610 Medizin und Gesundheit
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Die Krebsstammzellforschung gelangte in den letzten Jahren vermehrt in den Fokus der Tumorforschung. Im Tumor bilden Krebsstammzellen eine kleine Population an Zellen mit Stammzelleigenschaften, wodurch sie eine große Rolle bei der Entstehung von Rezidiven, Metastasen, sowie der Entwicklung von Chemotherapieresistenzen spielen. Um eine gezielte Bekämpfung von Krebsstammzellen zu ermöglichen, müssen diese im
Tumor zunächst zuverlässig durch Krebsstammzellmarker detektiert werden können.
Gerade bei soliden pädiatrischen Tumoren, wie dem Hepatoblastom, ergeben sich hierbei Schwierigkeiten dadurch, dass im sehr heterogenen Tumorgewebe viele Zellen aufgrund der embryonalen Natur des Tumors bereits Stammzellmarker exprimieren, ohne dass es sich bei diesen Zellen um Krebsstammzellen handelt. Das Hepatoblastom ist mit 2/3 der Lebertumore des Kindes die häufigste maligne Leberneoplasie im Kindesalter.
Auch wenn es bereits Hinweise auf das Vorliegen von Krebsstammzellen im Hepatoblastom gibt, so konnten diese bisher nicht genauer durch fest definierte Krebsstammzellmarker identifiziert werden.
Um dies zu erreichen, wurden in dieser Arbeit die beiden Hepatoblastomzelllinien HuH6 und HepG2 auf die Expression der bereits bekannten Krebsstammzellmarker CD90, CD34 und CXCR4 überprüft. Zusätzlich wurde auf eine Bindung des „oval cell“ Antikörpers, OV-6, untersucht. Mittels Durchflusszytometrie-Analysen konnte eine Zellpopulation gefunden werden, welche die Oberflächenmarker CD34 und CD90 koexprimiert und gleichzeitig den OV-6 Antikörper bindet. Im nächsten Schritt wurden die Zellen auf einige Krebsstammzelleigenschaften überprüft. Zur weiteren Untersuchung dieser Subpopulation erfolgte mittels MACS (magnetic activated cell sorting) eine Anreicherung der CD90 exprimierenden Zellen. Diese wurde mittels qPCR auf die Expression der Pluripotenzmarker Oct4 und Nanog, sowie der Zytidindeaminase AID untersucht. Es konnte eine signifikant erhöhte Expression von AID und Oct4 detektiert werden. Im Gegensatz hierzu zeigte sich die Expression von EpCAM, c-myc und Albumin, welche als Kontrollgene untersucht wurden, nicht signifikant erhöht. Um auf das Metastasierungspotential der CD90 angereicherten Zellen rückzuschließen, wurde ein Migrationsassay mit angereicherten und depletierten Zellen durchgeführt. Hier wiesen die CD90 angereicherten Zellen, im Vergleich zu den depletierten Zellen eine erhöhte Migration auf. Im Tumorsphäroid-Assay war die HepG2 Zelllinie in der Lage Tumor-61 -sphäroide auszubilden. Nach der Passagierung zeigten diese eine erhöhte Expression der Krebsstammzellmarker CD90 und CD34, sowie der Pluripotenzmarker Oct4 und Nanog.
Zusammengefasst kann mit den Krebsstammzellmarkern CD90, CD34 und OV-6 eine Subpopulation im Hepatoblastom identifiziert werden, die nach unseren Analysen Krebsstammzelleigenschaften aufweisen. Mithilfe dieses Markersets können nun neue Therapieansätze auf ihre Effektivität, Krebsstammzellen gezielt zu eliminieren, getestet werden.
Gene therapy has garnered increasing interest over recent decades. Several therapies employing gene transfer mechanisms have been developed, and, of these, adeno-associated virus (AAV) vectors have demonstrated viability for use with in vivo gene therapy. Several AAV-based therapeutics have received regulatory approval in the last few years including those for retinal disease, spinal muscular atrophy or aromatic L-amino acid decarboxylase deficiency. Lately, with the introduction of novel liver-directed AAV vector-based therapeutics for the treatment of haemophilia A and B, gene therapy has attracted significant attention in the hepatology community, with the liver increasingly recognised as a target for gene therapy. However, the introduction of foreign DNA into hepatocytes is associated with a risk of hepatic reactions, with raised ALT (alanine aminotransferase) and AST (aspartate aminotransferase) being – so far – the most commonly reported side effects. The complete mechanisms underlying the ALT flairs remain to be determined and the long-term risks associated with these new treatments is not yet known. The liver community is increasingly being asked to support liver-directed gene therapy to mitigate potential liver associated harm. In this review, we focus on AAV vector-based gene therapy, shedding light on this promising technique and its remarkable success in haemophilia, with a special focus on hepatic complications and their management in daily clinical practice.
Branching allows neurons to make synaptic contacts with large numbers of other neurons, facilitating the high connectivity of nervous systems. Neuronal arbors have geometric properties such as branch lengths and diameters that are optimal in that they maximize signaling speeds while minimizing construction costs. In this work, we asked whether neuronal arbors have topological properties that may also optimize their growth or function. We discovered that for a wide range of invertebrate and vertebrate neurons the distributions of their subtree sizes follow power laws, implying that they are scale invariant. The power-law exponent distinguishes different neuronal cell types. Postsynaptic spines and branchlets perturb scale invariance. Through simulations, we show that the subtree-size distribution depends on the symmetry of the branching rules governing arbor growth and that optimal morphologies are scale invariant. Thus, the subtree-size distribution is a topological property that recapitulates the functional morphology of dendrites.
Traditionally, biosensors are designed to detect one specific analyte. Nevertheless, disease progression is regulated in a highly interactive way by different classes of biomolecules like proteins and nucleic acids. Therefore, a more comprehensive analysis of biomarkers from a single sample is of utmost importance to further improve both, the accuracy of diagnosis as well as the therapeutic success. This review summarizes fundamentals like biorecognition and sensing strategies for the simultaneous detection of proteins and nucleic acids and discusses challenges related to multianalyte biosensor development. We present an overview of the current state of biosensors for the combined detection of protein and nucleic acid biomarkers associated with widespread diseases, among them cancer and infectious diseases. Furthermore, we outline the multianalyte analysis in the rapidly evolving field of single-cell multiomics, to stress its significance for the future discovery and validation of biomarkers. Finally, we provide a critical perspective on the performance and translation potential of multianalyte biosensors for medical diagnostics.
An 80-year-old post–coronary artery bypass graft (CABG) patient had an acute coronary syndrome with non–ST-segment elevation myocardial infarction (ACS-NSTE) with saphenous vein graft (SVG)–obtuse marginal stenosis. High-definition intravascular ultrasound revealed an underexpanded SVG stent with a hyperechoic structure. Optical coherence tomography confirmed surgical clip causing compression, resolved by post-dilation. This case underscores ACS-NSTE complexity post-CABG and the critical role of coronary imaging in optimizing interventions by addressing surgical clip–induced compression.
Highlights
• Hyperglycaemia, in rodents, is consistently associated with cognitive impairments.
• The strength of this association is supported by the heterogeneity of the studies.
• The study of the role of insulin on cognition is mainly limited to spatial memory.
• Preclinical studies on the role of insulin signalling on cognition are male biased.
Abstract
Beside its involvement in somatic dysfunctions, altered insulin signalling constitutes a risk factor for the development of mental disorders like Alzheimer’s disease and obsessive-compulsive disorder. While insulin-related somatic and mental disorders are often comorbid, the fundamental mechanisms underlying this association are still elusive. Studies conducted in rodent models appear well suited to help decipher these mechanisms. Specifically, these models are apt to prospective studies in which causative mechanisms can be manipulated via multiple tools (e.g., genetically engineered models and environmental interventions), and experimentally dissociated to control for potential confounding factors. Here, we provide a narrative synthesis of preclinical studies investigating the association between hyperglycaemia – as a proxy of insulin-related metabolic dysfunctions – and impairments in working and spatial memory, and attention. Ultimately, this review will advance our knowledge on the role of glucose metabolism in the comorbidity between somatic and mental illnesses.
Highlights
• Increased values in SVD, suggesting reduced oxygen extraction fraction (OEF).
• Vascular dysfunction and microstructural impairment limit OEF capacity.
• Association between prolonged and more alkaline intracellular pH.
• Adaptation of intracellular energy metabolism compensates for reduced OEF.
Abstract
Background: We aimed to investigate whether combined phosphorous (31P) magnetic resonance spectroscopic imaging (MRSI) and quantitative T′2 mapping are able to detect alterations of the cerebral oxygen extraction fraction (OEF) and intracellular pH (pHi) as markers the of cellular energy metabolism in cerebral small vessel disease (SVD).
Materials and methods: 32 patients with SVD and 17 age-matched healthy control subjects were examined with 3-dimensional 31P MRSI and oxygenation-sensitive quantitative T′2 mapping (1/T′2 = 1/T2* - 1/T2) at 3 Tesla (T). PHi was measured within the white matter hyperintensities (WMH) in SVD patients. Quantitative T′2 values were averaged across the entire white matter (WM). Furthermore, T′2 values were extracted from normal-appearing WM (NAWM) and the WMH and compared between patients and controls.
Results: Quantitative T′2 values were significantly increased across the entire WM and in the NAWM in patients compared to control subjects (149.51 ± 16.94 vs. 138.19 ± 12.66 ms and 147.45 ± 18.14 vs. 137.99 ± 12.19 ms, p < 0.05). WM T′2 values correlated significantly with the WMH load (ρ=0.441, p = 0.006). Increased T′2 was significantly associated with more alkaline pHi (ρ=0.299, p < 0.05). Both T′2 and pHi were significantly positively correlated with vascular pulsatility in the distal carotid arteries (ρ=0.596, p = 0.001 and ρ=0.452, p = 0.016).
Conclusions: This exploratory study found evidence of impaired cerebral OEF in SVD, which is associated with intracellular alkalosis as an adaptive mechanism. The employed techniques provide new insights into the pathophysiology of SVD with regard to disease-related consequences on the cellular metabolic state.
