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Gait analysis as a clinical examination method has been increasingly used in recent years. In particular, the external knee adduction moment was often used as a surrogate measure for internal medial knee joint loading, e.g., in elderly individuals with medial knee osteoarthritis. Therefore, the knee adduction moment is also associated with the progression of knee osteoarthritis. Children and adolescents with valgus malalignment have been found to experience a reduced external knee adduction moment, but internal knee joint contact forces, particularly in the lateral compartment, were not previously studied.
First, medial and lateral knee joint contact forces were studied using muskulosceletal modeling in young individuals with and without valgus malalignment treated by guided growth. In addition, a systematic literature review was conducted to explore the relationship between external joint moments and internal joint contact forces. Finally, this relationship was investigated in children and adolescents with and without valgus malalignment. Furthermore, we examined whether statistical models could be determined to accurately predict internal knee joint contact forces by commonly used parameters from three-dimensional gait analysis, such as external knee joint moments.
It was found that guided growth normalized knee joint contact forces after treatment. In addition, the static radiographic mechanical axis angle correlated better after the treatment when the patients showed a typical limb alignment compared to the correlation before guided growth with the valgus malalignment due to compensating strategies during gait. Furthermore, the systematic review showed that the peak medial knee joint contact force was best predicted by the knee adduction moment and even better together with the knee flexion moment in the first half of stance. However, for the second half of stance of the medial knee joint contact force and the entire stance of the lateral knee joint contact force, only low correlations with knee adduction and/or flexion moment were found. Finally, statistical models could be determined with high accuracy for both medial and lateral knee joint contact force, for both peaks in the first and second half of stance, and for both study groups of children and adolescents with and without valgus malalignment by including knee adduction and flexion moment as predictors.
These results demonstrate the importance of examining not only the external knee adduction moment but also the knee flexion moment and, even better, the medial and lateral knee joint contact forces when evaluating knee joint loading. With these statistical models, clinicians can predict the medial and lateral knee joint contact forces without the need to perform musculoskeletal simulations and can therefore use standard three-dimensional gait analysis parameters such as knee adduction and flexion moment. This can improve guided growth treatment in children and adolescents with valgus malalignment with regard to implantation or explantation of the growth restricting plates or to rebound. Instrumented gait analysis could be particularly helpful in borderline cases, as kinematic compensation mechanisms during gait may play a role and the static radiograph alone does not provide information about dynamic joint loads.
Decoding brain states on the intrinsic manifold of human brain dynamics across wakefulness and sleep
(2021)
Current state-of-the-art functional magnetic resonance imaging (fMRI) offers remarkable imaging quality and resolution, yet, the intrinsic dimensionality of brain dynamics in different states (wakefulness, light and deep sleep) remains unknown. Here we present a method to reveal the low dimensional intrinsic manifold underlying human brain dynamics, which is invariant of the high dimensional spatio-temporal representation of the neuroimaging technology. By applying this intrinsic manifold framework to fMRI data acquired in wakefulness and sleep, we reveal the nonlinear differences between wakefulness and three different sleep stages, and successfully decode these different brain states with a mean accuracy across participants of 96%. Remarkably, a further group analysis shows that the intrinsic manifolds of all participants share a common topology. Overall, our results reveal the intrinsic manifold underlying the spatiotemporal dynamics of brain activity and demonstrate how this manifold enables the decoding of different brain states such as wakefulness and various sleep stages.
Hintergrund: In den vergangenen 10 Jahren wurden an verschiedenen Epilepsiezentren in Deutschland (Bochum, Erlangen, Greifswald, Berlin Brandenburg, Frankfurt Rhein-Main) Projekte entwickelt, die sich mit telemedizinischen Arzt-zu-Arzt-Anwendungen im Bereich der Epilepsieversorgung beschäftigen.
Ziel der Arbeit: Im Folgenden wird ein Überblick über die aktuell laufenden telemedizinischen Projekte in der Epilepsieversorgung in Deutschland gegeben.
Material und Methoden: Die Verantwortlichen der einzelnen Projekte stellen ihr Projekt anhand einer vorgegebenen Struktur dar.
Ergebnisse und Diskussion: In allen Projekten konnte gezeigt werden, dass eine technische Lösung für die telemedizinische Arzt-zu-Arzt Anwendung im Bereich Epileptologie geschaffen werden kann. Die dargestellten Projekte unterscheiden sich zum Teil hinsichtlich des Zieles und der Umsetzung, zum Teil zeigen sich Übereinstimmungen. Perspektivisches Ziel ist es, aus den Erfahrungen der einzelnen Projekte eine gemeinsame Strategie zur Förderung epileptologischer Telemedizin und ihrer Überführung in die Regelversorgung zu entwickeln.
Telemedizinische Arzt-zu-Arzt-Anwendungen in der Epilepsieversorgung können helfen, die spezielle Expertise von neurologischen oder pädiatrischen EpileptologInnen flächendeckend vorzuhalten, da sie es ermöglichen, medizinische Leistung über Distanzen hinweg zu erbringen. Sowohl national als auch international werden hierzu verschiedene Lösungsansätze entwickelt. Herausforderungen begegnet man auf organisatorischer, technischer, rechtlicher und ökonomischer Ebene, sodass die langfristige Perspektive der einzelnen aktuellen Lösungsansätze noch unklar ist. Letztendlich bedarf es der Entwicklung von Betriebsmodellen, bei denen alle Akteure (Konsilgeber, Konsilanforderer, Patient, Kostenträger, Betreiber der telemedizinischen Plattform und ggf. auch die jeweilige Fachgesellschaft) jeweils den spezifischen Nutzen und die Risiken abwägen.
In dieser Arbeit wurden zur Funktionsanalyse gelagerter ThZ zwei ex vivo Messverfahren verwendet, die unterschiedliche Qualitäten der ThZ-Funktion quantifizieren. Die in vitro Aggregationsfunktion der ThZ wurde mittels Multiplate® Analyzer untersucht, die Mitochondrienfunktion mittels Oxyraph-2k.
Der Multiplate® Analyzer ist eine wohl etablierte und gut zugängliche POC-Methode, die zeitnah verlässliche Daten zur ThZ-Aggregationsfähigkeit in Vollblutproben liefert. Von Interesse war zunächst die Frage nach der Durchführbarkeit valider Multiplate®-Messungen an POOL-TK. Das für Vollblutproben konzipierte Multiplate® kann unseren Ergebnissen zufolge zur in vitro Testung von POOL-TK herangezogen werden. Die Kombination der verwendeten Mischungsverhältnisse, Suspensionsmedien und Reagenzien eignen sich zur ThZ-Stimulation außerhalb der physiologischen Umgebung des Vollbluts. In zukünftigen Studien mit höheren Fallzahlen sollte jedoch die Messgenauigkeit des Multiplate® an TK durch Anpassungen der Suspensionsmedien, sowie der ThZ- und Reagenzienkonzentration überprüft und optimiert werden. Die Entwicklung der ThZ-Funktion im Verlauf der viertägigen TK-Haltbarkeit wurde hinsichtlich der thrombozytären Aggregations- und Mitochondrienfunktion beurteilt. Weiterhin wurde der Einfluss einer kontinuierlichen Agitation durch Vergleich mit der TK-Lagerung ohne Agitation untersucht. Während die Aggregationsfähigkeit der ThZ über den viertägigen Beobachtungszeitraum überwiegend erhalten blieb, verzeichnet die mitochondriale Funktion einen signifikanten Rückgang. Unter kontinuierlicher Agitation der TK verzeichnete sich keine signifikante Abnahme der thrombozytären Aggregationsfähigkeit im Laufe der TK-Haltbarkeit. Wurden die TK ohne Agitation gelagert zeigte das Aggregationsausmaß in den ersten Tagen gegenüber den richtlinienkonform gelagerten TK keine signifikante Verschlechterung. Am vierten Tag resultierte lediglich die ThZ-Stimulation mit TRAP in einer signifikant verminderten Plättchenaggregation in der Gruppe der nicht agitierten TK. Eine Toleranz der TK bezüglich temporären Agitationspausen von ein bis zwei Tagen ist demnach anzunehmen. Nach längeren Agitationspausen ist mit signifikanten Beeinträchtigungen der Aggregationsfunktion zu rechnen.
