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Background: To compare severe infectious complication rates after transrectal prostate biopsies between cephalosporins and fluoroquinolones for antibiotic monoprophylaxis.
Material and Methods: In the multi-institutional cohort, between November 2014 and July 2020 patients received either cefotaxime (single dose intravenously), cefpodoxime (multiple doses orally) or fluoroquinolones (multiple-doses orally or single dose intravenously) for transrectal prostate biopsy prophylaxis. Data were prospectively acquired and retrospectively analyzed. Severe infectious complications were evaluated within 30 days after biopsy. Logistic regression models predicted biopsy-related infectious complications according to antibiotic prophylaxis, application type and patient- and procedure-related risk factors.
Results: Of 793 patients, 132 (16.6%) received a single dose of intravenous cefotaxime and were compared to 119 (15%) who received multiple doses of oral cefpodoxime and 542 (68.3%) who received fluoroquinolones as monoprophylaxis. The overall incidence of severe infectious complications was 1.0% (n=8). No significant differences were observed between the three compared groups (0.8% vs. 0.8% vs. 1.1%, p=0.9). The overall rate of urosepsis was 0.3% and did not significantly differ between the three compared groups as well.
Conclusion: Monoprophylaxis with third generation cephalosporins was efficient in preventing severe infectious complications after prostate biopsy. Single intravenous dose of cefotaxime and multiday regimen of oral cefpodoxime showed a low incidence of infectious complications <1%. No differences were observed in comparison to fluoroquinolones.
Context: Despite overwhelming evidence for endovascular therapy in anterior circulation ischemic stroke due to large-vessel occlusion, data regarding the treatment of acute basilar artery occlusion (BAO) are still equivocal. The BASICS trial failed to show an advantage of endovascular therapy (EVT) over best medical treatment (BMT). In contrast, data from the recently published BASILAR registry showed a better outcome in patients receiving EVT.
Objective: The aim of the study was to investigate the safety and efficacy of EVT plus BMT vs. BMT alone in acute BAO.
Methods: We analyzed the clinical course and short-term outcomes of patients with radiologically confirmed BAO dichotomized by BMT plus EVT or BMT only as documented in a state-wide prospective registry of consecutive patients hospitalized due to acute stroke. The primary endpoint was a favorable functional outcome (mRS 0–3) at hospital discharge assessed as common odds ratio using binary logistic regression. Secondary subgroup analyses and propensity score matching were added. Safety outcomes included mortality, the rate of intracerebral hemorrhages, and complications during hospitalization.
Results: We included 403 patients with acute BAO (2017–2019). A total of 270 patients (67%) were treated with BMT plus EVT and 133 patients (33%) were treated with BMT only. A favorable outcome (mRS 0–3) was observed in 33.8% of the BMT and 26.7% of the BMT plus EVT group [OR.770, CI (0.50–1.2)]. Subgroup analyses for patients with a NIHSS score > 10 at admission to the hospital revealed a benefit from EVT [OR 3.05, CI (1.03–9.01)].
Conclusions: In this prospective, quasi population-based registry of patients hospitalized with acute BAO, BMT plus EVT was not superior to BMT alone. Nevertheless, our results suggest that severely affected BAO patients are more likely to benefit from EVT.
Purpose: Jejunoileal atresia (JIA) is a rare disease. We aimed to determine the overall incidence of this malformation and associated malformations in a national cohort. Furthermore, we compared the treatment results of this cohort with the current literature.
Methods: Data from the major health insurance company, which covers ∼30% of the German population, were analyzed. All patients with ICD-10-Code Q41.1-9 (atresia of jejunum, ileum, other parts and not designated parts of the small bowel) who underwent any surgical procedure for small bowel were analyzed in a 10-year period between 2007 and 2016.
Results: A total of 435 patients were included in the study. The incidence was 2.1 per 10,000 live births. The male:female ratio was 1:2. Sixty-four percent were premature, 21% had associated cardiac anomalies, 16% had abdominal wall defects, 7% had urogenital malformations, and 7% had cystic fibrosis. Sixty percent of all patients with jejunoileal atresia, 57% of patients with accompanying abdominal wall defects and 72% of patients with associated cystic fibrosis required ostomy as the initial procedure. In 25% of all patients, only one intestinal operation was coded. In 39% of patients, two operations were coded. Twelve percent of all patients required feeding gastrostomy or jejunostomy. Sixteen percent of all patients presented with liver-related complications, i.e., cholestasis or liver insufficiency. Six patients underwent an intestinal lengthening procedure (2 Bianchi, 4 STEP). In five patients, initial lengthening was performed within 1 year after the first intestinal operation. Mortality until 1 year after initial surgery was 5%. Of those who died, 88% were premature, 34% had cardiac anomalies and 16% had abdominal wall defects. None had cystic fibrosis. Patients with ostomy significantly more often needed operative central venous line or operative feeding tube. Short bowel was coded significantly more often in these patients.
Conclusion: Patients with JIA present with low mortality. The rate of ostomies is higher than in literature. To give clinical recommendations for the initial surgical approach, further clinical research is needed.
Objective: Vertigo is a common side effect of cochlear implant (CI) treatment. This prospective study examines the incidence of postoperative vertigo over time and aims to analyze influencing factors such as electrode design and insertion angle (IA).
Study Design and Setting: This is a prospective study which has been conducted at a tertiary referral center (academic hospital).
Patients: A total of 29 adults were enrolled and received a unilateral CI using one of six different electrode carriers, which were categorized into “structure-preserving” (I), “potentially structure-preserving” (II), and “not structure-preserving” (III).
Intervention: Subjective vertigo was assessed by questionnaires at five different time-points before up to 6 months after surgery. The participants were divided into four groups depending on the time of the presence of vertigo before and after surgery. Preoperatively and at 6 months postoperatively, a comprehensive vertigo diagnosis consisting of Romberg test, Unterberger test, subjective visual vertical, optokinetic test, video head impulse test, and caloric irrigation test was performed. In addition, the IA was determined, and the patients were divided in two groups (<430°; ≥430°).
Main Outcome Measures: The incidence of vertigo after CI surgery (group 1) was reported, as well as the correlation of subjective vertigo with electrode array categories (I–III) and IA.
Results: Among the participants, 45.8% experienced new vertigo after implantation. Based on the questionnaire data, a vestibular origin was suspected in 72.7%. The results did not show a significant correlation with subjective vertigo for any of the performed tests. In group 1 with postoperative vertigo, 18% of patients showed conspicuous results in a quantitative analysis of caloric irrigation test despite the fact that the category I or II electrodes were implanted, which are suitable for structure preservation. Average IA was 404° for the overall group and 409° for group 1. There was no statistically significant correlation between IA and perceived vertigo.
Conclusions: Though vertigo after CI surgery seems to be a common complication, the test battery used here could not objectify the symptoms. Further studies should clarify whether this is due to the multifactorial cause of vertigo or to the lack of sensitivity of the tests currently in use. The proof of reduced probability for vertigo when using atraumatic electrode carrier was not successful, nor was the proof of a negative influence of the insertion depth.
Cellular therapy has entered the daily clinical life with the approval of CAR T cell therapeutics and dendritic cell (DCs) vaccines in the US and the EU. In addition, numerous other adoptive cellular products, including natural killer (NK) cells, are currently evaluated in early phase I/ II clinical trials for the treatment of cancer patients. Despite these promising accomplishments, various challenges remain to be mastered in order to ensure sustained therapeutic success. These include the identification of strategies by which tumor cells escape the immune system or establish an immunosuppressive tumor microenvironment (TME). As part of the innate immune system, DCs and NK cells are both present within the TME of various tumor entities. While NK cells are well known for their intrinsic anti-tumor activity by their cytotoxicity capacities and the secretion of pro-inflammatory cytokines, the role of DCs within the TME is a double-edged sword as different DC subsets have been described with either tumor-promoting or -inhibiting characteristics. In this review, we will discuss recent findings on the interaction of DCs and NK cells under physiological conditions and within the TME. One focus is the crosstalk of various DC subsets with NK cells and their impact on the progression or inhibition of tumor growth. In addition, we will provide suggestions to overcome the immunosuppressive outcome of the interaction of DCs and NK cells within the TME.
Despite good clinical functional outcome, deficits in gait biomechanics exist 2 years after total hip replacement surgery. The aims of this research were (1) to group patients showing similar gait adaptations to hip osteoarthritis and (2) to investigate the effect of the surgical treatment on gait kinematics and external joint moments. In a secondary analysis, gait data of 51 patients with unilateral hip osteoarthritis were analyzed. A k-means cluster analysis was performed on scores derived via a principal component analysis of the gait kinematics. Preoperative and postoperative datasets were statistically tested between clusters and 46 healthy controls. The first three principal components incorporated hip flexion/extension, pelvic tilt, foot progression angle and thorax tilt. Two clusters were discriminated best by the peak hip extension during terminal stance. Both clusters deviated from healthy controls in spatio-temporal, kinematic and kinetic parameters. The cluster with less hip extension deviated significantly more. The clusters improved postoperatively but differences to healthy controls were still present one year after surgery. A poor preoperative gait pattern in patients with unilateral hip osteoarthritis is associated with worse gait kinematics after total hip replacement. Further research should focus on the identification of patients who can benefit from an adapted or individualized rehabilitation program.
Cannabinoid drugs are registered for postoperative nausea and emesis, Tourette syndrome and tumor-related anorexia, but are also used for spasticity and pain relief, among other conditions. Clinical studies for spasmolysis have been equivocal and even conclusions from meta-analyses were not consistent. This may be due to uncertainty in diagnostic criteria as well as a lack of direct spasmolytic activity (direct causality). In this review we used the Hill criteria to investigate whether a temporal association is causal or spurious. Methods: A systematic literature search was performed to identify all clinical trials of cannabinoids for spasticity. Studies were evaluated for dose dependency and time association; all studies together were analyzed for reproducibility, coherence, analogy and mechanistic consistency. A Funnel plot was done for all studies to identify selection or publication bias. Results: Twenty-seven studies were included in this meta-analysis. The spasmolytic activity (effect strength) was weak, with a nonsignificant small effect in most studies and a large effect only in a few studies (“enriched” studies, low patient numbers). No dose dependency was seen and plotting effect size vs. daily dose resulted in a slope of 0.004. Most studies titrated the cannabinoid to the optimum dose, e.g., 20 mg/d THC. The effect decreased with longer treatment duration (3–4 months). The spasmolytic effect is consistent for different European countries but not always within a country, nor is the effect specific for an etiology (multiple sclerosis, spinal cord injury, others). For other criteria like plausibility, coherence or analogous effects, no data exist to support or refute them. In most studies, adverse effects were frequently reported indicating a therapeutic effect only at high doses with relevant side effects. Conclusions: Current data do not support a specific spasmolytic effect; a general decrease in CNS activity analogous to benzodiazepines appears more likely. Whether individual patients or specific subgroups benefit from cannabinoids is unclear. Further studies should compare cannabinoids with other, nonspecific spasmolytic drugs like benzodiazepines.
Background: Reduction of the Sphingosine-1-phosphate (S1P) degrading enzyme S1P lyase 1 (SGPL1) initiates colorectal cancer progression with parallel loss of colon function in mice. We aimed to investigate the effect of SGPL1 knockout on the stem cell niche in these mice.
Methods: We performed immunohistochemical and multi-fluorescence imaging on tissue sections of wildtype and SGPL1 knockout colons under disease conditions. Furthermore, we generated SGPL1 knockout DLD-1 cells (SGPL1−/−M.Ex1) using CRISPR/Cas9 and characterized cell cycle and AKT signaling pathway via Western blot, immunofluorescence, and FACS analysis.
Results: SGPL1 knockout mice were absent of anti-Ki-67 staining in the stem cell niche under disease conditions. This was accompanied by an increase of the negative cell cycle regulator FOXO3 and attenuation of CDK2 activity. SGPL1−/−M.Ex1 cells show a similar FOXO3 increase but no arrest of proliferation, although we found a suppression of the PDK1/AKT signaling pathway, a prolonged G1-phase, and reduced stem cell markers.
Conclusions: While already established colon cancer cells find escape mechanisms from cell cycle arrest, in vivo SGPL1 knockout in the colon stem cell niche during progression of colorectal cancer can contribute to cell cycle quiescence. Thus, we propose a new function of the S1P lyase 1 in stemness.
Introduction: Mental disorders such as depression are common, and an estimated 264 million people are affected by them throughout the world. In recent years, studies on digital health interventions to treat mental disorders have shown evidence of their efficacy, and interest in using them has increased as a result. In the primary care setting, depression and anxiety are the two most frequently diagnosed and treated mental disorders. When they do not refer them to specialists, primary care professionals such as general practitioners treat patients with mental disorders themselves but have insufficient time to treat them adequately. Furthermore, there is a shortage of psychotherapists and those that exist have long waiting lists for an appointment. The purpose of this mixed methods systematic review is to explore the attitudes of primary care professionals towards the use of digital health interventions in the treatment of patients with mental disorders. Their attitudes will provide an indication whether digital mental health interventions can effectively complement standard care in the primary care setting.
Methods and analysis: We searched for qualitative, quantitative and mixed methods studies published in English, German, Spanish, Russian, French and Dutch after January 2010 for inclusion in the review. The included studies must involve digital mental health interventions conducted via computer and/or mobile devices in the primary care setting. The search was conducted in July 2020 in the following electronic bibliographic databases: MEDLINE, Embase, CINAHL, PsycINFO and Web of Science Core Collection. Two reviewers will independently screen titles, abstracts and full texts and extract data. We will use the ‘Integrated methodology’ framework to combine both quantitative and qualitative data.
Ethics and dissemination: Ethical approval is not required. We will disseminate the results of the mixed methods systematic review in a peer-reviewed journal and scientific conferences.