The question of whether nuclear energy—as a source with relatively low carbon dioxide emissions—can be classified as a sustainable energy source has come into focus in connection with climate change. There is a controversy over securing independence from fossil fuels and gas supplies from other countries through a revival of nuclear energy. On the other hand, some viewpoints are critical: the handling of nuclear waste and the still unclear risks to human health and the environment, especially in light of recent perils from Russian military attacks on Ukrainian nuclear plants. To evaluate the worldwide publications on nuclear energy under health and environmental aspects, socio-economic parameters were included to provide an informed background for all stakeholders, from scientists to decision-makers. The correlation between the number of nuclear power plants and the publication output of the countries is proven to be highly significant. Thus, the operating countries publish the most. It has been shown that the development and economic use of nuclear energy are major stimuli for scientific endeavors. Reactor accidents have also spurred research. Mathematical risk modeling has been the area with the highest citation rate to date, but environmental and health aspects have become more important, especially after major accidents. The results show the importance of economic interests in research on nuclear energy from health and environmental aspects. Against the background of transnational hazards, global research participation should be encouraged. Moreover, the international debate should not ignore the reality of threats and their possible impacts.
Despite antagonizing attempts from the tobacco industry, passive inhalation of tobacco smoke is known to be cancerogenic and toxic to human health for decades. Nonetheless, millions of non-smoking adults and children are still victims of second-hand smoke. Accumulation of particulate matter (PM) in confined spaces such as the car are particularly harmful due to high concentrations. We here aimed to analyze the specific effects of ventilation conditions in the setting of a car. By the use of the measuring platform TAPaC (tobacco-associated particulate matter emissions inside a car cabin), 3R4F reference cigarettes, Marlboro red, and Marlboro gold were smoked in a car interior with a volume of 3.709 m3. Seven different ventilation conditions (C1–C7) were analyzed. Under C1, all windows were closed. Under C2–C7, the car ventilation was turned on power level 2/4 with the air directed towards the windshield. Only the passenger side window was opened, where an outer placed fan could create an airstream speed of 15.9–17.4 km/h at one meter distance to simulate a driving car. C2: Window 10 cm opened. C3: Window 10 cm opened with the fan turned on. C4: Window half-opened. C5: Window half-opened with the fan turned on. C6: Window fully opened. C7: Window fully opened with the fan turned on. Cigarettes were remotely smoked by an automatic environmental tobacco smoke emitter and a cigarette smoking device. Depending on the ventilation condition the cigarettes emitted different mean PM concentrations after 10 min under condition C1 (PM10: 1272–1697 µg/m3, PM2.5: 1253–1659 µg/m3, PM1: 964–1263 µg/m3) under C2, C4, and C6 (PM10: 68.7–196.2 µg/m3, PM2.5: 68.2–194.7 µg/m3, PM1: 66.1–183.8 µg/m3) C3, C5, and C7 (PM10: 73.7–139 µg/m3, PM2.5: 72–137.9 µg/m3, PM1:68.9–131.9 µg/m3). Vehicle ventilation is insufficient to protect passengers from toxic second-hand smoke completely. Brand-specific variations of tobacco ingredients and mixtures markedly influence PM emissions under ventilation conditions. The most efficient ventilation mode to reduce PM exposure was achieved by opening the passenger´s window 10 cm and turning the onboard ventilation on power level 2/4. In-vehicle smoking should be banned to preserve innocent risk groups (e.g., children) from harm.
The combination of pamapimod and pioglitazone (KIN001) has a synergetic antiviral, anti-inflammatory, and antifibrotic activity, which may prevent evolution toward COVID-19-associated severe respiratory failure. In a randomized, placebo-controlled, double-blind, phase 2, multicenter trial, 128 non-critically ill hospitalized patients with confirmed COVID-19 were treated with KIN001 or a placebo for 28 days. The proportion of patients alive and free of oxygen or respiratory support at the end of the therapy was lower than anticipated but not different in the two groups (KIN001 n = 19, 29%, placebo n = 21, 33%). 85 participants had at least one adverse event, with no difference in the number and distribution of events between the two groups. The clinical trial was stopped for futility, mainly due to a lower-than-expected incidence of the primary endpoint. KIN001 was safe and well-tolerated but had no significant effect on clinical outcome.
Fondaparinux sodium is a chemically synthesized selective factor Xa inhibitor approved for the prevention and treatment of venous thromboembolic events, that is, deep vein thrombosis, pulmonary embolism, and superficial vein thrombosis, in acutely ill (including those affected by COVID-19 or cancer patients) and those undergoing surgeries. Since its approval in 2002, the efficacy and safety of fondaparinux is well demonstrated by many clinical studies, establishing the value of fondaparinux in clinical practice. Some of the advantages with fondaparinux are its chemical nature of synthesis, minimal risk of contamination, 100% absolute bioavailability subcutaneously, instant onset of action, a long half-life, direct renal excretion, fewer adverse reactions when compared with direct oral anticoagulants, and being an ideal alternative in conditions where oral anticoagulants are not approved for use or in patients intolerant to low molecular weight heparins (LMWH). In the last decade, the real-world use of fondaparinux has been explored in other conditions such as acute coronary syndromes, bariatric surgery, in patients developing vaccine-induced immune thrombotic thrombocytopenia (VITT) and in pregnant women with heparin-induced thrombocytopenia (HIT), or those intolerant to LMWH. The emerging data from these studies have culminated in recent updates in the guidelines that recommend the use of fondaparinux under various conditions. This paper aims to review the recent data and the subsequent updates in the recommendations of various guidelines on the use of fondaparinux sodium.
Background/Objectives: Agility and cognitive abilities are typically assessed separately by different motor and cognitive tests. While many agility tests lack a reactive decision-making component, cognitive assessments are still mainly based on computer-based or paper-pencil tests with low ecological validity. This study is the first to validate the novel SKILLCOURT technology as an integrated assessment tool for agility and cognitive-motor performance.
Methods: Thirty-two healthy adults performed agility (Star Run), reactive agility (Random Star Run) and cognitive-motor (executive function test, 1-back decision making) performance assessments on the SKILLCOURT. Cognitive-motor tests included lower limb responses in a standing position to increase the ecological validity when compared to computer-based tests. Test results were compared to established motor and agility tests (countermovement jump, 10 m linear sprint, T-agility tests) as well as computer-based cognitive assessments (choice-reaction, Go-NoGo, task switching, memory span). Correlation and multiple regression analyses quantified the relation between SKILLCOURT performance and motor and cognitive outcomes.
Results: Star Run and Random Star Run tests were best predicted by linear sprint (r = 0.68, p < 0.001) and T-agility performance (r = 0.77, p < 0.001), respectively. The executive function test performance was well explained by computer-based assessments on choice reaction speed and cognitive flexibility (r = 0.64, p < 0.001). The 1-back test on the SKILLCOURT revealed moderate but significant correlations with the computer-based assessments (r = 0.47, p = 0.007).
Conclusion: The results support the validity of the SKILLCOURT technology for agility and cognitive assessments in more ecologically valid cognitive-motor tasks. This technology provides a promising alternative to existing performance assessment tools.
Hintergrund: Anämie gehört zu den häufigsten Erkrankungen weltweit und stellt daher ein zentrales globales Gesundheitsproblem dar. Etwa ein Drittel aller chirurgischen Patienten weisen präoperativ eine Anämie auf. Dies wird als unabhängiger Risikofaktor für eine erhöhte Morbidität und Mortalität sowie für das vermehrte Auftreten postoperativer Komplikationen angesehen. Vor diesem Hintergrund wurde von der Weltgesundheitsorganisation (World Health Organization, WHO) ein patientenzentriertes Behandlungskonzept namens Patient Blood Management (PBM) gefordert, um unter anderem Anämien frühzeitig zu diagnostizieren und einen rationalen Einsatz von Fremdblutprodukten zu fördern. Trotz der Tatsache, dass PBM vor etwa 10 Jahren eingeführt wurde, scheint Deutschland im internationalen Vergleich eine überdurchschnittlich hohe Menge an Erythrozytenkonzentrat-(EK)Einheiten pro Kopf zu transfundieren. Die Ursachen dafür sind bislang unklar und könnten möglicherweise durch eine erhöhte Anämie- Prävalenz bei chirurgischen Patienten und dem damit verbundenen erhöhten Bedarf an Transfusionen einhergehen.
Zielsetzung: Ziel dieser Arbeit ist die multizentrische Erfassung der präoperativen Anämie-Prävalenz innerhalb des Zeitraums 2007-2019 in Deutschland.
Methoden: In dieser retrospektiven, multizentrischen Beobachtungsstudie wurden alle Patienten jeden Alters, die im Monat März der Jahre 2007, 2012, 2015, 2017 und 2019 in acht teilnehmenden Krankenhäusern operiert wurden, erfasst. Patientencharakteristika und klinische Daten wurden aus den Krankenhausinformationssystemen der teilnehmenden Krankenhäuser entnommen. Primäres Ziel war die Prävalenz der Anämie bei Krankenhausaufnahme. Sekundäre Endpunkte waren der Zusammenhang zwischen Anämie und Anzahl der transfundierten EKs, Dauer des Krankenhausaufenthalts und Sterblichkeit im Krankenhaus.
Ergebnisse: Von insgesamt 30.763 Patienten konnten 23.836 Patienten aus acht Krankenhäusern in die Analyse eingeschlossen werden. Im untersuchten Zeitraum zeigte sich eine Reduktion der präoperativen Anämie-Prävalenz erwachsener Patienten von 37% auf 32,2%. Die Zahl, der mit Erythrozytenkonzentraten -5- transfundierten Patienten, ging signifikant von 16,5 % im Jahr 2007 auf 7,8 % im Jahr 2019 zurück, wobei Patienten mit präoperativer Anämie im Vergleich zu Patienten ohne Anämie sechsmal mehr EKs erhielten. Insgesamt verkürzte sich die Krankenhausverweildauer seit 2007 deutlich, zeigte jedoch eine signifikante Verlängerung bei Vorliegen einer präoperativen Anämie. Die Sterblichkeitsrate war über die Jahre hinweg konstant, dennoch signifikant höher bei anämischen Patienten. Eine multivariate Regressionsanalyse mit festen Effekten ergab, dass präoperative Anämie und EK-Transfusion Prädiktoren für die Sterblichkeitsrate waren.
Diskussion: Die Prävalenz der präoperativen Anämie lag in unserer Studienpopulation im Jahr 2019 bei 32,2 %, was der weltweiten Prävalenz entspricht. Das Implementieren von PBM-Strategien, um präoperative Anämien frühzeitig zu identifizieren und zu therapieren sowie Blutprodukte rational einzusetzen, nimmt daher weiterhin einen großen Stellenwert ein. Diese perioperativen Maßnahmen sind für alle chirurgischen Patienten von zentraler Bedeutung, da eine präoperative Anämie den Bedarf an EK-Transfusionen erhöhen, die Liegezeit verlängern und mit einer erhöhten Sterblichkeitsrate assoziiert sein kann.