Der Oxygraph-2k ist ein anerkanntes Messgerät zur Analyse der mitochondrialen Leistungsfähigkeit mittels hochauflösender Respirometrie. Die Daten dieser Arbeit demonstrieren eine signifikante Abnahme der mitochondrialen Leistungsfähigkeit mit - 116 -zunehmendem Alter der TK. Es zeigten sich keine Unterschiede zwischen kontinuierlich agitierten und ruhenden TK am Ende der Lagerungsperiode. Auch an den restlichen Lagerungstagen waren ruhende TK nicht verstärkt in ihrer mitochondrialen Leistung eingeschränkt, als stetig agitierte TK. Dies impliziert, dass sich die mitochondriale Leistungsfähigkeit im Laufe der TK-Alterung reduziert, ungeachtet dessen, ob die Lagerung unter der empfohlenen kontinuierlichen oder unterlassenen Agitation erfolgt. Aus den Multiplate®- und Oxygraph-Ergebnissen lässt sich schlussfolgern, dass ein TK den für die Transfusion erforderlichen Qualitätsanspruch nicht durch kurzzeitige Agitationspausen verliert. Im Klinikalltag kann es, irrtümlich sowie durch Organisationsversagen bedingt, zu unterbrochener oder gar unterlassener Agitation vor TK-Transfusion kommen. Gemäß den Ergebnissen dieser Arbeit zufolge, wird darunter jedoch die TKQualität nicht nennenswert negativ beeinflusst.
Ein weiterer Teil dieser Arbeit befasste sich mit der Untersuchung des Einflusses von Extrembedingungen, wie Kälte von 4°C oder Be- und Entschleunigungen sowie Turbulenzen beim Transport durch Rohrpostsysteme. Die Mehrzahl der Testergebnisse verzeichnete keine signifikante Beeinträchtigung der ThZ-Aggregationsfunktion. Die vorübergehende, fehlerhafte Deposition eines TK im Kühlschrank und der Rohrpostversand können somit als unbedenklich für die mittels Multiplate® und Oxygraph gemessenen TK-Qualitätsparameter angesehen werden.
Die Gesamtheit der Ergebnisse zeigt, dass kurzfristige Abweichungen von der richtlinienkonformen TK-Lagerung keine negativen Auswirkungen auf die thrombozytäre Aggregationsfähigkeit und Mitochondrienfunktion ausüben. Die Berücksichtigung dieser Erkenntnisse könnte verhindern, dass kurzzeitig fehlgelagerte TK verworfen werden, was sich positiv auf die Nutzung dieser begrenzten Ressource auswirken würde. Als Einschränkung ist zu erwähnen, dass die dargebotenen Veränderungen lediglich ex vivo ermittelt wurden. Aufgrund der Nutzung etablierter Verfahren kann angenommen werden, dass sich unsere Ergebnisse gleichsinnig auf die tatsächliche in vivo ThZ-Funktion auswirken. Der Effekt auf die in vivo ThZ-Funktion muss in zukünftigen Studien verifiziert werden. Insbesondere bleibt die Frage offen, inwiefern ein Zusammenhang zwischen einer eingeschränkten mitochondrialen Respirationsleistung und der Aggregationsfunktion besteht.
Das Capillary-Leak-Syndrom (CLS) präsentiert sich als plötzlicher Verlust von intravasaler Flüssigkeit ins Interstitium und kann als Komplikation nach einer Stammzelltransplantation (SZT) auftreten. Das Ziel der vorliegenden Studie war es, die CLS-Inzidenz, Risikofaktoren für das Auftreten und den Einfluss auf das Überleben nach SZT in einer pädiatrischen Kohorte allogener SZT-Empfänger zu bestimmen. Wir untersuchten die klinischen Berichte aller Patienten unter 18 Jahren, die in der Abteilung für Stammzelltransplantation der Klinik für Kinder- und Jugendmedizin des Universitätsklinikums Frankfurt am Main zwischen Januar 2002 und Mai 2012 allogen stammzelltransplantiert wurden. 234 Patienten erhielten 275 SZT im oben genannten Zeitraum. In 15 Fällen (5,5 %) entwickelten Patienten ein CLS.
Bedingung für die Vergabe der CLS-Diagnose war das Vorhandensein dieser drei Kriterien: Gewichtszunahme von über 3 % des Körpergewichts in 24 Stunden, positive Ein-/Ausfuhrbilanz trotz Diuretikagabe und Ödeme.
Die Wahrscheinlichkeit, ein CLS zu entwickeln war signifikant höher bei Patienten, die auch unter einer Sepsis litten (p < 0,001). Patienten mit CLS hatten zudem ein höheres Risiko innerhalb der ersten 30 Tage nach SZT an einer GvHD zu erkranken (p = 0,005).
10 der 15 CLS-Patienten mussten intensivmedizinisch behandelt werden.
CLS hängt signifikant mit dem Gesamtüberleben an Tag + 100 und Tag + 365 nach SZT zusammen (p < 0,001), indem es einen starken prädiktiven Faktor für die TRM an Tag + 100 und Tag + 365 nach SZT darstellt (p < 0,001).
CLS ist eine schwere Komplikation bei pädiatrischen SZT-Empfängern. Der biologische Zusammenhang zwischen Sepsis, GvHD und CLS-Entwicklung im Hinblick auf Zytokinfreisetzung und Endothelschaden sollte in weiteren Studien untersucht werden, um neue zielgerichtete Therapien zu unterstützen.
Background: The most common technique used worldwide to quantify blood loss during an operation is the visual assessment by the attending intervention team. In every operating room you will find scaled suction canisters that collect fluids from the surgical field. This scaling is commonly used by clinicians for visual assessment of intraoperative blood loss. While many studies have been conducted to quantify and improve the inaccuracy of the visual estimation method, research has focused on the estimation of blood volume in surgical drapes. The question whether and how scaling of canisters correlates with actual blood loss and how accurately clinicians estimate blood loss in scaled canisters has not been the focus of research to date.
Methods: A simulation study with four “bleeding” scenarios was conducted using expired whole blood donations. After diluting the blood donations with full electrolyte solution, the sample blood loss volume (SBL) was transferred into suction canisters. The study participants then had to estimate the blood loss in all four scenarios. The difference to the reference blood loss (RBL) per scenario was analyzed.
Results: Fifty-three anesthetists participated in the study. The median estimated blood loss was 500 ml (IQR 300/1150) compared to the RBL median of 281.5 ml (IQR 210.0/1022.0). Overestimations up to 1233 ml were detected. Underestimations were also observed in the range of 138 ml. The visual estimate for canisters correlated moderately with RBL (Spearman’s rho: 0.818; p < 0.001). Results from univariate nonparametric confirmation statistics regarding visual estimation of canisters show that the deviation of the visual estimate of blood loss is significant (z = − 10.95, p < 0.001, n = 220). Participants’ experience level had no significant influence on VEBL (p = 0.402).
