summation, result in a relatively narrow tuning curve around the preferred frequency of the stimulus in the case of the moving grating. In contrast, the direction selectivity arising from the second mechanism depends only weakly on the input frequency, i.e. has a broader tuning curve. These differences allow us to provide the recipe for identifying in experiment which of the two mechanisms is used by a given direction selective neuron. We then analyze how the statistics of the connections in the random recurrent networks affect the relative contributions from these two mechanisms and determine the distributions of the direction selectivity values. We identify the motifs in the connectivity matrix, which are required for each mechanism and show that the minimal conditions for both mechanisms are met in a very broad set of random recurrent networks with sufficiently strong inhibitory connections. Thus, we propose that these mechanisms coexist in generic recurrent networks with inhibition. Our results may account for the recent experimental observations that direction selectivity is present in dark-reared mice and ferrets [1,2]. It can also explain the emergence of direction selectivity in species lacking a spatially organized direction selectivity map.
Neuronal dynamics differs between wakefulness and sleep stages, so does the cognitive state. In contrast, a single attractor state, called self-organized critical (SOC), has been proposed to govern human brain dynamics for its optimal information coding and processing capabilities. Here we address two open questions: First, does the human brain always operate in this computationally optimal state, even during deep sleep? Second, previous evidence for SOC was based on activity within single brain areas, however, the interaction between brain areas may be organized differently. Here we asked whether the interaction between brain areas is SOC. ...
Meeting Abstract : 82. Jahresversammlung der Deutschen Gesellschaft für Hals-Nasen-Ohren-Heilkunde, Kopf- und Hals-Chirurgie. Freiburg i. Br., 01.-05.06.2011.
Ca. 3 Millionen Erwachsene in der Bundesrepublik Deutschland leiden unter Tinnitus, wobei eine bei jedem dieser Patienten zur Heilung führende Therapie bisher noch nicht existiert. Ansatzpunkt einer neuartigen Therapie ist die Wiederherstellung des normalen elektrischen Entladungsmusters im Hörnerv mittels elektrischer Stimulation. Hiermit berichten wir über unsere ersten Erfahrungen mit dem Tinnelec, einem Implantat mit einer einzelnen Stimulations-Elektrode die in der Rundfensternische platziert wird.
Zurzeit haben wir 4 einseitig ertaubten Patienten mit Tinnitus auf dem betroffenen Ohr jeweils ein Tinnelec-System implantiert. Die Dauer des Tinnitus betrug mindestens ein Jahr und gängige Tinnitus-Therapien wie z.B. Infusionstherapie waren erfolglos geblieben. Ein psychogener Tinnitus wurde ausgeschlossen. Der durch den Tinnitus verursachte Leidensdruck wurde anhand einer VAS Scala (Visuelle Analog Scala) und eines Tinnitus-Handicap-Inventory (THI) Fragebogens beurteilt. Die Reizapplikation betrug mind. 4 Stunden täglich. Als Stimulationsparameter wurde eine Reizmusterannäherung an den Tinnitus angestrebt.
Bei drei Patienten wurde unter der Stimulation der Tinnitus erträglicher, eine zeitweise komplette Unterdrückung des Tinnitus schon innerhalb der ersten Therapie-Wochen wurde jedoch nur in einem der Fälle berichtet. Diese Ergebnisse wurden auch durch das THI und VAS unterstützt.
Die Tinnelec-Implantation erscheint für Tinnitus Erfolg versprechend zu sein. Weitere Studien bei Tinnitus-Patienten ohne zusätzliche Hörbeeinträchtigung sind jedoch notwendig bis endgültige Schlussfolgerungen betreffend dieses Implantats gezogen werden können. In jedem Fall bleibt die Option einer Cochlea-Implantation im selben Ohr, nach Explantation des Tinnelec, bestehen.
Meeting Abstract : Gesellschaft für Arzneimittelanwendungsforschung und Arzneimittelepidemiologie e.V. (GAA). 17. Jahrestagung der Gesellschaft für Arzneimittelanwendungsforschung und Arzneimittelepidemiologie. Osnabrück, 25.-26.11.2010.
ntroduction: Several drugs require dose adjustment in patients with impaired renal function, which however, often goes undetected. Serum creatinine may be normal in patients while renal function is already reduced. The estimated GFR (eGFR) allows a more precise evaluation of the renal function. This study was carried out in a group practice for family medicine, in Frankfurt/ Main, Germany. The exploration aimed at investigating if patients with renal insufficiency were recognised and if their prescriptions were appropriate in terms of dose adjustment or contra-indications.
