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Lifestyle factors—such as diet, physical activity (PA), smoking, and alcohol consumption—have a significant impact on mortality as well as healthcare costs. Moreover, they play a crucial role in the development of type 2 diabetes mellitus (DM2). There also seems to be a link between lifestyle behaviours and insulin resistance, which is often a precursor of DM2. This study uses an enhanced Healthy Living Index (HLI) integrating accelerometric data and an Ecological Momentary Assessment (EMA) to explore differences in lifestyle between insulin-sensitive (IS) and insulin-resistant (IR) individuals. Moreover, it explores the association between lifestyle behaviours and inflammation. Analysing data from 99 participants of the mPRIME study (57 women and 42 men; mean age 49.8 years), we calculated HLI scores—ranging from 0 to 4— based on adherence to specific low-risk lifestyle behaviours, including non-smoking, adhering to a healthy diet, maximally moderate alcohol consumption, and meeting World Health Organization (WHO) PA guidelines. Insulin sensitivity was assessed using a Homeostatic Model Assessment of Insulin Resistance (HOMA-IR) and C-reactive protein (CRP) levels were used as a proxy for inflammation. Lifestyle behaviours, represented by HLI scores, were significantly different between IS and IR individuals (U = 1529.0; p = 0.023). The difference in the HLI score between IR and IS individuals was mainly driven by lower adherence to PA recommendations in the IR group. Moreover, reduced PA was linked to increased CRP levels in the IR group (r = −0.368, p = 0.014). Our findings suggest that enhancing PA, especially among individuals with impaired insulin resistance, holds significant promise as a preventive strategy.
MicroRNAs (miRNAs) are critical post-transcriptional regulators in many biological processes. They act by guiding RNA-induced silencing complexes to miRNA response elements (MREs) in target mRNAs, inducing translational inhibition and/or mRNA degradation. Functional MREs are expected to predominantly occur in the 3’ untranslated region and involve perfect base-pairing of the miRNA seed. Here, we generate a high-resolution map of miR-181a/b-1 (miR-181) MREs to define the targeting rules of miR-181 in developing murine T-cells. By combining a multi-omics approach with computational high-resolution analyses, we uncover novel miR-181 targets and demonstrate that miR-181 acts predominantly through RNA destabilization. Importantly, we discover an alternative seed match and identify a distinct set of targets with repeat elements in the coding sequence which are targeted by miR-181 and mediate translational inhibition. In conclusion, deep profiling of MREs in primary cells is critical to expand physiologically relevant targetomes and establish context-dependent miRNA targeting rules.
Key Points:
* Deep profiling identifies novel targets of miR-181 associated with global gene regulation.
* miR-181 MREs in repeat elements in the coding sequence act through translational inhibition.
* High-resolution analysis reveals an alternative seed match in functional MREs.
Inflammation is a regulated reaction of the body to control a threat such as infection or injury. An efficient resolution of inflammation is critical to prevent the development of chronic inflammation and to restore tissue homeostasis. Macrophages (Mf) play a crucial role in the onset, but also in the resolution of inflammation, because they phagocytose and eliminate pathogens and tissue debris. Efficient efferocytosis, i.e. the engulfment of apoptotic cells, represents an important trigger for the onset of the resolution response and contributes to the pro-resolving reprogramming of Mf. Despite the importance of post- transcriptional modes of regulation during the resolution phase and translational control as a key node modulating gene expression in immune cells, relevant translational alterations remain largely elusive.
In the present study, I aimed to identify translationally regulated targets in inflammatory primary murine Mf upon resolution-promoting efferocytosis. To this end, I used total RNA-sequencing as well as de novo proteomics analyses to determine global transcriptional and translational changes. Sequencing data confirmed that efferocytosis induced a pro-resolution signature in inflammatory Mf and pointed towards translational regulation because the related integrated stress response was enriched upon efferocytosis. While changes of gene expression between efferocytic and non-efferocytic Mf appeared rather small at the transcriptional level, I observed considerable differences at the level of de novo synthesized proteins. This finding suggests a regulation at the level of translation. Furthermore, the tight connection between translational and metabolic changes was confirmed by enriched metabolism-associated terms of targets upregulated by efferocytosis at both RNA and de novo protein level. Interestingly, analysis of translationally regulated targets in response to inflammatory stimulation showed reduced translation for most targets, with only little impact of efferocytosis. Among those targets, I identified pro-resolving matrix metallopeptidase 12 (Mmp12) as a novel candidate, which showed translational repression during early inflammation and translational increase during the resolution phase. Noteworthy, a first indicator for a potential translation regulatory component of Mmp12 were the extremely high mRNA levels and not overly high de novo protein levels. Validation experiments recapitulated a slight elevation of Mmp12 mRNA expression and a significant downregulation of MMP12 intracellular protein levels in inflammatory Mf, as observed in the RNA-seq and de novo proteomics datasets. To investigate whether the discrepancy in mRNA and protein expression were due to changes in translation, I applied polysomal fractionation analysis to determine the translational status of Mmp12. Inflammatory Mf displayed a significantly lower relative Mmp12 mRNA abundance in the late polysomes compared to naïve Mf, suggesting reduced translational efficiency upon inflammatory stimulation. Consequently, extracellular MMP12 levels in the supernatant of inflammatory Mf decreased, although with a slight delay.
