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The aim of this study was to detect a response difference in primary (PLC) and secondary liver tumors (SLC) with magnetic resonance elastography (MRE) after TACE therapy. Thirty-one patients (25/31 male; mean age 69.6 years [range: 39–85 years]) with repeated TACE therapy of HCC were compared with twenty-seven patients (27/27 female; mean age 61.2 years [range 39–81 years]) with repeated TACE therapy of metastatic liver disease due to breast cancer. Both groups underwent either one (n = 31) or two (n = 27) repetitive magnetic resonance imaging (MRI) and MRE exams in 4- to 6-week intervals using a 1.5-T-scanner. MRE-based liver stiffness and size measurements were evaluated in tumorous lesions and in healthy liver lobe controls. PLC showed a significantly larger tumor size compared to SLC (26.4 cm2 vs. 11 cm2, p = 0.007) and a higher degree of stiffness (5.8 kPa vs. 5.1 kPa, p = 0.04). Both tumors decreased in size during the cycles (PLC: p = 0.8 and SLC: p < 0.0001) and lesions showed an increase in stiffness (PLC: p = 0.002 and SLC: p = 0.006). MRE demonstrates that PLC and SLC have similar responses to TACE therapy. PLC had a greater increase in stiffness and SLC got smaller. An increasing stiffness and decrease in size could show a good response.
The optimal follow-up care for relapse detection in acute myeloid leukemia (AML) patients in first remission after consolidation therapy with intensive chemotherapy is not established. In this retrospective study, we evaluate the diagnostic value of an intensive relapse surveillance strategy by regular bone marrow aspirations (BMA) in these patients. We identified 86 patients with newly diagnosed non-promyelocytic AML who had reached complete remission (CR) after intensive induction and consolidation chemotherapy between 2007 and 2019. Annual relapse rates were 40%, 17%, and 2% in years 1–3, respectively. Patients in CR were surveilled by BMA scheduled every 3 months for 2 years, followed by BMA every 6 months. This surveillance regimen detected 29 of 55 relapses (53%), 11 of which were molecular relapses (20%). The remaining 26 of 55 relapses (47%) were diagnosed by non-surveillance BMA prompted by specific suspicion of relapse. Most patients showed concurrent morphological abnormalities in peripheral blood (PB) at time of relapse. Seven percent of all morphological relapses occurred without simultaneous PB abnormalities and would have been delayed without surveillance BMA. Intensified monthly PB assessment paired with BMA every 3 months during the first 2 years may be a highly sensitive relapse surveillance strategy.
Dieser Beitrag beschäftigt sich mit Arbeitsabläufen und physischen Risikofaktoren von Zahnärzt/innen (ZA) und Zahnmedizinischen Fachangestellten (ZFA), die zu gesundheitlichen Schäden des Muskel-Skelett-Systems führen. Dabei soll besonders auf das Arbeitsfeld „Patientenmund“ sowie die Arbeitsbelastung und deren Auswirkung auf die Gesundheit eingegangen werden. Ferner werden die optimale Sitzhaltung und physische Anforderungen statischer und repetitiver Behandlungspositionen sowie -haltungen von ZA und ZFA diskutiert.
White paper peanut allergy
(2022)
The current management of a primary IgE-mediated peanut allergy consists of the two basic pillars “exposure prophylaxis” with avoidance of the allergen and “emergency therapy” with short-term treatment of an acute allergic reaction after accidental ingestion. Accidental reactions are common despite attempted avoidance. The severity of an allergic or even anaphylactic reaction after accidental ingestion is difficult to assess prior to reaction. In addition, reaction thresholds may vary depending on the accompanying augmentation factor. Therefore, every peanut allergic patient should receive individual dietary counseling as well as instructions for the use of the emergency kit and a structured patient education program (anaphylaxis group training), if necessary. For the first time, since fall 2021 a causal treatment option with a drug for oral immunotherapy will now be available for 4‑ to 17-year-old peanut-allergic children and adolescents. The oral immunotherapy with peanut protein as defatted powder of Arachis hypogaea L., semen (peanuts) leads to desensitization with a good efficacy record and an acceptable safety profile. Other treatment options with different therapeutic approaches are also under development and will probably expand the range for treatment in the coming years.
Improved integration of single cell transcriptome data demonstrated on heart failure in mice and men
(2023)
Biomedical research frequently uses murine models to study disease mechanisms. However, the translation of these findings to human disease remains a significant challenge. In order to improve the comparability of mouse and human data, we present a cross-species integration pipeline for single-cell transcriptomic assays.