Conclusion: The discrepancies between the visual estimate of canisters and the actual blood loss are enormous despite the given scales. Therefore, we do not recommend estimating the blood loss visually in scaled suction canisters. Colorimetric blood loss estimation could be a more accurate option.
Patient care in a neurointensive care unit (neuro-ICU) is challenging. Multidrug-resistant organisms (MDROs) are increasingly common in the routine clinical practice. We evaluated the impact of infection with MDROs on outcomes in patients with subarachnoid hemorrhage (SAH). A single-center retrospective analysis of SAH cases involving patients treated in the neuro-ICU was performed. The outcome was assessed 6 months after SAH using the modified Rankin Scale [mRS, favorable (0–2) and unfavorable (3–6)]. Data were compared by matched-pair analysis. Patient characteristics were well matched in the MDRO (n = 61) and control (n = 61) groups. In this center, one nurse was assigned to a two-bed room. If a MDRO was detected, the patient was isolated, and the nurse was assigned to the patient infected with the MDRO. In the MDRO group, 29 patients (48%) had a favorable outcome, while 25 patients (41%) in the control group had a favorable outcome; the difference was not significant (p > 0.05). Independent prognostic factors for unfavorable outcomes were worse status at admission (OR = 3.1), concomitant intracerebral hematoma (ICH) (OR = 3.7), and delayed cerebral ischemia (DCI) (OR = 6.8). Infection with MRDOs did not have a negative impact on the outcome in SAH patients. Slightly better outcomes were observed in SAH patients infected with MDROs, suggesting the benefit of individual care.
Hintergrund: Aphasien gehören nicht zu den typischen klinischen Manifestationen lakunärer Hirninfarkte, sind jedoch im Rahmen seltener atypischer lakunärer Syndrome beschrieben.
Ziel der Arbeit: Beschreibung von Aphasiemustern und betroffener Fasertrakte bei lakunären Infarkten.
Material und Methoden: Fallserie von drei Patienten mit in der Magnetresonanztomographie nachgewiesenen lakunären Hirninfarkten und Aphasie. Identifikation betroffener Faserbahnen mittels Fasertraktographie der koregistrierten Schädigungsorte in Gehirnen zweier gesunder Probanden.
Ergebnisse: Radiologisch waren die Lakunen, die Aphasien hervorriefen, weit lateral im Marklager der linken Hemisphäre gelegen und befanden sich im Vergleich zu der Lakune eines nichtaphasischen Kontrollpatienten weiter rostrodorsal. Klinisch fand sich trotz Aussparung des Kortex, Thalamus und weiter Teile der Basalganglien eine leichte bis moderate nichtflüssige Aphasie mit syntaktischen Defiziten. In der Fasertraktographie zeigten die aphasischen im Vergleich zum nichtaphasischen Patienten eine stärkere Affektion der Fasern des linken Fasciculus arcuatus sowie eine Beteiligung des frontostriatalen und frontalen Aslant-Trakts.
Diskussion: Links lateral gelegene lakunäre Infarkte können durch Beteiligung sprachrelevanter Fasertrakte eine klinisch relevante Aphasie hervorrufen.
Ein durch einen chronischen Ethanolabusus vorgeschädigter Organismus erfährt nach Hämorrhagie/Reperfusions (H/R) Trauma eine vermehrte inflammatorische Antwort und höheres Ausmaß an hepatischer Schädigung. Dies ist mit häufigerem Auftreten von Komplikationen und verlängertem Intensivaufenthalt vergesellschaftet.
Andere sowie eigene Studien haben gezeigt, dass durch D-JNK-1, ein spezifisches zellgängiges, proteaseresistentes Peptid, welches die c-Jun-N-terminale Kinase hemmt, die Inflammationsreaktion und das Ausmaß der hepatischen Schädigung nach H/R vermindert werden kann.
Ziel dieser Arbeit war die Untersuchung, ob auch bei einem durch chronischen Ethanolabusus vorgeschädigten Organismus, die D-JNK-1 Gabe zu einer Abschwächung der Inflammation im Tiermodell führt. Des Weiteren sollte auch die Rolle des Transkriptionsfaktors NF-κB in der Inflammationskaskade unter D-JNK-1 Gabe bei der chronisch ethanolvorgeschädigter Leber genauer betrachtet werden.
Wir arbeiteten mit einem H/R Modell, sowie einem etablierten chronischen Ethanol Fütterungsregime mittels Lieber-DeCarli Diät. Die Versuchstiere erhielten nach der Durchführung von Hämorrhagie vor der Reperfusion eine D-JNK-1- oder NaCl-Gabe. Zwei Stunden nach Beendigung des Versuches wurden Leberenzyme, Lactatdehydrogenase und pro-inflammatorische Zytokine im Serum sowie die Konzentrationen der pro-inflammatorischen Mediatoren im Lebergewebe untersucht. Die Aktivität von NF-κB und c-Jun wurde durch Nachweis der relativen Proteinexpression mittels Westernblot quantifiziert. Zusätzlich wurde die NF-κB Aktivierung immunhistologisch durch die GFP Färbung untersucht. Der Leberschaden wurde histologisch mittels HE-Färbung nachgewiesen.
Durch eine 4-wöchige chronische ethanolhaltige Fütterung wird bei den Versuchstieren eine Steatosis hepatis, mit den entsprechenden strukturellen und funktionellen Veränderungen ausgelöst. Durch zusätzliche Durchführung der H/R-Prozedur wird eine relevante hepatische Schädigung sowie Inflammationsreaktion ausgelöst. NF-κB und c-Jun spielen in der Regulation der Inflammationsraktion nach H/R-Trauma eine wesentliche Rolle. Durch die chronische Ethanol-Fütterung kommt es ebenso wie durch die H/R-Prozedur zu einer Aktivierung von NF-κB und wenn auch in geringerem Ausmaß von c-Jun.
Die Intensität der durch H/R-Trauma ausgelösten Inflammationsreaktion und des Gewebeschadens in der durch chronischen ethanolgeschädigten Leber kann durch eine eimalige D-JNK-1 Gabe im Tiermodel nicht wesentlich beeinflusst werden. In der Kontrollgruppe kann durch die D-JNK-1 Applikation jedoch eine Abschwächung der posttraumatischen Inflammationsreaktion beobachtet werden.
Dies führt zu dem Schluss, dass nachdem im ersten Schritt die Grundlagen und Ursachen eines pathologischen Sachverhaltes untersucht wurden, im Anschluss an den zweiten Schritt, der weiterführenden Erforschung und Erarbeitung von therapeutischen Ansätzen, die erarbeiteten Ansätze in Hinsicht auf ihre Wirksamkeit bei Vorliegen weiterer Pathologien nochmals gesondert betrachtet werden müssen. Da das Zusammenspiel verschiedener pathologischer Zustände oftmals zur Zunahme der Komplexität führt und neue Sachverhalte aufzeigt. Jedoch bleibt es in weiterführenden Studien zu untersuchen, ob eine wiederholte Applikation des spezifischen c-Jun Inhibitors oder eine Erhöhung seiner Dosis sowie eine Modulation des Therapiezeitfensters die in vorherigen Studien beobachteten benefiziellen Effekte auch in diesem Modell herbeiführen können.