Traditionally, biosensors are designed to detect one specific analyte. Nevertheless, disease progression is regulated in a highly interactive way by different classes of biomolecules like proteins and nucleic acids. Therefore, a more comprehensive analysis of biomarkers from a single sample is of utmost importance to further improve both, the accuracy of diagnosis as well as the therapeutic success. This review summarizes fundamentals like biorecognition and sensing strategies for the simultaneous detection of proteins and nucleic acids and discusses challenges related to multianalyte biosensor development. We present an overview of the current state of biosensors for the combined detection of protein and nucleic acid biomarkers associated with widespread diseases, among them cancer and infectious diseases. Furthermore, we outline the multianalyte analysis in the rapidly evolving field of single-cell multiomics, to stress its significance for the future discovery and validation of biomarkers. Finally, we provide a critical perspective on the performance and translation potential of multianalyte biosensors for medical diagnostics.
Approximately 80 % of persistent wound infections are affected by the presence of bacterial biofilms, resulting in a severe clinical challenge associated with prolonged healing periods, increased morbidity, and high healthcare costs. Unfortunately, in vitro models for wound infection research almost exclusively focus on early infection stages with planktonic bacteria. In this study, we present a new approach to emulate biofilm-infected human wounds by three-dimensional human in vitro systems. For this purpose, a matured biofilm consisting of the clinical key wound pathogen Pseudomonas aeruginosa was pre-cultivated on electrospun scaffolds allowing for non-destructive transfer of the matured biofilm to human in vitro wound models. We infected tissue-engineered human in vitro skin models as well as ex vivo human skin explants with the biofilm and analyzed structural tissue characteristics, biofilm growth behavior, and biofilm-tissue interactions. The structural development of biofilms in close proximity to the tissue, resulting in high bacterial burden and in vivo-like morphology, confirmed a manifest wound infection on all tested wound models, validating their applicability for general investigations of biofilm growth and structure. The extent of bacterial colonization of the wound bed, as well as the subsequent changes in molecular composition of skin tissue, were inherently linked to the characteristics of the underlying wound models including their viability and origin. Notably, the immune response observed in viable ex vivo and in vitro models was consistent with previous in vivo reports. While ex vivo models offered greater complexity and closer similarity to the in vivo conditions, in vitro models consistently demonstrated higher reproducibility. As a consequence, when focusing on direct biofilm-skin interactions, the viability of the wound models as well as their advantages and limitations should be aligned to the particular research question of future studies. Altogether, the novel model allows for a systematic investigation of host-pathogen interactions of bacterial biofilms and human wound tissue, also paving the way for development and predictive testing of novel therapeutics to combat biofilm-infected wounds.
Einleitung: Im Jahr 2016 wurde eine neue, individuelle Lehrform, das „Lernzentrum für ein individualisiertes medizinisches Tätigkeitstraining und Entwicklung“ („Limette“), an der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster entwickelt. Das Ziel dieser Lernform ist und war es, nicht nur die theoretische Lehre, sondern vor allem die praktische Lehre und praktische Szenarien in einem geschütztem Lernumfeld in der medizinischen Lehrdidaktik in den Vordergrund zu stellen.
Die Studierenden nehmen an verschiedenen Fächern der Limette teil. In dieser Promotionsarbeit liegt der Fokus auf der Limette Patient Blood Management (PBM) und Transfusionsmedizin.
Vor Kursbeginn wird den Studierenden Zugang zu verschiedenen Vorbereitungsvideos sowie weiteren theoretischen Materialien über PBM und Transfusionsmedizin zur Verfügung gestellt. Bei der Limette durchläuft jeder Studierende sechs verschiedene Stationen. Hierbei beobachten Dozenten die Fertigkeiten und die Umsetzung der Aufgabenlösung durch halbverspiegelte Scheiben, im Umgang mit echten Blutprodukten oder die Kommunikation mit Patienten, die von Schauspielern dargestellt werden. Die Beobachtungen werden den Dozenten des Seminars, welches im Anschluss zur Nachbesprechung stattfindet, mitgeteilt. Hier teilen die Studierenden untereinander ihr Wissen, können den Dozenten Fragen stellen und werden ihnen weitere theoretisch-praktische Kenntnisse vermittelt.
Ziel der Arbeit: Die Promotionsarbeit hat die Auswertung der Selbsteinschätzungsbögen vor und nach der Limette mit anschließender Interpretation der Ergebnisse zum Ziel. Es soll eruiert werden, ob diese neue Lehrmethodik effektiv in der Umsetzung des Lehrerfolgs ist.
Methodik: Die Selbsteinschätzungsbögen hinsichtlich medizinischer Fertigkeiten und Tätigkeiten werden vor und nach der Limette von den Studierenden ausgefüllt. Die Aufgabenstellungen fokussieren sich jeweils auf medizinische Tätigkeiten, bei denen aus 13 verschiedenen Entrustable Professional Activities (EPAs) diejenigen hinterlegt werden, die bei dieser Aufgabe gelehrt werden. Die Differenz von post- zu prä- Selbsteinschätzung zeigt den Lehrerfolg. Die EPAs werden alle analysiert und mit Hilfe der sogenannten Cohen-Zahl interpretiert. Die Cohen Zahl ist definiert als die Differenz zwischen den Mittelwerten zweier Gruppen dividiert durch die gemeinsame Standardabweichung der beiden Populationen. Nach dem Autor Hattie wurde die Skalierung von Cohen für die Lehre angepasst und dabei folgende Einteilung definiert: d = 0,2 (klein), d = 0,4 (mittel) und d = 0,6 (groß). Alle Methoden mit d > 0,4 wurden als „Zone der gewünschten Effekte“ eingestuft.
Ergebnisse: Im Wintersemester 2021/2022 nahmen n=122 Studierende teil, von welchen n=50 beide Fragebögen komplettierten. Eine signifikante Zahl der dargestellten EPAs (50%) hat gute Ergebnisse erzielt, weist mithin einen Cohen´s Wert von d > 0,40 auf. Im Sommersemester 2022 nahmen n=99 Studierende teil, wobei nur n=29 beide Selbsterhebungsbögen komplettierten. Aufgrund des niedrigen Rücklaufs war die Zahl der ausgefüllten Selbsteinschätzungsbögen deutlich geringer und zugleich die Ergebnisse geringer ausgeprägt. In jenem Semester weist die Mehrheit der Ergebnisse einen Cohen´s d-Wert zwischen 0,15 und 0,4 auf, was als durchschnittlicher Lehrerfolg beurteilt wird.
Schlussfolgerung: Die Lehrform der Limette ist eine neue Form der praktischen Lehrvermittlung, die kontinuierlichen Anpassungen unterliegt. Eine hohe Zahl an ausgefüllten Selbsteinschätzungsbögen ist erstrebenswert, um den Lehrerfolg positiv und statistisch signifikant interpretieren zu können. Hierbei ist es nötig, die Lehre in der Limette auszuwerten und gegebenenfalls weitere Anpassungen durchzuführen.
Die Limette ist eine neue Lehrmethode mit einem guten Lehrerfolg hinsichtlich der Vermittlung praktischer Fähigkeiten und sozialer Kompetenz, welche auch an anderen Institutionen angewandt und umgesetzt werden könnte.
Beside its involvement in somatic dysfunctions, altered insulin signalling constitutes a risk factor for the development of mental disorders like Alzheimer’s disease and obsessive-compulsive disorder. While insulin-related somatic and mental disorders are often comorbid, the fundamental mechanisms underlying this association are still elusive. Studies conducted in rodent models appear well suited to help decipher these mechanisms. Specifically, these models are apt to prospective studies in which causative mechanisms can be manipulated via multiple tools (e.g., genetically engineered models and environmental interventions), and experimentally dissociated to control for potential confounding factors. Here, we provide a narrative synthesis of preclinical studies investigating the association between hyperglycaemia – as a proxy of insulin-related metabolic dysfunctions – and impairments in working and spatial memory, and attention. Ultimately, this review will advance our knowledge on the role of glucose metabolism in the comorbidity between somatic and mental illnesses.
Im 20. Jahrhundert entwickelte sich die Kinderchirurgie aus der Allgemeinchirurgie als eigenständiges Fachgebiet, da zunehmend klar wurde, dass Kinder einer anderen Behandlung bedürfen als Erwachsene und andere Rahmenbedingungen benötigen. Während sich die Erwachsenenchirurgie danach in immer mehr Subdisziplinen aufteilte, ist die Kinderchirurgie ein generalistisches chirurgisches Fach geblieben.
Die vorliegende Arbeit analysiert die Entwicklung der Kinderchirurgie in Deutschland im Hinblick auf medizinische und nicht-medizinische Aspekte und die aktuelle Versorgungssituation, letzteres mit einem Vergleich der Ergebnisqualität ausgewählter angeborener Fehlbildungen im internationalen Vergleich.
Für die Analyse wurden Methoden der Versorgungsforschung angewandt. Die beinhaltete insbesondere die Nutzung von öffentlichen Statistiken und Sekundärdaten, die Statistiken der Deutschen Gesellschaft für Kinderchirurgie sowie die Befragung von ausgewählten Gruppen. Die Analyse bezog sich im Detail auf die Anzahl der Einrichtungen, die akademische und nicht akademische Ausrichtung der Leistungserbringer, die regionale Verteilung, die Personalentwicklung, die Verteilung von Patientinnen und Patienten zwischen den Fachgebieten und innerhalb der Kinderchirurgie und die Netzwerkbildung. Weiterhin wurde die Ergebnisqualität ausgewählter angeborener Fehlbildungen im internationalen Kontext analysiert.
Die Kinderchirurgie ist in Deutschland die Hauptdisziplin für die chirurgische Behandlung von Kindern und Jugendlichen geworden. Sie hat eine weitgehende Flächendeckung erreicht. Die Entwicklung wurde dabei von politischen Entscheidungen beeinflusst, was am Beispiel der Stagnation der Niederlassungen und der Zunahme der kinderchirurgischen Einrichtungen nach Änderung der Perinatal-Versorgung gezeigt werden konnte. Das Spektrum der Kinderchirurgie umfasst die allgemeine Kinderchirurgie, die Neugeborenenchirurgie, Kinderurologie, Kindertraumatologie, Thoraxchirurgie, Teile der Kinderneurochirurgie, plastische Kinderchirurgie, operative Kinderonkologie und die Verbrennungsmedizin. Sie geht damit weit über die Versorgung von angeborenen Fehlbildungen hinaus, wenngleich diese im Zentrum der politischen Diskussionen stehen. Die Arbeitsbedingungen in der Kinderchirurgie haben sich in den letzten Jahren konstant geändert. Die Zahl der Kliniken hat kontinuierlich zugenommen, genauso wie die Zahl der Fachärztinnen und Fachärzte. Der Anteil an Frauen und an Teilzeitbeschäftigten stieg ebenfalls. Die Zahl der ausgeschriebenen Stellen nahm in den Jahren 2021 und 2022 deutlich zu. Die Patientenzahl in den Abteilungen nahm insbesondere seit 2017 ab.