Objectives: Inadequate oral hygiene still leads to many serious diseases all over the world. Therefore, this study aimed to analyze scientific research in the field of oral health in order to be able to comprehend their relevant subject areas, research connections, or developments. Methods: This study aimed to assess the global publication output on oral hygiene to create a world map that provides background information on key players, trends, and incentives of research. For this purpose, established bibliometric parameters were combined with state-of-the-art visualization techniques. Results: This study shows the actual key players of research on oral hygiene in high-income economies with only marginal participation from lower economies. This still corresponds to the current burden situations, but they are more and more shifting to the disadvantage of the low-income countries. There is a clear North–South and West–East gradient, with the USA and the Western European nations being the most publishing nations on oral hygiene. As an emerging country, Brazil plays a role in the research. Conclusions: The scientific power players were concentrated in high-income countries. However, the changing epidemiological situation requires a different scientific approach to oral hygiene. This requires an expansion of the international network to meet the demands of future global oral health burdens, which are mainly related to oral hygiene.
Regeneration of large bone defects is a major objective in trauma surgery. Bone marrow mononuclear cell (BMC)-supported bone healing was shown to be efficient after immobilization on a scaffold. We hypothesized that fibrous demineralized bone matrix (DBM) in various forms with BMCs is superior to granular DBM. A total of 65 male SD rats were assigned to five treatment groups: syngenic cancellous bone (SCB), fibrous demineralized bone matrix (f-DBM), fibrous demineralized bone matrix densely packed (f-DBM 120%), DBM granules (GDBM) and DBM granules 5% calcium phosphate (GDBM5%Ca2+). BMCs from donor rats were combined with different scaffolds and placed into 5 mm femoral bone defects. After 8 weeks, bone mineral density (BMD), biomechanical stability and histology were assessed. Similar biomechanical properties of f-DBM and SCB defects were observed. Similar bone and cartilage formation was found in all groups, but a significantly bigger residual defect size was found in GDBM. High bone healing scores were found in f-DBM (25) and SCB (25). The application of DBM in fiber form combined with the application of BMCs shows promising results comparable to the gold standard, syngenic cancellous bone. Denser packing of fibers or higher amount of calcium phosphate has no positive effect.
While the importance of the iron-load of lipocalin-2 (Lcn-2) in promoting tumor progression is widely appreciated, underlying molecular mechanisms largely remain elusive. Considering its role as an iron-transporter, we aimed at clarifying iron-loaded, holo-Lcn-2 (hLcn-2)-dependent signaling pathways in affecting renal cancer cell viability. Applying RNA sequencing analysis in renal CAKI1 tumor cells to explore highly upregulated molecular signatures in response to hLcn-2, we identified a cluster of genes (SLC7A11, GCLM, GLS), which are implicated in regulating ferroptosis. Indeed, hLcn-2-stimulated cells are protected from erastin-induced ferroptosis. We also noticed a rapid increase in reactive oxygen species (ROS) with subsequent activation of the antioxidant Nrf2 pathway. However, knocking down Nrf2 by siRNA was not sufficient to induce erastin-dependent ferroptotic cell death in hLcn-2-stimulated tumor cells. In contrast, preventing oxidative stress through N-acetyl-l-cysteine (NAC) supplementation was still able to induce erastin-dependent ferroptotic cell death in hLcn-2-stimulated tumor cells. Besides an oxidative stress response, we noticed activation of the integrated stress response (ISR), shown by enhanced phosphorylation of eIF-2α and induction of ATF4 after hLcn-2 addition. ATF4 knockdown as well as inhibition of the ISR sensitized hLcn-2-treated renal tumor cells to ferroptosis, thus linking the ISR to pro-tumor characteristics of hLcn-2. Our study provides mechanistic details to better understand tumor pro-survival pathways initiated by iron-loaded Lcn-2.
Background: The impact of MRI-lesion targeted (TB) and systematic biopsy (SB) Gleason score (GS) as a predictor for final pathological GS still remains unclear. Methods: All patients with TB + SB, and subsequent radical prostatectomy (RP) between 01/2014-12/2020 were analyzed. Rank correlation coefficient predicted concordance with pathological GS for patients’ TB and SB GS, as well as for the combined effect of SB + TB. Results: Of 159 eligible patients, 77% were biopsy naïve. For SB taken in addition to TB, a Spearman’s correlation of +0.33 was observed regarding final GS. Rates of concordance, upgrading, and downgrading were 37.1, 37.1 and 25.8%, respectively. For TB, a +0.52 correlation was computed regarding final GS. Rates of concordance, upgrading and downgrading for TB biopsy GS were 45.9, 33.3, and 20.8%, respectively. For the combination of SB + TB, a correlation of +0.59 was observed. Rates of concordance, upgrading and downgrading were 49.7, 15.1 and 35.2%, respectively. The combined effect of SB + TB resulted in a lower upgrading rate, relative to TB and SB (both p < 0.001), but a higher downgrading rate, relative to TB (p < 0.01). Conclusions: GS obtained from TB provided higher concordance and lower upgrading and downgrading rates, relative to SB GS with regard to final pathology. The combined effect of SB + TB led to the highest concordance rate and the lowest upgrading rate.
Efferocytosis is critical for tissue homeostasis, as its deregulation is associated with several autoimmune pathologies. While engulfing apoptotic cells, phagocytes activate transcription factors, such as peroxisome proliferator-activated receptors (PPAR) or liver X receptors (LXR) that orchestrate metabolic, phagocytic, and inflammatory responses towards the ingested material. Coordination of these transcription factors in efferocytotic human macrophages is not fully understood. In this study, we evaluated the transcriptional profile of macrophages following the uptake of apoptotic Jurkat T cells using RNA-seq analysis. Results indicated upregulation of PPAR and LXR pathways but downregulation of sterol regulatory element-binding proteins (SREBP) target genes. Pharmacological inhibition and RNA interference pointed to LXR and PPARδ as relevant transcriptional regulators, while PPARγ did not substantially contribute to gene regulation. Mechanistically, lysosomal digestion and lysosomal acid lipase (LIPA) were required for PPAR and LXR activation, while PPARδ activation also demanded an active lysosomal phospholipase A2 (PLA2G15). Pharmacological interference with LXR signaling attenuated ABCA1-dependent cholesterol efflux from efferocytotic macrophages, but suppression of inflammatory responses following efferocytosis occurred independently of LXR and PPARδ. These data provide mechanistic details on LXR and PPARδ activation in efferocytotic human macrophages.
Oxaliplatin is a third-generation platinum-based anticancer drug that is widely used as first-line treatment for colorectal carcinoma. Patients treated with oxaliplatin develop an acute peripheral pain several hours after treatment, mostly characterized by cold allodynia as well as a long-term chronic neuropathy. These two phenomena seem to be causally connected. However, the underlying mechanisms that trigger the acute peripheral pain are still poorly understood. Here we show that the activity of the transient receptor potential melastatin 8 (TRPM8) channel but not the activity of any other member of the TRP channel family is transiently increased 1 h after oxaliplatin treatment and decreased 24 h after oxaliplatin treatment. Mechanistically, this is connected with activation of the phospholipase C (PLC) pathway and depletion of phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate (PIP2) after oxaliplatin treatment. Inhibition of the PLC pathway can reverse the decreased TRPM8 activity as well as the decreased PIP2-concentrations after oxaliplatin treatment. In summary, these results point out transient changes in TRPM8 activity early after oxaliplatin treatment and a later occurring TRPM8 channel desensitization in primary sensory neurons. These mechanisms may explain the transient cold allodynia after oxaliplatin treatment and highlight an important role of TRPM8 in oxaliplatin-induced acute and neuropathic pain.
NADH:ubiquinone-oxidoreductase (complex I) is the largest membrane protein complex of the respiratory chain. Complex I couples electron transfer to vectorial proton translocation across the inner mitochondrial membrane. The L shaped structure of complex I is divided into a membrane arm and a matrix arm. Fourteen central subunits are conserved throughout species, while some 30 accessory subunits are typically found in eukaryotes. Complex I dysfunction is associated with mutations in the nuclear and mitochondrial genome, resulting in a broad spectrum of neuromuscular and neurodegenerative diseases. Accessory subunit NDUFS4 in the matrix arm is a hot spot for mutations causing Leigh or Leigh-like syndrome. In this review, we focus on accessory subunits of the matrix arm and discuss recent reports on the function of accessory subunit NDUFS4 and its interplay with NDUFS6, NDUFA12, and assembly factor NDUFAF2 in complex I assembly.
Sprouting of surviving axons is one of the major reorganization mechanisms of the injured brain contributing to a partial restoration of function. Of note, sprouting is maturation as well as age-dependent and strong in juvenile brains, moderate in adult and weak in aged brains. We have established a model system of complex organotypic tissue cultures to study sprouting in the dentate gyrus following entorhinal denervation. Entorhinal denervation performed after 2 weeks postnatally resulted in a robust, rapid, and very extensive sprouting response of commissural/associational fibers, which could be visualized using calretinin as an axonal marker. In the present study, we analyzed the effect of maturation on this form of sprouting and compared cultures denervated at 2 weeks postnatally with cultures denervated at 4 weeks postnatally. Calretinin immunofluorescence labeling as well as time-lapse imaging of virally-labeled (AAV2- hSyn1-GFP) commissural axons was employed to study the sprouting response in aged cultures. Compared to the young cultures commissural/associational sprouting was attenuated and showed a pattern similar to the one following entorhinal denervation in adult animals in vivo. We conclude that a maturation-dependent attenuation of sprouting occurs also in vitro, which now offers the chance to study, understand and influence maturation-dependent differences in brain repair in these culture preparations.
OXA-48-like carbapenemases are among the most frequent carbapenemases in Gram-negative Enterobacterales worldwide with the highest prevalence in the Middle East, North Africa and Europe. Here, we investigated the so far uncharacterized carbapenemase OXA-484 from a clinical E. coli isolate belonging to the high-risk clone ST410 regarding antibiotic resistance pattern, horizontal gene transfer (HGT) and genetic support. OXA-484 differs by the amino acid substitution 214G compared to the most closely related variants OXA-181 (214R) and OXA-232 (214S). The blaOXA–484 was carried on a self-transmissible 51.5 kb IncX3 plasmid (pOXA-484) showing high sequence similarity with plasmids harboring blaOXA–181. Intraspecies and intergenus HGT of pOXA-484 to different recipients occurred at low frequencies of 1.4 × 10–7 to 2.1 × 10–6. OXA-484 increased MICs of temocillin and carbapenems similar to OXA-232 and OXA-244, but lower compared with OXA-48 and OXA-181. Hence, OXA-484 combines properties of OXA-181-like plasmid support and transferability as well as β-lactamase activity of OXA-232.
SUMO : glue or solvent for phase-separated ribonucleoprotein complexes and molecular condensates?
(2021)
Spatial organization of cellular processes in membranous or membrane-less organelles (MLOs, alias molecular condensates) is a key concept for compartmentalizing biochemical pathways. Prime examples of MLOs are the nucleolus, PML nuclear bodies, nuclear splicing speckles or cytosolic stress granules. They all represent distinct sub- cellular structures typically enriched in intrinsically disordered proteins and/or RNA and are formed in a process driven by liquid-liquid phase separation. Several MLOs are critically involved in proteostasis and their formation, disassembly and composition are highly sensitive to proteotoxic insults. Changes in the dynamics of MLOs are a major driver of cell dysfunction and disease. There is growing evidence that post-translational modifications are critically involved in controlling the dynamics and composition of MLOs and recent evidence supports an important role of the ubiquitin-like SUMO system in regulating both the assembly and disassembly of these structures. Here we will review our current understanding of SUMO function in MLO dynamics under both normal and pathological conditions.
NADH: ubiquinone oxidoreductase (complex I) is the first enzyme complex of the respiratory chain. Complex I is a redox-driven proton pump that contributes to the proton motive force that drives ATP synthase. The structure of complex I has been analyzed by x-ray crystallography and electron cryo-microscopy and is now well-described. The ubiquinone (Q) reduction site of complex I is buried in the peripheral arm and a tunnel-like structure is thought to provide access for the hydrophobic substrate from the membrane. Several intermediate binding positions for Q in the tunnel were identified in molecular simulations. Structural data showed the binding of native Q molecules and short chain analogs and inhibitors in the access pathway and in the Q reduction site, respectively. We here review the current knowledge on the interaction of complex I with Q and discuss recent hypothetical models for the coupling mechanism.
Hintergrund: Patienten, die präoperativ an einer eisendefizitären Erythropoese (IDE) oder Anämie leiden, haben unabhängig von anderen Erkrankungen ein erhöhtes Risiko für postoperative Morbidität. Ein Eisenmangel ist der häufigste Grund für eine Anämie und kann, wenn er frühzeitig diagnostiziert wird, effizient mittels Eisensubstitution behandelt werden. Zink-Protoporphyrin (ZnPP) ist im Vergleich zu klassischen Parametern wie Ferritin ein vielversprechender Parameter, um eine IDE zu diagnostizieren. Bisher wurde der Parameter im Blut gemessen. Nun soll geprüft werden, ob eine nicht-invasive Messung valide Ergebnisse liefert.
Methoden: Von März 2017 bis April 2018 wurden am Universitätsklinikum Frankfurt Patienten, die für eine Operation mit einem erwarteten Blutverlust von >10% geplant waren, auf eine IDE untersucht. Die Messung von nicht-invasivem ZnPP (ZnPP-NI) wurde mit der ZnPP-Referenz-Messung des ZnPP/Häm-Verhältnisses mittels Hochleistungsflüssigchromatographie (ZnPP-HPLC) verglichen. Die analytische Performance beim Nachweis einer IDE wurde mit im Blut gemessenen klassischen Eisenstatusparameter (Ferritin, Transferrinsättigung [TSAT], löslicher Transferrinrezeptor [sTfR] und sTfR-Index [sTfR-F]) verglichen.