Diese retrospektive Arbeit aus 7 Jahren Schockraumdiagnostik hatte zum Ziel das diagnostische Potential des Glascow Coma Scales (GCS), des Unfallmechanismus, der Unfallschwere und der klinischen Untersuchung in Bezug auf die Indikationsstellung der Ganzkörper-Computertomographie (GKCT) bei polytraumatisierten Kindern zu untersuchen.
Dazu wurden 100 Kinder, die in dem Zeitraum zwischen Juli 2007 und November 2016 einer GKCT unterzogen wurden, strukturell in Bezug auf Alter, Geschlecht, Unfallmechanismus, Unfallschwere, initiale GCS-Werte und bei Aufnahme, Ergebnisse der klinischen Untersuchung und FAST-Sonografie, ISS und Dosimetrie analysiert. Korrelationen zwischen allen klinischen Variablen und detektierter Pathologien in der GKCT wurden berechnet.
Das mittlere Alter betrug 9,13 ± 4,4 Jahre (72% männliche und 28% weibliche Patienten). Bei 71% aller Patienten konnten relevante Verletzungen in der GKCT nachgewiesen werden. Mit 43% war der Kopf/Hals-Bereich am häufigsten betroffen. Es zeigte sich keine signifikante Korrelation zwischen dem Unfallmechanismus und der Verletzungsschwere, gemessen anhand des ISS (p>0,1), auch nicht zwischen der Unfallschwere und der Verletzungsschwere. Jedoch erschienen schwere Traumata nach mildem Unfallhergang und ohne Auffälligkeiten in der klinischen Untersuchung unwahrscheinlich. In diesen Fällen sollten selektive CT-Untersuchungen einzelner Körperregionen der GKCT vorgezogen werden, um die Strahlenexposition zu reduzieren. In diesem Zusammenhang zeigte der GCS-Wert bei Aufnahme ein gutes diagnostisches Potential in Bezug auf kraniozerebrale Pathologien. Daher empfehlen wir die Durchführung einer kranialen CT ab einem GCS-Wert von ≤ 13. Bezogen auf andere Körperregionen war der GCS nicht als zuverlässiger Index dienlich. Die Kombination aus Unfallschwere, äußeren Verletzungserscheinungen und dem thorakalen Auskultationsbefund eignete sich am besten zur Identifikation von thorakalen Pathologien. Im Bereich des Abdomens zeigten die Ergebnisse der FAST-Sonografie in Kombination mit muskulärer Abwehrspannung die besten Vorhersagewerte. Keine der getesteten Variablen ergab alleinstehend einen signifikanten Vorhersagewert für die diagnostizierten Pathologien in der GKCT. Auf Grund dessen sollte die Indikation zur GKCT bei polytraumatisierten Kindern stets individuell und anhand der Ergebnisse aller klinischer Variablen und Untersuchungen gestellt werden. Weitere Studien erscheinen sinnvoll, um die Auswirkung der diagnostizierten Pathologien in der GKCT auf das Notfallmanagement, die Interventionsbedürftigkeit und das finale Outcome der Kinder zu untersuchen.
Ein Fall von combinirter Erkrankung der Rückenmarksstränge mit Erkrankung der grauen Substanz
(1881)
Hirnmetastasen stellen eine schwerwiegende Komplikation der häufigsten Tumorerkrankungen wie der Lungenkarzinome, der Mammakarzinome und der Kolonkarzinome dar. Die mediane Überlebenszeit nach Metastasierung in das zentrale Nervensystem beträgt trotz leitliniengerechter Therapie meist nur wenige Monate. Neue zielgerichtete Therapien zeigten bereits erfolgreich eine Wirkung in Hirnmetastasen unterschiedlicher Entitäten. Auch aus diesem Grund sind zielgerichtete Therapien, die ihre Wirkung über das Tumormikromilieu erreichen wie beispielsweise Immuncheckpoint-Inhibitoren, immer interessanter für die klinische Anwendung. Damit rückt auch das Tumormikromilieu bzw. das zellarme, bindegewebige Tumorstroma immer weiter in den Vordergrund der aktuellen onkologischen Forschung.
Auch Hirnmetastasen können ein eigenes bindegewebiges Tumorstroma innerhalb des Tumormikromilieus bilden, das sich histologisch stark von der physiologischen zerebralen Mikroumgebung unterscheidet, welche sich typischerweise aus Gliazellen, Neuronen, neurovaskulären Einheiten und Mikroglia zusammensetzt. Ortständige, Stromagenerierende Fibroblasten, wie sie z.B. im Lungen- und Brustgewebe vorkommen, können daher nicht die Ursprungszellen des Tumorstromas in Hirnmetastasen sein. Es ist bislang nicht eindeutig geklärt, welche Zelltypen an der Formation des Tumorstromas beteiligt sind. Weiterhin ist bislang nicht dezidiert geklärt wie sich das Tumormikromilieu auf Zellebene in Hirnmetastasen zusammensetzt und ob bestimmte Zusammensetzungen einen Einfluss auf das Überleben von Patienten haben.
In dieser Arbeit wurde aus diesem Grund mit Hilfe von immunhistochemischen Färbungen das Tumormikromilieu in einer großen Kohorte von insgesamt 244 Hirnmetastasen-Patienten genauer charakterisiert. Fokus lag darin herauszufinden, welche Zellen an der Produktion des Tumorstromas beteiligt sind. Im Anschluss wurde mit Hilfe der klinischen Daten geprüft, ob bestimmte Zusammensetzungen oder Eigenschaften des Tumormikromilieus Einfluss auf das Überleben der Patienten haben. Weiterhin wurde mithilfe der durch Immunhistochemie erhobenen Daten untersucht, ob sich das Tumormikromilieu von Patienten, bei denen die Hirnmetastase zur Erstmanifestation der Tumorerkrankung geführt hatte, im Vergleich zu Patienten mit Hirnmetastasen unterscheidet, bei denen bereits die Tumorerkrankung bekannt war.
In den vorliegenden Daten ergab sich eine starke Assoziation zwischen der Expression von mesenchymalen Markern FAP, PDGFRb und Kollagen I, einem Hauptbestandteil von Stroma. Es zeigte sich wiederum keine eindeutige Assoziation zwischen Kollagen I und GFAP, dem Intermediärfilament der Gliazellen. Insgesamt konnte eine große Heterogenität in der Zusammensetzung des Tumormikromilieus zwischen den unterschiedlichen Entitäten festgestellt werden. So zeigten insbesondere die Hirnmetastasen von Nierenzellkarzinomen eine erhöhte Gefäßdichte. Zusätzlich zeigte sich in Nierenzellkarzinomen als auch Lungenkarzinomen eine erhöhte mediane Immunzellinfiltration von CD8-positiven Zellen im Vergleich zu anderen Entitäten. Das Tumormikromilieu hatte zumeist keinen Einfluss auf das Überleben der Hirnmetastasen-Patienten. Lediglich die Expression von vaskulärem PDGFRb hatte in NSCLC-Patienten einen negativen Einfluss auf das Überleben. Außerdem zeigten Kolonkarzinom-Patienten mit erhöhter FAP-Expression ein verbessertes Überleben nach Hirnmetastasen-OP. Patienten mit Hirnmetastase als Erstmanifestation der Tumorerkrankung zeigten zur Vergleichsgruppe mit Patienten, die eine Hirnmetastase unter bekannter Tumorerkrankung entwickelten, eine signifikant erhöhte PD-L1-Expression als auch Infiltration von zytotoxischen T-Zellen. Für weitere klinische oder biologische Parameter wie Geschlecht, Proliferationsrate oder Mutationsstatus fanden sich keine eindeutigen statistischen Unterschiede zwischen diesen beiden Patientengruppen.