Für die Analyse der Ergebnisqualität wurden die Krankheitsbilder Ösophagusatresie, Dünndarmatresie, Colonatresie, Bauchwanddefekte und Zwerchfellhernien gewählt. Für Kinder mit Ösophagusatresie und Bauchwanddefekten konnte aufgrund der spezifischen Prozeduren die dezentrale Versorgung für Deutschland aufgezeigt werden. Der Vergleich der Ergebnisqualität der Versorgung von angeborenen Fehlbildungen zeigte keine schlechteres Mortalität bei den operierten Kindern mit Ösophagusatresie, den Kindern mit Bauchwanddefekten, Zwerchfellhernie und Darmatresien. Die Verweildauer entsprach bei der Ösophagusatresie, den Bauchwanddefekten und Zwerchfellhernie dem internationalen Vergleich, bei den Darmatresien war sie länger. Weiterhin gab es eine vermehrte Anlage von Stomata bei den Darmatresien.
Die Auswertung der Perinatalzentren Level 1 und 2 ergab eine konstant große Anzahl von Zentren ohne Kinderchirurgie am eigenen Standort. Im Bereich der seltenen Erkrankungen zeigte die Zuordnung der Kliniken zu den verschiedenen Zentren keine durchgehende Systematik. Das Gütesiegel „Ausgezeichnet für Kinder“ hatten 26 kinderchirurgische Kliniken, das Gütesiegel „Das schwerbrandverletzte Kind“ erhielten 16 Zentren für schwerbrandverletzte Kinder, 4 Erwachsenenzentren, die auch Kinder behandelten und 6 spezialisierte Kliniken für brandverletzte Kinder.
Zusammenfassend zeigt die Arbeit die erreichte Flächendeckung der Kinderchirurgie, die teilweise durch politische Entscheidungen geprägt ist. Das Spektrum ist weiterhin generalistisch geblieben, auch wenn nicht jede Abteilung alle Anteile des Spektrums abdeckt. Die Versorgung von angeborenen Fehlbildungen erfolgt grundsätzlich dezentral.
Human feline leukaemia virus subgroup C receptor-related proteins 1 and 2 (FLVCR1 and 2) are major facilitator superfamily transporters from the solute carrier family 49. Dysregulation of these ubiquitous transporters has been linked to various haematological and neurological disorders. While both FLVCRs were initially proposed to hold a physiological function in heme transport, subsequent studies questioned this notion. Here, we used structural, computational and biochemical methods and conclude that these two FLVCRs function as human choline transporters. We present cryo-electron microscopy structures of FLVCRs in different inward- and outward-facing conformations, captured in the apo state or in complex with choline in their translocation pathways. Our findings provide insights into the molecular framework of choline coordination and transport, largely mediated by conserved cation-π interactions, and further illuminate the conformational dynamics of the transport cycle. Moreover, we identified a heme binding site on the protein surface of the FLVCR2 N-domain, and observed that heme actively drives the conformational transitions of the protein. This auxiliary binding site might indicate a potential regulatory role of heme in the FLVCR2 transport mechanisms. Our work resolves the contested substrate specificity of the FLVCRs, and sheds light on the process of maintaining cellular choline homeostasis at the molecular level.
Der Einfluss von Trauma-aktiviertem platelet-rich fibrin auf mesenchymale Stammzellen in vitro
(2023)
Ziel dieser Arbeit war es, die Wechselwirkung zwischen MSC und PRF von Traumapatienten herauszuarbeiten und zu überprüfen, ob ein therapeutischer Einsatz der Kombination von MSC und Trauma-aktiviertem PRF in Frakturen sinnvoll erscheint.
Hierfür wurden MSC mit PRF über einen Zeitraum von 24 oder 120 Stunden co-inkubiert und die metabolische Aktivität, definierte Faktoren im Überstand (IL-6, CXCL10, VEGF und IDO-2) und die Genexpression ausgewählter Faktoren (MAPK8, MAPK14, IL-6, CXCL10,IDO-1, TNFAIP6, VEGFA, RUNX2 und COL1A) in bis zu drei Messzeitpunkten überprüft. Die Versuche erfolgten vergleichend mit Traumapatienten und gesunden Probanden.
Es konnte gezeigt werden, dass Trauma-aktiviertes PRF verglichen mit PRF von gesunden Probanden die metabolische Aktivität von MSC nach 120 Stunden erhöhen kann. Zudem stellten sich erhöhte Werte des inflammatorischen Faktors IL-6 im Überstand bei Traumapatienten nach 24 und 72 Stunden dar, welche bis zum dritten Messzeitpunkt nach 120 Stunden wieder abfielen. Ein ähnlicher Verlauf zeigte sich bei den Messwerten von VEGFA, einem Faktor, welcher eine große Rolle bei der Angiogenese spielt.
Über alle Messzeitpunkte hinweg konnten niedrigere Werte in der Genexpression von COL1A und RUNX2 im Vergleich zu den Kontrollmessungen erfasst werden.
Die Ergebnisse zeigen, dass im Vergleich zu PRF gesunder Probanden Trauma-aktiviertes PRF die Möglichkeit besitzt, die Proliferation von MSC zu stimulieren. Außerdem wurde beobachtet, dass Trauma-aktiviertes PRF ein inflammatorisches und angiogenetisches Potenzial nach 72 Stunden besitzt, welches nach 120 Stunden allerdings wieder abfällt. Möglicherweise kann durch den Einfluss von MSC der Inflammation entgegengewirkt werden. Ein signifikantes osteogenes Potenzial des Trauma-aktivierten PRFs konnte zu keinem Messzeitpunkt nachgewiesen werden.
Inwiefern der Einsatz von MSC in Kombination mit Trauma-aktiviertem PRF die Frakturheilung verbessern kann, konnte in der vorliegenden Studie nicht eindeutig geklärt werden. Es kann allerdings davon ausgegangen werden, dass die Implantation von Trauma-aktiviertem PRF und MSC in den Defekt erst nach Verstreichen einer bestimmten Zeitperiode nach dem Trauma durchgeführt werden sollte. Die Gründe für diese Annahme sind das erhöhte proliferative und verringerte inflammatorische Potenzial im Verlauf. Eine Ursache für das Fehlen der osteogenen Differenzierung der MSC kann der kurze Messzeitraum sein.
Weitere Studien sollten folgen, um das Potenzial der Kombination von MSC und Trauma-aktiviertem PRF als therapeutisches Verfahren zu überprüfen.
A Corrigendum on "SARS-CoV-2 Omicron variants: burden of disease, impact on vaccine effectiveness and need for variant-adapted vaccines" by Pather S, Madhi SA, Cowling BJ, Moss P, Kamil JP, Ciesek S, Muik A and Türeci Ö (2023). . 14:1130539. doi: 10.3389/fimmu.2023.1130539
The ongoing COVID-19 pandemic, caused by severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2), is partly under control by vaccination. However, highly potent and safe antiviral drugs for SARS-CoV-2 are still needed to avoid development of severe COVID-19. We report the discovery of a small molecule, Z-Tyr-Ala-CHN2, which was identified in a cell-based antiviral screen. The molecule exerts sub-micromolar antiviral activity against SARS-CoV-2, SARS-CoV-1, and human coronavirus 229E. Time-of-addition studies reveal that Z-Tyr-Ala-CHN2 acts at the early phase of the infection cycle, which is in line with the observation that the molecule inhibits cathepsin L. This results in antiviral activity against SARS-CoV-2 in VeroE6, A549-hACE2, and HeLa-hACE2 cells, but not in Caco-2 cells or primary human nasal epithelial cells since the latter two cell types also permit entry via transmembrane protease serine subtype 2 (TMPRSS2). Given their cell-specific activity, cathepsin L inhibitors still need to prove their value in the clinic; nevertheless, the activity profile of Z-Tyr-Ala-CHN2 makes it an interesting tool compound for studying the biology of coronavirus entry and replication.
Trauma ist in Deutschland und weltweit eine der häufigsten Todesursache bei Personen unter 55 Jahren. Eine traumatische Verletzung von Gewebe führt zur Freisetzung von sogenannten damage-associated molecular patterns (DAMPs), die eine Entzündungskaskade auslösen, welche die Organfunktion negativ beeinträchtigt. Dies führt bei anhaltender Entzündung zunächst zu Organdysfunktion, was im weiteren Verlauf zu Organversagen führt und im Spätstadium im multiplen Organversagen (MOF) enden kann. In den meisten Fällen ist die inflammatorische Antwort des Immunsystems auf das Trauma adäquat und entspricht einem gut koordinierten Netzwerk von Immunzellen, Zytokinen und Chemokinen, welches zur Wiederherstellung des geschädigten Gewebes führt. Wenn dieses Netzwerk jedoch nicht im Gleichgewicht ist, kann die Entzündungsreaktion durch eine sogenannte feed-forward-loop von Inflammation und Gewebeschäden verstärkt werden. Wenn dieser Prozess systemisch wird, spricht man vom systemic inflammatory response syndrome (SIRS). Auf der anderen Seite gibt es ein Gegenstück zu SIRS, nämlich das sogenannte compensatory anti-inflammatory response syndrome (CARS). Auch ein Überschießen von CARS kann den Verlauf der posttraumatischen Inflammation negativ beeinträchtigen. Sowohl eine Verschiebung in Richtung von SIRS als auch in Richtung von CARS kann zu Organfunktionsstörungen, nosokomialen Infektionen und letztendlich zum Tod führen. Daher ist eine ausgeglichene, frühe posttraumatische Immunantwort für ein gutes Outcome von entscheidender Bedeutung.
