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Patients with ataxia-telangiectasia (A-T) suffer from progressive cerebellar ataxia, immunodeficiency, respiratory failure, and cancer susceptibility. From a clinical point of view, A-T patients with IgA deficiency show more symptoms and may have a poorer prognosis. In this study, we analyzed mortality and immunity data of 659 A-T patients with regard to IgA deficiency collected from the European Society for Immunodeficiencies (ESID) registry and from 66 patients with classical A-T who attended at the Frankfurt Goethe-University between 2012 and 2018. We studied peripheral B- and T-cell subsets and T-cell repertoire of the Frankfurt cohort and survival rates of all A-T patients in the ESID registry. Patients with A-T have significant alterations in their lymphocyte phenotypes. All subsets (CD3, CD4, CD8, CD19, CD4/CD45RA, and CD8/CD45RA) were significantly diminished compared to standard values. Patients with IgA deficiency (n = 35) had significantly lower lymphocyte counts compared to A-T patients without IgA deficiency (n = 31) due to a further decrease of naïve CD4 T-cells, central memory CD4 cells, and regulatory T-cells. Although both patient groups showed affected TCR-ß repertoires compared to controls, no differences could be detected between patients with and without IgA deficiency. Overall survival of patients with IgA deficiency was significantly diminished. For the first time, our data show that patients with IgA deficiency have significantly lower lymphocyte counts and subsets, which are accompanied with reduced survival, compared to A-T patients without IgA deficiency. IgA, a simple surrogate marker, is indicating the poorest prognosis for classical A-T patients. Both non-interventional clinical trials were registered at clinicaltrials.gov 2012 (Susceptibility to infections in ataxia-telangiectasia; NCT02345135) and 2017 (Susceptibility to Infections, tumor risk and liver disease in patients with ataxia-telangiectasia; NCT03357978)
Strong dose response after immunotherapy with PQ grass using conjunctival provocation testing
(2019)
Background: Pollinex Quattro Grass (PQ Grass) is an effective, well-tolerated, short pre-seasonal subcutaneous immunotherapy to treat seasonal allergic rhinoconjunctivitis (SAR) due to grass pollen. In this Phase II study, 4 cumulative doses of PQ Grass and placebo were evaluated to determine its optimal cumulative dose.
Methods: Patients with grass pollen-induced SAR were randomised to either a cumulative dose of PQ Grass (5100, 14400, 27600 and 35600 SU) or placebo, administered as 6 weekly subcutaneous injections over 31–41 days (EudraCT number 2017-000333-31). Standardized conjunctival provocation tests (CPT) using grass pollen allergen extract were performed at screening, baseline and post-treatment to determine the total symptom score (TSS) assessed approximately 4 weeks after dosing. Three models were pre-defined (Emax, logistic, and linear in log-dose model) to evaluate a dose response relationship.
Results: In total, 95.5% of the 447 randomized patients received all 6 injections. A highly statistically significant (p < 0.0001), monotonic dose response was observed for all three pre-specified models. All treatment groups showed a statistically significant decrease from baseline in TSS compared to placebo, with the largest decrease observed after 27600 SU (p < 0.0001). The full course of 6 injections was completed by 95.5% of patients. Treatment-emergent adverse events were similar across PQ Grass groups, and mostly mild and transient in nature.
Conclusions: PQ Grass demonstrated a strong curvilinear dose response in TSS following CPT without compromising its safety profile.
Tiotropium as an add-on treatment option for severe uncontrolled asthma in preschool patients
(2021)
Background: Toddlers with asthma suffer disproportionally more than school-aged children from exacerbations with emergency visits and hospital admissions despite inhaled corticosteroid (ICS) treatment. A recent trial for children ≤ 5 years showed tolerability of tiotropium and potential to reduce asthma-related events.
Methods: We conducted a retrospective analysis of electronic outpatient records (2017‒2019) of children < 6 years treated with ICS plus long-acting β2-agonists (LABAs) plus tiotropium as an add-on for uncontrolled severe asthma. The primary endpoint was a comparison of systemic corticosteroid (SCS) prescriptions 6 months before and after ICS/LABA/tiotropium start. Secondary endpoints included physician visits, hospitalisations and antibiotic prescriptions. We compared outcomes with children without asthma matched for age, sex, season and screening date.
Results: Compared with a mean 2.42 (95% CI: 1.75, 3.36) SCS courses per patient within 6 months prior to ICS/LABA/tiotropium, 0.74 (95% CI: 0.25, 1.08) SCS courses per patient were prescribed within 6 months after starting ICS/LABA/tiotropium (P< 0.001). Physician visits dropped from 9.23 (95% CI: 7.15, 12.72) to 5.76 (95% CI: 3.10, 7.70) per patient (P< 0.01). Nineteen hospitalisations were recorded 6 months before ICS/LABA/tiotropium compared with one hospitalisation after (P< 0.01). A mean 1.79 antibiotic courses (95% CI: 1.22, 2.23) per patient were prescribed before ICS/LABA/tiotropium compared with 0.74 (95% CI: 0.22, 1.00) after ICS/LABA/tiotropium (P< 0.001). Hospitalisation rates for patients at observation end were not statistically different from healthy controls before/after matching.
Interpretation: Our retrospective study showed that adding tiotropium to ICS/LABA is a new treatment option for patients with severe preschool asthma; however, larger confirmatory studies are needed.