Die vorliegenden Daten bekräftigten die Idee, dass das Tumorstroma von Hirnmetastasen durch mesenchymale Zellen produziert wird. So könnte eine zielgerichtete Therapie von Stroma-produzierenden Zellen ein interessanter Angriffspunkt zur Prävention einer soliden Hirnmetastasen sein. Patienten mit Hirnmetastase als Erstmanifestation der Tumorerkrankungen sollten in Zukunft vermehrt innerhalb klinischer Studien beachtet werden, da diese aufgrund des veränderten Tumormikromilieus mit erhöhter Infiltration von zytotoxischen T-Zellen als auch PD-L1-Expression von Immuntherapien stärker profitieren könnten.
TOR1A is the most common inherited form of dystonia with still unclear pathophysiology and reduced penetrance of 30–40%. ∆ETorA rats mimic the TOR1A disease by expression of the human TOR1A mutation without presenting a dystonic phenotype. We aimed to induce dystonia-like symptoms in male ∆ETorA rats by peripheral nerve injury and to identify central mechanism of dystonia development. Dystonia-like movements (DLM) were assessed using the tail suspension test and implementing a pipeline of deep learning applications. Neuron numbers of striatal parvalbumin+, nNOS+, calretinin+, ChAT+ interneurons and Nissl+ cells were estimated by unbiased stereology. Striatal dopaminergic metabolism was analyzed via in vivo microdialysis, qPCR and western blot. Local field potentials (LFP) were recorded from the central motor network. Deep brain stimulation (DBS) of the entopeduncular nucleus (EP) was performed. Nerve-injured ∆ETorA rats developed long-lasting DLM over 12 weeks. No changes in striatal structure were observed. Dystonic-like ∆ETorA rats presented a higher striatal dopaminergic turnover and stimulus-induced elevation of dopamine efflux compared to the control groups. Higher LFP theta power in the EP of dystonic-like ∆ETorA compared to wt rats was recorded. Chronic EP-DBS over 3 weeks led to improvement of DLM. Our data emphasizes the role of environmental factors in TOR1A symptomatogenesis. LFP analyses indicate that the pathologically enhanced theta power is a physiomarker of DLM. This TOR1A model replicates key features of the human TOR1A pathology on multiple biological levels and is therefore suited for further analysis of dystonia pathomechanism.
The in vivo firing patterns of ventral midbrain dopamine neurons are controlled by afferent and intrinsic activity to generate sensory cue and prediction error signals that are essential for reward-based learning. Given the absence of in vivo intracellular recordings during the last three decades, the subthreshold membrane potential events that cause changes in dopamine neuron firing patterns remain unknown. To address this, we established in vivo whole-cell recordings and obtained over 100 spontaneously active, immunocytochemically-defined midbrain dopamine neurons in isoflurane-anaesthetized adult mice. We identified a repertoire of subthreshold membrane potential signatures associated with distinct in vivo firing patterns. Dopamine neuron activity in vivo deviated from single-spike pacemaking by phasic increases in firing rate via two qualitatively distinct biophysical mechanisms: 1) a prolonged hyperpolarization preceding rebound bursts, accompanied by a hyperpolarizing shift in action potential threshold; and 2) a transient depolarization leading to high-frequency plateau bursts, associated with a depolarizing shift in action potential threshold. Our findings define a mechanistic framework for the biophysical implementation of dopamine neuron firing patterns in the intact brain.
Haut- und Weichteilinfektionen (Skin and Soft Tissue Infection, SSTI) stellen eine verbreitete Krankheitsentität mit schwierigem Therapiemanagement dar. Im Fokus dieser Arbeit liegt die Wundinfektion. Der aktuelle Goldstandard ist das radikale chirurgische Débridement und die systemische Gabe von antibiotisch wirksamen Stoffen. Dieses Therapieregime kann von der lokalen Antibiotikatherapie flankiert werden, wobei die antibiotisch aktive Substanz entweder allein oder in Kombination mit einem Trägermaterial auf die Wunde aufgebracht wird. Eine Möglichkeit zur lokalen antibiotischen Therapie ist die Besprühung der Wundfläche mit einem Antibiotikum-Fibrinkleber-Gemisch. Es ist nach aktuellem Stand unklar, wie sich die Konzentration von Colistin in einem Zeitraum von vier Stunden nach Besprühung und Fixierung durch Fibrinkleber verhält und mit welcher Applikationsmethode die Wirkstoffkonzentration des Antibiotikums im Gewebe am höchsten ist.
Unter Berücksichtigung geltender Labor- und Tierwohlstandards wurde eine tierexperimentelle Studie an 29 männlichen Ratten aus dem Stamm Wistar durchgeführt. Es wurden vier je 100 mm² große subkutane Wunden auf Muskel-/Faszienniveau auf dem Rücken der Tiere, die unter sterilen Kautelen operativ zugefügt worden waren, entweder nur mit Colistin (C) oder nur gleichzeitig (CF+) oder nur aufeinanderfolgend (CF-) mit Colistin und einem Fibrinkleber besprüht.
Durch flüssigkeitschromatografische und massenspektrometrische Analysen konnten eine Stunde nach Applikation signifikant höhere Gewebekonzentrations¬werte von Colistin A in der Gruppe CF+ gegenüber CF- (p = 0,02) und C (p = 0,00) sowie in der Gruppe CF- gegenüber C (p = 0,00) gemessen werden: mediane Gewebekonzentrationen von Colistin A 185,67 ng/mg (CF+), 89,45 ng/mg (CF-) und 60,95 ng/mg (C). Nach zwei Stunden waren die Unterschiede nicht signifikant. Nach vier Stunden zeigten sich signifikant höhere Werte in der Gruppe CF+ gegenüber C (p = 0,01): mediane Gewebekonzentrationen von Colistin A: 37,00 ng/mg (CF+), 19,03 ng/mg (CF-) und 9,95 ng/mg (C).
Die Fixierung von Colistin durch das Besprühen mit Fibrinkleber stellt eine unkomplizierte und günstige Methode zur lokalen antibiotischen Therapie dar und ergibt eine längere Antibiotikaverfügbarkeit im Gewebe. Eine Stunde nach Applikation liegen in allen Gruppen die höchsten Messwerte vor. Die simultane Besprühung ist die zu bevorzugende Methode. Als zusätzliche Maßnahme neben dem chirurgischen Débridement und der systemischen Antibiotikatherapie kann die Besprühung mit einem Gemisch aus Colistin und Fibrinkleber als ein vielversprechendes Verfahren in der Therapie von Haut- und Weichteilwunden angesehen werden.
Purpose of Review: To review the latest developments and the current role of the cardiac magnetic resonance (CMR) in pericardial diseases and their complications.
Recent Findings: Cardiac Magnetic Resonance (CMR) has the ability to incorporate anatomy, physiology, and “virtual histology” strategies to achieve the most accurate diagnosis for even the most demanding, pericardial diseases.
Summary: Acute, chronic, recurrent, and constrictive pericarditis as well as pericarditis related complications, pericardial masses and congenital pericardial defects are commonly encountered in clinical practice with relatively significant morbidity and mortality. Owing to the challenging diagnosis, CMR imaging is often employed in confirming the diagnosis and elucidating the underling pathophysiology. In this review we outline the common CMR techniques and their expected diagnostic outcomes.