Methods: In patients (>65yrs) with renal insufficiency (creatinine clearance <60 ml/min), their prescribed medication was retrospectively explored (Observation period 1.1.2008 to 1.4.2009). The Cockroft-Gault formula was used as estimate for the eGFR, using a creatinine value from the patient’s charts. In 90 patients, a second eGFR could be estimated from a second creatinine value obtained within 3-6 months. The recommended dose of each prescription in the SmPC (Fachinformation“) was compared to the dose that had been actually prescribed.
Results: Out of 232 consecutively patients >65 yrs, 102 had an eGFR <60 ml/min, 16 of these had an eGFR <30 ml/min. The eGFR was closely correlated (r2=0.81) with an independent second eGFR. Out of these 102 patients, 48 had a serum creatinine level within the normal range. Renal adjustment was required in 263 of a total of 613 prescriptions. 72 prescriptions in a total of 45 patients were not appropriately adjusted (32) or prescribed despite a contraindication (40). For chronic prescriptions, metformin, ramipril, enalapril, HCTZ, and spironolactone accounted for 70% of inappropriate dosing; the magnitude of misdosing was 1.5 to 4 fold (median 2). 9 temporary prescriptions (of a total of 60 prescriptions) in 8 patients were not adjusted (cefuroxim, cefpodoxim, levofloxacin). We could not prove that patients with normal serum creatinine had a higher rate of inappropriate dosing than those with already elevated creatinine.
Discussion and conclusion: In this GP practice, we have demonstrated a considerable prevalence of inappropriate dosing in patients with impaired renal function. It remains to be elucidated whether surveillance of appropriate dosing in renal impairment can be optimized e.g. with CPOE.
Einleitung: Für die meisten Patienten mit HCC ist die LTX die einzige kurative Behandlungsoption. Bei diesen Patienten scheint eine Kontrolle der Erkrankung durch lokale Verfahren im Intervall bis zur LTX zu erreichen zu sein. Als das beste Verfahren gilt die transarterielle Chemoembolisation (TACE). Die Effektivität ist jedoch umstritten. Möglicherweise kann sie aber Patienten startifizieren, die ein hohes Rezidivrisiko haben.
Material und Methoden: Im Zeitraum zwischen 1995 und 2005 wurden n=27 Patienten mit HCC im Alter zwischen 22 und 69 Jahren transplantiert. Hiervon erhielten n=15 Patienten eine Vorbehandlung in Form einer alleinigen TACE oder kombiniert mit PEI [n=1] bzw. LITT [n=1]. Retrospektiv wurde das Gesamtüberleben sowie das „Event-free-survival“ (Rezidiv, Reinfektion und Tod) analysiert.
Ergebnisse: Die mittlere Wartezeit betrug bei Patienten in der TACE-Gruppe 214 Tage, bei Patienten ohne Vorbehandlung 133 Tage. Bei einem mittleren Nachbeobachtungszeitraum von 1097 ± 1193 Tagen für TACE-Patienten und 1674 ± 966 Tagen für non-TACE-Patienten betrug das Überleben für Patienten, die mit TACE vorbehandelt wurden 83,3%, für Patienten, die keine TACE erhielten 86.7% (p=0,5693). Gleiches fand sich für das Event-free-survival (p=0,8823). Das Gesamtüberleben der Patienten, die auf der Warteliste einen Tumorprogress hatten lag bei 77%, während Patienten mit stabiler Tumorgröße oder Regredienz der Tumore ein Überleben von 93% aufwiesen (p=0,0153). Unter TACE-Behandlung zeigten 5/15 Patienten eine zunehmende Anzahl an Herden im histologischen Präparat verglichen mit der Ausgangsbildgebung. Nur bei einem Patienten zeigte sich der Progress der Erkrankung bereits in der präoperativen Bildgebung. Patienten mit einem Progress der Erkrankung hatten ein Gesamtüberleben von 60%, während Patienten mit „stable disease“ oder Rückgang der Herde ein Gesamtüberleben von 100% hatten (p=0,0180).
Schlussfolgerung: Unseren Ergebnisse zufolge ist der Effekt der TACE als Bridgingverfahren auf das Überleben der Patienten fraglich. Allerdings scheint die TACE zur Riskostratifizierung geeignet zu sein. In unserem Patientenkollektiv hatten Patienten, die eine Progredienz der Erkrankung auf der Warteliste zeigten ein signifikant schlechteres Gesamtüberleben. Dies gilt auch bei ausschließlicher Betrachtung der Patienten mit TACE.