The functional impact of attenuated Mmp12 translation upon inflammatory stimulation was assessed in migration assays. While siRNA-mediated knockdown of Mmp12 did not alter Mf migration on uncoated plates, it increased migration 3-fold on matrigel/elastin-coated plates. Importantly, the increase in migrated distance driven by siMmp12 could be lowered by the addition of exogenous recombinant MMP12 protein. In line with reduced Mmp12 translation and MMP12 protein in inflammatory Mf, I observed a significant increase in cell migration on matrigel/elastin-coated plates, while it remained unaltered on uncoated plates. Consequently, Mf elastase MMP12 degrades elastin, thereby cell migration along elastin fibers is diminished. In inflammatory Mf, Mmp12 is translationally downregulated, thereby enhancing the migratory capacity.
In summary, the present study identifies a substantial contribution of translational regulation in the course of inflammation shown by high changes between inflammatory naïve and efferocytic Mf at the de novo proteomic level. Specifically, I was able to determine the translational regulation of pro-resolving Mmp12, which is repressed during early inflammation and recovers during the resolution phase. Functionally, translational control of MMP12 emerged as a strategy to alter the migratory properties of Mf, enabling enhanced, matrix- dependent migration of Mf during the early inflammatory phase, while restricting migration during the resolution phase.
The human immune system is determined by the functionality of the human lymph node. With the use of high-throughput techniques in clinical diagnostics, a large number of data is currently collected. The new data on the spatiotemporal organization of cells offers new possibilities to build a mathematical model of the human lymph node - a virtual lymph node. The virtual lymph node can be applied to simulate drug responses and may be used in clinical diagnosis. Here, we review mathematical models of the human lymph node from the viewpoint of cellular processes. Starting with classical methods, such as systems of differential equations, we discuss the values of different levels of abstraction and methods in the range from artificial intelligence techniques formalism.
Background: Novel treatments are needed to control refractory status epilepticus (SE). This study aimed to assess the potential effectiveness of fenfluramine (FFA) as an acute treatment option for SE. We present a summary of clinical cases where oral FFA was used in SE.
Methods: A case of an adult patient with Lennox–Gastaut syndrome (LGS) who was treated with FFA due to refractory SE is presented in detail. To identify studies that evaluated the use of FFA in SE, we performed a systematic literature search.
Results: Four case reports on the acute treatment with FFA of SE in children and adults with Dravet syndrome (DS) and LGS were available. We report in detail a 30-year-old woman with LGS of structural etiology, who presented with generalized tonic and dialeptic seizures manifesting at high frequencies without a return to clinical baseline constituting the diagnosis of SE. Treatment with anti-seizure medications up to lacosamide 600 mg/d, brivaracetam 300 mg/d, valproate 1,600 mg/d, and various benzodiazepines did not resolve the SE. Due to ongoing refractory SE and following an unremarkable echocardiography, treatment was initiated with FFA, with an initial dose of 10 mg/d (0.22 mg/kg body weight [bw]) and fast up-titration to 26 mg/d (0.58 mg/kg bw) within 10 days. Subsequently, the patient experienced a resolution of SE within 4 days, accompanied by a notable improvement in clinical presentation and regaining her mobility, walking with the assistance of physiotherapists. In the three cases reported in the literature, DS patients with SE were treated with FFA, and a cessation of SE was observed within a few days. No treatment-emergent adverse events were observed during FFA treatment in any of the four cases.
Conclusions: Based on the reported cases, FFA might be a promising option for the acute treatment of SE in patients with DS and LGS. Observational data show a decreased SE frequency while on FFA, suggesting a potentially preventive role of FFA in these populations.
Key points
* We summarize four cases of refractory status epilepticus (SE) successfully treated with fenfluramine.
* Refractory SE resolved after 4–7 days on fenfluramine.
* Swift fenfluramine up-titration was well-tolerated during SE treatment.
* Treatment-emergent adverse events on fenfluramine were not observed.
* Fenfluramine might be a valuable acute treatment option for SE in Dravet and Lennox–Gastaut syndromes.