The pipeline merges expression matrices and assigns clear orthologous relationships. Starting from Ensembl ortholog assignments, we allocated 82% of mouse genes to unique orthologs by using additional publicly available resources such as Uniprot, and NCBI databases. For genes with multiple matches, we employed the Needleman-Wunsch global alignment based on either amino acid or nucleotide sequence to identify the ortholog with the highest degree of similarity.
The workflow was tested for its functionality and efficiency by integrating scRNA-seq datasets from heart failure patients with the corresponding mouse model. We were able to assign unique human orthologs to up to 80% of the mouse genes, utilizing the known 17,492 orthologous pairs. Curiously, the integration process enabled the identification of both common and unique regulatory pathways between species in heart failure.
In conclusion, our pipeline streamlines the integration process, enhances gene nomenclature alignment and simplifies the translation of mouse models to human disease. We have made the OrthoIntegrate R-package accessible on GitHub (https://github.com/MarianoRuzJurado/OrthoIntegrate), which includes the assignment of ortholog definitions for human and mouse, as well as the pipeline for integrating single cells.
Patients with type 2 diabetes (T2D) are threatened by excessive cardiovascular morbidity and mortality. While accelerated arterial stiffening may represent a critical mechanistic factor driving cardiovascular risk in T2D, specific therapies to contain the underlying diabetic arterial remodeling have been elusive. The present translational study investigates the role of microRNA-29b (miR-29b) as a driver and therapeutic target of diabetic aortic remodeling and stiffening. Using a murine model (db/db mice), as well as human aortic tissue samples, we find that diabetic aortic remodeling and stiffening is associated with medial fibrosis, as well as fragmentation of aortic elastic layers. miR-29b is significantly downregulated in T2D and miR-29b repression is sufficient to induce both aortic medial fibrosis and elastin breakdown through upregulation of its direct target genes COL1A1 and MMP2 thereby increasing aortic stiffness. Moreover, antioxidant treatment restores aortic miR-29b levels and counteracts diabetic aortic remodeling. Concluding, we identify miR-29b as a comprehensive—and therefore powerful—regulator of aortic remodeling and stiffening in T2D that moreover qualifies as a (redox-sensitive) target for therapeutic intervention.
Combinatorial CRISPR-Cas screens have advanced the mapping of genetic interactions, but their experimental scale limits the number of targetable gene combinations. Here, we describe 3Cs multiplexing, a rapid and scalable method to generate highly diverse and uniformly distributed combinatorial CRISPR libraries. We demonstrate that the library distribution skew is the critical determinant of its required screening coverage. By circumventing iterative cloning of PCR-amplified oligonucleotides, 3Cs multiplexing facilitates the generation of combinatorial CRISPR libraries with low distribution skews. We show that combinatorial 3Cs libraries can be screened with minimal coverages, reducing associated efforts and costs at least 10-fold. We apply a 3Cs multiplexing library targeting 12,736 autophagy gene combinations with 247,032 paired gRNAs in viability and reporter-based enrichment screens. In the viability screen, we identify, among others, the synthetic lethal WDR45B-PIK3R4 and the proliferation-enhancing ATG7-KEAP1 genetic interactions. In the reporter-based screen, we identify over 1,570 essential genetic interactions for autophagy flux, including interactions among paralogous genes, namely ATG2A-ATG2B, GABARAP-MAP1LC3B and GABARAP-GABARAPL2. However, we only observe few genetic interactions within paralogous gene families of more than two members, indicating functional compensation between them. This work establishes 3Cs multiplexing as a platform for genetic interaction screens at scale.
Background: We have analyzed the outcome of patients with localized extraskeletal Ewing sarcoma (EES) treated in three consecutive Cooperative Weichteilsarkomstudiengruppe (CWS) soft tissue sarcoma (STS) studies: CWS-91, CWS-96, and CWS-2002P.
Methods: Patients were treated in CWS-91 with four- (vincristine, dactinomycin, doxorubicin, and ifosfamide [VAIA] or cyclophosphamide [VACA II]) or five-drug (+etoposide [EVAIA]) cycles, in CWS-96 they were randomly assigned to receive VAIA or CEVAIE (+carboplatin and etoposide), and in CWS-2002P with VAIA III plus optional maintenance therapy (MT) with cyclophosphamide and vinblastine. Local therapy consisted of resection and/or radiotherapy (RT).