Meeting Abstract : 10. Deutscher Kongress für Versorgungsforschung, 18. GAA-Jahrestagung. Deutsches Netzwerk Versorgungsforschung e. V. ; Gesellschaft für Arzneimittelanwendungsforschung und Arzneimittelepidemiologie e. V. 20.-22.10.2011, Köln
Hintergrund: Multimedikation als Folge von Multimorbidität ist ein zentrales Problem der Hausarztpraxis und erhöht das Risiko für unangemessene Arzneimittel-Verordnungen (VO). Um die Medikation bei älteren, multimorbiden Patienten zu optimieren und zu priorisieren, wurde eine computergestützte, durch Medizinische Fachangestellte (MFA) assistierte, komplexe Intervention (checklistengestütztes Vorbereitungsgespräch sowie Überprüfung eingenommener Medikamente durch MFA, Einsatz des web-basierten ArzneimittelinformationsDienstes AiD, spezifisches Arzt-Patienten-Gespräch) entwickelt und in einer 12-monatigen Pilotstudie auf Machbarkeit getestet. Ein auf 9 Items reduzierter MAI [1] wurde eingesetzt, um dessen Eignung als potentielles primäres Outcome der Hauptstudie zu prüfen.
Material und Methoden: In die Pilotstudie in 20 Hausarztpraxen mit Cluster-Randomisation auf Praxisebene in Kontrollgruppe (Regelversorgung b. empfohlenem Standard) vs. Interventionsgruppe (komplexe Intervention b. empfohlenem Standard) wurden 5 Pat./Praxis eingeschlossen (≥65 Jahre, ≥3 chron. Erkrankungen, ≥5 Dauermedikamente, MMSE ≥26, Lebenserwartung ≥6 Monate). Zur Bewertung des MAI wurden an Baseline (T0), 6 Wo. (T1) & 3 Mon. (T2) nach Intervention erhoben: VO, Diagnosen, Natrium, Kalium & Kreatinin i.S., Größe, Gewicht, Geschlecht, Cumulative Illness Rating Scale (CIRS) [2] durch die Hausarztpraxis; Symptome für unerwünschte Arzneimittelwirkungen im Patienten-Telefoninterview.
Für den MAI wurde die Angemessenheit jeder VO in den 9 Kategorien Indikation, Effektivität, Dosierung, korrekter & praktikabler Applikationsweg, Arzneimittelwechselwirkung, Drug-disease-Interaktion, Doppelverordnung, Anwendungsdauer 3-stufig bewertet (1 = korrekt - 3 = unkorrekt) und für die Auswertung auf Patientenebene summiert. Die Bewertung erfolgte ohne Kenntnis der Gruppenzugehörigkeit. Deskriptive Statistiken und Reliabilitätsanalysen, ungewichtete Auswertung und Gewichtung n. Bregnhoj [3].
Ergebnisse: Es wurden N=100 Patienten in die Studie eingeschlossen, im Mittel 76 Jahre (Standardabweichung, SD 6; Range, R: 64-93) , 52% Frauen, durchschnittlich 9 VO/Pat. (SD 2; R 4-16), mittlerer CIRS-Score 10 (SD 4; R 0-23). Basierend auf N=851 VO (100 Pat.) zu T0 betrug der Reliabilitätskoeffizient (RK, Cronbachs Alpha) der ungewichteten 9 Items 0,70. Items 1-5 wiesen akzeptable Trennschärfen auf (0,52-0,64), die der Items 6, 7 & 9 fielen mit 0,21-0,29 niedriger aus, die des Item 8 betrug 0,06. Auf der Basis der 9 gewichteten Items fiel die interne Konsistenz des MAI erwartet höher aus (0,75). Die Reliabilitätsanalysen auf VO-Ebene zeigten einen RK von 0,67 (ungewichtet) vs. 0,75 (gewichtet), die Trennschärfen waren vergleichbar. Zur Zwischenauswertung betrug der MAI (T1-T0) in der Interventionsgruppe (5 Praxen, 24 Pat.) -0,9 (SD 5,6), in der Kontrollgruppe (7 Praxen, 35 Pat.) -0,5 (SD 4,9); die Differenz zwischen beiden Gruppen Mi–Mk -0,4 [95% Konfidenzintervall: -3,4;2,6].
Schlussfolgerung: Der MAI ist als potentielles primäres Outcome in der Hauptstudie geeignet: wenige fehlende Werte, Darstellung von Unterschieden prä-post und zwischen den Gruppen, akzeptable interne Konsistenz. Der niedrige Trennschärfekoeffizient des Items 8 weist darauf hin, dass dieses Item nicht mit dem Gesamt-Skalenwert korreliert, auch die Items 6, 7 und 9 korrelieren wesentlich schwächer mit dem Gesamt-Skalenwert als die Items 1 bis 5. Eine Wichtung z.B. der Items 2, 5, 6 und 9 könnte erwogen werden, um den Fokus der Intervention in der Hauptzielgröße angemessen abzubilden.