Tight control over transcription factor activity is necessary for a sensible balance between cellular proliferation and differentiation in the embryo and during tissue homeostasis by adult stem cells, but mechanistic details have remained incomplete. The homeodomain transcription factor MEIS2 is an important regulator of neurogenesis in the ventricular–subventricular zone (V-SVZ) adult stem cell niche in mice. We here identify MEIS2 as direct target of the intracellular protease calpain-2 (composed of the catalytic subunit CAPN2 and the regulatory subunit CAPNS1). Phosphorylation at conserved serine and/or threonine residues, or dimerization with PBX1, reduced the sensitivity of MEIS2 towards cleavage by calpain-2. In the adult V-SVZ, calpain-2 activity is high in stem and progenitor cells, but rapidly declines during neuronal differentiation, which is accompanied by increased stability of MEIS2 full-length protein. In accordance with this, blocking calpain-2 activity in stem and progenitor cells, or overexpression of a cleavage-insensitive form of MEIS2, increased the production of neurons, whereas overexpression of a catalytically active CAPN2 reduced it. Collectively, our results support a key role for calpain-2 in controlling the output of adult V-SVZ neural stem and progenitor cells through cleavage of the neuronal fate determinant MEIS2.
Highlights
• Reduced evoked theta activity in the deaf.
• Reduced theta-gamma and alpha-gamma cross-frequency couplings in the deaf.
• Stronger delta-alpha coupling in the deaf.
Abstract
Neurons within a neuronal network can be grouped by bottom-up and top-down influences using synchrony in neuronal oscillations. This creates the representation of perceptual objects from sensory features. Oscillatory activity can be differentiated into stimulus-phase-locked (evoked) and non-phase-locked (induced). The former is mainly determined by sensory input, the latter by higher-level (cortical) processing. Effects of auditory deprivation on cortical oscillations have been studied in congenitally deaf cats (CDCs) using cochlear implant (CI) stimulation. CI-induced alpha, beta, and gamma activity were compromised in the auditory cortex of CDCs. Furthermore, top-down information flow between secondary and primary auditory areas in hearing cats, conveyed by induced alpha oscillations, was lost in CDCs. Here we used the matching pursuit algorithm to assess components of such oscillatory activity in local field potentials recorded in primary field A1. Additionally to the loss of induced alpha oscillations, we also found a loss of evoked theta activity in CDCs. The loss of theta and alpha activity in CDCs can be directly related to reduced high-frequency (gamma-band) activity due to cross-frequency coupling. Here we quantified such cross-frequency coupling in adult 1) hearing-experienced, acoustically stimulated cats (aHCs), 2) hearing-experienced cats following acute pharmacological deafening and subsequent CIs, thus in electrically stimulated cats (eHCs), and 3) electrically stimulated CDCs. We found significant cross-frequency coupling in all animal groups in > 70% of auditory-responsive sites. The predominant coupling in aHCs and eHCs was between theta/alpha phase and gamma power. In CDCs such coupling was lost and replaced by alpha oscillations coupling to delta/theta phase. Thus, alpha/theta oscillations synchronize high-frequency gamma activity only in hearing-experienced cats. The absence of induced alpha and theta oscillations contributes to the loss of induced gamma power in CDCs, thereby signifying impaired local network activity.
Diese Arbeit hatte das Ziel, die Größe einer DVT-Aufnahme (FOV) mit der Größe der durch die Indikationsstellung definierten Region (ROI) zu vergleichen. Durch eine speziell dafür entwickelte Software sollten Messungen in den Datensätzen ermöglicht werden. Die dazu verwendeten 332 Datensätze wurden zufallsverteilt aus den mit einem Orthophos SL-3D DVT-Gerät der Firma Dentsply Sirona in der Poliklinik für zahnärztliche Chirurgie und Implantologie des ZZMK (Carolinum) in Frankfurt angefertigten Röntgenaufnahmen selektiert.
Es wurde die Auswertungssoftware ExRoi entwickelt, mit der die Werte des axialen Durchmessers, die Höhe (vertikale Dimension) sowie die Distanz der Mittelpunkte von FOV und ROI direkt in den Datensätzen bestimmt werden konnten. Zusätzlich wurde festgehalten, welche rechtfertigenden Indikationen gestellt und welche Auflösungsmodi verwendet wurden.
Die Stichprobe bestand aus Aufnahmen mit einem axialen Durchmesser von 8 cm [VOL 1] (n= 76, entsprechend 46,39%), 5 cm Durchmesser [VOL 2] (n = 102, entsprechend 30,72%) und 11 cm Durchmesser [VOL 3] (n= 154, entsprechend 22,89%). 95,18% der Aufnahmen wurden im HD-Modus mit laut Herstellerangaben vier Mal so vielen Aufnahmen im Vergleich zum SD-Modus angefertigt. Hauptindikationen waren Implantat Planung (45,1%) und Planungen komplizierter Zahn-Extraktionen (25,5%).