Results: Two hundred forty-three patients fulfilled the eligibility criteria. The 5-year event-free survival (EFS) and overall survival (OS) were 63% (95% confidence interval [CI] 57–69) and 73% (95% CI 67–79), respectively. The 5-year EFS by study was 64% (95% CI 54–74) in CWS-91, 57% (95% CI 48–66) in CWS-96, and 79% (95% CI 67–91) in CWS-2002P (n.s.). The 5-year OS was 72% (95% CI 62–82) in CWS-91, 70% (95% CI 61–79) in CWS-96, and 86% (95% CI 76–96) in CWS-2002P (n.s.). In CWS-96, 5-year EFS and OS in the VAIA arm versus the CEVAIE were 65% (95% CI 52–81) versus 55% (95% CI 39–76) log-rank p = .13, and 85% (95% CI 75–96) versus 61% (95% CI 45–82), log-rank p = .09.
Conclusion: Our analysis provides interesting information on the treatment and specificities of EES, which can be useful for a better understanding of this rare entity and should be considered in the development of future clinical trials for Ewing sarcoma defined as FET–ETS fusion positive tumors.
Einleitung
Das MUTARS® RS Cup-System der Firma implantcast GmbH (Buxtehude, Deutschland) ergänzt seit 2012 die Implantatgruppe der Abstützschalen mit seitlichen Laschen, die der operativen Versorgung ausgedehnter Acetabulumdefekte dienen. Diese technisch weiterentwickelte Revisionspfanne wird mittels Press-Fit Methode in das Acetabulum eingebracht und im Anschluss mit dem passenden Inlay zementfrei als integriertes System gekoppelt. Somit steht dieses innovative Konzept in Konkurrenz zu dem seit vielen Jahrzehnten angewandten BS-Ring, bei dem das Inlay in die Revisionspfanne einzementiert werden muss. Da Alterungsprozesse die Materialeigenschaften des Zements verändern, kann diese Fixierung im Lauf der Zeit brüchig werden. Lockerungen des Inlays bis hin zum Ausbrechen der Zementfixierung aus der Revisionspfanne sind die komplikationsträchtige Konsequenz. Durch Verwendung der MUTARS® RS Cup als integriertes System lassen sich diese Schnittstelle und die damit verbundenen Nachteile vermeiden. Neben der Möglichkeit, einen Standard-Prothesenkopf zu implantieren, kann das System für luxationsgefährdete Patienten problemlos und ebenfalls zementfrei auf ein tripolares Prothesendesign erweitert werden. Diese Arbeit beschreibt den Einsatz des MUTARS® RS Cup-Systems sowohl in der primären Acetabulumchirurgie als auch im Rahmen aufwendiger Revisionseingriffe nach endoprothetischen Hüftgelenkoperationen und zeigt geeignete Indikationen sowie Anwendungsbeschränkungen auf. Aspekte der präoperativen Planung und der intraoperativen Handhabung des Systems werden ebenso abgebildet wie Komplikationen, die sich im kurz- bis mittelfristigen postoperativen Intervall ergaben.
Material und Methode
In diese retrospektive Studie wurden alle Patienten eingeschlossen, die im Zeitraum von März 2016 bis März 2021 eine Implantation des MUTARS® RS Cup-Systems am Universitätsklinik Frankfurt am Main erhielten.
Ergebnisse
Es wurden 52 Implantationen bei 49 Patienten durchgeführt, wobei sich das Studienkollektiv aus 28 Männern und 21 Frauen mit einem Durchschnittsalter von 76,1 (Spannweite 36,9-94,4) Jahren zusammensetzt. Elf unterschiedliche Ursachen lagen den Acetabulumdefekten zugrunde. Wir implantierten das integrierte System erfolgreich sowohl bei Indikationen, die eine Wechseloperation der Prothesenpfanne notwendig machten, als auch bei Patienten mit schwerwiegenden primären Acetabulumfrakturen sowie instabilen Defekten anderer Genese. In mehr als der Hälfte der Fälle handelte es sich bei dem Indexeingriff um eine Revisionsarthroplastik des betreffenden Hüftgelenks und 80% der Patienten wiesen einen ausgedehnten Substanzdefekt auf (Paprosky-Typ 3A oder höher). Eine arterielle Nachblutung, fünf tiefe Wundinfektionen (10%) sowie sechs Luxationen des Prothesenkopfs (12%) – wobei diese in zwei Fällen mit einer sekundären Dislokation der Revisionspfanne einherging – führten zu Folgeinterventionen. Innerhalb des 5-jährigen Auswertungszeitraums wurden fünf der 52 MUTARS® RS Cup-Systeme explantiert (drei aufgrund septischer und zwei bei aseptisch-mechanischer Ursache), was einer Ausfallrate von 9,6% entspricht.