Meeting abstract : Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2012), 23.10.-26.10.2012, Berlin.
Fragestellung: Die Behandlung langstreckiger Knochendefekte ist eine große Herausforderung. Die Masquelet-Technik zur Behandlung solcher Defekte ist eine zweizeitige Operationstechnik. Zuerst erfolgt die Insertion eines PMMA (Polymethylmethacrylat)-Zementspacers in den Knochendefekt, der die Bildung einer Membran induziert. Diese Membran enthält Wachstumsfaktoren und regenerative Zellen, die möglicherweise die Knochenheilung unterstützen. Nach einigen Wochen wird der Zementspacer entfernt und der induzierte Membranschlauch mit Beckenkammspongiosa aufgefüllt. Im weiteren Verlauf kommt es zu einer kompletten Knochenheilung. Ziele dieser Untersuchung waren die Etablierung der Masquelettechnik am Rattenmodell und die Definition eines Zeitpunkts, an welchem die Membran eine ausreichende Festigkeit sowie einen signifikanten Gehalt von Vorläuferzellen aufweist.
Methodik: Nach Genehmigung der Experimente wurden die Femura von 24 männlichen SD-Ratten osteotomiert. Die Lücke (10 mm) wurde mit PMMA-Zement aufgefüllt und mittels Miniplatte stabilisiert. Parallel wurden den Versuchstieren gleich große PMMA-Spacer subcutan unter die Rückenhaut implantiert. Nach 2, 4, bzw. 6 Wochen (W) erfolgte die Entnahme der Membranen. Ein Teil der Membran wurde für (immun)histologische Untersuchungen aufbereitet (CD34, vWF, van Giesson), ein Teil für die in vitro Kultur. Auswachsende Vorläuferzellen in vitro wurden über CD34 und STRO-1-Färbung nachgewiesen. Statistik: Mediane, Kruskal-Wallis-Test, p<0,05 ist signifikant.
Ergebnisse und Schlussfolgerungen: Im zeitlichen Verlauf nahmen die Vaskularisierung (vWF-positive Fläche [%]: 2 W: 1,8; 4 W:1.6 vs 6 W: 6,4), die Dicke der Membran ([µm]: 2 W: 350 vs 4W: 517, 6 W: 592) und der Bindegewebsanteil ([µm]: 2W: 201 vs 4W: 324, 6W: 404) signifikant zu. Der Hauptanteil elastischer Fasern war auf der dem Zement zugewandten Seite, Vaskularisierung war eher auf der Weichteil zugewandten Seite zu finden. Der Anteil CD34 positiver Zellen nahm signifikant ab (2W: 5%, 4 W: 4% vs 6 W: 1%). Auswachsende STRO-1 positive Zellen konnten nur in zweiwöchigen Membranen nachgewiesen werden. Ältere Membranen wiesen einen zunehmenden Anteil seneszenter Zellen auf. Subcutan induzierte Membranen waren vergleichbar, wiesen jedoch tendentiell eine geringere Dicke und keine STRO-1 positiven Zellen auf.
Mit dieser Studie wurde erstmalig die Induktion einer Membran nach Masquelet im Rattenmodell etabliert. Es konnte nachgewiesen werden, dass der strukturelle Aufbau sowie die zellulären Komponenten zeitlichen Änderungen unterliegen und der Ort der Induktion Einfluss auf die zellulären Komponenten der Membran hat. Junge Membranen (2W) enthielten CD34 und STRO-1 positive Zellen. 4W-Membranen enthielten nur CD34 positive Zellen wiesen aber einen signifikanten Bindegewebsanteil auf, der für eine erhöhte mechanische Stabilität spricht. Ob 2 bzw. 4 Wochen alte Membranen den Knochenheilungsprozess fördern, muss in weiterführenden Studien untersucht werden.
Hintergrund: Die Unterschidung von Augen mit frühem Keratokonus (KC) von normalen Augen bereitet nach wie vor Schwierigkeiten. Die vorliegende Untersuchung vergleicht konventionelle keratometrie-basierte mit wellenfront-basierten Maßzahlen hinsichtlich ihrer Eignung, normale Augen von Augen mit sehr frühem Keratokonus zu unterscheiden.