Loperamide, pimozide, and STF-62247 trigger autophagy-dependent cell death in glioblastoma cells
(2018)
Autophagy is a well-described degradation mechanism that promotes cell survival upon nutrient starvation and other forms of cellular stresses. In addition, there is growing evidence showing that autophagy can exert a lethal function via autophagic cell death (ACD). As ACD has been implicated in apoptosis-resistant glioblastoma (GBM), there is a high medical need for identifying novel ACD-inducing drugs. Therefore, we screened a library containing 70 autophagy-inducing compounds to induce ATG5-dependent cell death in human MZ-54 GBM cells. Here, we identified three compounds, i.e. loperamide, pimozide, and STF-62247 that significantly induce cell death in several GBM cell lines compared to CRISPR/Cas9-generated ATG5- or ATG7-deficient cells, pointing to a death-promoting role of autophagy. Further cell death analyses conducted using pharmacological inhibitors revealed that apoptosis, ferroptosis, and necroptosis only play minor roles in loperamide-, pimozide- or STF-62247-induced cell death. Intriguingly, these three compounds induce massive lipidation of the autophagy marker protein LC3B as well as the formation of LC3B puncta, which are characteristic of autophagy. Furthermore, loperamide, pimozide, and STF-62247 enhance the autophagic flux in parental MZ-54 cells, but not in ATG5 or ATG7 knockout (KO) MZ-54 cells. In addition, loperamide- and pimozide-treated cells display a massive formation of autophagosomes and autolysosomes at the ultrastructural level. Finally, stimulation of autophagy by all three compounds is accompanied by dephosphorylation of mammalian target of rapamycin complex 1 (mTORC1), a well-known negative regulator of autophagy. In summary, our results indicate that loperamide, pimozide, and STF-62247 induce ATG5- and ATG7-dependent cell death in GBM cells, which is preceded by a massive induction of autophagy. These findings emphasize the lethal function and potential clinical relevance of hyperactivated autophagy in GBM.
Plexins are widely expressed transmembrane proteins that mediate the cellular effects of semaphorins. The molecular mechanisms of plexin-mediated signal transduction are still poorly understood. Here we show that signalling via B-family plexins leading to the activation of the small GTPase RhoA requires activation of the IκB kinase (IKK)-complex. In contrast, plexin-B-dependent regulation of R-Ras activity is not affected by IKK activity. This regulation of plexin signalling depends on the kinase activity of the IKK-complex, but is independent of NF-κB activation. We confirm that the IKK-complex is active in tumour cells and osteoblasts, and we demonstrate that plexin-B-dependent tumour cell invasiveness and regulation of osteoblast differentiation require an active IKK-complex. This study identifies a novel, NF-κB-independent function of the IKK-complex and shows that IKK directs plexin-B signalling to the activation of RhoA.
With the introduction of the virtual allocation crossmatch in the Eurotransplant (ET) region in 2023, the determination of unacceptable antigen mismatches (UAM) in kidney transplant recipients is of utmost importance for histocompatibility laboratories and transplant centers. Therefore, a joined working group of members from the German Society for Immunogenetics (Deutsche Gesellschaft für Immungenetik, DGI) and the German Transplantation Society (Deutsche Transplantationsgesellschaft, DTG) revised and updated the previous recommendations from 2015 in light of recently published evidence. Like in the previous version, a wide range of topics is covered from technical issues to clinical risk factors. This review summarizes the evidence about the prognostic value of contemporary methods for HLA antibody detection and identification, as well as the impact of UAM on waiting time, on which these recommendations are based. As no clear criteria could be determined to differentiate potentially harmful from harmless HLA antibodies, the general recommendation is to assign all HLA against which plausible antibodies are found as UAM. There is, however, a need for individualized solutions for highly immunized patients. These revised recommendations provide a list of aspects that need to be considered when assigning UAM to enable a fair and comprehensible procedure and to harmonize risk stratification prior to kidney transplantation between transplant centers.
Einleitung: Die Behandlung stumpfer abdomineller Verletzungen hat sich innerhalb der letzten Jahre zugunsten der konservativen Therapie gewandelt. Die Untersuchung beschäftigt sich mit der Frage, ob nichtoperatives Management von Abdominalverletzungen eine sichere und in der Routine praktikable therapeutische Option darstellt und wie häufig eine Konversion von primär konservativen zu operativen Management durchgeführt werden muß. Methodik: In einem Zeitraum von 3 Jahren (September 2002 bis August 2005) wurden 1214 Patienten über den Schockraum der Uniklinik Frankfurt aufgenommen. Die Datenerhebung und der Behandlungsverlauf erfolgte prospektiv on-line über den gesamten Behandlungsverlauf mittels des on-line Dokumentationsprogrammes Traumawatch´. Ergebnisse: Der durchschnittliche ISS aller Patienten lag bei 15. Eine relevante abdominelle Beteiligung (AIS >3) bestand in 12,4% der Fälle (151 Patienten) mit einem mittleren ISS von 33. Es wurden 60 Leberverletzungen (39,7%), 50 Milzverletzungen (33,1%), Verletzungen des Darms und Mesenterium in 19 Fällen (12,6%), 15 Verletzungen der Niere und der Harnwege(9,9 %) und Verletzungen Bauchdecke bei 28 Patienten (18,5 %) festgestellt. Das Pankreas war bei 3 Patienten (2,0%) und das Zwerchfell bei 8 Patienten (5,3%) betroffen. In 77 Fällen (51%) wurden die Patienten mit Abdominaltrauma primär konservativ, in 74 Fällen (49%) operativ versorgt, 10 Patienten (7%) wurden laparoskopiert. Nur bei 2 Patienten (1,3%) musste eine Konversion von der primär konservativen Therapie in eine operative erfolgen. Es handelte sich hierbei um eine sekundäre Darmperforation und eine zweizeitige Milzruptur. Patienten mit einer Leberverletzung konnten in 65% der Fälle konservativ versorgt werden, Patienten mit Milzverletzung hingegen nur in 50% der Fälle. 32% der operierten Patienten wurden splenektomiert. 4 Patienten, alle mit einem AIS-Abdomen größer oder gleich 4, verstarben im Schockraum noch vor operativer Interventionsmöglichkeit. Schlussfolgerung: Nichtoperatives Vorgehen beim Polytrauma mit abdomineller Beteiligung ist bei hämodynamisch stabilem Patienten weitgehend sicher möglich. Insbesondere für Leberverletzungen bis einem Schweregrad Moore V stellt das primär konservatives Vorgehen eine geeignete therapeutische Option dar.