Ergebnis: In dieser prospektiven Studie konnten 285 chirurgische Patienten präoperativ untersucht werden. Die Limits of Agreement zwischen ZnPP-NI und ZnPP-HPLC betrugen 20,3 μmol/mol Häm (95% -Konfidenzintervall 18,0-21,3; Akzeptanzkriterien 24,4 μmol/mol Häm; absolute Bias -0,3 μmol/mol Häm). Die analytische Performance zum Nachweis einer IDE der im Blut gemessenen Parameter war: ZnPP-HPLC (0,95), sTfR (0,90), sTfR-F (0,89), ZnPP-NI (0,88), TSAT (0,87) und Ferritin (0,65).
Fazit: Beim Nachweis einer IDE ist ZnPP-NI besser geeignet als Ferritin und vergleichbar valide wie TSAT. Der Vergleich mit einem Multiparameter-Index-Test ergab, dass ZnPP-NI von ≤40 μmol/mol Häm den Ausschluss einer IDE ermöglicht und ein Wert von ≥65 μmol/mol Häm eine IDE wahrscheinlich macht. ZnPP-NI kann daher für eine schnelle Erstbewertung in der IDE-Diagnostik und im Anämie Management ohne Blutentnahme verwendet werden.
Objectives: Rising prevalence of multidrug-resistant organisms (MDRO) is a major health problem in patients with liver cirrhosis. The impact of MDRO colonization in liver transplantation (LT) candidates and recipients on mortality has not been determined in detail.
Methods: Patients consecutively evaluated and listed for LT in a tertiary German liver transplant center from 2008 to 2018 underwent screening for MDRO colonization including methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA), multidrug-resistant gram-negative bacteria (MDRGN), and vancomycin-resistant enterococci (VRE). MDRO colonization and infection status were obtained at LT evaluation, planned and unplanned hospitalization, three months upon graft allocation, or at last follow-up on the waiting list.
Results: In total, 351 patients were listed for LT, of whom 164 (47%) underwent LT after a median of 249 (range 0–1662) days. Incidence of MDRO colonization increased during waiting time for LT, and MRDO colonization was associated with increased mortality on the waiting list (HR = 2.57, p<0.0001. One patients was colonized with a carbapenem-resistant strain at listing, 9 patients acquired carbapenem-resistant gram-negative bacteria (CRGN) on the waiting list, and 4 more after LT. In total, 10 of these 14 patients died.
Conclusions: Colonization with MDRO is associated with increased mortality on the waiting list, but not in short-term follow-up after LT. Moreover, colonization with CRGN seems associated with high mortality in liver transplant candidates and recipients.
The C-type lectin-like receptor NKG2D contributes to the immunosurveillance of virally infected and malignant cells by cytotoxic lymphocytes. A peculiar and puzzling feature of the NKG2D-based immunorecognition system is the high number of ligands for this single immunoreceptor. In humans, there are a total of eight NKG2D ligands (NKG2DL) comprising two members of the MIC (MICA, MICB) and six members of the ULBP family of glycoproteins (ULBP1 to ULBP6). While MICA has been extensively studied with regard to its biochemistry, cellular expression and function, very little is known about the NKG2DL ULBP4. This is, at least in part, due to its rather restricted expression by very few cell lines and tissues. Recently, constitutive ULBP4 expression by human monocytes was reported, questioning the view of tissue-restricted ULBP4 expression. Here, we scrutinized ULBP4 expression by human peripheral blood mononuclear cells and monocytes by analyzing ULBP4 transcripts and ULBP4 surface expression. In contrast to MICA, there was no ULBP4 expression detectable, neither by freshly isolated monocytes nor by PAMP-activated monocytes. However, a commercial antibody erroneously indicated surface ULBP4 on monocytes due to a non-ULBP4-specific binding activity, emphasizing the critical importance of validated reagents for life sciences. Collectively, our data show that ULBP4 is not expressed by monocytes, and likely also not by other peripheral blood immune cells, and therefore exhibits an expression pattern rather distinct from other human NKG2DL.
Meningioma surgery in patients ≥70 years of age: clinical outcome and validation of the SKALE score
(2021)
Along with increasing average life expectancy, the number of elderly meningioma patients has grown proportionally. Our aim was to evaluate whether these specific patients benefit from surgery and to investigate a previously published score for decision-making in meningioma patients (SKALE). Of 421 patients who underwent primary intracranial meningioma resection between 2009 and 2015, 71 patients were ≥70 years of age. We compared clinical data including World Health Organization (WHO) grade, MIB-1 proliferation index, Karnofsky Performance Status Scale (KPS), progression free survival (PFS) and mortality rate between elderly and all other meningioma patients. Preoperative SKALE scores (Sex, KPS, ASA score, location and edema) were determined for elderly patients. SKALE ≥8 was set for dichotomization to determine any association with outcome parameters. In 71 elderly patients (male/female 37/34) all data were available. Postoperative KPS was significantly lower in elderly patients (p < 0.0001). Pulmonary complications including pneumonia (10% vs. 3.2%; p = 0.0202) and pulmonary embolism (12.7% vs. 6%; p = 0.0209) occurred more frequently in our elderly cohort. Analyses of the Kaplan Meier curves revealed differences in three-month (5.6% vs. 0.3%; p = 0.0033), six-month (7% vs. 0.3%; p = 0.0006) and one-year mortality (8.5% vs. 0.3%; p < 0.0001) for elderly patients. Statistical analysis showed significant survival benefit in terms of one-year mortality for elderly patients with SKALE scores ≥8 (5.1 vs. 25%; p = 0.0479). According to our data, elderly meningioma patients face higher postoperative morbidity and mortality than younger patients. However, resection is reasonable for selected patients, particularly when reaching a SKALE score ≥ 8.
Inflammatory nontraumatic atlantoaxial rotatory subluxation (AAS) in children is an often-missed diagnosis, especially in the early stages of disease. Abscess formation and spinal cord compression are serious risks that call for immediate surgical attention. Neither radiographs nor non-enhanced computed tomography (CT) images sufficiently indicate inflammatory processes. Magnetic resonance imaging (MRI) allows a thorough evaluation of paraspinal soft tissues, joints, and ligaments. In addition, it can show evidence of vertebral distraction and spinal cord compression. After conducting a scoping review of the literature, along with scientific and practical considerations, we outlined a standardized pediatric MRI protocol for suspected inflammatory nontraumatic AAS. We recommend contrast-enhanced MRI as the primary diagnostic imaging modality in children with signs of torticollis in combination with nasopharyngeal inflammatory or ear nose and throat (ENT) surgical history.
Background: To evaluate the impact of time to castration resistance (TTCR) in metastatic hormone-sensitive prostate cancer (mHSPC) patients on overall survival (OS) in the era of combination therapies for mHSPC.
Material and Methods: Of 213 mHSPC patients diagnosed between 01/2013-12/2020 who subsequently developed metastatic castration resistant prostate cancer (mCRPC), 204 eligible patients were analyzed after having applied exclusion criteria. mHSPC patients were classified into TTCR <12, 12-18, 18-24, and >24 months and analyzed regarding OS. Moreover, further OS analyses were performed after having developed mCRPC status according to TTCR. Logistic regression models predicted the value of TTCR on OS.
Results: Median follow-up was 34 months. Among 204 mHSPC patients, 41.2% harbored TTCR <12 months, 18.1% for 12-18 months, 15.2% for 18-24 months, and 25.5% for >24 months. Median age was 67 years and median PSA at prostate cancer diagnosis was 61 ng/ml. No differences in patient characteristics were observed (all p>0.05). According to OS, TTCR <12 months patients had the worst OS, followed by TTCR 12-18 months, 18-24 months, and >24 months, in that order (p<0.001). After multivariable adjustment, a 4.07-, 3.31-, and 6.40-fold higher mortality was observed for TTCR 18-24 months, 12-18 months, and <12 months patients, relative to TTCR >24 months (all p<0.05). Conversely, OS after development of mCRPC was not influenced by TTCR stratification (all p>0.05).
Conclusion: Patients with TTCR <12 months are at the highest OS disadvantage in mHSPC. This OS disadvantage persisted even after multivariable adjustment. Interestingly, TTCR stratified analyses did not influence OS in mCRPC patients.
Background: The incidence of pyogenic spinal infection has increased in recent years. In addition to treatment of the spinal infection, early diagnosis and therapy of coexisting infections, especially of secondary brain infection, are important. The aim of this study is to elucidate the added value of routine cerebral imaging in the management of these patients.
Methods: This was a retrospective single-center study. Cerebral imaging consisting of cerebral magnetic resonance imaging (cMRI) was performed to detect brain infection in patients with a primary pyogenic spinal infection. Results: We analyzed a cohort of 61 patients undergoing cerebral imaging after diagnosis of primary pyogenic spinal infection. The mean age in this cohort was 68.7 years and the gender distribution consisted of 44 males and 17 females. Spinal epidural abscess was proven in 32 (52.4%) patients. Overall positive blood culture was obtained in 29 (47.5%) patients, infective endocarditis was detected in 23 (37.7%) patients and septic condition at admission was present in 12 (19.7%) Patients. Coexisting brain infection was detected in 2 (3.3%) patients. Both patients revealed clinical signs of severe sepsis, reduced level of consciousness (GCS score 3), were intubated, and died due to multi-organ failure. Conclusions: Brain infection in patients with spinal infection is very rare. Of 61 patients with pyogenic spinal infection, two patients had signs of cerebral infection shown by imaging, both of whom were in a coma (GCS 3), and sepsis.
The efficacy of statin-treatment in aneurysmal subarachnoid hemorrhage (SAH) remains controversial. We aimed to investigate the effects of statin-treatment in non-aneurysmal (na)SAH in accordance with animal research data illustrating the pathophysiology of naSAH. We systematically searched PubMed using PRISMA-guidelines and selected experimental studies assessing the statin-effect on SAH. Detecting the accordance of the applied experimental models with the pathophysiology of naSAH, we analyzed our institutional database of naSAH patients between 1999 and 2018, regarding the effect of statin treatment in these patients and creating a translational concept. Patient characteristics such as statin-treatment (simvastatin 40 mg/d), the occurrence of cerebral vasospasm (CVS), delayed infarction (DI), delayed cerebral ischemia (DCI), and clinical outcome were recorded. In our systematic review of experimental studies, we found 13 studies among 18 titles using blood-injection-animal-models to assess the statin-effect in accordance with the pathophysiology of naSAH. All selected studies differ on study-setting concerning drug-administration, evaluation methods, and neurological tests. Patients from the Back to Bedside project, including 293 naSAH-patients and 51 patients with simvastatin-treatment, were recruited for this analysis. Patients under treatment were affected by a significantly lower risk of CVS (p < 0.01; OR 3.7), DI (p < 0.05; OR 2.6), and DCI (p < 0.05; OR 3). Furthermore, there was a significant association between simvastatin-treatment and favorable-outcome (p < 0.05; OR 3). However, dividing patients with statin-treatment in pre-SAH (n = 31) and post-SAH (n = 20) treatment groups, we only detected a tenuously significant higher chance for a favorable outcome (p < 0.05; OR 0.05) in the small group of 20 patients with statin post-SAH treatment. Using a multivariate-analysis, we detected female gender (55%; p < 0.001; OR 4.9), Hunt&Hess ≤III at admission (p < 0.002; OR 4), no anticoagulant-therapy (p < 0.0001; OR 0.16), and statin-treatment (p < 0.0001; OR 24.2) as the main factors improving the clinical outcome. In conclusion, we detected a significantly lower risk for CVS, DCI, and DI in naSAH patients under statin treatment. Additionally, a significant association between statin treatment and favorable outcome 6 months after naSAH onset could be confirmed. Nevertheless, unified animal experiments should be considered to create the basis for developing new therapeutic schemes.
Purpose: To evaluate the prevalence and treatment patterns of speech and language disorders in Germany.
Methods: A retrospective analysis of data collected from 32% of the German population, insured by the statutory German health insurance (AOK, Local Health Care Funds). We used The International Statistical Classification of Diseases and Related Health Problems, 10th revision, German Modification (ICD-10 GM) codes for stuttering (F98.5), cluttering (F98.6), and developmental disorders of speech and language (F80) to identify prevalent and newly diagnosed cases each year. Prescription and speech therapy reimbursement data were used to evaluate treatment patterns.
Results: In 2017, 27,977 patients of all ages were diagnosed with stuttering (21,045 males, 75% and 6,932 females, 25%). Stuttering prevalence peaks at age 5 years (boys, 0.89% and girls, 0.40%). Cluttering was diagnosed in 1,800 patients of all ages (1,287 males, 71.5% and 513 females, 28.5%). Developmental disorders of speech and language were identified in 555,774 AOK-insurants (61.2% males and 38.8% females). Treatment data indicate a substantial proportion newly diagnosed stuttering individuals receive treatment (up to 45% of 6-year-old patients), with slightly fewer than 20 sessions per year, on average. We confirmed a previous study showing increased rates of atopic disorders and neurological and psychiatric comorbidities in individuals with stuttering, cluttering, and developmental disorders of speech and language.
Conclusion: This is the first nationwide study using health insurance data to analyze the prevalence and newly diagnosed cases of a speech and language disorder. Prevalence and gender ratio data were consistent with the international literature. The crude prevalence of developmental disorders of speech and language increased from 2015 to 2018, whereas the crude prevalence for stuttering remained stable. For cluttering, the numbers were too low to draw reliable conclusions. Proportional treatment allocation for stuttering peaked at 6 years of age, which is the school entrance year, and is later than the prevalence peak of stuttering.