Methoden: Es wurden 17 Augen von 17 Patienten mit frühem KC eingeschlossen. Bei diesen 17 Augen handelt es sich um klinisch unauffällige Partneraugen des stärker betroffenen Auges. 123 Normalaugen von 69 Patienten dienten als Negativkontrolle. Von den axialen Kurvaturdaten wurden folgende Maßzahlen berechnet: zentrale Keratometrie (cK), Astigmatismus (AST), inferior-superiore Brechwertdifferenz (I-S), Verkippung der radialen Achsen (SRAX), KISA% index (eine Maßzahl, die auf cK, AST, I-S und SRAX basiert) und corneale Zernike-Koeffizienten (1.–7. Ordnung, Pupillendurchmesser: 6 mm). Aus Zernike-Koeffizienten wurden Diskriminanzfunktionen konstruiert. Receiver-Operatiing-Charakteristik (ROC)-Kurven wurden erstellt, um die diagnostische Trennschärfe dieser Werte zur Unterscheidung von klinisch unauffälligen Partneraugen von Augen mit frühem Keratokonus und normalen Kontrollen zu evaluieren.
Ergebnisse: Der I-S-Wert (Korrektheit 92,1%, kritischer Wert 0,59 D) und die vertikale Coma (C3-1; 96,7%, –0,2 µm) waren die beiden Einzelwerte mit höchster Trennschärfe. Mit den ursprünglich publizierten kritischen Werten lag der Rabinowitz-McDonnell test (cK und I-S) bei 83,3% (Sensitivität 0%, Spezifität 100%) und der KISA% bei 70,8% (81,3%, 60,3%). In Verbindung mit Diskriminanzanalyse errichten Zernike-Koeffizienten eine Korrektheit von 96,7% (100%, 93,4%).
Schlussfolgerungen: Auf cornealen Zernike-Koeffizienten basierende Maßzahlen erreichte die höchste Trennschärfe bei der Unterscheidung von Augen mit subklinischem KC von Normalaugen. Dennoch konnten konventionelle KC-indices eine ähnlich hohe Trenschärfe wie die Zernike-Methode erreichen, wenn die kritischen Werte entsprechend angepasst werden.
Fragestellung: Beurteilung der Korrektur des Astigmatismus mit der multifokalen torischen Intraokularlinsen (IOL) ReSTOR Toric (Alcon, Ft. Worth, USA) bei Kataraktoperation.
Methodik: Die Multicenterstudie umfasste Kataraktepatienten mit präoperativem Astigmatismus von ≥0,75 bis ≤2,5 dpt. die Patienten wurden einer bilateralen Implantation einer torischen multifokalen IOL zur Korrektur der Hornhautverkrümmung unterzogen. Die OP erfolgte ohne relaxierende limbale Inzisionen durch eine clear-cornea Inzision <3,0 mm. Prä- und postoperativ wurden für diese Subanalyse Autokeratometrie sowie subjektiver Astigmatismus von 39 Augen von 40 Patienten im Alter von 59,8±7,0 Jahren analysiert.
Ergebnisse: Präoperativ betrug der mittlere keratometrische Astigmatismus 1,43±0,57 dpt. Die mittlere Inzisionsgröße betrug 2,59±0,41 mm. 1 Monat postoperativ betrug der mittlere keratometrische Astigmatismus 1,51±0,95 dpt (25 Augen). Der Unterschied im keratometrischen Astigmatismus zwischen präoperativ und 1-Monat-postop betrug 0,57±0,96 dpt. Der präoperative subjektive Astigmatismus wurde signifikant von 0,32±0,33 dpt (25 Augen) auf 0,99±0,70 dpt reduziert. (39 Augen, p <0,0001).
Schlussfolgerung: Die Implantation der multifokale torischen IOL zeigt vorhersehbare postoperative Ergebnisse bei der Korrektur des Astigmatismus nach kataraktoperation.
Hintergrund: Im Rahmen der Erforschung von Mechanismen der Presbyopie-Entstehung hat das Interesse an Methoden zur Linsendensitometrie wieder zugenommen. Für spezielle Fragestellungen sind flexible Untersuchungsmethoden notwendig.
Methoden: Basierend auf Aufnahmen mit der Scheimpflug-Kamera Pentacam HR (Oculus, Wetzlar) wurde ein MATLAB-Programm (V7.0, The MathWorks) erstellt, um größere Datenmengen automatisiert auszuwerten. Die Erkennung der Pupillenmitte als Referenzpunkt erfolgt mittels eines Randerkennungsalgorithmus. Als Kennzahlen dienen klassische Parameter der beschreibenden Statistik (Mittel, Minimum, Maximum, Standardabweichung und Variationskoeffizient) für einen definierten rechteckigen Bereich und für die zentrale vertikale Achse.
Ergebnisse: In einer Präliminarserie von 18 Augen war eine automatisierte Messung mit korrekter Pupillenerkennung in 80% der Fälle möglich. Verglichen mit der hersteller-eigenen Software (Pentacam 6.03r11) besitzt das eigene Programm eine erweiterte Spannweite der Messwerte. Die Messwerte können automatisch nach Excel (Microsoft) exportiert werden. Ein modularer Aufbau ermöglicht eine flexible Erweiterung für weitere Fragestellungen (z.B. Quantifizierung von Kern- und Rindentrübungen).