Monozyten nehmen eine kritische Stellung sowohl in der primären Immunantwort nach Trauma als auch nach Infektion ein. Durch die Oberflächenexpression von diversen sogenannten pattern-recocnition receptors (PRRs), insbesondere Toll-Like-Rezeptoren (TLRs), können Monozyten Pathogene und sogenannte pathogen-associated molecular patterns (PAMPs) erkennen und neutralisieren. Darüber hinaus können Monozyten PAMPs über major histocompatibility complex class II -Moleküle (MHC-II) dem adaptiven Immunsystem präsentieren und somit als zelluläre Verbindung zwischen dem angeborenen und dem adaptiven Immunsystem fungieren. TLR2, eine Untergruppe der TLRs, ist einer der Hauptrezeptoren für PAMPs von grampositiven Bakterien wie S. aureus, dem Hauptkeim für posttraumatische Wundinfektionen und nosokomiale Infektionen.
Es gibt immer noch keinen Konsens über den Einfluss von Trauma auf die Funktion von Monozyten und deren Expressionsprofil von PRRs und MHC-II-Molekülen nach einem Trauma. Verschiedene Studien berichten von einer beeinträchtigten TLR2-Expression bei Monozyten nach Trauma, während sich in anderen Studien eine konstante oder sogar erhöhte TLR2-Expression bei Monozyten nach Trauma gezeigt hat. Die Daten sind auch in Bezug auf die posttraumatische Phagozytoseleistung von Monozyten unbeständig. Während in einigen Studien im frühen posttraumatischen Verlauf im Vergleich zu gesunden Probanden von einer erhöhten Anzahl zirkulierender Monozyten mit erhaltener Phagozytoseleistung berichtet wird, zeigten andere Studien eine verminderte Phagozytoseleistung von Monozyten nach Trauma. Darüber hinaus gibt es widersprüchliche Ergebnisse bezüglich der Fähigkeit von Monozyten, proinflammatorische Zytokine wie Interleukin (IL)-1β oder Tumor necrosis factor (TNF)-α freizusetzen.
Zusammengefasst ist die derzeitige Studienlage widersprüchlich. Zusätzlich wurde es in bisherigen Studien verpasst, die Kombination verschiedener Aspekte wie die Funktionalität der Monozyten in Bezug auf Phänotypisierung oder funktioneller Assays und deren Beobachtung über einen längeren Zeitraum miteinzubeziehen.
Die unterschiedlichen Ergebnisse der bisherigen Studien könnte durch die Natur des Polytraumas bedingt sein, beispielsweise durch verschiedene Verletzungsmuster und Verletzungsschwere, die unterschiedliche Erstversorgung am Unfallort, die Zeit bis zur Ankunft in der Notaufnahme oder die unterschiedliche primäre und definitive Versorgung der Verletzungen. All das kann zu einer unterschiedlichen Antwort des Immunsystems und somit zu unterschiedlichen Outcomes führen.
Daher war es Ziel unserer Studie, die oben genannten Variablen zu eliminieren, und eine kontrollierte Polytraumastudie am Schweinemodell durchzuführen, um die Funktionalität von Schweinemonozyten über einen Zeitraum von 72 Stunden nach Trauma zu untersuchen.
Zusätzlich und im Gegensatz zu früheren Studien haben wir die Phänotypisierung von Monozyten (TLR2 und MHC-II [SLA-DR]) mit einem funktionellen Phagozytose-Assay kombiniert und deren direkte Assoziation in einem unabhängigen Assay analysiert.
Peripheres Blut wurde vor (-1h) und direkt nach der Induktion des Polytraumas (PT) (0h) entnommen, sowie 3,5h, 5,5h, 24h und 72h später. Die Expression von H(S)LA-DR und TLR2 auf Schweine-Monozyten wurde untersucht. Außerdem wurde die Phagozytierungsaktivität von Schweinemonozyten gemessen.
Darüber hinaus wurden aus mechanistischen Gründen Blutproben von 10 gesunden Schweinen zunächst einem TLR2-neutralisierenden Antikörper und anschließend S. aureus-Partikeln ausgesetzt, bevor die Phagozytoseleistung der Monozyten untersucht wurde.
Die Anzahl der CD14 + -Monozyten aller zirkulierenden Leukozyten blieb während des Beobachtungszeitraums konstant, während der Prozentsatz der CD14 + H(S)LA-DR + -Monozyten direkt, 3,5h und 5,5h nach dem Trauma signifikant abnahm. Der Prozentsatz von TLR2 + exprimierenden Zellen aus allen Monozyten verringerte sich direkt, 3,5h und 5,5h nach dem Trauma signifikant. Der Prozentsatz der phagozytierenden Monozyten nahm direkt nach Trauma ab und blieb in den ersten 3,5 Stunden nach dem Trauma niedriger, stieg jedoch nach 24 Stunden an. Die Antagonisierung von TLR2 verringerte signifikant die Phagozytoseleistung der Monozyten.
Sowohl der verringerte Prozentsatz der aktivierten als auch der TLR2-exprimierenden Monozyten blieb bestehen, solange die verringerte Phagozytoseleistung beobachtet wurde.
Darüber hinaus führte auch die Neutralisation von TLR2 zu einer verminderten Phagozytoseleistung. Daher nehmen wir an, dass eine verringerte TLR2-Expression für die verringerte Phagozytoseleistung verantwortlich ist.
Background: Developmentally adapted cognitive processing therapy (D-CPT) is an effective treatment for posttraumatic stress disorder (PTSD) in adolescents and young adults. It is unclear if therapeutic adherence and competence in D-CPT are associated with higher PTSD treatment gains.
Objective: To assess if higher therapeutic adherence and competence in D-CPT are associated with higher symptom reduction of PTSD in adolescents and young adults, while controlling for therapeutic alliance.
Participants and setting: Participants were 38 patients (aged 14–21 years; M = 17.61 years, SD = 2.42 years) of a multicenter randomized controlled trial in which the efficacy of D-CPT was compared to a waitlist with treatment advice.
Methods: Videotaped therapy sessions were rated using validated ratings scales to assess adherence and competence. Therapeutic alliance was assessed via weekly patient ratings. We used hierarchical linear modelling to assess the relationship of adherence and competence on PTSD symptoms being measured by both clinician and patient while controlling for alliance.
Results: Neither adherence nor competence were related to treatment outcomes in clinician or patient rated PTSD symptom severity. Higher alliance was associated with a lower symptom severity at 12 months posttreatment in both clinician and patient rated PTSD symptoms.
Conclusions: In this study of young adults with PTSD, who were treated with D-CPT by well-trained therapists, therapeutic adherence and competence were not related to treatment outcome. This might be explained by a lack of range in therapist adherence and competence. Therapeutic alliance had a positive effect on PTSD symptom severity.
The role of lncRNAs in the CVS and the endothelium is highly diverse and has been subject to a substantial amount of research over the last decade. The identification of lncRNAs as clinically relevant biomarkers and as co-regulatory molecules let to the appreciation of the functional relevance of lncRNAs.
In the present study, LINC00607 was identified as an endothelial-enriched, human-specific lncRNA. With its distinct functions, LINC00607 maintains and supports the endothelial homeostasis especially in response to VEGF-A signalling.
In the first part of this study, LINC00607 was functionally characterized in human endothelial cells. LINC00607 is highly and specifically expressed in endothelial cells and is differentially regulated in CVDs. Depletion of LINC00607 resulted in decreased angiogenic sprouting, reduced integration of ECs in a newly formed vascular network in vivo, enhanced endothelial migration and differential expression of many important genes for endothelial cell homeostasis. Functionally, LINC00607 maintains ERG-driven endothelial gene expression programs through BRG1. BRG1 secures stably accessible enhancer regions as well as TSS of ERG target genes, thus enabling transcription of endothelial gene programs.
The second part of this study proposes an additional mode of action for LINC00607. The strongly impaired response to VEGF-A after LINC00607 KO can only be partially explained by its’ expression control of ERG target genes. It rather appears that LINC00607 is involved in the control of alternative splicing of VEGF receptor FLT1. The differential splicing of FLT1 produces the anti-angiogenic soluble isoform of FLT1. Even though further validation is needed to uncover the underlying mechanism, there is the potential of a more general role of LINC00607 in splicing control through BRG1. As AS of FLT1 is a clinical marker in preeclampsia, LINC00607 might qualify to be an additional marker for the onset and manifestation of the pregnancy disorder.
Taken together, LINC00607 is a target in future for molecular therapy in CVD to restore a healthy endothelial phenotype and has the potential to serve as a biomarker in preeclampsia.
Behavioral and psychological syndromes such as depression and psychosis often occur along with cognitive (esp. executive) deficits in vascular cognitive disorder (VCD) in the elderly. We present the case of an 85-year-old woman with deficits in executive functions as well as a persistent and clearly circumscribed paranoid hallucinatory syndrome (most probably due to VCD) which could not be adequately treated with antipsychotic medication. The patient also suffered from severe depression (independent of psychotic symptoms). Both psychosis and depression were successfully managed in a home treatment based on Flexible Assertive Community Treatment (FACT). Interestingly, a thematic association between the delusional contents and early childhood traumata could be reconstructed, and late-onset trauma-related symptoms could be successfully treated with cognitive-behavioral therapy (CBT) as well. In sum, behavioral management of psychotic syndromes is possible in the absence of adequate pharmacological treatment options, and multiprofessional and person-centered home treatment may be successful in the elderly, even in severe and complex disorders.
Febrile neutropenia is a common infectious complication in children and adolescents receiving chemotherapy for cancer, requiring immediate hospitalisation and empirical antibacterial therapy. The risk for a severe infection increases with lower neutrophil counts, but other factors such as underlying malignancy, remission state or the genetic background might also impact on the risk and severity of infection. Initial antibacterial treatment as well as modification and cessation of therapy depends on clinical performance, microbiological findings and haematological recovery. Although paediatric specific guidelines have been developed in the last decade, a number of questions are still unsolved. This article gives an overview on diagnostics and management of paediatric patients presenting with febrile neutropenia, on research gaps and will speculate on future perspective.
In this comprehensive review, we will dissect the impact of research on proteoglycans focusing on recent developments involved in their synthesis, degradation, and interactions, while critically assessing their usefulness in various biological processes. The emerging roles of proteoglycans in global infections, specifically the SARS-CoV-2 pandemic, and their rising functions in regenerative medicine and biomaterial science have significantly affected our current view of proteoglycans and related compounds. The roles of proteoglycans in cancer biology and their potential use as a next-generation protein-based adjuvant therapy to combat cancer is also emerging as a constructive and potentially beneficial therapeutic strategy. We will discuss the role of proteoglycans in selected and emerging areas of proteoglycan science, such as neurodegenerative diseases, autophagy, angiogenesis, cancer, infections and their impact on mammalian diseases.
A 24-year-old patient from Cameroon presented to our hospital because of a foreign structure in her left eye. To our knowledge, for the first time, fluorescent microscopy revealed motile microfilariae, and the diagnosis of loiasis was established. Despite substantial microfilaremia, eosinophilia only unmasked after the initiation of antiparasitic therapy.