Schlussfolgerung
Eine älter werdende Gesellschaft und die steigende Zahl an Erstimplantationen einer H-TEP verdeutlichen die Forderung nach innovativen Systemen, wie sie gerade bei chirurgisch komplexen Revisionsarthroplastiken dringend benötigt werden. Entsprechend den Erfahrungen unserer Universitätsklinik und basierend auf den Ergebnissen dieser Studie liefert das MUTARS® RS Cup-System einen wertvollen Beitrag in dieser Fragestellung. Bei korrekter Indikationsstellung lässt sich eine gute Primärstabilität des Systems erzielen, weshalb es aus unserer Sicht ein sicheres Revisionssystem zur Wiederherstellung einer stabilen Gelenksituation bei schwerwiegenden Acetabulumverletzungen darstellt. Das technisch überarbeitete System überzeugt zudem durch seine zuverlässige intraoperative Handhabung und seine hervorragende Modularität, wobei die zahlreichen Kombinationsmöglichkeiten der einzelnen Prothesenkomponenten eine vielseitige Anwendung gewährleisten.
The visual system encompasses about 20% of the cerebral cortex1 and plays a pivotal role in higher-order cognitive processes such as attention and working memory. Cognitive impairments constitute a central role in neuropsychiatric disorders such as schizophrenia (SZ). Impairments are described in visual perceptual processes including contrast, and emotion discrimination as well as in the ability to identify visual irregularities and in higher-order cognition like visual attention and working memory. Furthermore, perceptual and higher-order cognitive processes are part of the Research Domain Criteria (RDoC) project that aims to develop dimensional and transdiagnostic constructs with defined links to specific brain circuits.Therefore, the detailed study of the visual system using functional magnetic resonance imaging (fMRI) is essential to understand the processes in healthy individuals but also in populations with neuropsychiatric disorders. Visual mapping techniques include functional localizer tasks to map functionally defined regions like the fusiform face area (FFA), retinotopic mapping to map specific brain regions that are retinotopically organized in full, and visual-field localizer paradigms to define circumscribed areas within retinotopically organized areas.Thus, the latter allow studying local information processing in early visual areas. Despite advances in neuroimaging techniques, analyses of fMRI data at the group-level are impeded by interindividual macroanatomical variability. This reduces the reliability to accurately define visual areas particularly at the group-level and decreases statistical power. Single-subject based solutions for this problem are not appropriate. Analyses after volume-based alignment (VBA) and primary surface-based analyses without macroanatomical alignment do not increase macroanatomical correspondence sufficiently. Cortex-based alignment (CBA) approaches are recommended as an alternative technique to address this obstacle. However, CBA has not been evaluated for visual-field localizer paradigms. Therefore, we aimed to evaluate potential benefits of CBA for an attention-enhanced visual field localizer paradigm that maps circumscribed regions in retinotopically organized visual areas. Since previous studies solely compared surface-based data before and after CBA, we aimed to compare all three techniques: (1) a volume-based alignment (VBA), (2) a surface-based data set without (SBAV) and (3) a surface- based data set with macroanatomical alignment (CBA). Furthermore, we sought to define regions of interest (ROI) that subsequently can be used for the study of higher-order cognitive processes. Also, we aimed to investigate whether CBA facilitates the study of functional asymmetries in early visual areas as these were described in previous studies. Healthy volunteers (n=50) underwent fMRI in a 3- Tesla Siemens Trio scanner while performing an attention-enhanced visual field localizer paradigm. Our task consisted of a series of flickering, black-and white colored checkerboard stimuli that randomly appeared at one of four locations comprising the participants’ visual quadrants. In 25% of the trials the centrally located squares briefly changed their color to yellow (target trial). Participants had to indicate detection of a target by button press. Data analysis was conducted using Brain Voyager 20.6. Our approach for macroanatomical alignment included a high-resolution, multiscale curvature driven alignment procedure minimizing interindividual macroanatomical variability. Here, each folding pattern was aligned to a dynamically updated group average. Thus, we counteracted a possible confounding effect of a suboptimal selection of an individual target brain with a folding pattern deviating considerably from the cohort average. Group ROIs after CBA showed increased spatial consistency, vertical symmetry, and an increase of size. This was corroborated by an increase in the probability of activation overlap of up to 86%. CBA increased macroanatomical correspondence and thus ameliorated results of multi-subject ROI analyses. Functional differences in the form of a downward bias in visual hemifields were measured with increased reliability. In summary, our findings provide clear evidence for the superiority of CBA for the study of local information processing in early visual cortex at the group-level. This approach is of relevance for the study of visual dysfunction in neuropsychiatric disorders including schizophrenia as they show impaired visual processing that in turn impacts higher-order cognitive processes and in consequence functional outcome. In addition, our attention-enhanced visual field localizer paradigm will be useful for machine learning approaches such as multivariate pattern analysis decoding local information processes and connectivity patterns.