Die randomisierte, dreiarmig kontrollierte Studie zu täglicher, peroraler Zusatzkost (ONS) bei Hämodialysepatienten (CHD) im Endstadium der Niereninsuffizienz (ESRD) über 6 Monate zeigte keine signifikanten Verbesserungen hinsichtlich folgender Nutritions-/Retentions- und Inflammationsparameter: Subjective Global Assessment (SGA); Body Mass Index (BMI); Querschnitt des Muskulus Iliopsoas,Oberarmumfang und Dicke des Unterhautfettgewebes (MRT); örperzellmasse und Phasenwinkel (Bioimpedanzanalyse BIA); Tumornekrosefaktor α (TNFα); Interleukin 1β und 6 (IL-1β und IL-6); C-Reaktives Protein (CRP). Der Querschnitt des Muskulus biceps brachii blieb in der Kontrollgruppe anfangs und zum Ende höher wie in den Interventionsgruppen. Der Serumkreatininwert der Interventionsgruppe mit HIV war anfangs geringer als in den übrigen Gruppen, die glomeruläre Filtrationsrate entsprechend besser, zum Ende waren diese Unterschiede nivelliert. Der Hauptbefund liegt in der hohen Mortalitätsrate der HIV-positiven Hämodialysepatienten (2 von 7 Pat., 28,6%), von denen beide im SGA als schwer mangel-/fehlernährt eingestuft wurden. Die Therapie eines Malnutritions-Infalmmations-Komplexes ist nicht allein durch orale Zusatzkost möglich. Weitere Studien müssen multimodale Konzepte zur Diagnose und zur Therapie erforschen. Hierzu kann perorale Zusatzkost ein einfach durchzuführendes Mittel als Teil der Behandlungsstrategie sein, zur erweiterten Diagnose kann die Bioimpedanzanalyse eine Möglichkeit sein, um den Teilaspekt der Nutritionskontrolle zu erfüllen.
Membrane-Phloretin Interaction, Infrared Raman, ESR Spectroscopy The transport inhibitor phloretin was bound to human red cell membrane and the concomitant structural changes were observed by spectroscopic methods. By the spin labeling method a decrease in fluidity of the membrane was found at 1 and 10 |iM concentrations of the reagent. This result was obtained with the 2-(3-Carboxypropyl)-4,4-dimethyl-2-tridecyl-3-oxazolidinyloxyl, and the 2-(14-Carboxytetradecyl)-2-ethyl-4,4-dimethyl-3-oxazolidinyloxyl lipid spin labels. Infrared spectroscopy of modified membranes revealed an intensity increase of the POO~ band at about 1250 cm-1. Moreover, a shift of the peak at 1050 cm -1 to 1100 cm-1 was observed in the presence of phloretin. Raman spectroscopy of the membranes did not contradict the results found with infrared and ESR spectroscopy: In the phloretin modified membrane we observed a lack of the band at 1085 cm-1, which leads to suggest that the POO" and/or C-C regions are less fluid. Changes of the extracted red cell membrane lipids were less characteristic, and the results differed from those found in red cell membrane.
Background: Exercise seems to minimize prostate cancer specific mortality risk and treatment related side effects like fatigue and incontinence. However the influence of physical activity on the immunological level remains uncertain. Even prostate cancer patients undergoing palliative treatment often have a relatively long life span compared to other cancer entities. To optimize exercise programs and their outcomes it is essential to investigate the underlying mechanisms. Further, it is important to discriminate between different exercise protocols and therapy regimes.
Methods/Design: The ProImmun study is a prospective multicenter patient preference randomized controlled trial investigating the influence of a 24 week endurance exercise program in 80–100 prostate cancer patients by comparing patients undergoing Antiandrogen therapy combined with exercise (AE), Antiandrogen therapy without exercise (A), Chemotherapy with exercise(CE) or Chemotherapy without exercise (C). The primary outcome of the study is a change in prostate cancer relevant cytokines and hormones (IL-6, MIF, IGF-1, Testosterone). Secondary endpoints are immune cell ratios, oxidative stress and antioxidative capacity levels, VO2 peak, fatigue and quality of life. Patients of the intervention group exercise five times per week, while two sessions are supervised. During the supervised sessions patients (AE and CE) exercise for 33 minutes on a bicycle ergometer at 70-75% of their VO2 peak. To assess long term effects and sustainability of the intervention two follow-up assessments are arranged 12 and 18 month after the intervention.
Discussion: The ProImmun study is the first trial which primarily investigates immunological effects of a six month endurance exercise program in prostate cancer patients during palliative care. Separating patients treated with Antiandrogen therapy from those who are additionally treated with Chemotherapy might allow a more specific view on the influence of endurance training interventions and the impact of different therapy protocols on the immune function.