Highlights
• Open pulmonary tuberculosis patient discharge policy was not reviewed for decades.
• After smear-negativity conversion, substantial cultural positivity may remain.
• It remains unclear, whether smear-negative patients still may be infective.
• The clinical relevance of this finding warrants further investigation.
Abstract
Objectives: Patients with open pulmonary tuberculosis (opTB) are subject to strict isolation rules. Sputum smear microscopy is used to determine infectivity, but sensitivity is lower than for culture. This study aimed to investigate the clinical relevance of this mismatch in contemporary settings.
Methods: Differential results between microscopy and culture were determined at the time of microscopic sputum conversion, from all patients with opTB between 01/2013 and 12/2017. In addition, data on HIV, multi/extensive drug-resistant TB status, time to smear- and cultural-negativity conversion were analyzed; and a Kaplan-Meier curve was developed.
Results: Of 118 patients with opTB, 58 had demographic data available for microbiological and clinical follow-up analysis; among these, 26 (44.8%) had still at least one positive culture result. Median time from opTB-treatment initiation to full microscopic sputum- or culture conversion, was 16.5 days (range 2-105), and 20 days (1-105), respectively (median difference: +3.5 days). Sixteen days after de-isolation, >90% had converted culturally. HIV- or multi/extensive drug-resistant TB status did not impact conversion time.
Conclusion: When patients with opTB were de-isolated after 3 negative sputum smear microscopy tests, a substantial part still revealed cultural growth of Mycobacterium tuberculosis complex, but it remains unclear, whether smear-negative and culturally-positive individuals on therapy are really infective. Thus, the clinical relevance of this finding warrants further investigation.
Abnormal venous atrial (VA) connections present a congenital heart disease (CHD) challenge for pediatric cardiologists. Fully anatomical evaluation is very difficult in prenatal and perinatal follow-up, but it has a profound impact on surgical correction and outcome. The echocardiogram is first-line imaging and represents the gold standard tool for simple abnormal VA connection. CT and MRI are mandatory for more complex heart disease and “nightmare cases”. 3D post-processing of volumetric CT and MRI acquisition helps to clarify anatomical relationships and allows for the creation of 3D printing models that can become crucial in customizing surgical strategy.
Approximately 80 % of persistent wound infections are affected by the presence of bacterial biofilms, resulting in a severe clinical challenge associated with prolonged healing periods, increased morbidity, and high healthcare costs. Unfortunately, in vitro models for wound infection research almost exclusively focus on early infection stages with planktonic bacteria. In this study, we present a new approach to emulate biofilm-infected human wounds by three-dimensional human in vitro systems. For this purpose, a matured biofilm consisting of the clinical key wound pathogen Pseudomonas aeruginosa was pre-cultivated on electrospun scaffolds allowing for non-destructive transfer of the matured biofilm to human in vitro wound models. We infected tissue-engineered human in vitro skin models as well as ex vivo human skin explants with the biofilm and analyzed structural tissue characteristics, biofilm growth behavior, and biofilm-tissue interactions. The structural development of biofilms in close proximity to the tissue, resulting in high bacterial burden and in vivo-like morphology, confirmed a manifest wound infection on all tested wound models, validating their applicability for general investigations of biofilm growth and structure. The extent of bacterial colonization of the wound bed, as well as the subsequent changes in molecular composition of skin tissue, were inherently linked to the characteristics of the underlying wound models including their viability and origin. Notably, the immune response observed in viable ex vivo and in vitro models was consistent with previous in vivo reports. While ex vivo models offered greater complexity and closer similarity to the in vivo conditions, in vitro models consistently demonstrated higher reproducibility. As a consequence, when focusing on direct biofilm-skin interactions, the viability of the wound models as well as their advantages and limitations should be aligned to the particular research question of future studies. Altogether, the novel model allows for a systematic investigation of host-pathogen interactions of bacterial biofilms and human wound tissue, also paving the way for development and predictive testing of novel therapeutics to combat biofilm-infected wounds.
For medicine to fulfill its promise of personalized treatments based on a better understanding of disease biology, computational and statistical tools must exist to analyze the increasing amount of patient data that becomes available. A particular challenge is that several types of data are being measured to cope with the complexity of the underlying systems, enhance predictive modeling and enrich molecular understanding.
Here we review a number of recent approaches that specialize in the analysis of multimodal data in the context of predictive biomedicine. We focus on methods that combine different OMIC measurements with image or genome variation data. Our overview shows the diversity of methods that address analysis challenges and reveals new avenues for novel developments.
Mitochondrial matrix peptidase CLPP is crucial during cell stress. Its loss causes Perrault syndrome type 3 (PRLTS3) with infertility, neurodegeneration and growth deficit. Its target proteins are disaggregated by CLPX, which also regulates heme biosynthesis via unfolding ALAS enzyme, providing access of pyridoxal-5’-phosphate (PLP). Despite efforts in diverse organisms with multiple techniques, CLPXP substrates remain controversial. Here, avoiding recombinant overexpression, we employed complexomics in mitochondria from three mouse tissues to identify endogenous targets. CLPP absence caused accumulation and dispersion of CLPX-VWA8 as AAA+ unfoldases, and of PLPBP. Similar changes and CLPX-VWA8 comigration were evident for mitoribosomal central protuberance clusters, translation factors like GFM1-HARS2, RNA granule components LRPPRC-SLIRP, and enzymes OAT-ALDH18A1. Mitochondrially translated proteins in testis showed reductions to <30% for MTCO1-3, misassembly of complex-IV supercomplex, and accumulated metal-binding assembly factors COX15-SFXN4. Indeed, heavy metal levels were increased for iron, molybdenum, cobalt and manganese. RT-qPCR showed compensatory downregulation only for Clpx mRNA, most accumulated proteins appeared transcriptionally upregulated. Immunoblots validated VWA8, MRPL38, MRPL18, GFM1 and OAT accumulation. Coimmunoprecipitation confirmed CLPX binding to MRPL38, GFM1 and OAT, so excess CLPX and PLP may affect their activity. Our data elucidate mechanistically the mitochondrial translation fidelity deficits, which underlie progressive hearing impairment in PRLTS3.
Viruses that carry a positive-sense, single-stranded (+ssRNA) RNA translate their genomes soon after entering the host cell to produce viral proteins, with the exception of retroviruses. A distinguishing feature of retroviruses is reverse transcription, where the +ssRNA genome serves as a template to synthesize a double-stranded DNA copy that subsequently integrates into the host genome. As retroviral RNAs are produced by the host cell transcriptional machinery and are largely indistinguishable from cellular mRNAs, we investigated the potential of incoming retroviral genomes to directly express proteins. Here we show through multiple, complementary methods that retroviral genomes are translated after entry. Our findings challenge the notion that retroviruses require reverse transcription to produce viral proteins. Synthesis of retroviral proteins in the absence of productive infection has significant implications for basic retrovirology, immune responses and gene therapy applications.
Viruses that carry a positive-sense, single-stranded RNA translate their genomes after entering the host cell to produce viral proteins, with the exception of retroviruses. A distinguishing feature of retroviruses is reverse transcription, where the ssRNA genome serves as a template to synthesize a double-stranded DNA copy that subsequently integrates into the host genome. As retroviral RNAs are produced by the host transcriptional machinery and are largely indistinguishable from cellular mRNAs, we investigated the potential of incoming retroviral genomes to express proteins. Here we show through various biochemical methods that HIV-1 genomes are translated after entry, in case of minimal or full-length genomes, envelopes using different cellular entry pathways and in diverse cell types. Our findings challenge the dogma that retroviruses require reverse transcription to produce viral proteins. Synthesis of retroviral proteins in the absence of productive infection has significant implications for basic retrovirology, immune responses and gene therapy applications.
Human feline leukemia virus subgroup C receptor-related proteins 1 and 2 (FLVCR1 and 2) are members of the major facilitator superfamily1. Their dysfunction is linked to several clinical disorders, including PCARP, HSAN, and Fowler syndrome2–7. Earlier studies concluded that FLVCR1 may function as a putative heme exporter8–12, while FLVCR2 was suggested to act as a heme importer13, yet conclusive biochemical and detailed molecular evidence remained elusive for the function of both transporters14–17. Here, we show that FLVCR1 and FLVCR2 facilitate the transport of choline and ethanolamine across human plasma membranes, utilizing a concentration-driven substrate translocation process. Through structural and computational analyses, we have identified distinct conformational states of FLVCRs and unraveled the coordination chemistry underlying their substrate interactions. Within the binding pocket of both transporters, we identify fully conserved tryptophan and tyrosine residues holding a central role in the formation of cation-π interactions, essential for choline and ethanolamine selectivity. Our findings not only clarify the mechanisms of choline and ethanolamine transport by FLVCR1 and FLVCR2, enhancing our comprehension of disease-associated mutations that interfere with these vital processes, but also shed light on the conformational dynamics of these MFS-type proteins during the transport cycle.
Zielsetzung der vorliegenden Dissertation war die Validierung einer deutschsprachigen Version, der bereits für andere Sprachen validierten Repetitiven Verhaltensskala – Revidiert (RBS-R) für Kinder- und Jugendliche im Alter zwischen 4-17 Jahren. Die RBS-R ist ein aus 43 Items bestehendes, gut untersuchtes Screeninginstrument, welches restriktives, repetitives Verhalten (RRV) erfasst. RRV stellen einen heterogenen Symptomkomplex dar, welcher durch stereotype motorische, sprachliche und kognitive Verhaltensmuster gekennzeichnet ist.
RRV sind neben Abweichungen sozialer Interaktion und Kommunikation eines der Hauptkriterien für eine Autismus-Spektrum-Störung (ASS). RRV sind jedoch nicht nur Teil des Symptomspektrums einer ASS, sondern treten häufig auch bei anderen psychiatrischen Erkrankungen (PE), einer Intelligenzminderung (IM) oder bei altersentsprechend entwickelten Kindern (AE), beispielsweise in bestimmten Phasen des Heranwachsens auf. Bisher wurde die RBS-R fast ausschließlich an ASS untersucht. Es besteht die Notwendigkeit für ein valides und zuverlässiges Messinstrument für den deutschen Sprachraum, welches RRV hinsichtlich ihrer Heterogenität transdiagnostisch erfassen und den Schweregrad der Ausprägung ermitteln kann. Das Ziel dieser Arbeit war, dies durch eine möglichst große und heterogene Stichprobe (n= 948) mit Inklusion von Probanden mit einer ASS (n= 218), IM (n= 120), PE (n= 166) und AE (n = 444) zu gewährleisten. Zur Überprüfung der psychometrischen Eignung erfolgte nach der Adaptation der RBS-R für den deutschen Sprachraum eine Evaluation gemäß den Prinzipien der klassischen Testtheorie, insbesondere hinsichtlich Validität und Reliabilität. Darüber hinaus erfolgte unter Einbeziehung der vier Stichproben eine explorative Faktoranalyse (EFA) um eine geeignete Faktorlösung zu finden. Diese sollte sowohl den Anspruch Klinisch-Tätiger als auch Forschender erfüllen und eine Anwendung der RBS-R auch außerhalb von ASS ermöglichen. Zudem sollten RRV in den unterschiedlichen Kohorten, sowie in Bezug auf Alters- und Geschlechtseffekte bei ASS untersucht werden.