Clinical speech perception tests with simple presentation conditions often overestimate the impact of signal preprocessing on speech perception in complex listening environments. A new procedure was developed to assess speech perception in interleaved acoustic environments of different complexity that allows investigation of the impact of an automatic scene classification (ASC) algorithm on speech perception. The procedure was applied in cohorts of normal hearing (NH) controls and uni- and bilateral cochlear implant (CI) users. Speech reception thresholds (SRTs) were measured by means of a matrix sentence test in five acoustic environments that included different noise conditions (amplitude modulated and continuous), two spatial configurations, and reverberation. The acoustic environments were encapsulated in a randomized, mixed order single experimental run. Acoustic room simulation was played back with a loudspeaker auralization setup with 128 loudspeakers. 18 NH, 16 unilateral, and 16 bilateral CI users participated. SRTs were evaluated for each individual acoustic environment and as mean-SRT. Mean-SRTs improved by 2.4 dB signal-to-noise ratio for unilateral and 1.3 dB signal-to-noise ratio for bilateral CI users with activated ASC. Without ASC, the mean-SRT of bilateral CI users was 3.7 dB better than the SRT of unilateral CI users. The mean-SRT indicated significant differences, with NH group performing best and unilateral CI users performing worse with a difference of up to 13 dB compared to NH. The proposed speech test procedure successfully demonstrated that speech perception and benefit with ASC depend on the acoustic environment.
Purpose: The extent of preoperative peritumoral edema in glioblastoma (GBM) has been negatively correlated with patient outcome. As several ongoing studies are investigating T-cell based immunotherapy in GBM, we conducted this study to assess whether peritumoral edema with potentially increased intracranial pressure, disrupted tissue homeostasis and reduced local blood flow has influence on immune infiltration and affects survival.
Methods: A volumetric analysis of preoperative imaging (gadolinium enhanced T1 weighted MRI sequences for tumor size and T2 weighted sequences for extent of edema (including the infiltrative zone, gliosis etc.) was conducted in 144 patients using the Brainlab® software. Immunohistochemical staining was analyzed for lymphocytic- (CD 3+) and myelocytic (CD15+) tumor infiltration. A retrospective analysis of patient-, surgical-, and molecular characteristics was performed using medical records.
Results: The edema to tumor ratio was neither associated with progression-free nor overall survival (p=0.90, p=0.74). However, GBM patients displaying IDH-1 wildtype had significantly higher edema to tumor ratio than patients displaying an IDH-1 mutation (p=0.01). Immunohistopathological analysis did not show significant differences in lymphocytic or myelocytic tumor infiltration (p=0.78, p=0.74) between these groups.
Conclusion: In our cohort, edema to tumor ratio had no significant correlation with immune infiltration and outcome. However, patients with an IDH-1wildtype GBM had a significantly higher edema to tumor ratio compared to their IDH-1 mutated peer group. Further studies are necessary to elucidate the underlying mechanisms.
Transcription factors (TFs) guide effector proteins like chromatin-modifying or -remodeling enzymes to distinct sites in the genome and thereby fulfill important early steps in translating the genome’s sequence information into the production of proteins or functional RNAs. TFs of the same family are often highly conserved in evolution, raising the question of how proteins with seemingly similar structure and DNA-binding properties can exert physiologically distinct functions or respond to context-specific extracellular cues. A good example is the TALE superclass of homeodomain-containing proteins. All TALE-homeodomain proteins share a characteristic, 63-amino acid long homeodomain and bind to similar sequence motifs. Yet, they frequently fulfill non-redundant functions even in domains of co-expression and are subject to regulation by different signaling pathways. Here we provide an overview of posttranslational modifications that are associated with murine and human TALE-homeodomain proteins and discuss their possible importance for the biology of these TFs.
Das Mammakarzinom ist die häufigste Krebserkrankung der Frau. Aufgrund der zu ver-zeichnenden steigenden Erkrankungs- als auch Überlebensraten werden stetig mehr Frauen mit der Diagnose Brustkrebs und ihren Folgen konfrontiert. Seit den 1990er Jah-ren wird eine kognitive Dysfunktion von Patientinnen nach Krebstherapie in der For-schung diskutiert, wobei die Hintergründe und Zusammenhänge dieses Phänomens bis heute strittig sind. Ziel dieser Arbeit ist die Untersuchung der kognitiven Leistungsfä-higkeit mit einem Fokus auf Aufmerksamkeitsleistungen vor und nach einer adjuvanten Krebstherapie. In diesem Zusammenhang soll besonders der Einfluss von psychischem Stress auf die Aufmerksamkeit und ferner auch die subjektive kognitive Leistungsfähig-keit von Brustkrebspatientinnen beleuchtet werden.
Dazu wurde die Aufmerksamkeitsfähigkeit von 20 Patientinnen, die in der Klinik für Frauenheilkunde und Geburtshilfe des Universitätsklinikums Frankfurt am Main ange-bunden waren, zu jeweils zwei Messzeitpunkten anhand einer neuropsychologischen Testbatterie (Trail-Making Test, NeuroCogFX) untersucht. Die erste Messung erfolgte vor Therapieeinleitung, eine zweite Messung nach Beendigung einer adjuvanten Krebs-therapie. Gleichzeitig wurden Werte zu Depressivität, Angst, krankheitsbezogener Le-bensqualität und der kognitiven Funktionsfähigkeit mittels verschiedener Fragebögen (HADS, EORTC-QLQ C30, EORTC-QLQ BR23) erhoben. Eine Kontrollgruppe von gesunden Probandinnen (N=13) wurde nach den gleichen Vorgaben untersucht.
30% der Patientinnen hatten eine kombinierte Chemotherapie erhalten, eine Radiatio war bei 70% und eine antihormonelle Therapie bei 75% erfolgt. Die Testungen der Pati-entinnen fanden im Mittel 12 (SD 15,4) Tage nach OP statt. Die T2-Messungen erfolg-ten im Mittel 10,3 (SD: 3,2) Monate nach den T1-Messungen für Patientinnen und 7,3 (SD: 1,8) Monate für Kontrollprobandinnen. Alter, IQ und Bildungsniveau waren zwi-schen beiden Gruppen gleich, Unterschiede zeigten sich hinsichtlich der BMI- Werte und der sportlichen Aktivität. Es zeigten sich weder zum ersten noch zum zweiten Messzeitpunkt signifikante Unterschiede der Aufmerksamkeitsleistungen zwischen Pati-entinnen und der Kontrollgruppe. Unterschiede fanden sich lediglich zwischen beiden Zeitpunkten in der einfachen Reaktionszeit mit schlechteren Testleistungen während T2 sowie im TMT Teil B mit besseren Ergebnissen während T2 für beide Gruppen. Hoch-signifikant unterschieden sich dagegen Patientinnen von der Kontrollgruppe mit schlechteren Werten hinsichtlich Angst und Depression, der Lebensqualität sowie der empfundenen kognitiven Funktionen. Dabei war keine signifikante Veränderung der Werte zwischen T1 und T2 messbar. Eine Korrelation zwischen aufmerksamkeitsbezo-genen Testleistungen und psychischem Stress bestand nicht, weiterhin fand sich kein Zusammenhang zwischen subjektiver kognitiver Leistungsfähigkeit und objektiven Testergebnissen. Hochsignifikant korrelierten dagegen schlechtere Werte der subjektiven kognitiven Fähigkeiten mit erhöhten Werten für Angst und Depression.
Auf Grundlage dieser Arbeit lässt sich kein relevanter Einfluss einer adjuvanten Krebs-therapie auf die Aufmerksamkeitsleistungen ableiten. Die Ergebnisse belegen aber signi-fikant erhöhte Werte für Depression und Angst von Brustkrebspatientinnen und den Einfluss von erhöhtem psychischem Stress auf die subjektive kognitive Funktionsfähig-keit. Diesbezüglich sollten zukünftige Behandlungsstrategien auch die subjektive kogni-tive Funktionsfähigkeit und in diesem Zusammenhang auch die spezifische Therapie von psychischem Stress in den Fokus rücken.
Die afrikanische Schlafkrankheit (HAT), übertragen durch die Tsetse Fliege und ausgelöst durch den einzelligen Parasit Trypanosoma brucei, wird vor über 100 Jahren entdeckt. Diese unbehandelt immer tödlich verlaufende Erkrankung zählt zu den Neglected Tropical Diseases. Es existiert keine Impfung und die Behandlung ist nebenwirkungsreich. Das weltweite Forschungsaufkommen zu diesem Thema wird von 1900 bis 2016 anhand von Metadaten untersucht, die aus dem Web of Science Core Collection (Clarivate Analytics) extrahiert wurden. Die 5079 Publikationen werden mittels bibliometrischer Parameter ausgewertet. Diese umfassen chronologische Publikationsparameter, Analysen der Länder, Institutionen, Autoren, Fachzeitschriften, Fachbereiche, Kooperationen und Geschlechterparität. Die Analyse zeigt ein aufkommendes Forschungsinteresse der Kolonialmächte Anfang des 20. Jahrhunderts in den okkupierten Koloniegebieten Afrikas. Zu dem Zeitpunkt als der Erreger entdeckt wird, grassiert eine Epidemie der Ost-und Westafrikanischen Schlafkrankheit. Mit Beginn des Ersten Weltkrieges brechen die Publikationszahlen ein. Erst ab den 1970ern steigen die Artikelzahlen kontinuierlich. Die Vernachlässigung der Erkrankung resultiert in einer Epidemie mit geschätzt 300.000 Fällen (1998). In den letzten Jahren verringerte sich die Anzahl der Neuinfektionen erheblich, im Jahr 2016 werden 2184 Fälle gemeldet. Zwischen 1964 und 2013 kommt es zu einer mehr als 11-fachen Steigerung der Publikationen. Ab 1980 nehmen die Zitierungen sprunghaft zu, wahrscheinlich konnten viele neue Erkenntnisse aufgrund der hohen Prävalenz gewonnen werden. Der meistzitierte und produktivste Fachbereich ist die Biochemistry and Molecular Biology. Der Anteil Pharmacology and Pharmacy nimmt kontinuierlich zu. Die Popularität könnte auf 2 Faktoren zurückgeführt werden, den steigenden Bedarf an neuen Medikamenten und den Einfluss der WHO. 2009 wird NECT als Kombinationstherapie zugelassen, 2018 folgt Fexinidazole. Das durchschnittliche Literaturverzeichnis vergrößert sich, ebenso die Forschungsgruppen, denn die durchschnittliche Autorenzahl steigt von 2,5 (1975) auf 8,03 (2014). Die Zahl der internationalen Kooperationsartikel wird innerhalb der letzten 30 Jahre versechsfacht. Die publikationsstärkste Nation ist die USA, gefolgt von
Großbritannien, weiteren westeuropäischen Staaten sowie Kenia und Nigeria. 36% der 25 produktivsten Länder sind afrikanische. Gemessen an ihren ökonomischen Daten ist die Forschungsleistung extrem hoch. Unter den 15 produktivsten Institutionen ist als einziges afrikanisches das International Livestock Research Institut (Nairobi) vertreten. Diese Forschungseinrichtung wird durch Stiftungen wie Wellcome Trust finanziell unterstützt, welche bei mehreren hundert Publikationen als Funding Agency dient. Zwei weitere außeruniversitäre Institutionen zählen zu den produktivsten: Das Center of Infectious Disease Research (USA) sowie das Institute of Tropical Medicine Antwerp (Belgien). Die zehn produktivsten Länderkooperationen finden innereuropäisch oder mit den USA statt, darunter existiert eine europäisch-afrikanische Kollaboration (ITM Antwerp, Ministry for für Public Health (DR Kongo)). Bei Analyse der europäisch-afrikanischen Kooperationen fällt auf, dass diese mit der ehemaligen Kolonialpolitik korrelieren könnten. Die meisten afrikanischen Nationen publizieren in Kooperationen, eine Ausnahme bildet Nigeria. Sie veröffentlichen nur 18,7% der Artikel in Zusammenarbeit. Sie sind das Land mit dem höchsten BIP der ausgewerteten afrikanischen Nationen. Der produktivste Autor ist E. Pays der an der Université Libre de Bruxelles forscht. Der meistzitierte Autor G.A.M. Cross von der Rockefeller University ist Verfasser von zwei der meistzitierten Artikel. Die erfolgreichsten Wissenschaftler stehen eher am Ende ihrer Karriere und fungieren meist als Letztautoren und als Leiter einer Einrichtung. Obwohl in den letzten Jahren eine zunehmende Geschlechterparität auf dem Forschungsgebiet identifiziert werden konnte, ist die Chancengleichheit für Frauen abhängig vom Land. In Brasilien überwiegt als einzige Nation der Anteil weiblicher Autoren, während Japan den geringsten Frauenanteil besitzt. 11,2% der Artikel erscheinen in der Fachzeitschrift Molecular and Biochemical Parasitology und deckt somit die beiden meistzugewiesenen Themenfelder ab. Infektiöse Erkrankungen, die vor allem Drittweltländer mit geringen finanziellen Möglichkeiten betreffen, müssen im Interesse der Weltgemeinschaft weiter intensiv erforscht werden. Um dies zu ermöglichen ist eine Finanzierung und Stärkung der Wissenschaft in den betroffenen Ländern vor Ort nötig.
Chronic granulomatous disease (CGD) is a primary immunodeficiency, which is diagnosed in most patients between one and three years of age. Here we report on a boy who presented at birth with extensive skin lesions and lymphadenopathy which were caused by CGD. An analysis of the literature revealed 24 patients with CGD who became symptomatic during the first six weeks of life. Although pulmonary complications and skin lesions due to infection were the leading symptoms, clinical features were extremely heterogenous. As follow-up was not well specified in most patients, the long-term prognosis of children with very early onset of CGD remains unknown.