Trial registration: German Clinical Trials Register: DRKS00004739
Einfluss des Lungensports auf die Muskelmasse, Lebensqualität und Lungenfunktion bei COPD-Patienten
(2009)
In der vorliegenden Arbeit wurde die Auswirkung von Lungensport auf die Systemerkrankung COPD untersucht. Es nahmen 42 Patienten mit COPD Gold II-III, die in eine Kontroll- und Studiengruppe aufgeteilt wurden, an der Studie teil. Die Untersuchung fand eineinhalb Jahre lang statt und die Probanden kamen regelmäßig alle 6 Monate zu Untersuchungen. Es wurde mittels BIA-Messung die Muskelmasse, Ernährungs- und Trainingszustand der Probanden gemessen. Ebenso füllte die Studiengruppe regelmäßig einen Lebensqualitäts-Fragebogen aus, den so genannten St. George Respiratory Questionnaire, der speziell für Patienten mit Atemwegserkrankungen erstellt wurde. Ein weiterer Untersuchungsschwerpunkt lag in der Erfassung der Atmungsverbesserung, die mittels Peak Flow und Spirometrie ermittelt wurde. Die Studiengruppe nahm einmal wöchentlich am Lungensport teil. Die Kontrollgruppe trieb keinerlei Sport. Der Lungensport ist ein ambulantes Rehabilitationsprogramm für Lungenkranke, das von einer Diplom-Sportwissenschaftlerin geleitet wird. Ziel der Studie war es zu zeigen, dass Lungensport eine positive Auswirkung auf den Verlauf der COPD, als Systemerkrankung, hat. Die Ergebnisse zeigen, dass die Muskelmasse der Studiengruppe signifikant ansteigt. Ebenso bessert sich der Trainings- und Ernährungszustand der COPD in der Trainingsgruppe signifikant nach längerer Teilnahme. Dies zeigen die Werte des Phasenwinkels (p < 0,01) und des ECM/BCM-Index (p < 0,05) im Vergleich zur Kontrollgruppe nach einem Jahr Teilnahme am Lungensport. Der expiratorische Peak Flow verbessert sich signifikant nach einem Vierteljahr um 5% und nach einem halben Jahr Teilnahme am Lungensport um 10-20%. Am deutlichsten zeigen sich diese Effekte während der Belastungsphase und nach dem Training. Die Lebensqualität der COPD-Patienten verbessert sich gering in der Studiengruppe, die Ergebnisse waren nicht p-signifikant, wobei sich das Gesamtergebnis um 4 Punkte verbessert. Jones P. et al zeigte dass eine Verbesserung um 4 Punkte ein klinisch signifikantes Ergebnisse gibt. Die Ergebnisse dieser Studie zeigen einen positiven Einfluss von Lungensport auf die Körperzusammensetzung und die Lebensqualität der Patienten. Die schädigenden Einflüsse der COPD auf die Körperzusammensetzung können im Vergleich zu sportlich inaktiven Patienten reduziert werden, im Falle der BCM (p < 0,01) ist sogar eine Besserung möglich. Diese Studie repräsentiert einen weiteren Beleg für die Effizienz von Lungensport in der Therapie der COPD. Der Peak Flow ist ein einfacherer Parameter, um die Besserung der Leistungsfähigkeit durch Lungensport objektivieren zu können. Der expiratorische Peak Flow ist ein wichtiger Indikator für die Prognose quod vitam von COPD Patienten, der mindestens ebenso aussagekräftig ist wie der FEV1-Wert. Zusammenfassend ergab die Studie, dass die regelmäßige Teilnahme am Lungensport einen steigernden Effekt auf die Muskelmasse hat und den Ernährungszustand von COPD-Patienten verbessert. Die Lebensqualität verbessert sich klinisch signifikant um 4 Punkte. Man kann also annehmen, dass die COPD Patienten ihre Lebensqualität verbessern. Im Hinblick darauf dass die COPD eine unaufhaltsame, irreversible Systemerkrankung ist, ist dieses Ergebnis als Erfolg anzusehen. Der Lungensport ist als Evidenz basierte Maßnahme in der Behandlung der COPD anzusehen. Lungensport kann ergänzend zu den schon bestehenden etablierten Therapiemethoden, die oft sehr kostenintensiv sind, angewendet werden. Die Kombination des Lungenports und der medikamentösen Therapie hält den Verlauf der COPD auf. Die Teilnahme am Lungensport dient damit gleichfalls zur Verbesserung der Prognose, Lebenserwartung und Lebensqualität der COPD-Patienten. Er leistet neben der medizinischen Relevanz auch einen gesundheitspolitischen Beitrag durch den Einsatz kostendämpfender Maßnahmen. Leider gibt es noch nicht genügend Angebote im Lungensport um die große Anzahl der COPD-Patienten abzudecken. Was könnte getan werden, dass Lungensport etabliert wird? - Lungenfachärzte müssen informiert werden - Krankenkasse sollten die Patienten mehr unterstützen - mehr Lungensport-Gruppen zu alternativen Uhrzeiten
Um die Rolle von potentiell schmerzauslösenden Substanzen bei der Entstehung von menschlichem Muskelschmerz und von muskulärer Hyperalgesie zu beurteilen, wurde bei dieser Arbeit das DOMS Muskelschmerzmodell und das hypertone NaCl Muskelschmerzmodell in Kombination mit der Mikrodialysetechnik verwendet. Dabei wurden bei 10 gesunden, untrainierten Probanden metabolische Änderungen im Glucosestoffwechsel (Glucose, Laktat) und Fettstoffwechsel (Glycerol), Änderung der Glutamat Freisetzung und Änderungen von inflammatorischen Mediatoren (PGE2, NO, Substanz P) in den schmerzhaften und in den Kontrollmuskeln untersucht. Studienbegleitend erfolgte zur Beurteilung der Effektivität der Übungen und des dabei entstandenen Muskelschadens die Bestimmung von Serum CK, Serum Laktat, des Muskelumfangs und der Muskeldruckschmerzschwelle (PPT). Die Probanden gaben regelmäßig die Schmerzintensität auf einer visuellen Analogskala (VAS) an. Die DOMS Muskelschmerzen wurden 24 Stunden vor dem Beginn der Mikrodialyse durch konzentrisch/ exzentrische Kontraktionen der Wadenmuskulatur im Verum Bein ausgelöst. Während der Mikrodialyse erfolgte die Schmerzstimulation der Wadenmuskulatur durch Plantar- und Dorsalflexion des Fußes. Die Schmerzauslösung beim hypertonen NaCl Modell geschah während der Mikrodialyse durch sequentielle Injektionen von hypertoner NaCl Lösung ( 5 ∗ 200 µl 5.8% NaCl Lösung in 2 Minuten Intervallen) in den Bizepsmuskel am Oberarm. Die Zuordnung der Behandlung (Verum vs. Kontrollmuskel) erfolgte jeweils nach dem Zufallsprinzip.