Modeling long-term neuronal dynamics may require running long-lasting simulations. Such simulations are computationally expensive, and therefore it is advantageous to use simplified models that sufficiently reproduce the real neuronal properties. Reducing the complexity of the neuronal dendritic tree is one option. Therefore, we have developed a new reduced-morphology model of the rat CA1 pyramidal cell which retains major dendritic branch classes. To validate our model with experimental data, we used HippoUnit, a recently established standardized test suite for CA1 pyramidal cell models. The HippoUnit allowed us to systematically evaluate the somatic and dendritic properties of the model and compare them to models publicly available in the ModelDB database. Our model reproduced (1) somatic spiking properties, (2) somatic depolarization block, (3) EPSP attenuation, (4) action potential backpropagation, and (5) synaptic integration at oblique dendrites of CA1 neurons. The overall performance of the model in these tests achieved higher biological accuracy compared to other tested models. We conclude that, due to its realistic biophysics and low morphological complexity, our model captures key physiological features of CA1 pyramidal neurons and shortens computational time, respectively. Thus, the validated reduced-morphology model can be used for computationally demanding simulations as a substitute for more complex models.
Purpose: Every physician must be able to sufficiently master medical emergencies, especially in medical areas where emergencies occur frequently such as in the emergency room or emergency surgery. This contrasts with the observation that medical students and young residents often feel insufficiently prepared to handle medical emergencies. It is therefore necessary to train them in the treatment of emergency patients. The aim of this study is to analyze the influence of the assignment of manikin versus simulated patients during a training for undergraduate medical students on learning outcomes and the perceived realism.
Methods: The study had a prospective cross-over design and took place in a 3-day emergency medicine training for undergraduate medical students. Students completed three teaching units (‘chest pain’, ‘impaired consciousness’, ‘dyspnea’), either with manikin or simulated patient. Using a questionnaire after each unit, overall impression, didactics, content, the quality of practical exercises, and the learning success were evaluated. The gained competences were measured in a 6-station objective structured clinical examination (OSCE) at the end of training.
Results: 126 students participated. Students rated simulated patients as significantly more realistic than manikins regarding the possibility to carry out examination techniques and taking medical history. 54.92% of the students would prefer to train with simulated patients in the future. Regarding the gained competences for ‘chest pain’ and ‘impaired consciousness’, students who trained with a manikin scored less in the OSCE station than the simulated patients-group.
Conclusion: Simulated patients are rated more realistic than manikins and seem to be superior to manikins regarding gained competence.
Due to the continued high incidence and mortality rate worldwide, there is a need to develop new strategies for the quick, precise, and valuable recognition of presenting injury pattern in traumatized and poly-traumatized patients. Extracellular vesicles (EVs) have been shown to facilitate intercellular communication processes between cells in close proximity as well as distant cells in healthy and disease organisms. miRNAs and proteins transferred by EVs play biological roles in maintaining normal organ structure and function under physiological conditions. In pathological conditions, EVs change the miRNAs and protein cargo composition, mediating or suppressing the injury consequences. Therefore, incorporating EVs with their unique protein and miRNAs signature into the list of promising new biomarkers is a logical next step. In this review, we discuss the general characteristics and technical aspects of EVs isolation and characterization. We discuss results of recent in vitro, in vivo, and patients study describing the role of EVs in different inflammatory diseases and traumatic organ injuries. miRNAs and protein signature of EVs found in patients with acute organ injury are also debated.
Background: Surgical methods have profited from the exchange of knowledge among different specialties. Endoscopy which was introduced by gynecologists, surgeons, and internists is used now by all disciplines, and most of yesterday's laparotomies have now endoscopic alternatives. However, laparotomies are still needed, and there is no agreement among surgeons about what is the optimal abdominal incision. The Joel-Cohen incision which is used by gynecologists and obstetricians could become a valid alternative to the methods in use.
Method: The Joel-Cohen Method, which was evolved for abdominal hysterectomy is described here in detail. Only two instruments are used to open the abdomen, usually with no need for hemostasis.
Conclusion: The Joel-Cohen incision is suggested as a valid alternative for any emergency or elective surgical or urological abdominal operation. Its benefits are short operation time diminished blood loss and less need for analgesics.
Die Bestimmung von ACE im Serum oder Heparinplasma stellt einen wesentlichen Bestandteil der Diagnostik, Verlaufskontrolle und Therapieüberwachung von benignen Lungenerkrankungen dar. ACE ist ein Marker, der bei Sarkoidose wertvolle Aussagen zur Diagnosefindung ermöglicht. Hier zeichnet er sich durch hohe Sensitivität und Spezifität aus.
Microsurgical free flap reconstruction in acute burn care offers the option of reconstructing even challenging defects in a single stage procedure. Due to altered rheological and hemodynamic conditions in severely burned patients, it bears the risk of a higher complication rate compared to microsurgical reconstruction in other patients. To avoid failure, appropriate indications for free flap reconstruction should be reviewed thoroughly. Several aspects concerning timing of the procedure, individual flap choice, selection and preparation of the recipient vessels, and perioperative measures must be considered. Respecting these specific conditions, a low complication rate, comparable to those seen in microsurgical reconstruction of other traumatic limb defects, can be observed. Hence, the free flap procedure in acute burn care is a relatively safe and reliable tool in the armamentarium of acute burn surgery. In reconstructive burn care, microsurgical tissue transfer is routinely used to treat scar contractures. Due to the more robust perioperative condition of patients, even lower rates of complication are seen in microsurgical reconstruction.
The conventional approach of looking down a microscope to perform microsurgical procedures is associated with occupational injuries, anti-ergonomic postures, and increased tremor and fatigue, all of which predispose microsurgeons to early retirement. Recently, three-dimensional (3D) visualization of real-time microscope magnification has been developed as an alternative. Despite its commercial availability, no supermicrosurgical procedures have been reported using this technology to date. Lymphovenous anastomoses (LVAs) often require suturing vessels with diameters of 0.2–0.8 mm, thus representing the ultimate microsurgical challenge. After performing the first documented LVA procedure using 3D-augmented visualization in our unit and gaining experience with this technique, we conducted an anonymized in-house survey among microsurgeons who had used this approach. The participants considered that 3D visualization for supermicrosurgery was equivalent in terms of handling, optical detail, depth resolution, and safety to conventional binocular magnification. This survey revealed that team communication, resident education, and ergonomics were superior using 3D digital hybrid visualization. Postoperative muscle fatigue, tremor, and pain were also reduced. The major drawbacks of the 3D visualization microscopic systems are the associated costs, required space, and difficulty of visualizing the lymphatic contrast used.
Ein 7 Monate alter weiblicher Säugling wurde mit Kontaktverbrennungen 2. Grades an beiden Beinen von seinen Eltern in der Notaufnahme eines Krankenhauses vorgestellt. Die Eltern berichteten, das Kind sei unbeaufsichtigt und nur mit einem Body bekleidet gegen den Nachtspeicherofen im Kinderzimmer gekrabbelt. Bei der 10 Tage später durchgeführten klinisch-rechtsmedizinischen Untersuchung zeigten sich streifige, teils parallel zueinander gestellte und gelenkübergreifende Verbrennungen an der rechten Oberschenkelaußen- und Unterschenkelrückaußenseite, an beiden Fußrücken und den Zehen sowie ein flächenhaftes Verbrennungsareal an der linken Unterschenkelaußenseite mit abgrenzbaren streifigen Anteilen.