Die Messungen zum Vergleich des axialen Durchmessers zeigten, dass bei Verwendung des VOL 2 die ROI im Mittel den größten Anteil der FOV nutzt (78,52 %), den kleinsten Anteil nutzt durchschnittlich VOL 1 (56,04 %). Dazwischen liegt VOL 3 (69,12 %). In der Vertikalen nutzt die ROI von VOL 3 mittelwertig den größten Anteil der FOV (81,87 %), den kleinsten Mittelwert hat VOL 1 (58,76 %). VOL 2 liegt zwischen diesen Werten (64,47 %).
In allen Fällen war das FOV größer als die ROI und die ROI lag im Bereich des gewählten FOV.
Die Mittelpunkte von FOV und ROI lagen im Mittel in der axialen Ebene in Abhängigkeit vom gewählten Volumen um rund 9-13 mm auseinander, in der coronalen und sagittalen Ebene um rund 5-6mm.
Aus diesen Ergebnissen kann für das verwendete Gerät eine gute Trefferquote für die ROI abgeleitet werden. Höhe und Durchmesser des FOV hätten in den meisten Fällen kleiner gewählt werden können, liegen aber angesichts der vorhandenen Auswahl-Optionen des Röntgengeräts zur Dimensionierung der Volumina in einem akzeptablen Bereich.
We conducted a systematic review investigating the efficacy and tolerability of adrenocorticotropic hormone (ACTH) and corticosteroids in children with epilepsies other than infantile epileptic spasm syndrome (IESS) that are resistant to anti-seizure medication (ASM). We included retrospective and prospective studies reporting on more than five patients and with clear case definitions and descriptions of treatment and outcome measures. We searched multiple databases and registries, and we assessed the risk of bias in the selected studies using a questionnaire based on published templates. Results were summarized with meta-analyses that pooled logit-transformed proportions or rates. Subgroup analyses and univariable and multivariable meta-regressions were performed to examine the influence of covariates. We included 38 studies (2 controlled and 5 uncontrolled prospective; 31 retrospective) involving 1152 patients. Meta-analysis of aggregate data for the primary outcomes of seizure response and reduction of electroencephalography (EEG) spikes at the end of treatment yielded pooled proportions (PPs) of 0.60 (95% confidence interval [CI] 0.52–0.67) and 0.56 (95% CI 0.43–0.68). The relapse rate was high (PP 0.33, 95% CI 0.27–0.40). Group analyses and meta-regression showed a small benefit of ACTH and no difference between all other corticosteroids, a slightly better effect in electric status epilepticus in slow sleep (ESES) and a weaker effect in patients with cognitive impairment and “symptomatic” etiology. Obesity and Cushing's syndrome were the most common adverse effects, occurring more frequently in trials addressing continuous ACTH (PP 0.73, 95% CI 0.48–0.89) or corticosteroids (PP 0.72, 95% CI 0.54–0.85) than intermittent intravenous or oral corticosteroid administration (PP 0.05, 95% CI 0.02–0.10). The validity of these results is limited by the high risk of bias in most included studies and large heterogeneity among study results. This report was registered under International Prospective Register of Systematic Reviews (PROSPERO) number CRD42022313846. We received no financial support.
Key points
* Systematic review resulting in low to moderately solid evidence on the efficacy and tolerability of adrenocorticotropic hormone (ACTH) and corticosteroid treatment in children with epilepsy other than infantile spasms.
* Meta-analysis based on aggregate data from 2 controlled prospective, 5 uncontrolled prospective, and 31 retrospective studies.
* Pooled data showing a seizure response in 60% and electroencephalography (EEG) response in 56% of patients, with no major differences between drugs. However, 30%–40% of patients relapse after the cessation of treatment.
* The most frequent adverse effects are obesity and Cushing's syndrome, occurring in 70% of patients under continuous treatment for some weeks, but in less than 10% undergoing pulsed, intermittent regimens.
* More prospective, randomized-controlled studies are needed to improve the level of evidence and define the optimal doses and treatment duration.
Background: The Association of the Scientific Medical Societies in Germany (AWMF) clinical practice guideline on cochlear implant (CI) treatment, which was updated in 2020, defined the entire process of CI care for the first time. In the present study, the feasibility and results of very early rehabilitation were examined.