Direkt nach den DOMS Übungen kam es zu einem signifikanten Anstieg von Laktat im Serum, nach 24 Stunden zu einem signifikanten Ansteigen der CK Aktivität und einer Zunahme des Muskelumfangs. Mit beiden Modellen konnte zuverlässig ein Muskelschmerz erzeugt werden, wobei die Schmerzintensität bei wiederholter Stimulierung abnahm und dies im DOMS Modell stärker ausgeprägt war. Eine mechanische Hyperalgesie konnte nur an den Waden beobachtet werden, die dort aber beidseitig auftrat und damit eine Art „zentraler Übererregbarkeit“ vermuten lässt. Die Dialysatkonzentrationen von Glutamat, PGE2 und Substanz P zeigten aufgrund der Schmerzstimulation im DOMS Bein einen lokalen Anstieg (Glutamat 125 ± 20 µM [p=0.005], PGE2 239 ± 45 pg/ml, Substanz P 64 ± 11 pg/ml). Dabei traten im Kontrollbein keine signifikanten Änderungen auf. Während der Mikrodialyseperiode war die NO Konzentration im DOMS Bein signifikant geringer als im Kontrollbein (p = 0.02), zeigte dabei aber keine Beeinflussung durch die Schmerzstimulation. Gleichzeitig war dabei die Laktatkonzentration im DOMS Bein im Vergleich zum Kontrollbein erhöht. Die Glucose- und Glycerolkonzentrationen wiesen durch die Schmerzauslösung keine bedeutenden Veränderungen auf.
Im Bizepsmuskel kam es infolge der hypertonen NaCl Injektionen zu einem signifikanten Anstieg der Glutamat Konzentration im Dialysat (50 ± 3 µM, p = 0.003), wobei diese im Kontrollmuskel konstant blieb. Die Injektionen hatten aber keinen Einfluss auf die Werte von Glucose, Laktat, Glycerol, NO, PGE2, des Muskelumfangs und der PPT.
Möglicherweise ist ein inflammatorischer Prozess an den peripheren Mechanismen der Muskelschmerzentstehung beim DOMS Modell beteiligt. Die Injektion von hypertoner NaCl Lösung löst den Muskelschmerz vermutlich direkt durch die hohe extrazelluläre Natrium Konzentration aus, wobei es zu einer Depolarisation der Nozizeptormembran mit einer nachfolgenden Glutamat Freisetzung aus den aktivierten Nozizeptoren kommt. Die Vorteile dieses Modells sind die Wiederholbarkeit und die kurze Dauer des Muskelschmerzes. Die dem ausgelösten Schmerz zugrundeliegenden Mechanismen ähneln jedoch nicht den Mechanismen die dem klinischen Muskelschmerz zugrunde liegen. Deshalb könnte es sein, dass die Bedeutungen der Ergebnisse aus diesem Modell relativ beschränkt sind und die Nützlichkeit insbesondere für pharmakologische Studien damit auch eingeschränkt ist.
Der Neurotransmitter Glutamat ist an den peripheren Mechanismen der Muskelschmerzentstehung beteiligt, da die Glutamat Freisetzung direkt mit dem Muskelschmerz beim DOMS Modell und beim Hypertonen NaCl Modell assoziiert war. Die beim DOMS Modell erhöhten Konzentrationen von Laktat, PGE2, sowie die Änderungen von Substanz P und die erniedrigten NO Konzentrationen könnten auch zu der Entstehung von Muskelschmerz beitragen.
Der beobachtete Rückgang der Schmerzintensität bei wiederholter Stimulierung lässt auf eine Art „Gewöhnung“ schließen, die bei Anwendung des DOMS Modells für pharmakologische Untersuchungen einen Nachteil darstellen könnte.
Bei weltweit steigender Inzidenz von Krebserkrankungen in Verbindung mit den beträchtlichen Kosten für die Therapie und limitierten finanziellen Ressourcen ist eine wirtschaftlich sinnvolle Verteilung der Geldmittel die erstrebenswerteste Strategie um für ein Maximum an Patienten eine den Umständen entsprechend maximal wirksame Therapieform zu ermöglichen. Zur Beurteilung der Kostenentstehung und verteilung bei Krebstherapien wurde eine retrospektive Analyse hinsichtlich der Dauer der verschiedenen Abschnitte der Therapie bei 30 Patienten (13 Frauen, 17 Männer) durchgeführt und die Kosten der unterschiedlichen Behandlungsabschnitte betrachtet. Am Beginn stand dabei die Frage nach der Definition der Start und Endpunkte der einzelnen zeitlichen Intervalle und am Schluß die Ermittlung der Kosten pro Zeiteinheit, um Vergleiche der einzelnen Therapieintervalle auf ökonomischer Basis zu ermöglichen. Dabei ergab sich schon für die relativ kleine Stichprobe mit verschiedensten Anamnesen und Therapiezeiten ein verlängertes kuratives Behandlungsintervall im Gegensatz zu einer im Vergleich kürzeren palliativen Behandlungsdauer. Dabei konnte gezeigt werden, daß die Kosten pro Behandlungstag in der Regel für die kurative Behandlung geringer ausfielen als für die palliative, wobei sich der stationäre Aufenthalt in jedem Fall als maßgeblicher Kostenfaktor herausstellte. Generell scheinen die Ergebnisse darauf hinzudeuten, daß, während sich die kurativen Kosten in gewissen Grenzen prognostizieren lassen, dies bei den palliativen Kosten so nicht vorhersagbar ist. Aufgrund der Qualität der retrospektiv gewonnenen Daten und ihrer eingeschränkten Übertragbarkeit sollte die Wertigkeit dieser Aussage jedoch auch mit der nötigen Kritik betrachtet werden.