Aging is accompanied by unisensory decline. To compensate for this, two complementary strategies are potentially relied upon increasingly: first, older adults integrate more information from different sensory organs. Second, according to the predictive coding (PC) model, we form “templates” (internal models or “priors”) of the environment through our experiences. It is through increased life experience that older adults may rely more on these templates compared to younger adults. Multisensory integration and predictive coding would be effective strategies for the perception of near-threshold stimuli, which may however come at the cost of integrating irrelevant information. Both strategies can be studied in multisensory illusions because these require the integration of different sensory information, as well as an internal model of the world that can take precedence over sensory input. Here, we elicited a classic multisensory illusion, the sound-induced flash illusion, in younger (mean: 27 years, N = 25) and older (mean: 67 years, N = 28) adult participants while recording the magnetoencephalogram. Older adults perceived more illusions than younger adults. Older adults had increased pre-stimulus beta-band activity compared to younger adults as predicted by microcircuit theories of predictive coding, which suggest priors and predictions are linked to beta-band activity. Transfer entropy analysis and dynamic causal modeling of pre-stimulus magnetoencephalography data revealed a stronger illusion-related modulation of cross-modal connectivity from auditory to visual cortices in older compared to younger adults. We interpret this as the neural correlate of increased reliance on a cross-modal predictive template in older adults leading to the illusory percept.
Background: Polytraumatized patients undergo a strong immunological stress upon insult. Phagocytes (granulocytes and monocytes) play a substantial role in immunological defense against bacteria, fungi and yeast, and in the clearance of cellular debris after tissue injury. We have reported a reduced monocytes phagocytic activity early after porcine polytrauma before. However, it is unknown if both phagocyte types undergo those functional alterations, and if there is a pathogen-specific phagocytic behavior. We characterized the phagocytic activity and capacity of granulocytes and monocytes after polytrauma.
Methods: Eight pigs (Sus scrofa) underwent polytrauma consisting of lung contusion, liver laceration, tibial fracture and hemorrhagic shock with fluid resuscitation and fracture fixation with external fixator. Intensive care treatment including mechanical ventilation for 72 h followed. Phagocytic activity and capacity were investigated using an in vitro ex vivo whole blood stimulation phagocytosis assays before trauma, after surgery, 24, 48, and 72 h after trauma. Blood samples were stimulated with Phorbol-12-myristate-13-acetate and incubated with FITC-labeled E. coli, S. aureus or S. cerevisiae for phagocytosis assessment by flow cytometry.
Results: Early polytrauma-induced significant increase of granulocytes and monocytes declined to baseline values within 24 h. Percentage of E. coli-phagocytizing granulocytes significantly decreased after polytrauma and during further intensive care treatment, while their capacity significantly increased. Interestingly, both granulocytic phagocytic activity and capacity of S. aureus significantly decreased after trauma, although a recovery was observed after 24 h and yet was followed by another decrease. The percentage of S. cerevisiae-phagocytizing granulocytes significantly increased after 24 h, while their impaired capacity after surgery and 72 h later was detected. Monocytic E. coli-phagocytizing percentage did not change, while their capacity increased after 24–72 h. After a significant decrease in S. aureus-phagocytizing monocytes after surgery, a significant increase after 24 and 48 h was observed without capacity alterations. No significant changes in S. cerevisiae-phagocytizing monocytes occurred, but their capacity dropped 48 and 72 h.
Conclusion: Phagocytic activity and capacity of granulocytes and monocytes follow a different pattern and significantly change within 72 h after polytrauma. Both phagocytic activity and capacity show significantly different alterations depending on the pathogen strain, thus potentially indicating at certain and possibly more relevant infection causes after polytrauma.
The adult heart has a limited capacity to replace or regenerate damaged cardiac tissue following severe myocardial injury. Thus, therapies facilitating the induction of cardiac regeneration holds great promise for the treatment of end-stage heart failure, and for pathologies invoking severe cardiac dysfunction as a result of cardiomyocyte death. Recently, a number of studies have demonstrated that cardiac regeneration can be achieved through modulation and/or reprogramming of cardiomyocyte proliferation, differentiation, and survival signaling. Non-coding RNAs (ncRNAs), including microRNAs (miRNAs), long non-coding RNAs (lncRNAs) and circular RNAs (circRNAs), are reported to play critical roles in regulating key aspects of cardiomyocyte physiologic and pathologic signaling, including the regulation of cardiac regeneration both in vitro and in vivo. In this review, we will explore and detail the current understanding of ncRNA function in cardiac regeneration, and highlight established and novel strategies for the treatment of heart failure through modulation of ncRNAs-driven cardiac regeneration.
Background: In clinical practice range of motion (RoM) is usually assessed with low-cost devices such as a tape measure (TM) or a digital inclinometer (DI). However, the intra- and inter-rater reliability of typical RoM tests differ, which impairs the evaluation of therapy progress. More objective and reliable kinematic data can be obtained with the inertial motion capture system (IMC) by Xsens. The aim of this study was to obtain the intra- and inter-rater reliability of the TM, DI and IMC methods in five RoM tests: modified Thomas test (DI), shoulder test modified after Janda (DI), retroflexion of the trunk modified after Janda (DI), lateral inclination (TM) and fingertip-to-floor test (TM).
Methods: Two raters executed the RoM tests (TM or DI) in a randomized order on 22 healthy individuals while, simultaneously, the IMC data (Xsens MVN) was collected. After 15 warm-up repetitions, each rater recorded five measurements.
Findings: Intra-rater reliabilities were (almost) perfect for tests in all three devices (ICCs 0.886–0.996). Inter-rater reliability was substantial to (almost) perfect in the DI (ICCs 0.71–0.87) and the IMC methods (ICCs 0.61–0.993) and (almost) perfect in the TM methods (ICCs 0.923–0.961). The measurement error (ME) for the tests measured in degree (°) was 0.9–3.3° for the DI methods and 0.5–1.2° for the IMC approaches. In the tests measured in centimeters the ME was 0.5–1.3cm for the TM methods and 0.6–2.7cm for the IMC methods. Pearson correlations between the results of the DI or the TM respectively with the IMC results were significant in all tests except for the shoulder test on the right body side (r = 0.41–0.81).
Interpretation: Measurement repetitions of either one or multiple trained raters can be considered reliable in all three devices.
Three AKT serine/threonine kinase isoforms (AKT1/AKT2/AKT3) mediate proliferation, metabolism, differentiation and anti-apoptotic signals. AKT isoforms are activated down- stream of PI3-kinase and also by PI3-kinase independent mechanisms. Mutations in the lipid phosphatase PTEN and PI3-kinase that increase PIP3 levels increase AKT signaling in a large proportion of human cancers. AKT and other AGC kinases possess a regulatory mechanism that relies on a conserved hydrophobic motif (HM) C-terminal to the catalytic core. In AKT, the HM is contiguous to the serine 473 and two other newly discovered (serine 477 and tyrosine 479) regulatory phosphorylation sites. In AKT genes, this regulatory HM region is encoded in the final exon. We identified a splice variant of AKT2 (AKT2-13a), which contains an alternative final exon and lacks the HM regulatory site. We validated the presence of mRNA for this AKT2-13a splice variant in different tissues, and the presence of AKT2-13a protein in extracts from HEK293 cells. When overexpressed in HEK293 cells, AKT2-13a is phosphorylated at the activation loop and at the zipper/turn motif phosphoryla- tion sites but has reduced specific activity. Analysis of the human transcriptome correspond- ing to other AGC kinases revealed that all three AKT isoforms express alternative transcripts lacking the HM regulatory motif, which was not the case for SGK1-3, S6K1-2, and classical, novel and atypical PKC isoforms. The transcripts of splice variants of Akt1-3 excluding the HM regulatory region could lead to expression of deregulated forms of AKT.
Objectives: Multidrug-resistant organisms (MDRO) are considered an emerging threat worldwide. Data covering the clinical impact of MDRO colonization in patients with solid malignancies, however, is widely missing. We sought to determine the impact of MDRO colonization in patients who have been diagnosed with Non-small cell lung cancer (NSCLC) who are at known high-risk for invasive infections.
Materials and methods: Patients who were screened for MDRO colonization within a 90-day period after NSCLC diagnosis of all stages were included in this single-center retrospective study.
Results: Two hundred and ninety-five patients were included of whom 24 patients (8.1%) were screened positive for MDRO colonization (MDROpos) at first diagnosis. Enterobacterales were by far the most frequent MDRO detected with a proportion of 79.2% (19/24). MDRO colonization was present across all disease stages and more present in patients with concomitant diabetes mellitus. Median overall survival was significantly inferior in the MDROpos study group with a median OS of 7.8 months (95% CI, 0.0–19.9 months) compared to a median OS of 23.9 months (95% CI, 17.6–30.1 months) in the MDROneg group in univariate (p = 0.036) and multivariate analysis (P = 0.02). Exploratory analyses suggest a higher rate of non-cancer-related-mortality in MDROpos patients compared to MDROneg patients (p = 0.002) with an increased rate of fatal infections in MDROpos patients (p = 0.0002).
Conclusions: MDRO colonization is an independent risk factor for inferior OS in patients diagnosed with NSCLC due to a higher rate of fatal infections. Empirical antibiotic treatment approaches should cover formerly detected MDR commensals in cases of (suspected) invasive infections.
Our aim was to evaluate the efficacy and toxicity of interstitial multicatheter high dose rate brachytherapy (imHDR- BRT) as accelerated partial breast irradiation (APBI) after second breast-conserving surgery (BCS) in patients with ipsilateral breast tumor recurrence (IBTR). Between January 2010 and December 2019, 20 patients with IBTR who refused salvage mastectomy (sMT) were treated with second BCS and post-operative imHDR-BRT as APBI. All patients had undergone primary BCS followed by adjuvant external beam radiotherapy. Median imHDR-BRT dose was 32 Gy delivered in twice-daily fractions of 4 Gy. Five-year IBTR-free survival, distant metastasis-free survival (DMFS), overall survival (OS) as well as toxicity and cosmesis were evaluated in the present retrospective analysis. Median age at recurrence and median time from the first diagnosis to IBTR was 65.1 years and 12.2 years, respectively. After a median follow-up of 69.9 months, two patients developed a second local recurrence resulting in 5-year IBTR free-survival of 86.8%. Five-year DMFS and 5-year OS were 84.6% and 92.3%, respectively. Grade 1–2 fibrosis was noted in 60% of the patients with no grade 3 or higher toxicity. Two (10%) cases of asymptomatic fat necrosis were documented. Cosmetic outcome was classified as excellent in 6 (37.5%), good in 6 (37.5%), fair in 3 (18.75%) and poor in 1 (6.25%) patient, respectively. We conclude that imHDR-BRT as APBI re-irradiation is effective and safe for IBTR and should be considered in appropriately selected patients.
The thymus hosts the development of a specific type of adaptive immune cells called T cells. T cells orchestrate the adaptive immune response through recognition of antigen by the highly variable T-cell receptor (TCR). T-cell development is a tightly coordinated process comprising lineage commitment, somatic recombination of Tcr gene loci and selection for functional, but non-self-reactive TCRs, all interspersed with massive proliferation and cell death. Thus, the thymus produces a pool of T cells throughout life capable of responding to virtually any exogenous attack while preserving the body through self-tolerance. The thymus has been of considerable interest to both immunologists and theoretical biologists due to its multi-scale quantitative properties, bridging molecular binding, population dynamics and polyclonal repertoire specificity. Here, we review experimental strategies aimed at revealing quantitative and dynamic properties of T-cell development and how they have been implemented in mathematical modeling strategies that were reported to help understand the flexible dynamics of the highly dividing and dying thymic cell populations. Furthermore, we summarize the current challenges to estimating in vivo cellular dynamics and to reaching a next- generation multi-scale picture of T-cell development.
Background: International travel is a major driver of the introduction and spread of SARS- CoV-2. Aim: To investigate SARS-CoV-2 genetic diversity in the region of a major transport hub in Germany, we characterized the viral sequence diversity of the SARS-CoV-2 variants circulating in Frankfurt am Main, the city with the largest airport in Germany, from the end of October to the end of December 2020. Methods: In total, we recovered 136 SARS-CoV-2 genomes from nasopharyngeal swab samples. We isolated 104 isolates that were grown in cell culture and RNA from the recovered viruses and subjected them to full-genome sequence analysis. In addition, 32 nasopharyngeal swab samples were directly sequenced. Results and conclusion: We found 28 different lineages of SARS- CoV-2 circulating during the study period, including the variant of concern B.1.1.7 (∆69/70, N501Y). Six of the lineages had not previously been observed in Germany. We detected the spike protein (S) deletion ∆69/∆70 in 15% of all sequences, a four base pair (bp) deletion (in 2.9% of sequences) and a single bp deletion (in 0.7% of sequences) in ORF3a, leading to ORF3a truncations. In four sequences (2.9%), an amino acid deletion at position 210 in S was identified. In a single sample (0.7%), both a 9 bp deletion in ORF1ab and a 7 bp deletion in ORF7a were identified. One sequence in lineage B.1.1.70 had an N501Y substitution while lacking the ∆69/70 in S. The high diversity of sequences observed over two months in Frankfurt am Main highlights the persisting need for continuous SARS-CoV-2 surveillance using full-genome sequencing, particularly in cities with international airport connections.
Macrophages supply iron to the breast tumor microenvironment by enforced secretion of lipocalin-2 (Lcn-2)-bound iron as well as the increased expression of the iron exporter ferroportin (FPN). We aimed at identifying the contribution of each pathway in supplying iron for the growing tumor, thereby fostering tumor progression. Analyzing the expression profiles of Lcn-2 and FPN using the spontaneous polyoma-middle-T oncogene (PyMT) breast cancer model as well as mining publicly available TCGA (The Cancer Genome Atlas) and GEO Series(GSE) datasets from the Gene Expression Omnibus database (GEO), we found no association between tumor parameters and Lcn-2 or FPN. However, stromal/macrophage-expression of Lcn-2 correlated with tumor onset, lung metastases, and recurrence, whereas FPN did not. While the total iron amount in wildtype and Lcn-2−/− PyMT tumors showed no difference, we observed that tumor-associated macrophages from Lcn-2−/− compared to wildtype tumors stored more iron. In contrast, Lcn-2−/− tumor cells accumulated less iron than their wildtype counterparts, translating into a low migratory and proliferative capacity of Lcn-2−/− tumor cells in a 3D tumor spheroid model in vitro. Our data suggest a pivotal role of Lcn-2 in tumor iron-management, affecting tumor growth. This study underscores the role of iron for tumor progression and the need for a better understanding of iron-targeted therapy approaches.