Materials and methods: The intervention group (IG) comprised 54 patients in whom rehabilitation was initiated within 14 (maximally 28) days after implantation. Patients with a significantly longer waiting time were included in the control group (CG, n = 21). In addition to the start and duration of rehabilitation, the speech intelligibility achieved with CI was recorded at different timepoints within a 12-month period. In addition, questionnaires were used to assess the effort of fitting the CI processor and the patients’ satisfaction with the outcome as well as the timing of the start of rehabilitation.
Results: Median waiting time between implantation and start of rehabilitation was 14 days in the IG and 106 days in the CG; 92.6% of IG patients were able to start rehabilitation within 14 days. The effect of rehabilitation in the IG was 35 and in the CG 25 percentage points (Freiburg monosyllabic test). After 6 and 12 months of CI use, both groups showed comparable results in the test condition in quiet (IG/CG 6 months: 70%/70%; 12 months: 70%/60%, Freiburg monosyllabic test) and in noise (IG/CG 6 months: −1.1 dB SNR/–0.85 dB SNR; 12 months: −0.65 dB SNR/+0.3 dB SNR, Oldenburg sentence test). Hearing quality assessment scores collected by SSQ (Speech, Spatial and Qualities of Hearing Scale) questionnaire showed better scores in the IG at 6 months, which converged to CG scores at 12 months. The IG was significantly more satisfied with the timing of the start of rehab than the CG. All other data obtained from questionnaires showed no differences between the two groups.
Conclusion: A very early start of inpatient rehabilitation after cochlear implantation was successfully implemented. The rehabilitation was completed within 7 weeks of CI surgery. Comparison of speech recognition test results before and after rehabilitation showed a significant improvement. A clear rehabilitation effect can therefore be demonstrated. Inclusion of CI rehabilitation in the German catalog of follow-up treatments is thus scientifically justified and therefore strongly recommended.
There has been a growing awareness of the need for scientific research to focus on somatic and mental comorbidities in recent years due to the emerging evidence showing their substantial overlap at numerous levels. In this special issue, initiated by members of the EU-funded PRIME consortium (“Prevention and Remediation of Insulin Multimorbidity in Europe; www.prime-study.eu), the focus is on the comorbidities of metabolic disturbances, especially related to insulin signalling dysregulation and mental and neurological disorders. Thus, while obesity, type 2 diabetes, and metabolic syndrome are commonly known to be insulin-related disorders, the last decades have shown that neurodegenerative disorders, such as Alzheimer’s disease, as well as neurodevelopment disorders, such as obsessive-compulsive disorder (OCD), autism spectrum disorders (ASDs) and attention deficit / hyperactivity disorder (ADHD) also fall into this category. The special issue draws together a series of basic and clinical review articles that describe the current knowledge and future perspectives regarding insulin comorbidities across a multidisciplinary group of experts
Although, during the past decades, substantial advances emerged in identifying major local and systemic factors contributing to initiation and progression of osteoarthritis (OA), some neuroendocrine mechanisms are still not understood or even neglected when thinking about novel therapeutic options. One of which is the sympathetic nervous system that exhibits various OA-promoting effects in different tissues of the joint. Interestingly, the β2-adrenoceptor (AR) mediates the majority of these effects as demonstrated by several in vitro, in vivo as well as in clinical studies. This review article does not only summarize studies of the past two decades demonstrating that the β2-AR plays an OA-promoting role in different tissues of the joint but also aims to encourage the reader to think about next-level research to discover novel and innovative preventive and/or therapeutic strategies targeting the β2-AR in OA.
Das Schilddrüsenkarzinom (SK) ist die häufigste bösartige endokrine Tumorerkrankung. Während das nicht-metastasierte und nicht-mutierte papilläre Schilddrüsenkarzinom (PSK) und das follikuläre Schilddrüsenkarzinom (FSK) eine gute Heilungschance aufweisen, zeigen die mutierten und metastasierten Varianten des PSK und FSK sowie das anaplastische Schilddrüsenkarzinom (ASK) weiterhin eine schlechte Prognose. Die Entwicklung von Therapieresistenzen stellen hierbei ein Hauptproblem in der Behandlung des fortgeschrittenen Schilddrüsenkarzinoms dar.