Zelluläre Zytotoxizität ist ein Phänomen, das für die Wirkung allogener Stammzelltransplantationen verantwortlich gemacht wird. Sie wird zudem genutzt im Rahmen zellulärer Immuntherapien mit Spenderlymphozyten, angereicherten, aktivierten und z.T. gentechnisch veränderten T- und NK-Zellen, Targeting der Antitumor-Immunantwort mit bispezifischen Antikörpern und der Vakzinierung mit dendritischen Zellen. Ihre Messung ist von großer Bedeutung bei der Weiterentwicklung und Validierung solcher Verfahren. In der Klinik für Kinderheilkunde und Jugendmedizin der Johann Wolfgang Goethe-Universität werden gegenwärtig mehrere solcher Verfahren entwickelt und eingesetzt. Eine Zytotoxizitätsmessung insbesondere gegen patienteneigene Leukämieblasten ist daher unerlässlich. Proben von Leukämieblasten aus peripherem Blut oder Knochenmark von Patienten sind heterogen und enthalten in der Regel restliche gesunde Zellen. Diese Zellen verzerren die Messung einer spezifischen Zytotoxizität gegen die Blasten, wenn sie nicht gezielt aus der Auswertung ausgeschlossen werden. Effektorzellen bestehen ebenfalls aus Subpopulationen, die in unterschiedlichem Ausmaß mit den Blasten interagieren. Um solche komplexen Proben adäquat analysieren zu können, sollte ein durchflusszytometrischer Assay unter Ausnutzung des Potenzials monoklonaler Antikörper zur differenziellen Markierung von Zellpopulationen entwickelt werden. Die Auswertung der Leukämietypisierungen von 47 Patienten und Austestung in Frage kommender Antikörper ergab, dass eine Wahl der Antikörper aufgrund des immunologischen Subtyps einer Leukämie nur mit Einschränkung möglich ist, so dass eine Vorabtestung der Antikörper erfolgen muss. Bei Einsatz der Markierung von Proben mit FITC- und PEkonjugierten Antikörper in einem konventionellen durchflusszytometrischen Assay, der die PI positiven Zielzellen an den Gesamtzielzellen als Korrelat der zytotoxischen Aktivität der Effektorzellen maß, traten Diskrepanzen in den Anteilen der Zellpopulationen einer Probe auf. Diese legten den Schluss nahe, dass tote Zellen durch vollständige Fragmentierung einer Messung entgehen. In einer neu konzipierten Assayvariante wurde daher das gegenteilige Konzept gewählt, die Messung des Überlebens der Zellen. Dies wurde ermöglicht durch die Einführung eines internen Standards, der eine durchflusszytometrische Konzentrationsmessung erlaubt. Mit diesem Verfahren wurde gezeigt, dass die Zunahme der mit PI erfassten toten Zellen nur gering mit der Abnahme lebender Zellen korreliert. Die Validierung anhand des Europium-Release-Assays ergab übereinstimmende Ergebnisse dieser zweiten Assayform mit diesem bei signifikantem (P ≤ 0,01, Wilcoxon-Rangtest) Unterschied der ersten Variante. Der im Rahmen dieser Doktorarbeit entwickelte Assay erlaubte zusätzlich die Beurteilung auch des Verhaltens der Effektorzellkonzentrationen. Es wurde gezeigt, dass diese sich bei vorhandener zytotoxischer Aktivität gegen die Zielzellen änderten im Sinne einer initialen Abnahme insbesondere in den geringen Effektor:Zielzell-Ratien und einer erneuten Zunahme bei längerer Kokulturdauer im Sinne einer Proliferationsinduktion durch den Zielzellstimulus. In einem letzten Schritt wurde eine modifizierte Zytometersteuerung und die Markierung CD4 und CD8 positiver T-Zellen in der gleichen Fluoreszenz unter Ausnutzung der unterschiedlichen Fluoreszenzintensitäten eingeführt. Dadurch wurde es möglich, bei vier Fluoreszenzbereichen simultan bis zu fünf verschiedene monoklonale Antikörper zuzüglich Propidiumjodid in einem einzigen Ansatz zu verwenden und so nicht nur lebende Ziel- und Effektorzellen zu differenzieren, sondern durch entsprechende Kombination der Antikörper auch Effektorzellsubpopulationen wie CD4+ und CD8+ T-Zellen in ihrem Verhalten zu beurteilen. Über die gleichzeitige Auswertung von Ziel- und Effektorzellen in verschiedenen Effektor:Zielzell-Ratien erlaubt dieser neue Assay differenzierte Aussagen über das Verhalten und die Reaktivität von Zellen in Kokultur bei einfacher Handhabung, minimaler Zellmanipulation im Verlauf des Assays durch Markierung erst nach Kokultur und hoher Flexibilität in der bearbeiteten Fragestellung.
Alle lebenden Organismen sind in der Lage, sich an den re-gelmäßigen Wechsel von Licht und Dunkelheit und den zeitli-che Veränderungen im Takt der Jahreszeiten anzupassen. Die-se Synchronisierung der Aktivitäts- und Ruhephasen, sowie von physiologischen Stoffwechselprozessen an die vorgegebe-nen tageszeitlichen und saisonalen Zyklen findet beim Säu-getier in der inneren Uhr im Nucleus Suprachiasmaticus (SCN) statt. Das Licht, als wichtigster Zeitgeber für die Synchronisation der inneren Uhr, findet Eingang zum SCN über die Retina und den retinohypothalamischen Trakt (RTH), der Glutamat als Neurotransmitter nutzt. Ist dieses System fehlerhaft, führt dies zu Störung der oben beschriebenen Anpassungsprozesse. Dies hat eine gestörte Homöostase des Organismus zu Folge, aus denen sich wiederum Veränderungen im Tag/Nacht- Rhythmus, Schlafstörungen und depressive Ver-stimmungen ergeben können. Die genannten Symptome decken sich mit den Frühsymptomen den neurodegenerativen Erkran-kung Morbus Parkinson.
Ziel der vorliegenden Arbeit war es, Störungen im photoneu-roendokrinen System, insbesondere Veränderungen in der Re-tina an den photosensitiven Ganglienzellen mit dem Photo-pigment Melanopsin und dem SCN bei transgene Mäuse mit dem humanen alpha-Synuclein zu untersuchen. Hierbei wurden transgene Mäuse mit dem gesunden humanen alpha-Synuclein (Wildtyp) und transgene Mäuse mit der für Parkinson spezi-fischen Mutation im alpha-Synuclein Ala53Thr (A53T) vergli-chen.
Die immunochemischen Untersuchungen an Retina und SCN zei-gen einen signifikanten Anstieg der alpha-Synuclein Immun-reaktion bei der A53T Maus im Vergleich zum Wildtyp.