Die Dissertation befasste sich mit der Ausprägung physiologischer Parameter bei Patienten mit Bipolarer Störung in Assoziation mit kognitiver Leistungsfähigkeit. Ziel der Arbeit war es zu überprüfen, ob Symptome einer akuten bipolaren Episode, wie kognitive Störungen und eine reduzierte HRV, sich auch in der Remissionsphase zeigen und miteinander assoziiert sind. Des Weiteren wurde überprüft, ob remittierte bipolare Patienten eine höhere Erregung im ANS, abgeleitet durch physiologische Parameter und der Angst als aktueller Zustand, während der Bearbeitung von kognitiven Aufgaben aufweisen und ob diese Merkmale miteinander und mit residualen manischen oder depressiven Symptomen assoziiert sind. So wurden 26 bipolare Patienten in Remission zu 25 Gesunden rekrutiert und überprüft, ob signifikante Beeinträchtigungen in der HRV und anderen physiologischen Parametern auftreten, ob bipolare Patienten in Remission im Vergleich zur Kontrollgruppe signifikant in den Tests zur kognitiven Leistungsfähigkeit beeinträchtigt sind und ob es Unterschiede zwischen psychopathologischen Auffälligkeiten in den zwei Gruppen gibt. Des Weiteren wurde überprüft, ob die abgeleiteten Parameter miteinander zusammenhängen. Zur Erhebung der kognitiven Fähigkeiten wurden verschiedene testpsychologische Verfahren durchgeführt, wie z. B. der Trail Making Test sowie ein eigens entwickeltes Gedächtnisparadigma mit Lern- und Wiedergabeaufgaben am Computer. Während Letzterem wurden die physiologischen Parameter Fingertemperatur, Hautleitwert, Atem- und Herzfrequenz abgeleitet. Die Parameter der HRV wurden in einer 5-Minuten-Ruhemessung erhoben. Die individuelle Psychopathologie wurde u. a. durch das Beck-Depressions-Inventar und die BechRafaelsen Mania Scale ermittelt. Zur Auswertung der Ergebnisse wurden statistische Analysen berechnet, für die Gruppenvergleiche nichtparametrische Tests und für die Zusammenhangshypothesen Spearman Korrelationen. Die Dissertation konnte zeigen, dass bipolare Patienten in Remission, im Vergleich zu Gesunden, eine reduzierte HRV haben, in exekutiven Funktionen und dem verbalen episodischen Gedächtnis beeinträchtigt sind, höhere depressive Werte und eine höhere durchschnittliche psychische Belastung aufweisen. Die reduzierte HRV in Ruhe spricht dabei für eine anhaltende Dysbalance des ANS in Remission. Kognitive Defizite scheinen die Episoden ebenfalls zu überdauern und nicht nur mit klinischen Zuständen assoziiert zu sein. Die abgeleiteten Parameter waren nicht miteinander assoziiert. Eine Limitation der Dissertation ist, dass zwar viele (z. B. Alter, Geschlecht, Nikotinkonsum), aber nicht alle auf die HRV einflussnehmenden Kovariablen erhoben wurden (wie z.B. der BMI) und die Patienten sich nach DSM-IV Kriterien zwar in Remission befanden, aber nicht symptomfrei waren. Alles in allem können die Ergebnisse helfen, die Ätiologie und Folgen der Bipolaren Störung besser zu verstehen. Bipolare Patienten scheinen auch in Remission eine Dysbalance des ANS und kognitive Defizite zu haben. Eine reduzierte HRV als mögliches Zeichen für eine maladaptive Reaktion auf Stress scheint bei remittierten bipolaren Patienten eine schlechtere Lernleistung nicht weiter zu verschärfen. Remittiere bipolare Patienten zeigen außerdem keine höhere Erregung im ANS während der Bearbeitung von kognitiven Aufgaben als Gesunde.
Kognitive Defizite bestehen über die Episoden hinaus auch bei den remittierten Patienten und stehen nicht mit unterschwelligen depressiven Symptomen oder einer höheren Erregung im ANS in Zusammenhang. In Bezug auf die Behandlung und Rehabilitation sind die reduzierte HRV und die anhaltenden kognitiven Defizite bei remittierten bipolaren Patienten zu berücksichtigen und einzubeziehen. Für zukünftige Studien wäre es sinnvoll die HRV, einhergehend mit neuropsychologischen Beeinträchtigungen, in verschiedenen Episoden (manisch, depressiv, remittiert) zu untersuchen, um etwaige krankheitsübergreifende Veränderungen und Unterschiede zwischen den Episoden und der Remission zu überprüfen.