In den letzten Jahren wurden in Studien zunehmend Tumor-initiierende Zellen (TIZ) beschrieben, welche eine kleine Subpopulation von Zellen mit der Fähigkeit zur Selbsterneuerung, Tumorinitiierung und Entwicklung von Therapieresistenzen von Tumoren darstellen. Die Existenz von TIZ wurde auch im SK nachgewiesen. Ein entscheidender Faktor für die Persistenz von TIZ ist die Hypoxie, welche über eine Veränderung des Tumormikromilieus und des Zellmetabolismus zur Entstehung von Therapieresistenzen beiträgt. Ein durch Hypoxie hochreguliertes Enzym ist die Carboanhydrase IX (CAIX). CAIX wird hauptsächlich von Tumorzellen exprimiert und katalysiert die Reaktion von Kohlendioxid zu Bicarbonat und einem Proton und trägt damit zur Säurepufferung der Tumorzelle bei. CAIX stellt somit einen entscheidenden Faktor für das Überleben von Tumorzellen in einem hypoxischen Milieu dar. Des Weiteren ist eine erhöhte Expression von CAIX mit einem schlechten Patienten-Outcome assoziiert, wie z.B. im Brustkrebs. Diese Eigenschaften machen CAIX zu einem attraktiven Angriffspunkt einer zielgerichteten Tumortherapie. Die vorliegende Studie hat zum Ziel, die Expression von CAIX sowie dessen biologische Rolle im Schilddrüsenkarzinom näher zu untersuchen.
Hierzu wurden Proben von 114 SK-Patienten immunhistochemisch auf eine CAIX-Expression untersucht und mit tumorfreiem Schilddrüsengewebe verglichen. Hierbei waren unterschiedliche SK-Subtypen vertreten. Für eine weitere Validierung der Expressionsdaten erfolgte die Auswertung eines Datasets von „The Cancer Genome Atlas“ (TCGA) mithilfe von cBioportal. Da die Hypoxie ein wichtiger Faktor für die Persistenz von TIZ ist, wurde die CAIX-Expression in Tumorsphären, ein in vitro Nachweis von TIZ-Aktivität, mittels der Durchflusszytometrie bestimmt und mit der CAIX-Expression von Monolayern verglichen. Als SK-Zelllinien wurden BCPAP (PSK), FTC 133 (FSK) und 8505 C (ASK) verwendet. Anschließend wurde mithilfe der Polymerasekettenreaktion und Immunofluoreszenzfärbung untersucht, ob eine CAIX-Expression in den Tumorsphären mit der Expression von bereits bekannten Stammzellmarkern, u.a. NANOG, assoziiert ist. Die Unterschiede der CAIX-Expression, nach Inkubation der Monolayer jeweils in Normoxie und Hypoxie, wurden mittels Durchflusszytometrie bestimmt. Mithilfe eines genetischen CAIX-Knockdowns sowie einer pharmakologischen Inhibition mit dem CAIX-Inhibitor Methazolamid (MZM) wurde die Tumorzellproliferation und -Sphärenbildung unter Normoxie und Hypoxie bestimmt. Zusätzlich wurde der Einfluss von MZM auf die Apoptose und den Zellzyklus untersucht.
Immunhistochemische Färbungen der Gewebeproben von SK-Patienten zeigten, dass die CAIX-Expression sowohl im PSK und FSK als auch im ASK im Vergleich zum tumorfreien Schilddrüsengewebe erhöht war. Des Weiteren zeigte die klinisch-pathologische Datenanalyse, dass eine erhöhte CAIX-Expression mit dem Auftreten von Lymphknotenmetastasen im differenzierten SK assoziiert war. Auch die Analyse des TCGA-Datasets bestätigte, dass eine erhöhte Expression der CAIX-mRNA mit einem fortgeschrittenen Tumorstadium, Fernmetastasen und mit einem kürzeren Gesamt-Überleben von SK-Patienten korrelierte. Die weiteren funktionellen in vitro Untersuchungen ergaben, dass die CAIX-Expression in den Tumorsphären im Vergleich zu Monolayern erhöht und mit einer erhöhten Expression von Stammzellmarkern assoziiert war. Ein genetischer CAIX-Knockdown und eine CAIX-Inhibition mit MZM führten über eine Induktion der Apoptose und eines Zellzyklusarrests zu einer verminderten Tumorzellproliferation und Sphärenbildung.
Zusammenfassend deuten die Ergebnisse darauf hin, dass CAIX ein vielversprechendes Zielmolekül für eine gezielte Tumortherapie des fortgeschrittenen SK ist. Um diese Hypothese bestätigen zu können, sind jedoch weitere prospektive Analysen von Patientenproben sowie funktionelle in vivo Untersuchungen am SK nötig.
Highlights
• Constrictional structures range from dome-and-basin folds to coeval folds and boudins.
• Under bulk constriction, the competent layer rotates slower than a passive plane.
• Extension-parallel and –perpendicular folds grow simultaneously.
• Extension-perpendicular folds affect previous boudins.