Parallel dazu wurden Unterschiede in Bezug auf das Photo-pigment Melanopsin zwischen den beiden Gruppen untersucht. Melanopsin ist lichtsensitiv und trägt, durch Übermittlung der aktuellen Lichtverhältnisse über den retinohypothalami-schen Trakt zum SCN, zur Synchronisation der circadianen Rhythmik bei. Durch den in dieser Arbeit nachgewiesene Me-lanopsindefizit und des deutlich reduzierten Vglut2 im hy-pothalamischen Trakt der A53T Maus lässt sich die Hypothese ableiten, dass möglicherweise die Überexpression des mu-tierten alpha-Synuclein in der Retina einen Untergang von melanopsinhaltigen Ganglienzellen herbeiführt und dadurch die Synchronisation der inneren Uhr durch Licht gestört ist. Diese Hypothese wird durch die Aktivitätsprofile ge-stützt, die durch die Aufzeichnung der lokomotorischen Ak-tivität der Tiere erstellt wurden.
Da in beiden Gruppen unter Dauerdunkel (DD) ein endogener zirkadianer Rhythmus beobachtet werden konnte, lässt dies auf die Funktionstüchtigkeit der inneren Uhr im SCN schlie-ßen. Im anschließenden Versuch die endogene Rhythmik an exogenen Reize anzupassen, zeigte sich bei dem A53T Stamm eine fehlende Synchronisierung an vorgegebene Lichtverhält-nisse mit gesteigerter Tagaktivität und reduzierten Schlaf-phasen. Somit trägt der fehlerhaft verarbeitete Lichtreiz bei A53T Mutanten zur Destabilisierung des zirkadianen Rhythmus der Lokomotion bei. Trotz des gestörten glutama-tergen Signalweges im retinohypothalamischen Trakt konnten keine Unterschiede in der Expression der Homerproteine zwi-schen Wildtyp und A53T unter Standard-Photoperiode und nach Schlafdeprivation nachgewiesen werden.
Die vorliegenden Befunde liefern Erkenntnisse zur Entste-hung der Frühsymptome bei Morbus Parkinson. Dies könnte neue Ansatzpunkte für die Therapie und Linderung von Schlafstörungen sowie Veränderungen im Tag/Nachtrhythmus liefern.
In higher concentrations, the blood pressure regulating hormone angiotensin II leads to vasoconstriction, hypertension, and oxidative stress by activating NADPH oxidases which are a major enzymatic source of reactive oxygen species (ROS). With the help of knockout animals, the impact of the three predominant NADPH oxidases present in the kidney, i.e., Nox1, Nox2 and Nox4 on angiotensin II-induced oxidative damage was studied. Male wildtype (WT) C57BL/6 mice, Nox1-, Nox2- and Nox4-deficient mice were equipped with osmotic minipumps, delivering either vehicle (PBS) or angiotensin II, for 28 days. Angiotensin II increased blood pressure and urinary albumin levels significantly in all treated mouse strains. In Nox1 knockout mice these increases were significantly lower than in WT, or Nox2 knockout mice. In WT mice, angiotensin II also raised systemic oxidative stress, ROS formation and DNA lesions in the kidney. A local significantly increased ROS production was also found in Nox2 and Nox4 knockout mice but not in Nox1 knockout mice who further had significantly lower systemic oxidative stress and DNA damage than WT animals. Nox2 and Nox4 knockout mice had increased basal DNA damage, concealing possible angiotensin II-induced increases. In conclusion, in the kidney, Nox1 seemed to play a role in angiotensin II-induced DNA damage.
Endothelial tip cells are essential for VEGF-induced angiogenesis, but underlying mechanisms are elusive. The Ena/VASP protein family, consisting of EVL, VASP, and Mena, plays a pivotal role in axon guidance. Given that axonal growth cones and endothelial tip cells share many common features, from the morphological to the molecular level, we investigated the role of Ena/VASP proteins in angiogenesis. EVL and VASP, but not Mena, are expressed in endothelial cells of the postnatal mouse retina. Global deletion of EVL (but not VASP) compromises the radial sprouting of the vascular plexus in mice. Similarly, endothelial-specific EVL deletion compromises the radial sprouting of the vascular plexus and reduces the endothelial tip cell density and filopodia formation. Gene sets involved in blood vessel development and angiogenesis are down-regulated in EVL-deficient P5-retinal endothelial cells. Consistently, EVL deletion impairs VEGF-induced endothelial cell proliferation and sprouting, and reduces the internalization and phosphorylation of VEGF receptor 2 and its downstream signaling via the MAPK/ERK pathway. Together, we show that endothelial EVL regulates sprouting angiogenesis via VEGF receptor-2 internalization and signaling.
Endothelial tip cells are essential for VEGF-induced angiogenesis, but underlying mechanisms are elusive. Endothelial-specific deletion of EVL, a member of the mammalian Ena/VASP protein family, reduced the expression of the tip cell marker protein endothelial cell specific molecule-1 (Esm1) and compromised the radial sprouting of the vascular plexus in the postnatal mouse retina. The latter effects could at least partly be attributed to reduced VEGF receptor 2 (VEGFR2) internalization and signaling but the underlying mechanisms(s) are not fully understood. In the present study, we revealed that the expression of the long non-coding RNA H19 was significantly reduced in endothelial cells from postnatal EVL-/- mice and in siRNA-transfected human endothelial cells under hypoxic conditions. H19 was recently shown to promote VEGF expression and bioavailability via Esm1 and hypoxia inducible factor 1α (HIF-1α). Similar to EVL-/- mice, the radial outgrowth of the vascular plexus was significantly delayed in the postnatal retina of H19-/- mice. In summary, our data suggests that loss of EVL not only impairs VEGFR2 internalition and downstream signaling, but also impairs VEGF expression and bioavailability in the hypoxic retina via downregulation of lncRNA H19.