The discovery of clustered regularly interspaced short palindromic repeats and their associated proteins (Cas) has revolutionized the field of genome and epigenome editing. A number of new methods have been developed to precisely control the function and activity of Cas proteins, including fusion proteins and small-molecule modulators. Proteolysis-targeting chimeras (PROTACs) represent a new concept using the ubiquitin-proteasome system to degrade a protein of interest, highlighting the significance of chemically induced protein-E3 ligase interaction in drug discovery. Here, we engineered Cas proteins (Cas9, dCas9, Cas12, and Cas13) by inserting a Phe-Cys-Pro-Phe (FCPF) amino acid sequence (known as the π-clamp system) and demonstrate that the modified CasFCPF proteins can be (1) labeled in live cells by perfluoroaromatics carrying the fluorescein or (2) degraded by a perfluoroaromatics-functionalized PROTAC (PROTAC-FCPF). A proteome-wide analysis of PROTAC-FCPF-mediated Cas9FCPF protein degradation revealed a high target specificity, suggesting a wide range of applications of perfluoroaromatics-induced proximity in the regulation of stability, activity, and functionality of any FCPF-tagging protein.
Recently, significant advances have been made by identifying the levels of synchronicity of the underlying dynamics of a given brain state. This research has demonstrated that unconscious dynamics tend to be more synchronous than those found in conscious states, which are more asynchronous. Here we go beyond this dichotomy to demonstrate that the different brain states are always underpinned by spatiotemporal chaos but with dissociable turbulent dynamics. We investigated human neuroimaging data from different brain states (resting state, meditation, deep sleep, and disorders of consciousness after coma) and were able to distinguish between them using complementary model-free and model-based measures of turbulent information transmission. Our model-free approach used recent advances describing a measure of information cascade across spatial scales using tools from turbulence theory. Complementarily, our model-based approach used exhaustive in silico perturbations of whole-brain models fitted to the empirical neuroimaging data, which allowed us to study the information encoding capabilities of the brain states. Overall, the current framework demonstrates that different levels of turbulent dynamics are fundamental for describing and differentiating between brain states.
Significant advances have been made by identifying the levels of synchrony of the underlying dynamics of a given brain state. This research has demonstrated that non-conscious dynamics tend to be more synchronous than in conscious states, which are more asynchronous. Here we go beyond this dichotomy to demonstrate that different brain states are underpinned by dissociable spatiotemporal dynamics. We investigated human neuroimaging data from different brain states (resting state, meditation, deep sleep and disorders of consciousness after coma). The model-free approach was based on Kuramoto’s turbulence framework using coupled oscillators. This was extended by a measure of the information cascade across spatial scales. Complementarily, the model-based approach used exhaustive in silico perturbations of whole-brain models fitted to these measures. This allowed studying of the information encoding capabilities in given brain states. Overall, this framework demonstrates that elements from turbulence theory provide excellent tools for describing and differentiating between brain states.
Einführung: Eitrige und abszedierende Infektionen sind ein häufiges Problem in der zahnärztlichen, oral- und kieferchirurgischen Praxis. Bei entsprechender Indikation finden Antibiotika zur Therapie von odontogenen Infektionen oder Weichteilinfektionen im Bereich des Kopfes Einsatz. Auch prophylaktische Gaben von Antibiotika sind in diesem Fachgebiet nicht selten. Deswegen sollte die kalkulierte antiinfektive Chemotherapie auf soliden pharmakologischen Daten beruhen.
Material und Methoden: Von 520 Patienten der mund-kiefer-gesichtschirurgischen Praxisklinik Kaufbeuren wurden die 1.182 antibiotischen in vitro Testungen aus dem Zeitraum 22.11.2010 bis 31.12.2016 ausgewertet. Das Durchschnittsalter der 51% weiblichen und 49% männlichen Patienten betrug 49,1 Jahre. Die Patienten wurden stratifiziert nach Diagnosen, Gesundheitszustand und Alter. Es wurden die Ergebnisse der Suszeptibilitätstestungen folgender gängiger Antibiotika ausgewertet: Amoxicillin/Clavulansäure, Ampicillin, Oxacillin, Penicillin G/V, Cefazolin, Cefuroxim, Cefpodoxim, Azithromycin, Clarithromycin, Erythromycin, Ciprofloxacin, Levofloxacin, Moxifloxacin, Ofloxacin, Clindamycin, Gentamycin, Cotrimoxazol, Doxycyclin und Metronidazol.