Abstract
We conducted scaled analogue modelling to show the influence of varying single layer initial orientation on the geometry of folds and boudins in a bulk constrictional strain field. The initial angle between the plane of shortening and the competent layer (θZ(i)) was incrementally increased from 0° to 90° by multiples of 11.25°. While the amount of layer thickening decreased with increasing θZ(i), the deformation structures produced range from pure dome-and-basin folds to coeval folds and boudins. Based on the attitude of fold axes, there are extension-parallel (FEPR) and extension-perpendicular (FEPP) folds, with axes subparallel and subperpendicular to the principal stretching axis (X), respectively. Coeval growth of FEPR folds and boudins occurred when θZ(i) > ca. 25°. The FEPP folds can be subdivided into a first type which affect the entire layer (if θZ(i) ranges between 11.25 and 78.75°) and a second type, referred to as FBEPP folds, which are affecting pre-existing boudins if θZ(i) > 45°. The interlimb angle of all types of folds increases with increasing θZ(i). Folds and boudins similar to the ones produced in this study can be found in salt domes and in tectonites of subduction zones.
Die E3-Ubiquitinligase TRIM25 ist in verschiedenen humanen Tumoren verstärkt exprimiert, was häufig mit einer schlechten Prognose der betroffenen Patienten sowie dem Auftreten von Therapieresistenzen korreliert. Unsere Arbeitsgruppe konnte TRIM25 zuvor als Caspase-2 und -7 mRNA-bindendes Protein und negativen Regulator beider Caspasen in humanen Kolonkarzinomzellen identifizieren. Ein transienter TRIM25 Knockdown führt in Abhängigkeit der erhöhten Expression der jeweiligen Caspasen zur Sensitivierung der Kolonkarzinomzellen gegenüber Chemotherapeutika-induzierter Apoptose. Ein Ziel dieser Arbeit war, die Übertragbarkeit dieser Erkenntnisse auf einen loss-of-function-Ansatz mit stabilen TRIM25 Knockdown Zellen zu überprüfen. Die stabilen Knockdown Zellen sollten der späteren Etablierung eines Xenograftmodells dienen. Da zahlreiche TRIM Proteine bekannterweise eine vielseitige Rolle bei der Regulation sowohl onkogener als auch tumorsuppressiver Prozesse einnehmen, wurde als weitere maßgebliche Fragestellung dieser Arbeit der Einfluss von TRIM25 auf wichtige tumorigene Eigenschaften wie Proliferation, Migration, Zellzyklus und Inflammation untersucht. TRIM25-abhängige Effekte auf das Migrationsver halten von RKO-Zellen wurden im in vitro-Wundheilungsassay mit stabilen TRIM25 Knock down Zellen analysiert. Aufgrund hoher interexperimenteller Unterschiede im Migrations verhalten derselben Zellklone konnte hinsichtlich einer TRIM25-abhängigen Regulation der Migration jedoch keine eindeutige Aussage getroffen werden. Dagegen belegten die gezeigten Proliferationsassays eine signifikant vermehrte Proliferation von RKO-Zellen nach stabilem TRIM25 Knockdown. Dies legt eine tumorsuppressive Rolle von TRIM25 nahe. Durch flusszytometrische Analysen stabiler TRIM25 Knockdown und Kontrollzellen zeigten hinge gen keinen konsistenten Einfluss von TRIM25 auf den Zellzyklus von RKO-Zellen. Eine Sensitivierung von Kolonkarzinomzellen gegenüber Chemotherapeutika-induzierter Apoptose konnte auch in stabilen TRIM25 Knockdown Zellen nachgewiesen werden, während die für transiente Ansätze bekannte, TRIM25 Knockdown-abhängige Hochregulation von Caspase 2 und -7 dagegen deutlich geringer ausgeprägt war. Dies lässt vermuten, dass die Tumorzellen einer Hochregulation Zelltod-induzierender Proteine bei einem konstitutiven TRIM25Knockdown gegenregulieren. Aufgrund der aber nach wie vor nachweisbaren Sensitivierung der TRIM25 Knockdown Zellen gegenüber Apoptose, können zusätzliche, bisher noch nicht bekannte Mechanismen postuliert werden, welche zur Sensitivierung dieser Zellen gegenüber Apoptose beitragen. Die daraus abgeleitete, TRIM25-abhängige Apoptosehemmung spricht für einen „Überlebensmechanismus“, welcher maßgeblich zur Chemotherapieresis tenz von Kolonkarzinomzellen beitragen kann. Hinsichtlich eines Einflusses von TRIM25 auf entzündliche Prozesse wurden RKO-Zellen mit klassischen Aktivatoren des NLRP3-Inflammasoms stimuliert und ausgewählte Marker mittels Western Blot-Analysen nachgewiesen. TRIM25 Knockdown-abhängig war eine verminderte Spaltung der Apoptosemarker Caspase-3, -7 und PARP-1 nachweisbar. Caspase-7 und PARP-1 spielen bekanntermaßen auch im Rahmen Inflammasom-induzierter Signalprozesse eine wichtige Rolle, während die Spaltung von Caspase-3 durch das NLRP3-Inflammasom induziert werden kann und v.a. für apoptotische oder pyroptotische Prozesse verantwortlich gemacht wird. Daher kann postuliert werden, dass der stabile TRIM25 Knockdown zur Hemmung von Inflammasom-induzierten Signalprozessen führt und darüber Kolonkarzinomzellen vor Apoptose/Pyroptose geschützt werden. Umgekehrt deutet dies auf eine Aktivierung von Inflammasom-vermittelten Signalprozessen durch TRIM25 hin.