Schlussfolgerungen: Mittels eines selbst programmierten MATLAB-basierten Programmes kann eine automatisierte Messung und Analyse von linsndensitometrischen Parametern durchgeführt werden.
Im Rahmen des Vortrags wird zunächst ein Überblick über die aktuell angewandten Linsensysteme in der (refraktiven) Kataraktchirurgie sowie im Rahmen des RLA gesprochen. Hierzu zählen die monofokalen sphärischen Standardlinsen, aber auch asphärische, torische und multifokale Implantate.
Speziell wird auf die Ergebnisse einer Studie zu einem neuen multifokalen-torischen Implantat eingegangen. Der Schwerpunkt des Vortrages liegt dann weiterhin auf den trifokalen Korrektionsmöglichkeiten. Zum einen wird die sog. binokulare Trifokalität, bei der zwei multifokale Intraokularlinsen unterschiedlicher Addition implantiert werden, besprochen. Durch die Anpassung jeweils eines Auges an den Intermediär- bzw. Nahbereich soll so bei verringerten optischen Phänomenen ein deutliches Sehen in drei Hauptdistanzen ermöglicht werden. Weiterhin befasst sich der Vortrag aber auch mit den neuen echten trifokalen Optiksystemen, welche ebenfalls deutliches Sehen in verschiedenen Entfernungen gewährleisten können.
Im dritten Teil des Vortrages werden aktuelle Langzeitergebnisse aus einer FDA Studie zur Evaluation einer kammerwinkelgestützten phaken Intraokularlinse, mit speziellem Augenmerk auf den cornealen Endothelzellverlust, sowie eine neuartige sulcusgestütze phake Intraokularlinse mit zentralem Loch zur Glaukomvermeidung vorgestellt.
Die exakte Positionierung von Intraokularlinsen in den Kapselsack ist von entscheidender Bedeutung für das postoperative visuelle Ergebnis nach Kataraktoperation oder refraktivem Linsenaustausch. Schon leichte Dezentrierungen können optische Aberrationen hervorrufen welche das Sehen der Patienten negativ beeinflussen. Besonders kommt dieses Phänomen bei sog. Premium Intraokularlinsen mit speziellen Optiken (asphärisch, torisch oder multifokal, sowie Kombinationen dieser) zum Tragen. Diese Optiken können Ihre gewünschte Wirkung nur bei exakter Positionierung entfalten. Eine postoperative Feinpositionierung ist nicht möglich, was die Ansprüche an den Operateur bei Implantation der Linsen erhöht. Minimalinvasive microinzisionelle Operationstechniken bieten heute gute Möglichkeiten, die Implantate exakt zu positionieren. Neben den Dezentrierungen können Intraokularlinsen auch dislozieren, beispielweise durch intra- oder postoperative Kapselrupturen, Linsenverziehungen oder auch Rotation der Implantate. Hier ist ein weiterer chirurgischer Eingriff von Nöten. Der Vortrag stellt dementsprechend verschiedene Videos und praktische Hinweise zur Handhabung postoperativer Linsendislokationen vor.
Background: Undergoing systemic inflammation, the innate immune system releases excessive proinflammatory mediators, which finally can lead to organ failure. Pattern recognition receptors (PRRs), such as Toll-like receptors (TLRs) and NOD-like receptors (NLRs), form the interface between bacterial and viral toxins and innate immunity. During sepsis, patients with diagnosed adrenal gland insufficiency are at high risk of developing a multiorgan dysfunction syndrome, which dramatically increases the risk of mortality. To date, little is known about the mechanisms leading to adrenal dysfunction under septic conditions. Here, we investigated the sepsis-related activation of the PRRs, cell inflammation, and apoptosis within adrenal glands.
Methods: Two sepsis models were performed: the polymicrobial sepsis model (caecal ligation and puncture (CLP)) and the LTA-induced intoxication model. All experiments received institutional approval by the Regierungspräsidium Darmstadt. CLP was performed as previously described [1], wherein one-third of the caecum was ligated and punctured with a 20-gauge needle. For LTA-induced systemic inflammation, TLR2 knockout (TLR2-/-) and WT mice were injected intraperitoneally with pure LTA (pLTA; 1 mg/kg) or PBS for 2 hours. To detect potential direct adrenal dysfunction, mice were additionally injected with adrenocorticotropic hormone (ACTH; 100 μg/kg) 1 hour after pLTA or PBS. Adrenals and plasma samples were taken. Gene expressions in the adrenals (rt-PCR), cytokine release (multiplex assay), and the apoptosis rate (TUNEL assay) within the adrenals were determined.