Ergebnisse: Im Mittel (alle getesteten Keime) liefern Amoxicillin/Clavulansäure (96,6%), Cefpodoxim (95,7%), Cefuroxim (90,1%) und Moxifloxacin (91,0%) durchgängig sehr gute Sensibilitätswerte bei hoher statistischer Signifikanz (p<0,001).
Für Ampicillin (86,3%), Cefazolin (85,5%), Levofloxacin (82,5%), Cotrimoxazol (77,5%), Doxycyclin (75,0%), Penicillin G/V (72,5%), Clindamycin (61,8%), Azithromycin (59,9%), Clarithromycin (59,6%), Oxacillin (54,0%), Erythromycin (51,7%) und Ciprofloxacin (36,2%) lagen die getesteten durchschnittlichen Sensibilitäten deutlich niedriger mit je nach Untergruppe deutlichen Unterschieden.
Konklusion: Die von uns ermittelten in vitro Suszeptibilitäten von Amoxicillin/ Clavulansäure, Cefpodoxim, Cefuroxim und Moxifloxacin unterstützen die Empfehlung zum therapeutischen Einsatz bei odontogenen Infektionen oder Weichteilinfektionen im Kopf-Hals-Bereich sowie deren prophylaktische Verwendung zum Beispiel bei Endokarditis-Risiken in der Zahnmedizin oder Mund-/Kiefer-/Gesichtschirurgie.
BOLD signatures of sleep
(2019)
Sleep can be distinguished from wake by changes in brain electrical activity, typically assessed using electroencephalography (EEG). The hallmark of non-rapid-eye-movement sleep are two major EEG events: slow waves and spindles. Here we sought to identify possible signatures of sleep in brain hemodynamic activity, using simultaneous fMRI-EEG. We found that, during the transition from wake to sleep, blood-oxygen-level-dependent (BOLD) activity evolved from a mixed-frequency pattern to one dominated by two distinct oscillations: a low-frequency (~0.05Hz) oscillation prominent in light sleep and a high-frequency (~0.17Hz) oscillation in deep sleep. The two BOLD oscillations correlated with the occurrences of spindles and slow waves, respectively. They were detectable across the whole brain, cortically and subcortically, but had different regional distributions and opposite onset patterns. These spontaneous BOLD oscillations provide fMRI signatures of basic sleep processes, which may be employed to study human sleep at spatial resolution and brain coverage not achievable using EEG.
Die Entartung von B-Zellen stellt den Ursprung vieler maligner Erkrankungen dar. Bei der Prä-B-Zell-ALL, welche 15 % der malignen Erkrankungen im Kindesalter ausmacht, findet die Entartung auf der Entwicklungsstufe der Prä-B-Zellen statt. In der normalen Hämatopoese fungiert der Prä-BZR als Kontrollpunkt in der Entwicklung der B-Zellen, weshalb der Rezeptor sowie die von ihm ausgehenden Signalwege bereits bei vielen hämatologischen Neoplasien als therapeutische Ansatzpunkte in Betracht gezogen wurden.
Der Prä-BZR selbst stellt einen Tumorsuppressor dar: Etwa 13,5 % der Prä-B-Zell-ALL sind von einem aktiven Prä-BZR-Signal abhängig. In entarteten Zellen findet oftmals eine Imitation der Proliferationssignale eines konstitutiv aktiven BZRs statt. Bei Zellen ohne einen funktionellen Rezeptor führt die Rekonstruktion des Rezeptors jedoch zum Zelltod. Sowohl ein zu hohes als auch ein zu niedriges Aktivitätsniveau des Prä-BZRs haben somit einen negativen Effekt auf das Wachstumsverhalten der Zellen zur Folge.
Wichtige downstream des Prä-BZRs vorkommende Effektormoleküle sind die Histonmethyltransferase DOT1L und der Tumorsuppressor BRD7. DOT1L interagiert mit dem Transkriptionsfaktor AF10, der eine bedeutsame Rolle bei der Entstehung von Mixed-lineage-Leukämien spielt; eine DOT1L-Inhibition zeigt daher auch nur bei MLL-rearrangierten Leukämien therapeutische Effekte.
In dieser Dissertationsarbeit konnte der Tumorsuppressorphänotyp von BRD7 aufgezeigt werden. Außerdem zeigten sich Effekte auf den PI3K- sowie den MEK-Signalweg durch Dephosphorylierung der Kinasen AKT und ERK. Dieser Aspekt kann mithilfe einer hypothetischen Feedback-Schleife zwischen BRD7, dem PI3K-Signalweg sowie dem Prä-BZR erklärt werden. BRD7 und Gene des PI3K-Signalwegs könnten hierbei über Chromatin-Remodellierung miteinander interagieren. Die Analyse der Phosphosite von BRD7 stellt einen essenziellen Aspekt dar, um diese Feedback-Schleife experimentell zu validieren.