The interaction of Eph receptor tyrosine kinases with their transmembrane ligands; the ephrins, is important for the regulation of cell-cell communication. Ephrin-Eph signaling is probably best known for the discrimination of arterial and venous territories by repulsion of venous endothelial cells away from those with an arterial fate. Ultimately, cell repulsion is mediated by initiating the collapse of the actin cytoskeleton in membrane protrusions. Here, we investigated the role of the Ena/VASP family of actin binding proteins in endothelial cell repulsion initiated by ephrin ligands. Human endothelial cells dynamically extended sheet-like lamellipodia over ephrin-B2 coated surfaces. While lamellipodia of control siRNA transfected cells rapidly collapsed, resulting in a pronounced cell repulsion from the ephrin-B2 surfaces, the knockdown of Ena/VASP proteins impaired the cytoskeletal collapse of membrane protrusions and the cells no longer avoided the repulsive surfaces. Mechanistically, ephrin-B2 stimulation elicited the EphB-mediated tyrosine phosphorylation of VASP, which abrogated its interaction with the focal adhesion protein Zyxin. Nck2 was identified as a novel VASP binding protein, which only interacted with the tyrosine phosphorylated VASP protein. Nck links Eph-receptors to the actin cytoskeleton. Therefore, we hypothesize that Nck-Ena/VASP complex formation is required for actin reorganization and/or Eph receptor internalization downstream of ephrin-Eph interaction in endothelial cells, with implications for endothelial navigation and pathfinding.
Aufgrund wachsender Evidenz zu guten Langzeitergebnissen und geringen Komplikationsraten gewinnt die Prostataarterienembolisation (PAE) in der Therapie des Benignen Prostatasyndroms an Bedeutung. Durch ihren hohen technischen Anspruch bedarf es im Vorfeld einer umfassenden Untersuchung der Beckengefäßanatomie. Das Vorliegen eines zum Teil jungen Patientenkollektivs rückt zudem das Einsparen von Strahlung in den Fokus. In diesem Rahmen gewinnt die Magnet-Resonanz-Angiografie (MRA) an Aufmerksamkeit. Obwohl bereits erste Studien Erfolg versprechen, wird die MRA zur PAE-Planung zum Teil kritisch betrachtet, da sie aufwändiger und in der Auflösung unterlegen sei. In dieser Arbeit wurde untersucht, welche Vorteile die MRA im Zuge der PAE-Planung bietet und ob die klinische Effektivität der PAE unbeeinträchtigt bleibt. Weiterhin wurde untersucht, ob eine erfolgreiche MRA-geführte Planung die benötigte Strahlendosis reduziert.
In diese retrospektive Analyse wurden 56 Patienten, die zwischen Januar 2017 und April 2018 im Frankfurter Institut für Diagnostische und Interventionelle Radiologie eine PAE erhielten und bei denen ein vollständiger, die Interventionszeit und Strahlungsparameter umfassender Datensatz sowie eine MRA vor der PAE vorlagen, eingeschlossen. Zusätzlich wurden mittels International Prostate Symptom Score (IPSS), Quality of Life (QoL) und International Index of Erectile Function (IIEF) klinische Daten vor und nach der PAE erhoben. In der Magnet-Resonanz-Tomografie (MRT) vor der PAE wurden das Prostatavolumen, die Intravesical Prostatic Protrusion (IPP) und der Prostatic Urethral Angle (PUA) untersucht. Zur Analyse der Prostataarterie wurden Maximum Intensity Projection (MIP) und ein dreidimensionales Modell verwendet. Um die Auswirkungen einer erfolgreichen Urspungsanalyse auf Interventionszeit und Strahlungsparameter zu untersuchen, wurden diese Faktoren zwischen zwei Gruppen verglichen. In der ersten Gruppe konnte die Prostataarterie mittels MRA ermittelt werden, in der zweiten Gruppe war dies v.a. aufgrund von technischen Mängeln der Bildakquisition nicht möglich.
Der Nachweis des Ursprungs gelang bei 84,73% (111 von 131) der Prostataarterien, davon entsprangen 52,25% der A. pudenda interna, 18,92% zusammen mit der A. vesicalis superior, 13,51% seltenen Ursprüngen, 10,81% der A. obturatoria und 4,51% der vorderen Division der A. iliaca interna unterhalb der A. vesicalis inferior. Die Gruppe mit erfolgreicher Ursprungsanalyse mittels MRA zeigte signifikant geringere Werte in Fluoroskopiezeit (-26,96%, p = 0,0282), Dosisflächenprodukt (-38,04%, p = 0,0025) und Eingangsdosis (-37,10%, p = 0,0020). Die PAE bedingte eine signifikante Verbesserung in IPSS (p < 0,0001), Lebensqualität (p < 0,0001) und IIEF (p = 0,0016), dabei konnte der von den Patienten angegebene IPSS-Wert um durchschnittlich 9,42 Punkte (-43,37%) und der QoL-Wert um 2 Punkte (-50,00%) reduziert werden. Das Prostatavolumen (p < 0,0001), IPP (p = 0,0004) und PUA (p < 0,0001) zeigten sich ebenfalls signifikant reduziert. Das Volumen der Prostata schrumpfte um 4,92 ml (-8,35%), die IPP um 1,2 mm (-9,2%) und der PUA um 5,5° (-8,10%). Signifikante Zusammenhänge konnten zwischen IPSS- und QoL-Reduktion (p < 0,0001, r = 0,7555), sowie zwischen Höhe des IPSS vor der PAE und der absoluten IPSS-Reduktion (p = 0,0041, r = -0,4434) nachgewiesen werden.
Die MRA ermöglicht eine strahlungsfreie Analyse des Abgangs der Prostataarterie. Durch diese Auswertung konnte die benötigte Strahlendosis signifikant reduziert werden. Die MRA-geplante PAE erzielte eine deutliche Verbesserung der Symptomatik und der Lebensqualität. Die erektile Funktion konnte signifikant verbessert werden. Prostatavolumen, IPP und PUA zeigten zwar signifikante Veränderungen, wiesen jedoch keinen Zusammenhang zu klinischen Entwicklungen auf. Zwischen dem Ausgangsvolumen der Prostata und dem klinischen Ergebnis konnte ebenfalls keine signifikante Korrelation festgestellt werden, jedoch scheint der Ausgangswert des IPSS eine prädiktive Funktion zu haben.
Die MRA-geplante PAE ist klinisch effektiv und ermöglicht durch die Analyse der Prostataarterie eine Reduktion der benötigten Strahlung. Zusammen mit der MRT unterstützt sie die Indikationsstellung und Planung der PAE.