Background: Mesenchymal stromal cells (MSCs), multipotent progenitors that can be isolated from a variety of different tissues, are becoming increasingly important as cell therapeutics targeting immunopathologies and tissue regeneration. Current protocols for MSC isolation from bone marrow (BM) rely on density gradient centrifugation (DGC), and the production of sufficient MSC doses is a critical factor for conducting clinical MSC trials. Previously, a Good Manufacturing Practice (GMP)–compatible non-woven fabric filter device system to isolate MSCs was developed to increase the MSC yield from the BM. The aim of our study was to compare high-resolution phenotypic and functional characteristics of BM-MSCs isolated with this device and with standard DGC technology.
Methods: Human BM samples from 5 donors were analyzed. Each sample was divided equally, processing by DGC, and with the filter device. Stem cell content was assessed by quantification of colony-forming units fibroblasts (CFU-F). Immunophenotype was analyzed by multicolor flow cytometry. In vitro trilineage differentiation potential, trophic factors, and IDO-1 production were assessed. Functionally, immunomodulatory potential, wound healing, and angiogenesis were assayed in vitro.
Results: The CFU-F yield was 15-fold higher in the MSC preparations isolated with the device compared to those isolated by DGC. Consequently, the MSC yield that could be manufactured at passage 3 per mL collected BM was more than 10 times higher in the device group compared to DGC (1.65 × 109 vs. 1.45 × 108). The immunomodulatory potential and IDO-1 production showed donor-to-donor variabilities without differences between fabric filter-isolated and DGC-isolated MSCs. The results from the wound closure assays, the tube formation assays, and the trilineage differentiation assays were similar between the groups with respect to the isolation method. Sixty-four MSC subpopulations could be quantified with CD140a+CD119+CD146+ as most common phenotype group, and CD140a+CD119+CD146+MSCA-1–CD106–CD271– and CD140a+CD119+CD146–MSCA-1–CD106–CD271– as most frequent MSC subpopulations. As trophic factors hepatocyte growth factor, epidermal growth factor, brain-derived neurotrophic factor, angiopoietin-1, and vascular endothelial growth factor A could be detected in both groups with considerable variability between donors, but independent of the respective MSC isolation technique.
Conclusion: The isolation of MSCs using a GMP-compatible fabric filter system device resulted in higher yield of CFU-F, producing substantially more MSCs with similar subpopulation composition and functional characteristics as MSCs isolated by DGC.
Iron deficiency, with or without anemia, is the most frequent hematological manifestation in individuals with cancer, and is especially common in patients with colorectal cancer. Iron is a vital micronutrient that plays an essential role in many biological functions, in the context of which it has been found to be intimately linked to cancer biology. To date, however, whereas a large number of studies have comprehensively investigated and reviewed the effects of excess iron on cancer initiation and progression, potential interrelations of iron deficiency with cancer have been largely neglected and are not well-defined. Emerging evidence indicates that reduced iron intake and low systemic iron levels are associated with the pathogenesis of colorectal cancer, suggesting that optimal iron intake must be carefully balanced to avoid both iron deficiency and iron excess. Since iron is vital in the maintenance of immunological functions, insufficient iron availability may enhance oncogenicity by impairing immunosurveillance for neoplastic changes and potentially altering the tumor immune microenvironment. Data from clinical studies support these concepts, showing that iron deficiency is associated with inferior outcomes and reduced response to therapy in patients with colorectal cancer. Here, we elucidate cancer-related effects of iron deficiency, examine preclinical and clinical evidence of its role in tumorigenesis, cancer progression and treatment response. and highlight the importance of adequate iron supplementation to limit these outcomes.
Magnetic resonance imaging (MRI) is the gold standard imaging technique for diagnosis and monitoring of many neurological diseases. However, the application of conventional MRI in clinical routine is mainly limited to the visual detection of macroscopic tissue pathology since mixed tissue contrasts depending on hardware and protocol parameters hamper its application for the assessment of subtle or diffuse impairment of the structural tissue integrity. Multiparametric quantitative (q)MRI determines tissue parameters quantitatively, enabling the detection of microstructural processes related to tissue remodeling in aging and neurological diseases. In contrast to measuring tissue atrophy via structural imaging, multiparametric qMRI allows for investigating biologically distinct microstructural processes, which precede changes of the tissue volume. This facilitates a more comprehensive characterization of tissue alterations by revealing early impairment of the microstructural integrity and specific disease-related patterns. So far, qMRI techniques have been employed in a wide range of neurological diseases, including in particular conditions with inflammatory, cerebrovascular and neurodegenerative pathology. Numerous studies suggest that qMRI might add valuable information, including the detection of microstructural tissue damage in areas appearing normal on conventional MRI and unveiling the microstructural correlates of clinical manifestations. This review will give an overview of current qMRI techniques, the most relevant tissue parameters and potential applications in neurological diseases, such as early (differential) diagnosis, monitoring of disease progression, and evaluating effects of therapeutic interventions.
Radiotherapy is a frequently used treatment for prostate cancer. It does not only causes the intended damage to cancer cells, but also affects healthy surrounding tissue. As a result radiation-induced urethral strictures occur in 2.2% of prostate cancer patients. Management of urethral strictures is challenging due to the presence of poor vascularized tissue for reconstruction and the proximity of the sphincter, which can impair the functional outcome. This review provides a literature overview of risk factors, diagnostics and management of radiation-induced urethral strictures.
Cell-free therapy using extracellular vesicles (EVs) from adipose-derived mesenchymal stromal/stem cells (ASCs) seems to be a safe and effective therapeutic option to support tissue and organ regeneration. The application of EVs requires particles with a maximum regenerative capability and hypoxic culture conditions as an in vitro preconditioning regimen has been shown to alter the molecular composition of released EVs. Nevertheless, the EV cargo after hypoxic preconditioning has not yet been comprehensively examined. The aim of the present study was the characterization of EVs from hypoxic preconditioned ASCs. We investigated the EV proteome and their effects on renal tubular epithelial cells in vitro. While no effect of hypoxia was observed on the number of released EVs and their protein content, the cargo of the proteins was altered. Proteomic analysis showed 41 increased or decreased proteins, 11 in a statistically significant manner. Furthermore, the uptake of EVs in epithelial cells and a positive effect on oxidative stress in vitro were observed. In conclusion, culture of ASCs under hypoxic conditions was demonstrated to be a promising in vitro preconditioning regimen, which alters the protein cargo and increases the anti-oxidative potential of EVs. These properties may provide new potential therapeutic options for regenerative medicine.
Nucleoredoxin (NXN) is a redox regulator of Disheveled and thereby of WNT signaling. Deficiency in mice leads to cranial dysmorphisms and defects of heart, brain, and bone, suggesting defects of cell fate determination. We used shRNA-mediated knockdown of NXN in SH-SY5Y neuroblastoma cells to study its impact on neuronal cells. We expected that shNXN cells would easily succumb to redox stress, but there were no differences in viability on stimulation with hydrogen peroxide. Instead, the proliferation of naïve shNXN cells was increased with a higher rate of mitotic cells in cell cycle analyses. In addition, basal respiratory rates were higher, whereas the relative change in oxygen consumption upon mitochondrial stressors was similar to control cells. shNXN cells had an increased expression of redox-sensitive heat shock proteins, Hsc70/HSPA8 and HSP90, and autophagy markers suggested an increase in autophagosome formation upon stimulation with bafilomycin and higher flux under low dose rapamycin. A high rate of self-renewal, autophagy, and upregulation of redox-sensitive chaperones appears to be an attractive anti-aging combination if it were to occur in neurons in vivo for which SH-SY5Y cells are a model.
The incidence of invasive mold disease (IMD) has significantly increased over the last decades, and IMD of the central nervous system (CNS) is a particularly severe form of this infection. Solid data on the incidence of CNS IMD in the pediatric setting are lacking, in which Aspergillus spp. is the most prevalent pathogen, followed by mucorales. CNS IMD is difficult to diagnose, and although imaging tools such as magnetic resonance imaging have considerably improved, these techniques are still unspecific. As microscopy and culture have a low sensitivity, non-culture-based assays such as the detection of fungal antigens (e.g., galactomannan or beta-D-glucan) or the detection of fungal nucleic acids by molecular assays need to be validated in children with suspected CNS IMD. New and potent antifungal compounds helped to improve outcome of CNS IMD, but not all agents are approved for children and a pediatric dosage has not been established. Therefore, studies have to rapidly evaluate dosage, safety and efficacy of antifungal compounds in the pediatric setting. This review will summarize the current knowledge on diagnostic tools and on the management of CNS IMD with a focus on pediatric patients.
Osteoarthritis (OA) is a slow-progressing joint disease, leading to the degradation and remodeling of the cartilage extracellular matrix (ECM). The usually quiescent chondrocytes become reactivated and accumulate in cell clusters, become hypertrophic, and intensively produce not only degrading enzymes, but also ECM proteins, like the cartilage oligomeric matrix protein (COMP) and thrombospondin-4 (TSP-4). To date, the functional roles of these newly synthesized proteins in articular cartilage are still elusive. Therefore, we analyzed the involvement of both proteins in OA specific processes in in vitro studies, using porcine chondrocytes, isolated from femoral condyles. The effect of COMP and TSP-4 on chondrocyte migration was investigated in transwell assays and their potential to modulate the chondrocyte phenotype, protein synthesis and matrix formation by immunofluorescence staining and immunoblot. Our results demonstrate that COMP could attract chondrocytes and may contribute to a repopulation of damaged cartilage areas, while TSP-4 did not affect this process. In contrast, both proteins similarly promoted the synthesis and matrix formation of collagen II, IX, XII and proteoglycans, but inhibited that of collagen I and X, resulting in a stabilized chondrocyte phenotype. These data suggest that COMP and TSP-4 activate mechanisms to protect and repair the ECM in articular cartilage.
Bacterial and fungal toll-like receptor activation elicits type I IFN responses in mast cells
(2021)
Next to their role in IgE-mediated allergic diseases and in promoting inflammation, mast cells also have antiinflammatory functions. They release pro- as well as antiinflammatory mediators, depending on the biological setting. Here we aimed to better understand the role of mast cells during the resolution phase of a local inflammation induced with the Toll-like receptor (TLR)-2 agonist zymosan. Multiple sequential immunohistology combined with a statistical neighborhood analysis showed that mast cells are located in a predominantly antiinflammatory microenvironment during resolution of inflammation and that mast cell-deficiency causes decreased efferocytosis in the resolution phase. Accordingly, FACS analysis showed decreased phagocytosis of zymosan and neutrophils by macrophages in mast cell-deficient mice. mRNA sequencing using zymosan-induced bone marrow-derived mast cells (BMMC) revealed a strong type I interferon (IFN) response, which is known to enhance phagocytosis by macrophages. Both, zymosan and lipopolysaccharides (LPS) induced IFN-β synthesis in BMMCs in similar amounts as in bone marrow derived macrophages. IFN-β was expressed by mast cells in paws from naïve mice and during zymosan-induced inflammation. As described for macrophages the release of type I IFNs from mast cells depended on TLR internalization and endosome acidification. In conclusion, mast cells are able to produce several mediators including IFN-β, which are alone or in combination with each other able to regulate the phagocytotic activity of macrophages during resolution of inflammation.
The interaction of macrophages with apoptotic cells is required for efficient resolution of inflammation. While apoptotic cell removal prevents inflammation due to secondary necrosis, it also alters the macrophage phenotype to hinder further inflammatory reactions. The interaction between apoptotic cells and macrophages is often studied by chemical or biological induction of apoptosis, which may introduce artifacts by affecting the macrophages as well and/or triggering unrelated signaling pathways. Here, we set up a pure cell death system in which NIH 3T3 cells expressing dimerizable Caspase-8 were co-cultured with peritoneal macrophages in a transwell system. Phenotype changes in macrophages induced by apoptotic cells were evaluated by RNA sequencing, which revealed an unexpectedly dominant impact on macrophage proliferation. This was confirmed in functional assays with primary peritoneal macrophages and IC-21 macrophages. Moreover, inhibition of apoptosis during Zymosan-induced peritonitis in mice decreased mRNA levels of cell cycle mediators in peritoneal macrophages. Proliferation of macrophages in response to apoptotic cells may be important to increase macrophage numbers in order to allow efficient clearance and resolution of inflammation.
Simple Summary:
Pharmacological activation of tumor suppressor p53 is a promising therapeutic strategy for a range of hematologic and solid cancers. Whether p53 activation augments or suppresses anti-tumor innate immunity is less understood. Here we show that treatment of differentiating human macrophages with a p53 activator idasanutlin suppresses their inflammatory responses to activators of toll-like receptors (TLR) -4 and -7/8. This is accompanied by reduced expression of TLR7, TLR8, as well as TLR4 co-receptor CD14. These data help evaluating the possibilities of combining p53-targeting and immunostimulatory anti-cancer therapies.