Auf der anderen Seite führte auch die Inaktivierung von BRD7 zu negativen Effekten auf das Wachstumsverhalten der Zellen. Ähnlich wie der Transkriptionsfaktor TCF3, der einen oberen Schwellenwert besitzt, könnte BRD7 einen unteren Schwellenwert besitzen, unter welchem
wachstumshemmende Effekte hervorgerufen werden. Außerdem sind auch proapoptotische Wirkungen für eine Überaktivierung des ERK- und des AKT-Signalwegs beschrieben worden, beispielsweise über die Hemmung des AKT-Inhibitors PTEN.
Durch massenspektrometrische Analysen konnte gezeigt werden, dass eine Überexpression von BRD7 die Komplexe der mitochondrialen Atmungskette hochreguliert. Die proliferationshemmenden Effekte des PI3K-Signalwegs überwiegen jedoch vermutlich diese positiven Effekte auf die Energiegewinnung der Tumorzellen. Alternativ könnte es sich in den Tumorzellen lediglich um einen Kompensationsmechanismus bei geschädigter oxidativer Phosphorylierung handeln.
Bei der Analyse der molekularen Hintergründe des Wachstumsnachteils der BRD7-überexprimierenden Zellen konnte festgestellt werden, dass die Prä-B-Zellen RCH-ACV vom PI3K-Signalweg, jedoch nicht vom MEK-Signalweg abhängig sind. Es ist denkbar, dass noch weitere Moleküle reguliert werden müssen, damit die Modifikation des MEK-Signalwegs Effekte auf das Wachstumsverhalten und Überleben der Zellen ausübt.
In dieser Arbeit konnten der Prä-BZR und die von ihm ausgehenden Signalwege als gute Ansatzpunkte bei der Therapie der Prä-B-Zell-ALL identifiziert werden. Zwar zeigten sich bei Überexpression und Inhibition von BRD7 nur Effekte auf die Proliferation der Zellen, jedoch existieren vielfältige Interaktionen mit upstream lokalisierten Signalmolekülen (hypothetische Feedback-Schleife). Die dadurch angestoßenen Signalwege können zur Einleitung der Apoptose beitragen. Prinzipiell könnte der Tumorsuppressor BRD7 therapeutisch durch das Designen von Kinasen eingesetzt werden, welche eine gezielte Phosphorylierung und damit konstitutive Aktivierung von BRD7 bewirken, jedoch stellt der Einsatz von etablierten, weiter upstream ansetzenden Kinase-Inhibitoren einen effektiveren therapeutischen Ansatzpunkt zur Apoptoseeinleitung im Patienten dar.
Understanding the role of short-interfering RNA (siRNA) in diverse biological processes is of current interest and often approached through small RNA sequencing. However, analysis of these datasets is difficult due to the complexity of biological RNA processing pathways, which differ between species. Several properties like strand specificity, length distribution, and distribution of soft-clipped bases are few parameters known to guide researchers in understanding the role of siRNAs. We present RAPID, a generic eukaryotic siRNA analysis pipeline, which captures information inherent in the datasets and automatically produces numerous visualizations as user-friendly HTML reports, covering multiple categories required for siRNA analysis. RAPID also facilitates an automated comparison of multiple datasets, with one of the normalization techniques dedicated for siRNA knockdown analysis, and integrates differential expression analysis using DESeq2.
Summary: Understanding the role of short-interfering RNA (siRNA) in diverse biological processes is of current interest and often approached through small RNA sequencing. However, analysis of these datasets is difficult due to the complexity of biological RNA processing pathways, which differ between species. Several properties like strand specificity, length distribution, and distribution of soft-clipped bases are few parameters known to guide researchers in understanding the role of siRNAs. We present RAPID, a generic eukaryotic siRNA analysis pipeline, which captures information inherent in the datasets and automatically produces numerous visualizations as user-friendly HTML reports, covering multiple categories required for siRNA analysis. RAPID also facilitates an automated comparison of multiple datasets, with one of the normalization techniques dedicated for siRNA knockdown analysis, and integrates differential expression analysis using DESeq2. RAPID is available under MIT license at https://github.com/SchulzLab/RAPID. We recommend using it as a conda environment available from https://anaconda.org/bioconda/rapid.