Results: In both models, adrenals showed increased mRNA expression of TLR2 and TLR4, various NLRs, cytokines as well as inflammasome components, NADPH oxidase subunits, and nitric oxide synthases (data not shown). In WT mice, ACTH alone had no effect on inflammation, while pLTA or pLTA/ACTH administration showed increased levels of the cytokines IL-1β, IL-6, and TNFα. TLR2-/- mice indicated no response as expected (Figure 1, left). Interestingly, surviving CLP mice showed no inflammatory adrenal response, whereas nonsurvivors had elevated cytokine levels (Figure 1, right). Additionally, we identified a marked increase in apoptosis of both chromaffin and steroid-producing cells in adrenal glands obtained from mice with sepsis as compared with their controls (Figure 2).
...
Conclusion: Taken together, sepsis-induced activation of the PRRs may contribute to adrenal impairment by enhancing tissue inflammation, oxidative stress and culminate in cellular apoptosis, while mortality seems to be associated with adrenal inflammation.
Background: Nerve injury induced protein 1 (Ninjurin 1 (Ninj1)) was first identified in Schwann cells and neurons contributing to cell adhesion and nerve regeneration. Recently, the role of Ninj1 has been linked to inflammatory processes in the central nervous system where functional repression reduced leukocyte infiltration and clinical disease activity during experimental autoimmune encephalomyelitis in mice [1]. But Ninj1 is also expressed outside the nervous system in various organs such as the liver and kidney as well as on leukocytes [2,3]. Therefore, we hypothesized that Ninj1 contributes to inflammation in general; that is, also outside the nervous system, with special interest in the pathogenesis of sepsis.
Methods: Ninj1 was repressed by transfecting HMEC-1 cells, a human dermal microvascular endothelial cell line with siRNA targeting Ninj1 (siNinj1) or a negative control (siC). Subsequently, cells were stimulated with 100 ng/ml LPS (TLR4 agonist), 3 μg/ml LTA (TLR2 agonist) or 100 n/ml poly(I:C) (TLR3 agonist) for 3 hours. The inflammatory response was analyzed by real-time PCR. In addition, transmigration of neutrophils across a HMEC-1 monolayer was measured using transwell plates (pore size 3 μm).
Results: Repression of Ninj1 by siRNA reduced Ninj1 mRNA expression in HMEC about 90% (Figure 1A). Reduced Ninj1 expression decreased neutrophil migration to 62.5% (Figure 1B) and TLR signaling. In detail, knockdown of Ninj1 significantly reduced TLR-2 and TLR-4 triggered expression of ICAM-1 and IL-6 (Figure 1C,D) while poly(I:C)-induced expression was only slightly reduced. To analyze a more specific TLR-3 target, we measured IP-10 mRNA expression, which was also significantly reduced in siNinj1-transfected cells (Figure 1E).
Conclusion: Our in vitro data strongly indicated that Ninj1 is involved in regulation of TLR signaling and therewith contributes to inflammation. In vivo experiments will clarify its impact on systemic inflammation.
Einleitung: Es wurden die Leistungen beim Verstehen im Störgeräusch von CI-Patienten mit unterschiedlichen Implantattypen verglichen. Der TEMPO+ Sprachprozessor (MED-EL, Implantat C40+) verwendet ein Mikrophon mit Kugelcharakteristik, während der ESPrit 3G Prozessor (COCHLEAR, Implantat CI24R(CA)) mit einem frontal ausgelegten Richtmikrophon ausgestattet ist.
Methode: Von den zwei untersuchten Patientengruppen (n=20) war eine mit einem C40+ Implantat (MED-EL, Innsbruck), die andere mit dem CI24RCA Implantat (Cochlear, Melbourne) versorgt. Es wurde die S0N180 Lautsprecheranordnung im Freifeld für den HSM-Test (Hochmair, Schulz und Moser, 1997) und die S0N0 Anordnung für den Oldenburger Satztest (Wagener, Kühnel und Kollmeier, 1999) verwendet. Der OLSA wurde mit festem Sprachpegel (65 dB SPL) und adaptivem Störgeräusch durchgeführt. Der HSM-Satztest wurde bei Signal-/ Rauschverhältnissen von 15 dB, 10 dB, 5 dB, 0dB sowie ohne Störgeräusch durchgeführt.
Ergebnisse: Im HSM-Satztest (S0N180) wurden signifikant bessere Leistungen beim Verstehen im Störgeräusch für die Gruppe mit dem Richtmikrophon nachgewiesen. Im Oldenburger Satztest zeigten sich keine signifikanten Unterschiede.