Die Bedeutung der Ergebnisse dieser Arbeit ist, ob der schon breit erforschten Eigenschaften der RBS-R, vor allem im Kontext mit den vorliegenden Studien zu betrachten. Einzigartig für diese deutschsprachige Validierung der RBS-R ist die Diversität und große Anzahl der teilnehmenden Probanden.
Die vorliegende Validierung der RBS-R erbrachte gute Ergebnisse für die Reliabilität und konvergente Validität der Skalen, vergleichbar mit den Ergebnissen vorheriger Studien. Die untersuchte Itemschwierigkeit war relativ gering, was durch die geringe Antwortvarianz in der großen Kohorte der AE erklärbar ist. Die Itemgesamtkorrelation zeigte gute Werte. Auch Items mit niedrigen Ergebnissen für die Itemzustimmung wurden nicht exkludiert. Dies geschah konkordant zum Vorgehen vorheriger Studien und hatte den Hintergrund, eine internationale Vergleichbarkeit des RBS-R beizubehalten. Die EFA bestätigte die gute Anwendbarkeit einer Vielzahl von Faktorlösungen. Wir legten eine 4-Faktorlösung für die deutschsprachige Version der RBS-R fest. Grundlage hierfür war das Bestreben die ursprünglichen Subskalen für eine internationale Vergleichbarkeit so getreu wie möglich beizubehalten. Die 4 Faktoren bildeten treffend RRV niedriger und hoher Ordnung ab. Gegen eine 5- oder 6-Faktorlösung sprach hierbei, dass dies zu Subskalen mit wenig Items und schwachen psychometrischen Eigenschaften führte (Lam et al, kritisiert durch Georgiades et al). Gegen eine 2- oder 3-Faktorlösung sprach die eingeschränkte klinische Interpretierbarkeit durch Subskalen mit vielen kumulierten Items. Hinsichtlich der Kohortenzugehörigkeit kann der RBS-R übereinstimmend mit Fulceri et al valide zwischen RRV in ASS und AE unterscheiden. Eine valide Unterscheidung zwischen ASS, PE und IM konnten wir nicht verifizieren. Betreffend der untersuchten Alterseffekts bestätigte sich, dass RRV bei ASS mit dem Alter abnehmen. Im Gegensatz zu einigen vorherigen Studien, welche keinen Geschlechtsunterschied bezüglich RRV bei ASS fanden, zeigten die männlichen Probanden der ASS Kohorte bei uns häufiger und ausgeprägter RRV.
Background: Spondylodiscitis is a potentially life-threatening infection of the intervertebral disk and adjacent vertebral bodies, with a mortality rate of 2–20%. Given the aging population, the increase in immunosuppression, and intravenous drug use in England, the incidence of spondylodiscitis is postulated to be increasing; however, the exact epidemiological trend in England remains unknown.
Objective: The Hospital Episode Statistics (HES) database contains details of all secondary care admissions across NHS hospitals in England. This study aimed to use HES data to characterise the annual activity and longitudinal change of spondylodiscitis in England.
Methods: The HES database was interrogated for all cases of spondylodiscitis between 2012 and 2019. Data for the length of stay, waiting time, age-stratified admissions, and ‘Finished Consultant Episodes’ (FCEs), which correspond to a patient's hospital care under a lead clinician, were analysed.
Results: In total, 43135 FCEs for spondylodiscitis were identified between 2012 and 2022, of which 97.1% were adults. Overall admissions for spondylodiscitis have risen from 3 per 100,000 population in 2012/13 to 4.4 per 100,000 population in 2020/21. Similarly, FCEs have increased from 5.8 to 10.3 per 100,000 population, in 2012–2013 and 2020/21 respectively. The highest increase in admissions from 2012 to 2021 was recorded for those aged 70–74 (117% increase) and aged 75-59 (133% increase), among those of working age for those aged 60–64 years (91% increase).
Conclusion: Population-adjusted admissions for spondylodiscitis in England have risen by 44% between 2012 and 2021. Healthcare policymakers and providers must acknowledge the increasing burden of spondylodiscitis and make spondylodiscitis a research priority.
Oral e-Poster Presentations - Booth 2: Spine 1 (Trauma&Misc), September 25, 2023, 10:00 AM - 10:40 AM
Background: Spondylodiscitis is a prevalent type of spinal infection, with pyogenic spondylodiscitis being the most common subtype. While antibiotic therapy is the standard treatment, some argue that early surgery can aid in infection clearance, improve survival rates, and prevent long-term complications such as deformities. However, others view early surgery as excessively risky. Due to the high mortality rate of up to 20%, it is crucial to determine the most effective treatment.
Methods: The primary objective of this study was to compare the mortality rate, relapse rate, and length of hospital stay for conservative and early surgical treatments of pyogenic spondylodiscitis, including determinants of outcomes. The study was registered on PROSPERO with the registration number CRD42022312573. The databases MEDLINE, Embase, Scopus, PubMed, and JSTOR were searched for original studies comparing conservative and early surgical treatments of pyogenic spondylodiscitis. The included studies were assessed using the ROBINS-1 tool, and eligible studies were evaluated using meta-analyses, influence, and regression analyses.
Results: The systematic review included 31 studies. The meta-analysis, which had a pooled sample size of 10,954 patients from 21 studies, found that the pooled mortality rate among patients treated with early surgery was 8%, while the rate was 13% for patients treated conservatively. The mean proportion of relapse/failure was 15% for patients treated with early surgery and 21% for those treated conservatively. Furthermore, the analysis concluded that early surgical treatment is associated with a 40% and 39% risk reduction in relapse/failure and mortality rates, respectively, when compared to conservative management. Additionally, early surgical treatment resulted in a 7.75-day reduction in length of hospital stay per patient (p<0.01). The most highly significant predictors of treatment outcome were found to be intravenous drug use, diabetes, the presence of an epidural abscess, positive cultures, location of infection, and age (p<0.001).
Conclusions: Overall, early surgical management was found to be consistently significantly more effective than conservative management in terms of relapse/failure and mortality rates when treating pyogenic spondylodiscitis, particularly for non-spinal epidural abscess spondylodiscitis.
Introduction: Spondylodiscitis is the commonest form of infectious disease of the spine and harbours a high mortality rate of up to 20%. Recent demographic trends in Germany, such as an aging population, immunosuppression, and intravenous drug use, suggest that the incidence of spondylodiscitis may be on the rise. However, the exact epidemiological development of the disease remains uncertain. This study aims to analyse the burden on the tertiary healthcare system in Germany using data from the Federal Statistical Office of Germany (FSOG) database.
Materials and Methods: All cases of spondylodiscitis diagnosed between 2005 and 2021 were identified from the FSOG database. The study characterised the mean duration of hospital stays, total and population-adjusted number of diagnoses made, age-stratified incidence, and outcomes of hospitalised patients.
Results: A total of 131,982 diagnoses for spondylodiscitis were identified between 2005 and 2021. The number of diagnoses for spondylodiscitis has doubled during this period, from 5.4/100,000 population in 2005 to 11/100,000 population in 2021. The highest increase in admissions was recorded for those aged 90 years and above (+1307%), 80-89 (+376%) and 70-79 (+99%). Hospital discharges to rehabilitation facilities have increased by 160%, and discharges against medical advice by 91%. On the other hand, during the analysed period, the in-hospital mortality rate has decreased by 52%.
Conclusion: The population-adjusted incidence of spondylodiscitis in Germany has more than doubled between 2005 and 2021, highlighting the clinical relevance of this disease. During the same period, in-hospital mortality dropped by half. These findings suggest the need for further investigation into optimal therapy, particularly the role and timing of surgical treatment.
Investigators in the cognitive neurosciences have turned to Big Data to address persistent replication and reliability issues by increasing sample sizes, statistical power, and representativeness of data. While there is tremendous potential to advance science through open data sharing, these efforts unveil a host of new questions about how to integrate data arising from distinct sources and instruments. We focus on the most frequently assessed area of cognition - memory testing - and demonstrate a process for reliable data harmonization across three common measures. We aggregated raw data from 53 studies from around the world which measured at least one of three distinct verbal learning tasks, totaling N = 10,505 healthy and brain-injured individuals. A mega analysis was conducted using empirical bayes harmonization to isolate and remove site effects, followed by linear models which adjusted for common covariates. After corrections, a continuous item response theory (IRT) model estimated each individual subject’s latent verbal learning ability while accounting for item difficulties. Harmonization significantly reduced inter-site variance by 37% while preserving covariate effects. The effects of age, sex, and education on scores were found to be highly consistent across memory tests. IRT methods for equating scores across AVLTs agreed with held-out data of dually-administered tests, and these tools are made available for free online. This work demonstrates that large-scale data sharing and harmonization initiatives can offer opportunities to address reproducibility and integration challenges across the behavioral sciences.
Objectives: To analyse carbapenemases in Proteus mirabilis and assess the performance of carbapenemase detection assays.
Methods: Eighty-one clinical P. mirabilis isolates with high-level resistance at least to ampicillin (>32 mg/L) or previous detection of carbapenemases were selected and investigated by three susceptibility testing methods (microdilution, automated susceptibility testing, and disk diffusion), six phenotypic carbapenemase assays (CARBA NP, modified carbapenemase inactivation method [CIM], modified zinc-supplemented CIM, simplified CIM, faropenem, and carbapenem-containing agar), two immunochromatographic assays, and whole-genome sequencing.