Abstract:
The transcription factor p53 has well-recognized roles in regulating cell cycle, DNA damage repair, cell death, and metabolism. It is an important tumor suppressor and pharmacological activation of p53 by interrupting its interaction with the ubiquitin E3 ligase mouse double minute 2 homolog (MDM2) is actively explored for anti-tumor therapies. In immune cells, p53 modulates inflammatory responses, but the impact of p53 on macrophages remains incompletely understood. In this study, we used the MDM2 antagonist idasanutlin (RG7388) to investigate the responses of primary human macrophages to pharmacological p53 activation. Idasanutlin induced a robust p53-dependent transcriptional signature in macrophages, including several pro-apoptotic genes. However, idasanutlin did not generally sensitize macrophages to apoptosis, except for an enhanced response to a Fas-stimulating antibody. In fully differentiated macrophages, idasanutlin did not affect pro-inflammatory gene expression induced by toll-like receptor 4 (TLR4), TLR3, and TLR7/8 agonists, but inhibited interleukin-4-induced macrophage polarization. However, when present during monocyte to macrophage differentiation, idasanutlin attenuated inflammatory responses towards activation of TLR4 and TLR7/8 by low doses of lipopolysaccharide or resiquimod (R848). This was accompanied by a reduced expression of CD14, TLR7, and TLR8 in macrophages differentiated in the presence of idasanutlin. Our data suggest anti-inflammatory effects of pharmacological p53 activation in differentiating human macrophages.
The tumor-microenvironment (TME) is an amalgamation of various factors derived from malignant cells and infiltrating host cells, including cells of the immune system. One of the important factors of the TME is microRNAs (miRs) that regulate target gene expression at a post transcriptional level. MiRs have been found to be dysregulated in tumor as well as in stromal cells and they emerged as important regulators of tumorigenesis. In fact, miRs regulate almost all hallmarks of cancer, thus making them attractive tools and targets for novel anti-tumoral treatment strategies. Tumor to stroma cell cross-propagation of miRs to regulate protumoral functions has been a salient feature of the TME. MiRs can either act as tumor suppressors or oncogenes (oncomiRs) and both miR mimics as well as miR inhibitors (antimiRs) have been used in preclinical trials to alter cancer and stromal cell phenotypes. Owing to their cascading ability to regulate upstream target genes and their chemical nature, which allows specific pharmacological targeting, miRs are attractive targets for anti-tumor therapy. In this review, we cover a recent update on our understanding of dysregulated miRs in the TME and provide an overview of how these miRs are involved in current cancer-therapeutic approaches from bench to bedside.
Background: The prevalence of metabolic liver diseases is increasing and approved pharmacological treatments are still missing. Many animal models of nonalcoholic fatty liver disease (NAFLD) show a full spectrum of fibrosis, inflammation and steatosis, which does not reflect the human situation since only up to one third of the patients develop fibrosis and nonalcoholic steatohepatitis (NASH). Methods: Seven week old C57Bl/J mice were treated with ethanol, Western diet (WD) or both. The animals’ liver phenotypes were determined through histology, immunohistochemistry, Western blotting, hepatic triglyceride content and gene expression levels. In a human cohort of 80 patients stratified by current alcohol misuse and body mass index, liver histology and gene expression analysis were performed. Results: WD diet and ethanol-treated animals showed severe steatosis, with high hepatic triglyceride content and upregulation of fatty acid synthesis. Mild fibrosis was revealed using Sirius-red stains and gene expression levels of collagen. Inflammation was detected using histology, immunohistochemistry and upregulation of proinflammatory genes. The human cohort of obese drinkers showed similar upregulation in genes related to steatosis, fibrosis and inflammation. Conclusions: We provide a novel murine model for early-stage fatty liver disease suitable for drug testing and investigation of pathophysiology.
(1) Background: Dance teachers (DT) are dependent on their functional body. Pain can hardly be avoided during the professional practice of dance. Pain can become so intense that it impairs, or even prevents, the professional practice. The aim of this study was to identify the determinants of pain intensity of the most severely affected body regions of DT in pain during the three-month period prior to the survey. (2) Methods: This cross-sectional study was conducted by an online survey. A total of 166 DT participated in the study; 143 of the DT were in pain during the three-month period and were included in the analysis. Using multiple linear regression, the determinants of pain intensity were identified from population parameters, occupational data, pain localisation, and temporal pain course. (3) Results: Regions of the lower extremity and head/trunk regions were most frequently indicated as the body regions with the most severe pain. The multiple regression model generated with the factors “functional impairment”, “biomechanical exposure”, and “pain at rest” explains a statistically significant, moderate proportion of the variance in pain intensity (R2 = 0.22, F (3, 106) = 10.04, p < 0.001). (4) Conclusions: Intensity of pain in DT seems to be related to the physical demands of professional practice.
Resorbable synthetic scaffolds are promising for different indications, espe- cially in the context of bone regeneration. However, they require additional biological components to enhance their osteogenic potential. In addition to different cell types, autologous blood-derived matrices offer many advantages to enhance the regenerative capacity of biomaterials. The present study aimed to analyze whether biologization of a PCL-mesh coated using differently centrifuged Platelet rich fibrin (PRF) matrices will have a positive influence on primary human osteoblasts activity in vitro. A polymeric resorbable scaffold (Osteomesh, OsteoporeTM (OP), Singapore) was combined with differently centrifuged PRF matrices to evaluate the additional influence of this biologization concept on bone regeneration in vitro. Peripheral blood of three healthy donors was used to gain PRF matrices centrifuged either at High (710× g, 8 min) or Low (44× g, 8 min) relative centrifugal force (RCF) according to the low speed centrifugation concept (LSCC). OP-PRF constructs were cultured with pOBs. POBs cultured on the uncoated OP served as a control. After three and seven days of cultivation, cell culture supernatants were collected to analyze the pOBs activity by determining the concentrations of VEGF, TGF-β1, PDGF, OPG, IL-8, and ALP- activity. Immunofluorescence staining was used to evaluate the Osteopontin expression of pOBs. After three days, the group of OP+PRFLow+pOBs showed significantly higher expression of IL-8, TGF-ß1, PDGF, and VEGF compared to the group of OP+PRFHigh+pOBs and OP+pOBs. Similar results were observed on day 7. Moreover, OP+PRFLow+pOBs exhibited significantly higher activity of ALP compared to OP+PRFHigh+pOBs and OP+pOBs. Immunofluorescence staining showed a higher number of pOBs adherent to OP+PRFLow+pOBs compared to the groups OP+PRFHigh+pOBs and OP+pOBs. To the best of our knowledge, this study is the first to investigate the osteoblasts activity when cultured on a PRF-coated PCL-mesh in vitro. The presented results suggest that PRFLow centrifuged according to LSCC exhibits autologous blood cells and growth factors, seem to have a significant effect on osteogenesis. Thereby, the combination of OP with PRFLow showed promising results to support bone regeneration. Further in vivo studies are required to verify the results and carry out potential results for clinical translation.
Iron deficiency (ID) is a common manifestation of inflammatory bowel disease (IBD), arising primarily due to chronic inflammation and/or blood loss. There is no gold standard for ID diagnosis, which is often complicated by concomitant inflammation. Zinc protoporphyrin (ZnPP) correlates with parameters of iron homeostasis and has been identified as a promising marker for ID, irrespective of inflammation. We investigated the diagnostic performance of ZnPP in ID, iron deficiency anemia, anemia of chronic disease and mixed anemia in a cross-sectional study in 130 patients with IBD. Different parameters were compared by receiver operator characteristic (ROC) analysis as detectors of iron-restricted erythropoiesis (IRE). IRE was detected in 91 patients (70.0%); fifty-nine (64.8%) had absolute ID and 23 (25.4%) functional ID. When inflammation was present, ZnPP was a more reliable sole biomarker of IRE than MCV, transferrin saturation (TSAT) or ferritin (AUC; 0.855 vs. 0.763, 0.834% and 0.772, respectively). The specificity of TSAT was significantly lower than ZnPP when inflammation was present (38% vs. 71%, respectively). We conclude that ZnPP is a reliable biomarker of functional ID in patients with IBD and more dependable than ferritin or TSAT, which are influenced by chronic inflammation. We propose that ZnPP may also have utility in patients with other chronic diseases.
Objective: To investigate temporal trends in prostate cancer (PCa) radical prostatectomy (RP) candidates.
Materials and Methods: Patients who underwent RP for PCa between January 2014 and December 2019 were identified form our institutional database. Trend analysis and logistic regression models assessed RP trends after stratification of PCa patients according to D'Amico classification and Gleason score. Patients with neoadjuvant androgen deprivation or radiotherapy prior to RP were excluded from the analysis.
Results: Overall, 528 PCa patients that underwent RP were identified. Temporal trend analysis revealed a significant decrease in low-risk PCa patients from 17 to 9% (EAPC: −14.6%, p < 0.05) and GS6 PCa patients from 30 to 14% (EAPC: −17.6%, p < 0.01). This remained significant even after multivariable adjustment [low-risk PCa: (OR): 0.85, p < 0.05 and GS6 PCa: (OR): 0.79, p < 0.001]. Furthermore, a trend toward a higher proportion of intermediate-risk PCa undergoing RP was recorded.
Conclusion: Our results confirm that inverse stage migration represents an ongoing phenomenon in a contemporary RP cohort in a European tertiary care PCa center. Our results demonstrate a significant decrease in the proportion of low-risk and GS6 PCa undergoing RP and a trend toward a higher proportion of intermediate-risk PCa patients undergoing RP. This indicates a more precise patient selection when it comes to selecting suitable candidates for definite surgical treatment with RP.
Objective: To investigate the value of standard [digital rectal examination (DRE), PSA] and advanced (mpMRI, prostate biopsy) clinical evaluation for prostate cancer (PCa) detection in contemporary patients with clinical bladder outlet obstruction (BOO) scheduled for Holmium laser enucleation of the prostate (HoLEP).
Material and Methods: We retrospectively analyzed 397 patients, who were referred to our tertiary care laser center for HoLEP due to BOO between 11/2017 and 07/2020. Of those, 83 (20.7%) underwent further advanced clinical PCa evaluation with mpMRI and/or prostate biopsy due to elevated PSA and/or lowered PSA ratio and/or suspicious DRE. Logistic regression and binary regression tree models were applied to identify PCa in BOO patients.
Results: An mpMRI was conducted in 56 (66%) of 83 patients and revealed PIRADS 4/5 lesions in 14 (25%) patients. Subsequently, a combined systematic randomized and MRI-fusion biopsy was performed in 19 (23%) patients and revealed in PCa detection in four patients (5%). A randomized prostate biopsy was performed in 31 (37%) patients and revealed in PCa detection in three patients (4%). All seven patients (9%) with PCa detection underwent radical prostatectomy with 29% exhibiting non-organ confined disease. Incidental PCa after HoLEP (n = 76) was found in nine patients (12%) with advanced clinical PCa evaluation preoperatively. In univariable logistic regression analyses, PSA, fPSA ratio, and PSA density failed to identify patients with PCa detection. Conversely, patients with a lower International Prostate Symptom Score (IPSS) and PIRADs 4/5 lesion in mpMRI were at higher risk for PCa detection. In multivariable adjusted analyses, PIRADS 4/5 lesions were confirmed as an independent risk factor (OR 9.91, p = 0.04), while IPSS did not reach significance (p = 0.052).
Conclusion: In advanced clinical PCa evaluation mpMRI should be considered in patients with elevated total PSA or low fPSA ratio scheduled for BOO treatment with HoLEP. Patients with low IPSS or PIRADS 4/5 lesions in mpMRI are at highest risk for PCa detection. In patients with a history of two or more sets of negative prostate biopsies, advanced clinical PCa evaluation might be omitted.
Objective: Research on visual working memory has shown that individual stimulus features are processed in both specialized sensory regions and higher cortical areas. Much less evidence exists for auditory working memory. Here, a main distinction has been proposed between the processing of spatial and non-spatial sound features. Our aim was to examine feature-specific activation patterns in auditory working memory.
Methods: We collected fMRI data while 28 healthy adults performed an auditory delayed match-to-sample task. Stimuli were abstract sounds characterized by both spatial and non-spatial information, i.e., interaural time delay and central frequency, respectively. In separate recording blocks, subjects had to memorize either the spatial or non-spatial feature, which had to be compared with a probe sound presented after a short delay. We performed both univariate and multivariate comparisons between spatial and non-spatial task blocks.
Results: Processing of spatial sound features elicited a higher activity in a small cluster in the superior parietal lobe than did sound pattern processing, whereas there was no significant activation difference for the opposite contrast. The multivariate analysis was applied using a whole-brain searchlight approach to identify feature-selective processing. The task-relevant auditory feature could be decoded from multiple brain regions including the auditory cortex, posterior temporal cortex, middle occipital gyrus, and extended parietal and frontal regions.
Conclusion: In summary, the lack of large univariate activation differences between spatial and non-spatial processing could be attributable to the identical stimulation in both tasks. In contrast, the whole-brain multivariate analysis identified feature-specific activation patterns in widespread cortical regions. This suggests that areas beyond the auditory dorsal and ventral streams contribute to working memory processing of auditory stimulus features.
Cephalization is a major innovation of animal evolution and implies a synchronization of nervous system, mouth, and foregut polarization to align alimentary tract and sensomotoric system for effective foraging. However, the underlying integration of morphogenetic programs is poorly understood. Here, we show that invagination of neuroectoderm through de novo polarization and apical constriction creates the mouth opening in the Caenorhabditis elegans embryo. Simultaneously, all 18 juxta-oral sensory organ dendritic tips become symmetrically positioned around the mouth: While the two bilaterally symmetric amphid sensilla endings are towed to the mouth opening, labial and cephalic sensilla become positioned independently. Dendrite towing is enabled by the pre-polarized sensory amphid pores intercalating into the leading edge of the anteriorly migrating epidermal sheet, while apical constriction-mediated cell–cell re-arrangements mediate positioning of all other sensory organs. These two processes can be separated by gradual inactivation of the 26S proteasome activator, RPN-6.1. Moreover, RPN- 6.1 also shows a dose-dependent requirement for maintenance of coordinated apical polarization of other organs with apical lumen, the pharynx, and the intestine. Thus, our data unveil integration of morphogenetic programs during the coordination of alimentary tract and sensory organ formation and suggest that this process requires tight control of ubiquitin-dependent protein degradation.