Schlussfolgerungen: Im Vergleich zu einem Mikrophon mit Kugelcharakteristik verbessert ein Richtmikrophon das Sprachverstehen in Situationen, in denen die Sprache frontal und der Störschall von hinten dargeboten werden.
Einleitung: Lokoregionäre Rezidivtumore der Kopf-Hals-Region können häufig nicht mehr kurativ operativ oder radiotherapeutisch behandelt werden, so dass neue Therapiekonzepte erforderlich sind. Es konnte gezeigt werden, dass statische Magnetfelder (SMF) Tumorwachstum und -angiogenese signifikant beeinflussen und zu einem intratumoralen Ödem führen. Das Ziel der vorliegenden Studie war die Evaluation des Effektes von SMF auf die Permeabilität von Tumorblutgefäßen und die therapeutische Nutzbarkeit in Kombination mit einer konventionellen Chemotherapie.
Methoden: Zellen eines syngenen amelanotischen Melanoms wurden in transparente Rückenhautkammern bei Goldhamstern implantiert. Unter SMF-Exposition von 587 mT wurde fluoreszenzmikroskopisch die Extravasation von rhodaminmarkiertem Albumin zur Errechnung der Gefäßpermeabilität gemessen und intratumorale Leukozyten-Endothelzell-Interaktionen quantifiziert. Für die anschließende Therapiestudie wurden die antitumoralen Effekte einer Kombinationstherapie von Paclitaxel und SMF-Exposition verglichen mit drei Kontrollgruppen (Glucose, Paclitaxel allein, SMF allein; je n=6).
Ergebnisse: SMF führen zu einer signifikanten Erhöhung der Tumorblutgefäßpermeabilität bei unveränderten Leukozyten-Endothelzell-Interaktionen. Die Kombinationstherapie von SMF und Paclitaxel ist – bezogen auf Tumorwachstum und Angiogenese – Monotherapien überlegen.
Schlussfolgerung: Eine SMF-induzierte Steigerung der Gefäßpermeabilität kann die Blut-Tumor-Schranke beeinflussen und somit die Effektivität einer Chemotherapie mit kleinmolekularen Substanzen wie Paclitaxel deutlich steigern. Bei Verwendung von Kopfspulen erscheint eine derartige adjuvante Kombinationstherapie für lokoregionäre Karzinomrezidive der Kopf-Hals-Region besonders geeignet.
Welche gesellschaftlichen Zwänge wirken auf die Medizin und ihre Anwender ein? Wie ist das Verhältnis von Ökonomie und medizinisch Gebotenem? Wie steht es mit der Finanzierung der nicht evidenzbasierten Behandlung? Stellen Rationierung und Rationalisierung die möglichen Prinzipien der Priorisierung dar? Führt die Priorisierung zur Qualitätsminderung oder gar Sorgfaltsverletzung? Diese Fragen behandelte der 4. Ärztetag am Dom in Frankfurt am Main. ...
Poster presentation: Calcium plays a pivotal role in relaying electrical signals of the cell to subcellular compartments, such as the nucleus. Since this one ion type is used by the cell for many processes a neuron needs to establish finely tuned calcium pathways in order to be able to differentiate multiple tasks, [1-3].
While it is known that neurons can actively change their shape upon neuronal activity, [4-7], we here present novel findings of activity-regulated nuclear morphology, [8,9]. With the help of an experimental and computational modeling approach, we show that hippocampal neurons can change the previously spherical shape of their nuclei to complex and infolded morphologies. This morphology regulation is demonstrated to be regulated by NMDA-receptor gated calcium, while synaptic and extra-synaptic NMDA-receptors elicit opposing effects on nuclear morphology, [8].
The structural alterations of the cell nucleus have significant effects on nuclear calcium dynamics. Compartmentalization of the nucleus, due to membrane infoldings, changes calcium frequencies, amplitudes and spatial distributions, [8,10]. Since these parameters have been shown to control downstream events towards gene transcription, [11,12], the results elucidate the cellular control of nuclear function with the help of morphology modulation. With respect to processes downstream of calcium, we show that histone H3 phosphorylation is closely linked to nuclear morphology. Investigating the nuclear morphologies of hippocampal neurons, two major classes were identified [9,10]. One class contains non-infolded nuclei that have the function of calcium signal integrators, while the other class contains highly infolded nuclei, which function as frequency detectors of nuclear calcium, [10].
Extending this interdisciplinary approach of investigating structure/function relationships in neurons, the effects of cellular morphology – as well as the morphology of the endoplasmic reticulum and other organelles – on neuronal calcium signals is currently being investigated. This endeavor makes use of highly detailed, three-dimensional models of neuronal calcium dynamics, including the three-dimensional morphology of the cell and its organelles.