Results: Carbapenemases were detected in 43 of 81 isolates (OXA-48-like [n = 13]; OXA-23 [n = 12]; OXA-58 [n = 12]; New Delhi metallo-β-lactamase (NDM) [n = 2]; Verona integron–encoded metallo-β-lactamase (VIM) [n = 2]; Imipenemase (IMP) [n = 1]; Klebsiella pneumoniae carbapenemase (KPC) [n = 1]). Carbapenemase-producing Proteus were frequently susceptible to ertapenem (26/43; 60%), meropenem (28/43; 65%), ceftazidime (33/43; 77%), and some even to piperacillin-tazobactam (9/43; 21%). Sensitivity/specificity of phenotypic tests were 30% (CI: 17–46%)/89% (CI: 75–97%) for CARBA NP, 74% (CI: 60–85%)/82% (CI: 67–91%) for faropenem, 91% (CI: 78–97%)/82% (CI: 66–92%) for simplified CIM, and 93% (CI: 81–99%)/100% (CI: 91–100%) for modified zinc-supplemented CIM. An algorithm for improved detection was developed, which demonstrated sensitivity/specificity of 100% (CI: 92–100%)/100% (CI: 91–100%) on the 81 isolates, and 100% (CI: 29–100%)/100% (CI: 96–100%) in a prospective analysis of additional 91 isolates. Interestingly, several OXA-23-producing isolates belonged to the same clonal lineage reported previously from France.
Discussion: Current susceptibility testing methods and phenotypic tests frequently fail to detect carbapenemases in P. mirabilis, which could result in inadequate antibiotic treatment. In addition, the non-inclusion of blaOXA-23/OXA-58 in many molecular carbapenemase assays further impedes their detection. Therefore, the prevalence of carbapenemases in P. mirabilis is likely underestimated. With the herein proposed algorithm, carbapenemase-producing Proteus can be easily identified.
Chromosomal translocations (CTs) are a genetic hallmark of cancer. They could be identified as recurrent genetic aberrations in hemato-malignancies and solid tumors. More than 40% of all “cancer genes” were identified in recurrent CTs. Most of these CTs result in the production of oncofusion proteins of which many have been studied over the past decades. They influence signaling pathways and/or alter gene expression. However, a precise mechanism for how these CTs arise and occur in a nearly identical fashion in individuals remains to be elucidated. Here, we performed experiments that explain the onset of CTs: (1) proximity of genes able to produce prematurely terminated transcripts, which lead to the production of (2) trans-spliced fusion RNAs, and finally, the induction of (3) DNA double-strand breaks which are subsequently repaired via EJ repair pathways. Under these conditions, balanced chromosomal translocations could be specifically induced. The implications of these findings will be discussed.
IL-38 is the latest discovered cytokine of the IL-1 family and has been added to the IL-36 subfamily. Since its discovery in 2001, increasing evidence suggests predominantly anti-inflammatory properties of IL-38, which are most likely exerted through three potential receptors, the IL-1 Receptor 1 (IL-1R1), IL-36 Receptor (IL-36R) and the IL-1 Receptor Accessory Protein Like 1 (IL-1RAPL1). However, to this date detailed knowledge of IL-38 functioning remains to be examined. Importantly, how IL-38 is processed, secreted from cells and the exact mechanisms of target receptor binding and intracellular signaling are not fully understood. Further, IL-38 has been associated with regulatory functions in autoimmune diseases like systemic lupus erythematosus (SLE) and psoriasis. At the same time however, connections between B cells as indispensable part of immunity and IL-38 remain rare.
In this study we examined the influence of IL-38 in peripheral human blood B cells differentiating into antibody secreting cells using a three-step in vitro differentiation process. We first show that all potential IL-38 binding receptors are present on peripheral blood B cells on a gene expression level and remain detectable throughout B cell differentiation. Next, while B cells treated with exogenous IL-38 depict no differences in early B cell activation markers, the process of B cell differentiation revealed significant alterations in B cell phenotype created by IL-38 treatment. Predominantly on day 7 of the differentiation process, IL-38 treated B cells showed significantly reduced CD38 expression which depicts an important step in development towards plasma cells. We hypothesize that IL-38 acts antagonistically on the IL-1R1 pathway reducing Nuclear factor kappa B (NFκB) expression and consequently decreasing CD38 expression. Further IL-38 reduced early antibody production while increasing IgM secretion at the end stages of differentiation. Next, we repeated the differentiation assays under the influence of additional IL-21 stimulation to further enhance plasma cell development. In these experiments, the impact of IL-38 on B cell differentiation and immunoglobulin production were reduced, indicating a comparatively moderate relevance of IL-38 for B cell differentiation. We then examined how proliferation and cell death were impacted by exogenous IL-38 during B cell differentiation. IL-38 treatment alone significantly reduced B cell survival which was further augmented by IL-21 stimulation. We conclude that IL-38 and IL-21 act synergistically in promoting B cell apoptosis, also depicting an anti-inflammatory property of IL-38. Finally, using a siRNA we successfully performed an IL-38 knockdown experiment of human blood B cells reducing IL-38 expression to 44% measured on day 4 of B cell differentiation. In these experiments we observed reversed tendencies of CD38 expression compared to exogenous IL-38 treatment. Here, IL-38 knockdown cells showed increased CD38 expression indicating endogenous regulatory properties of IL-38 in B cell differentiation.
Our project, for the first time proves direct effects of IL-38 on human B cells. The results support previous research of IL-38 to act anti-inflammatory as it seems to modulate B cell differentiation, survival, and immunoglobulin production in a down-regulatory manner. These findings pave way for more detailed research on the connection between B cell homoeostasis and IL-38 function.
Refraktives und visuelles Ergebnis nach Neuausrichtung von rotierten torischen Intraokularlinsen
(2023)
Hintergrund und Ziel der Studie
Das Ziel der Studie ist die Beurteilung des refraktiven und visuellen Ergebnisses von Patienten mit fehlausgerichteten torischen IOLs nach operativer Neuausrichtung, mit und ohne Rückberechnung der torischen Achse nach Implantation der IOL.
Methoden
Dies ist eine retrospektive Analyse von 39 Patienten, die sich von August 2013 bis Dezember 2019 an der Klinik für Augenheilkunde der Goethe-Universität Frankfurt am Main einer zweiten Operation zur Neuausrichtung einer fehlausgerichteten torischen IOL unterzogen haben. Die zweite Operaton zur Korrektur der Achsenlage wurde auf zwei Weisen durchgeführt: In der ersten Gruppe wurde auf die primär berechnete Achse rotiert und in der zweiten Gruppe wurde die Rotation auf eine neu berechnete Achse mit dem Rückrechner von astigmatisfix.com vorgenommen.
Ergebnisse
In dieser retrospektiven Studie wurden 39 Augen von 39 Patienten eingeschlossen. Die Ergebnisse nach der ersten Operation (die Linsenoperation) zeigte eine Besserung der (BCVA) von 0,28 ± 0,22 logMAR (20/40) auf 0,15 ± 0,14 logMAR (20/32). Nach der Linsenoperation zeigten die torischen IOLs durchschnittlich eine postoperative Fehlstellung von 25,69° ± 26,06°. Verglichen vor und nach der Rotation der torischen IOL blieb der BCVA unverändert bei 0,14 ± 0,14 logMAR (20/32), während sich der UDVA signifikant von 0,39 ± 0,29 logMAR (20/50) auf 0,27 ± 0,18 logMAR (20/40) verbesserte. Das refraktive Ergebnis zeigte eine Reduktion sowohl in der Restsphäre sowie in dem Zylinder. Die Ergebnisse der Gruppenanalyse demonstrierte für die erste Gruppe (Neuausrichtung auf die präoperativ berechnete Achse) eine postoperative UDVA 0,24 ± 0,16 logMAR mit einem Zylinder von 0,90 ± 0,90 D. In der zweiten Gruppe (Ausrichtung auf eine zurückberechnete Achse) betrug die UDVA 0,32 ± 0,20 logMAR mit einem Zylinder von 0,76 ± 0,72 D. Die IOLs mit hoher Zylinderstärke (≥ 2 D) zeigten bei der Rückberechnung eine stärkere Abnahme des Restzylinders als IOL mit niedriger Zylinderstärke (< 2 D) (27 % vs. 9 %). Der mittlere sphärische Äquivalent-Vorhersagefehler der Rückberechnung betrug 0,54 ± 0,55 D.
Schlussfolgerung
Die Neuausrichtung von fehlausgerichteten torischen IOLs verbessert die Sehschärfe und reduziert verbleibende Brechungsfehler. Insbesondere bei IOL mit hoher Zylinderstärke kann ein besseres refraktives Ergebnis erzielt werden, wenn vor der Neuausrichtung eine Rückberechnung durchgeführt wird.
Epigenetic neural glioblastoma enhances synaptic integration and predicts therapeutic vulnerability
(2023)
Neural-tumor interactions drive glioma growth as evidenced in preclinical models, but clinical validation is nascent. We present an epigenetically defined neural signature of glioblastoma that independently affects patients survival. We use reference signatures of neural cells to deconvolve tumor DNA and classify samples into low- or high-neural tumors. High-neural glioblastomas exhibit hypomethylated CpG sites and upregulation of genes associated with synaptic integration. Single-cell transcriptomic analysis reveals high abundance of stem cell-like malignant cells classified as oligodendrocyte precursor and neural precursor cell-like in high-neural glioblastoma. High-neural glioblastoma cells engender neuron-to-glioma synapse formation in vitro and in vivo and show an unfavorable survival after xenografting. In patients, a high-neural signature associates with decreased survival as well as increased functional connectivity and can be detected via DNA analytes and brain-derived neurotrophic factor in plasma. Our study presents an epigenetically defined malignant neural signature in high-grade gliomas that is prognostically relevant.
Compressive knee joint contact force during walking is thought to be related to initiation and progression of knee osteoarthritis. However, joint loading is often evaluated with surrogate measures, like the external knee adduction moment, due to the complexity of computing joint contact forces. Statistical models have shown promising correlations between medial knee joint contact forces and knee adduction moments in particularly in individuals with knee osteoarthritis or after total knee replacements (R2 = 0.44–0.60). The purpose of this study was to evaluate how accurately model-based predictions of peak medial and lateral knee joint contact forces during walking could be estimated by linear mixed-effects models including joint moments for children and adolescents with and without valgus malalignment. Peak knee joint moments were strongly correlated (R2 > 0.85, p < 0.001) with both peak medial and lateral knee joint contact forces. The knee flexion and adduction moments were significant covariates in the models, strengthening the understanding of the statistical relationship between both moments and medial and lateral knee joint contact forces. In the future, these models could be used to evaluate peak knee joint contact forces from musculoskeletal simulations using peak joint moments from motion capture software, obviating the need for time-consuming musculoskeletal simulations.