Im Rahmen einer Ortsbegehung der elterlichen Wohnung mit Vermessung und Begutachtung der in der Wohnung befindlichen 3 Nachtspeicheröfen konnte zunächst festgestellt werden, dass sich die Verbrennungsmuster an den Beinen des Kindes mit dem Luftauslassgitter der beiden Nachtspeicheröfen im Wohn- und im Elternschlafzimmer (jeweils identisches Modell), hingegen nicht mit dem des Nachtspeicherofens im Kinderzimmer in Deckung bringen ließen. Für die Begutachtung konnte durch ergänzende Informationen eines technischen Sachverständigen zu den entsprechenden Nachtspeicheröfen und durch eine Literaturrecherche ein möglicher Geschehensablauf rekonstruiert werden.
Dieser Fall verdeutlicht zum einen, welche Gefahr für Säuglinge und Kleinkinder von Nachtspeicheröfen ausgehen kann, wenn diese nicht regelrecht gesichert und die Kinder unbeaufsichtigt sind. Zum anderen wird die Bedeutung einer detaillierten und – wenn nötig – interdisziplinären Rekonstruktion, inklusive einer Ortsbegehung, zur Abgrenzung eines möglichen Unfallhergangs von einer Kindesmisshandlung unterstrichen.
Background: Depression and anxiety are the most prevalent mental health difficulties in the workplace, costing the global economy $1 trillion each year. Evidence indicates that symptoms may be reduced by interventions in the workplace. This paper is the first to systematically review psychosocial interventions for depression, anxiety, and suicidal ideation and behaviours in small-to medium-size enterprises (SMEs).
Methods: A systematic search following PRISMA guidelines, registered in PROSPERO (CRD42020156275), was conducted for psychosocial interventions targeting depression, anxiety, and suicidal ideation/behaviour in SMEs. The PubMed, PsycINFO, Scopus, and two specific occupational health databases were searched, as well as four databases for grey literature, without time limit until 2nd December 2019.
Results: In total, 1283 records were identified, 70 were retained for full-text screening, and seven met the inclusion criteria: three randomised controlled trials (RCTs), three before and after designs and one non-randomised trial, comprising 5111 participants. Study quality was low to moderate according to the Quality Assessment Tool for Quantitative Studies. Five studies showed a reduction in depression and anxiety symptoms using techniques based on cognitive behavioural therapy (CBT), two reported no significant change.
Limitations: Low number and high heterogeneity of interventions and outcomes, high attrition and lack of rigorous RCTs.
Conclusions: Preliminary evidence indicates CBT-based interventions can be effective in targeting symptoms of depression and anxiety in SME employees. There may be unique challenges to implementing programmes in SMEs. Further research is needed in this important area.
Das Neuroblastom ist der am häufigsten vorkommende extrakranielle solide Tumor im Kindesalter. Der klinische Verlauf ist sehr heterogen und reicht von spontaner Regression der Erkrankung bis zum Tod trotz intensiver multimodaler Therapie. Vor allem die Prognose des Hochrisiko-Neuroblastoms hat sich in den letzten 20 Jahren kaum verbessert. Nach wie vor versterben 50% der Patient*innen mit Hochrisiko-Neuroblastom trotz intensiver Therapie. Chemoresistenz zählt zu den größten Problemen der heutigen Krebstherapie. In der AG Cinatl am Institut für Medizinische Virologie des Universitätsklinikum Frankfurt existiert eine Sammlung von adaptierten chemoresistenten Tumorzelllinien (Resistant Cancer Cell Line Collection).
Die humane Neuroblastomzelllinie IMR5 und ihre chemoresistenten Sublinien (adaptiert gegen Cisplatin, Gemcitabin, Vincristin und Doxorubicin) wurden in der vorliegenden Arbeit zunächst hinsichtlich der Resistenzmechanismen charakterisiert. In IMR5 wurde durch die Adaption an Vincristin und Doxorubicin eine MDR1-Expression induziert, nicht jedoch durch Adaption an Gemcitabin und Cisplatin. MDR1 vermittelt in IMR5 die Kreuzresistenz zwischen Vincristin und Doxorubicin. Anhand der Daten kann von einer Kreuzresistenz der Vincristin und Doxorubicin adaptierten Sublinien zu anderen MDR1-abhängigen Substraten ausgegangen werden. Verapamil wurde zur Revertierung der MDR1-vermittelten Resistenz verwendet. In der Sequenzierung des TP53-Gens konnte bei allen IMR5-Sublinien Wildtyp-TP53 mit dem Polymorphismus P72R bestätigt und somit TP53-Mutationen als Resistenzmechanismus ausgeschlossen werden. Auch gegen den MDM2-Inhibitor und p53-Aktivator Nutlin-3 zeigen die resistenten Sublinien keine signifikanten Unterschiede. Die Adaptierung hat in keiner Sublinie zu TP53-Mutationen geführt.
Des Weiteren wurde die Wirksamkeit von vier PARP-Inhibitoren (Olaparib, Rucaparib, Niraparib, Talazoparib) in den resistenten IMR5-Sublinien getestet. Talazoparib zeigt sich dabei als der wirksamste PARP-Inhibitor mit IC50-Werten im nM-Bereich. Eine Kreuzresistenz der MDR1-exprimierenden Sublinien IMR5rVCR10 und IMR5rDOXO20 zu den als MDR1-Substraten bekannten PARP-Inhibitoren Olaparib, Rucaparib und Talazoparib konnte ebenfalls nachgewiesen und auf die MDR1-Expression zurückgeführt werden. Auffällig ist die gleich starke Wirksamkeit von Niraparib in allen Sublinien, unabhängig von der Adaption und des MDR1-Status der jeweiligen IMR5-Sublinie. Niraparib ist somit sehr interessant für die klinische Anwendung.
IMR5rCDDP1000 zeigt trotz nur geringer MDR1-Expression eine signifikante Kreuzresistenz gegen Rucaparib und Talazoparib. Verapamil zeigt an IMR5rCDDP1000 keine Veränderung der Wirksamkeit der PARP-Inhibitoren. In IMR5rCDDP1000 ist die Kreuzresistenz gegen PARP-Inhibitoren also MDR1-unabhängig. IMR5rGEMCI20 zeigt dagegen gegen alle PARP-Inhibitoren die gleiche Sensitivität wie IMR5 PAR, gegen Olaparib sogar eine Hypersensitivität.
Die Trinukleotidreduktase SAMHD1 ist als Resistenzmechanismus gegenüber Cytarabin und möglicher Biomarker der AML bekannt. Auch in der Neuroblastomzelllinie IMR5 konnte durch den Abbau von SAMHD1 mit VPX-VLPs die Wirksamkeit des Nukleosidanalogons Cytarabin erhöht werden. Die Wirksamkeit des Nukleosidanalogons Gemcitabin konnte durch den Abbau von SAMHD1 in den IMR5-Sublinien nicht erhöht werden. Eine Beteiligung von SAMHD1 an der Hydrolyse von Gemcitabin konnte somit nicht nachgewiesen werden. Außerdem konnte eine Beteiligung von SAMHD1 an der DNA-Reparatur nicht bestätigt werden: Durch den Abbau von SAMHD1 wurde die Wirksamkeit von DNA-schädigenden Cytostatika wie Topotecan und PARP-Inhibitoren nicht erhöht.