Aufgrund der hohen Inzidenz und Mortalität, der schlechten Prognose und der Entwicklung von Therapieresistenzen besteht ein dringender Bedarf in der Entwicklung neuer, verbesserter Therapien des kolorektalen Karzinoms sowie der Resensibilisierung der Krebszellen gegenüber gängigen, bereits bestehenden Therapieoptionen. Im Rahmen dieser Arbeit konnte ein onkogener Einfluss von TRIM25 auf Kolonkarzinomzellen durch Hemmung Chemotherapeutika-induzierter Apoptose nachgewiesen werden, während eine mögliche tumorigene Rolle von TRIM25 durch zusätzliche Aktivierung Inflammasom-induzierter Signalprozesse weiterer Untersuchungen bedarf. Zusammenfassend kann TRIM25 als vielversprechender therapeutischer Angriffspunkt für die Entwicklung von sowohl neuen antientzündlichen als auch tumorsuppressiven Therapien betrachtet werden.
Hintergrund: Mit der im Jahr 2020 aktualisierten AWMF-Leitlinie zur Versorgung mit einem Cochleaimplantat (CI) wurde erstmals der gesamte Prozess einer CI-Versorgung definiert. In der vorliegenden Studie wurden die Machbarkeit und die Ergebnisse einer sehr frühen Rehabilitationsmaßnahme (Reha) untersucht.
Methodik: Es wurden 54 Patienten in die Interventionsgruppe (IG) eingeschlossen, bei der die Reha innerhalb von 14 (maximal 28) Tagen nach der Implantation eingeleitet wurde. In eine Kontrollgruppe (KG, n = 21) wurden Patienten mit deutlich längerer Wartezeit eingeschlossen. Neben dem Beginn und der Dauer der Reha wurde das mit CI erreichte Sprachverstehen zu verschiedenen Zeitpunkten innerhalb von 12 Monaten erfasst. Zusätzlich wurde mit Fragebögen der Aufwand der Anpassung des CI-Prozessors und die Zufriedenheit der Patienten mit dem Ergebnis sowie dem Zeitpunkt des Beginns der Reha ermittelt.
Ergebnisse: Die Wartezeit zwischen Implantation und Beginn der Reha lag in der IG bei 14 Tagen und in der KG bei 106 Tagen (Mediane). Es konnten 92,6 % der Patienten der IG die Reha innerhalb von 14 Tagen antreten. Der Effekt der Reha lag in der IG bei 35 und in der KG bei 25 Prozentpunkten (Freiburger Einsilbertest). Nach 6 und 12 Monaten (M) CI-Nutzung zeigten beide Gruppen sowohl in der Testbedingung in Ruhe (IG/KG 6M: 70 %/70 %; 12M: 70 %/60 %, Freiburger Einsilbertest) als auch im Störgeräusch (IG/KG 6M: −1,1 dB SNR/–0,85 dB SNR; 12M: −0,65 dB SNR/+0,3 dB SNR, Oldenburger Satztest) vergleichbare Ergebnisse. Die mittels des Fragebogens Speech, Spatial and Qualities of Hearing Scale (SSQ) erfassten Ergebnisse für die Einschätzung der Hörqualität zeigten nach 6 Monaten eine bessere Bewertung in der IG, die sich nach 12 Monaten an die Ergebnisse der KG anglich. Die IG war mit dem Zeitpunkt des Beginns der Reha deutlich zufriedener als die KG. Alle anderen aus Fragebögen ermittelten Daten zeigten keine Unterschiede zwischen den beiden Gruppen.
Schlussfolgerung: Der sehr frühe Beginn einer stationären Reha nach Cochleaimplantation ist erfolgreich umsetzbar. Die Reha konnte innerhalb von 7 Wochen nach der Implantation abgeschlossen werden. Der Vergleich der Ergebnisse der Tests des Sprachverstehens vor und nach der Reha zeigte eine deutliche Steigerung. Somit ist ein deutlicher Reha-Effekt nachweisbar. Die Aufnahme der CI-Rehabilitation in den Katalog der Anschlussheilbehandlungen ist somit wissenschaftlich begründet und damit dringend zu empfehlen.