Im Verlauf der Arbeit wurde zusätzlich die Olaparib-resistente Sublinie IMR5rOLAPARIB20 etabliert. Die erworbene Resistenz gegen Olaparib wurde bestätigt, die Zelle zeigt zusätzlich eine MDR1-unabhängige Kreuzresistenz zu Niraparib, Rucaparib und Talazoparib. Die Resistenz beruht wahrscheinlich auf der verminderten Expression von PARP. In IMR5rOLAPARIB20 erhöht der Abbau von SAMHD1 mit VPX-VLPs wie erwartet die Wirksamkeit von Cytarabin, zeigt aber keinen Einfluss auf die Toxizität von PARP-Inhibitoren. Erstaunlicherweise konnte eine erhöhte Wirksamkeit von PARP-Inhibitoren in Kombination mit VPR-VLPs in IMR5 PAR und IMR5rOLAPARIB20 gezeigt werden. PARP-Inhibitoren werden bereits bei soliden Tumoren wie Eierstock- und Brustkrebs eingesetzt und könnten in Kombination mit VPR-VLPs eine weitere Therapiemöglichkeit des Neuroblastoms sein.
In Deutschland werden jährlich gut drei Millionen Erythrozytenkonzentrate (EKs) transfundiert. Moderne Herstellungsmethoden und molekulare Diagnoseverfahren konnten die Sicherheit von Blutprodukten im Laufe der Jahre weiter verbessern. Wie bei jedem Medikament kann es nichtsdestotrotz bei der Therapie mit EKs zu Nebenwirkungen kommen. Dazu gehören unter anderem allergische Reaktionen, hämolytische und nicht hämolytische Transfusionsreaktionen, Übertragungen von Infektionskrankheiten und Eisenüberladung. Es werden weitere Nebenwirkungen postuliert, deren Zusammenhang mit Hämotherapie allerdings hinsichtlich einer möglichen Kausalität noch nicht abschließend untersucht wurde. Im Hinblick auf Malignompatienten zeigen retrospektive Untersuchungen eine deutliche Assoziation von Transfusionen und ungünstigem Behandlungsausgang. Diese Beobachtung könnte kausal oder durch Störfaktoren wie den medizinischen Umständen einer Transfusion oder patienteneigener Risikofaktoren erklärt werden. Während randomisierte Studien zur Überprüfung einer Kausalität sich aus ethischen Gründen verbieten, wurden mögliche Mechanismen aufgedeckt, die diese Assoziation erklären könnten. Dazu gehört unter anderem die transfusion-related immunomodulation (TRIM), an der auch erythrozytäre Mikropartikel (red blood cell-derived microparticles, RMPs) beteiligt sein könnten.
RMPs sind extrazelluläre Vesikel (EVs), die von Erythrozyten bei der Apoptose und bei Einwirken verschiedener Stressoren gebildet werden. Bei der Prozessierung und Lagerung von EKs akkumulieren RMPs in unphysiologischer Menge, und möglicherweise sind diese RMPs anders als jene, die in vivo gebildet werden. Ob RMPs direkte Effekte auf Malignomzellen haben, wurde noch nicht untersucht.
Das Forschungsgebiet rund um EVs ist relativ jung, weshalb noch keine echten Goldstandards bei Isolierung und Quantifizierung vorliegen. Während bei den RMPs hierfür am häufigsten Ultrazentrifugation (UZ) und Durchflusszytometrie verwendet werden, haben beide Methoden gewisse Einschränkungen. Mit der Größenausschlusschromatographie (size exclusion chromatography, SEC) liegt ein Verfahren vor, das sich bei anderen EVs als effektive Alternative zur UZ gezeigt hat und das zudem die Eigenschaften und biologischen Aktivitäten der empfindlichen EVs möglicherweise besser erhält.
Ziel dieser Arbeit war es, im Zellkulturmodell zu untersuchen, ob RMPs aus EKs möglicherweise einen Einfluss auf Viabilität, Migration und Invasion maligner Zellen haben. Hierzu wurde die Kolonkarzinomzelllinie HCT-116 genutzt. Zudem sollte mit der SEC eine alternative Isolierungsmethode für RMPs etabliert werden und ein möglicher Einfluss der Isolierungsmethode auf die biologische Aktivität der RMPs untersucht werden.
Insgesamt zeigte sich in den in vitro-Untersuchungen ein geringer Effekt von RMPs auf die Viabilität, Migration und Invasion von HCT-116-Zellen und dies auch nur in sehr hohen Konzentrationen, die in der Hämotherapie eines Patienten vermutlich nie erreicht werden. Es gilt, diese Beobachtungen in weiterführenden in vivo-Studien (zum Beispiel in Tiermodellen) zu verifizieren.
Die SEC zeigte sich als gut geeignet zur Isolierung von RMPs im Hinblick auf die RMP-Ausbeute und die Auftrennung der RMPs von Proteinen. Die RMPs, die via SEC isoliert wurden, hatten im Gegensatz zu RMPs, die via UZ isoliert wurden, keinen Einfluss auf die Viabilität von HCT-116-Zellen.
Die primäre Quantifizierungsmethode für RMPs war die Durchflusszytometrie, welche bei der Untersuchung kleiner EVs einige Einschränkungen hat, da die Auflösungsgrenze im Bereich der EV-Größe liegt. Ein Vergleich mit einer für EVs ausgelegten Technik, der Nanopartikel-Tracking-Analyse (NTA), zeigte, dass der Großteil der in den RMP-Isolaten enthaltenen Partikel in der Durchflusszytometrie nicht erkannt wird. Dieses Ergebnis könnte durch eine mangelhafte Sensitivität der Durchflusszytometrie, aber auch durch die Unspezifität der NTA erklärt werden. Es wurde in der NTA keine Färbung verwendet, daher konnten auch andere EVs und Partikel wie Lipoproteine mitgezählt werden.
Aortic valve (AV) and root replacement with composite graft and re-implantation of coronary arteries described first by Bentall and de Bono in 1968, is considered as a standard operation for treatment of different pathologies of the AV and aortic root. In centres where aortic valve and root repair techniques and Ross operation are well established, generally severely diseased patients remain indicated for this procedure. The aim of this study was to evaluate the early and long-term outcomes after Bentall-De Bono (BD) procedures in high-risk population with complex pathologies and multiple comorbidities.
Between 2005 and 2018, a total of 273 consecutive patients (median age 66 years; 23 % female) underwent AV and root replacement with composite-graft in so called button technique. We divided our population in the following groups: 1. acute type A aortic dissection group (ATAAD) (n = 48), 2. endocarditis group (n = 99) and 3. all other pathologies group (n = 126). The surgery has been per- formed emergent/urgent in 131 patients (49 %) and in 109 cases (40%) as a reoperation. Concomitant surgery was required in 97 patients (58%) and 167 pa- tients (61%) received a biological composite-graft.
Follow-up was completed in 96% (10 patients lost to follow-up) with a mean of 8.6 years (range 0.1-15.7 years), counting a total of 1450 patient-years. Thirty- day mortality was 17% (46 patients). The overall estimated survival in 5 and 10 years was 64% ± 3%) and 46% ±4 %). Group comparison showed a significant difference in favour of patient from the dissection group (p = 0.008). Implantation of a biological valve graft was associated with lower survival probability (p < 0.001). There was no significant difference in the freedom of reoperation rate between the groups. The same applies for freedom of postoperative endocarditis, thromboembolic events, and aortic prosthesis dysfunction. According to the uni- variate and multivariate logistic regression analysis primarily postoperative neu- rological dysfunction (OR 5.45), hypertension (OR 4.8) peripheral artery disease (OR 4.4), re-exploration for bleeding (OR 3.37) and postoperative renal replace- ment therapy (OR 3.09) were identified as leading predictors of mortality.
In conclusion, the BD operation can be performed with acceptable short- and long-term results in high-risk patients with complex aortic pathologies in a centre with well-established AV repair and Ross operation program.