Hintergrund: Die Tiefe Hirnstimulation ist eine etablierte Therapieoption zur Behandlung von Bewegungsstörungen. Um ein möglichst gutes Ansprechen bei geringen Nebenwirkungen zu erreichen, ist eine optimale Platzierung der Stimulationselektrode unverzichtbar. Für die Optimierung der Elektrodenposition wird in vielen Zentren eine Makrostimulation durchgeführt, die jedoch abhängig von der Mitarbeit des Patienten ist und eine Operation im Wachzustand erfordert.
Fragestellung: Ziel dieser Arbeit war es herauszufinden, ob die intraoperativ gemessenen Nebenwirkungsschwellen durch MEP oder Traktographie vorausgesagt werden können und eine Korrelation zur postoperativen Nebenwirkungsschwelle nachgewiesen werden kann.
Methoden: Eingeschlossen wurden die Daten von 42 Patienten, die sich einer Tiefen Hirnstimulation unterzogen hatten. Intraoperativ erfolge neben der Ableitung der Nebenwirkungsschwelle bei der Makrostimulation die Erfassung von MEP. Zusätzlich wurde eine Traktographie zur Darstellung der motorischen Faserbahnen durchgeführt, wobei auch die Daten der nTMS genutzt wurden. Anschließend erfolgte eine Abstandsmessung zwischen der Stimulationselektrode und der motorischen Faserbahn. Wenige Tage postoperativ wurden die Nebenwirkungsschwellen erneut im Rahmen der Ersteinstellung des Neurostimulators erhoben. Die Daten der intraoperativ gemessenen Nebenwirkungsschwelle wurden mit den Daten der MEP-Schwellenwerte, dem Faserbahnabstand und den postoperativen Schwellenwerten mittels einer linearen
Regressionsanalyse korreliert.
Ergebnisse: Eine Korrelation zwischen intraoperativer Nebenwirkungsschwelle und MEP konnte nicht nachgewiesen werden. Es ergab sich ein signifikanter Zusammenhang der Abstände der Stimulationselektrode zur motorischen Faserbahn. Die Korrelation mit den postoperativen Nebenwirkungsschwellen ergab einen signifikanten Zusammenhang.
Schlussfolgerung: Die intraoperativen Nebenwirkungsschwellen konnten durch MEP in dieser Studie nicht vorhergesagt werden. Jedoch kann die Traktographie die Makrostimulation ergänzen. Außerdem sollten die intraoperativ gemessenen Nebenwirkungsschwellen mit Vorsicht betrachtet werden, da diese zu einer Überschätzung des therapeutischen Fensters beitragen können.
Aufgrund wachsender Evidenz zu guten Langzeitergebnissen und geringen Komplikationsraten gewinnt die Prostataarterienembolisation (PAE) in der Therapie des Benignen Prostatasyndroms an Bedeutung. Durch ihren hohen technischen Anspruch bedarf es im Vorfeld einer umfassenden Untersuchung der Beckengefäßanatomie. Das Vorliegen eines zum Teil jungen Patientenkollektivs rückt zudem das Einsparen von Strahlung in den Fokus. In diesem Rahmen gewinnt die Magnet-Resonanz-Angiografie (MRA) an Aufmerksamkeit. Obwohl bereits erste Studien Erfolg versprechen, wird die MRA zur PAE-Planung zum Teil kritisch betrachtet, da sie aufwändiger und in der Auflösung unterlegen sei. In dieser Arbeit wurde untersucht, welche Vorteile die MRA im Zuge der PAE-Planung bietet und ob die klinische Effektivität der PAE unbeeinträchtigt bleibt. Weiterhin wurde untersucht, ob eine erfolgreiche MRA-geführte Planung die benötigte Strahlendosis reduziert.
In diese retrospektive Analyse wurden 56 Patienten, die zwischen Januar 2017 und April 2018 im Frankfurter Institut für Diagnostische und Interventionelle Radiologie eine PAE erhielten und bei denen ein vollständiger, die Interventionszeit und Strahlungsparameter umfassender Datensatz sowie eine MRA vor der PAE vorlagen, eingeschlossen. Zusätzlich wurden mittels International Prostate Symptom Score (IPSS), Quality of Life (QoL) und International Index of Erectile Function (IIEF) klinische Daten vor und nach der PAE erhoben. In der Magnet-Resonanz-Tomografie (MRT) vor der PAE wurden das Prostatavolumen, die Intravesical Prostatic Protrusion (IPP) und der Prostatic Urethral Angle (PUA) untersucht. Zur Analyse der Prostataarterie wurden Maximum Intensity Projection (MIP) und ein dreidimensionales Modell verwendet. Um die Auswirkungen einer erfolgreichen Urspungsanalyse auf Interventionszeit und Strahlungsparameter zu untersuchen, wurden diese Faktoren zwischen zwei Gruppen verglichen. In der ersten Gruppe konnte die Prostataarterie mittels MRA ermittelt werden, in der zweiten Gruppe war dies v.a. aufgrund von technischen Mängeln der Bildakquisition nicht möglich.
Der Nachweis des Ursprungs gelang bei 84,73% (111 von 131) der Prostataarterien, davon entsprangen 52,25% der A. pudenda interna, 18,92% zusammen mit der A. vesicalis superior, 13,51% seltenen Ursprüngen, 10,81% der A. obturatoria und 4,51% der vorderen Division der A. iliaca interna unterhalb der A. vesicalis inferior. Die Gruppe mit erfolgreicher Ursprungsanalyse mittels MRA zeigte signifikant geringere Werte in Fluoroskopiezeit (-26,96%, p = 0,0282), Dosisflächenprodukt (-38,04%, p = 0,0025) und Eingangsdosis (-37,10%, p = 0,0020). Die PAE bedingte eine signifikante Verbesserung in IPSS (p < 0,0001), Lebensqualität (p < 0,0001) und IIEF (p = 0,0016), dabei konnte der von den Patienten angegebene IPSS-Wert um durchschnittlich 9,42 Punkte (-43,37%) und der QoL-Wert um 2 Punkte (-50,00%) reduziert werden. Das Prostatavolumen (p < 0,0001), IPP (p = 0,0004) und PUA (p < 0,0001) zeigten sich ebenfalls signifikant reduziert. Das Volumen der Prostata schrumpfte um 4,92 ml (-8,35%), die IPP um 1,2 mm (-9,2%) und der PUA um 5,5° (-8,10%). Signifikante Zusammenhänge konnten zwischen IPSS- und QoL-Reduktion (p < 0,0001, r = 0,7555), sowie zwischen Höhe des IPSS vor der PAE und der absoluten IPSS-Reduktion (p = 0,0041, r = -0,4434) nachgewiesen werden.
Die MRA ermöglicht eine strahlungsfreie Analyse des Abgangs der Prostataarterie. Durch diese Auswertung konnte die benötigte Strahlendosis signifikant reduziert werden. Die MRA-geplante PAE erzielte eine deutliche Verbesserung der Symptomatik und der Lebensqualität. Die erektile Funktion konnte signifikant verbessert werden. Prostatavolumen, IPP und PUA zeigten zwar signifikante Veränderungen, wiesen jedoch keinen Zusammenhang zu klinischen Entwicklungen auf. Zwischen dem Ausgangsvolumen der Prostata und dem klinischen Ergebnis konnte ebenfalls keine signifikante Korrelation festgestellt werden, jedoch scheint der Ausgangswert des IPSS eine prädiktive Funktion zu haben.
Die MRA-geplante PAE ist klinisch effektiv und ermöglicht durch die Analyse der Prostataarterie eine Reduktion der benötigten Strahlung. Zusammen mit der MRT unterstützt sie die Indikationsstellung und Planung der PAE.
Kognitive Beeinträchtigungen (KB) sind ein häufiges Symptom bei Patienten mit Multipler Sklerose (MS). Diese führen im Alltags- und Berufsleben oft zu Einschränkungen. In der Standarddiagnostik der Multiplen Sklerose fehlt es aktuell an validierten, zeitsparenden, kostengünstigen sowie sprach- und bildungsunabhängigen Screening-Verfahren von KB. Ziel des Screenings ist es zu diskriminieren, welche Patienten einer ausführlichen neuropsychologischen Diagnostik unterzogen werden sollten. Als mögliche neue Screening-Verfahren wurden erstens die Sound-induced Flash Illusion (SiFI) als Paradigma multisensorischer Integration und zweitens das visuelle Suchverhalten anhand von Bildern natürlicher Umgebungen mit Hilfe der Technik des Eyetrackings (ET) verwendet.
Mittels SiFI wurden 39 Patienten mit schubförmiger (relapsing-remitting) MS (RRMS) und 16 primär- bzw. sekundär-progrediente (progressive) MS-Patienten (PMS) versus 40 gesunde Kontrollen (healthy controls, HC) auf eine verlängerte Perzeption der Illusion getestet. Im ET Versuch wurden 36 RRMS- und 12 PMS-Patienten versus 39 HC auf abweichende Fixationszeiten und Genauigkeiten untersucht. Um Zusammenhänge zwischen den Testleistungen der SiFI bzw. des ET und kognitiven Beeinträchtigungen herstellen zu können, wurde eine ausführliche neuropsychologische Testung durchgeführt.
Insgesamt nahmen MS-Patienten die Illusion der SiFI häufiger wahr als HC. Insbesondere PMS-Patienten erfuhren die Illusion bei großen Interstimulus-Intervallen signifikant öfter als HC. Zusätzlich ist bei MS-Patienten eine erhöhte Prädisposition, die Illusion der SiFI wahrzunehmen mit einem unterdurchschnittlichen Abschneiden in der neuropsychologischen Testung assoziiert. Des Weiteren ist die SiFI sprach- und bildungsunabhängig, kostengünstig und unterliegt bei Mehrfachtestung keiner Lerneffekte.
Beim ET zeigten MS-Patienten im Vergleich zu HC signifikant veränderte Fixationszeiten und reduzierte Genauigkeiten bei der Betrachtung von Bildern natürlicher Umgebungen. Beeinträchtigtes visuelles Suchverhalten war ein Prädiktor für eine verlangsamte Informationsverarbeitungsgeschwindigkeit in der neuropsychologischen Testung. Zudem konnte anhand der ET-Daten zwischen RRMS- und PMS-Patienten diskriminiert werden.
Zusammenfassend bestätigte die Studie, dass durch die SiFI erfasste multisensorische Integration und durch ET analysiertes visuelles Suchverhalten geeignet sind, um KB bei MS-Patienten zu screenen. Insbesondere lieferte die Testleistung der SiFI einen robusten Bezug zum Abschneiden in der neuropsychologischen Testung. Gleichzeitig war durch die Analyse von visuellem Suchverhalten eine Vorhersage über den Krankheitsprogress möglich. Diese Forschungsergebnisse liefern Evidenz, um beide Methoden nach ergänzender Forschungsarbeit potentiell in den klinischen Alltag integrieren zu können. Eine frühe Detektion von KB bei MS-Patienten ist von hoher Relevanz, um lange eine hohe Lebensqualität zu gewährleisten. Daher können Erkenntnisse dieser Studie genutzt werden, um den Krankheitsverlauf langfristig positiv zu beeinflussen.
Congenital diaphragmatic hernia (CDH) is a major congenital malformation with high mortality. Outcome data on larger unselected patient groups in Germany are unavailable as there is no registry for CDH. Therefore, routine data from the largest German health insurance fund were analyzed for the years 2009–2013. Main outcome measures were incidence, survival and length of hospital stay. Follow-up was 12 months. 285 patients were included. The incidence of CDH was 2.73 per 10,000 live births. Overall mortality was 30.2%. A total of 72.1% of the fatalities occurred before surgery. Highest mortality (64%) was noted in patients who were admitted to specialized care later as the first day of life. Patients receiving surgical repair had a better prognosis (mortality: 10.8%). A total of 67 patients (23.5%) were treated with ECMO with a mortality of 41.8%. The median cumulative hospital stay among one-year survivors was 40 days and differed between ECMO- and non-ECMO-treated patients (91 vs. 32.5 days, p < 0.001). This is the largest German cohort study of CDH patients with a one-year follow-up. The ECMO subgroup showed a higher mortality. Another important finding is that delayed treatment in specialized care increases mortality. Prospective clinical registries are needed to elucidate the treatment outcomes in detail.
Locator® and ball attachments are well-established systems to attach overdentures to two inter-foraminal implants. This study aimed to evaluate differences between the two systems regarding prosthetic maintenance and patients' oral-health-related quality of life (OHRQoL). Dental records of patients with a mandibular implant-retained overdenture were retrospectively analyzed. Prosthetic maintenance measures involving the denture suprastructure and attachment matrix and patrix were analyzed. Furthermore, the Oral Health Impact Profile-G14 (OHIP-G14) was used to evaluate OHRQoL. Results were analyzed by means of Kaplan–Meier analysis and Student's t- and log-rank tests. The records of 122 patients were evaluated. Kaplan–Meier survival analysis revealed a significant difference between ball attachments (Group B; n patients = 47) and Locator® attachments (Group L; n patients = 75) regarding the occurrence of denture fractures (p < 0.001) and events affecting the matrix (p = 0.028) and patrix (p = 0.030). Group L had a significantly lower total OHIP-G14 score than Group B (p = 0.002). The most common maintenance events were matrix-related and denture relining for both attachment systems. Group B required more maintenance measures than Group L. Moreover, patients in Group L had better OHRQoL than patients in Group B.
Hintergrund: Den derzeitigen Therapiestandard in der Behandlung des lokal begrenzten Prostatakarzinoms stellen die radikale Prostatektomie und perkutane Radiotherapie dar. Aufgrund der besonderen Strahlenbiologie des PCa (α-/β-Wert 1,5 Gy) ist von einer höheren Sensitivität gegenüber einer Hypofraktionierung auszugehen. Die aktuellen Literaturdaten zeigen eine Nichtunterlegenheit der moderaten Hypofraktionierung gegenüber dem konventionellen Regime, jedoch sind Langzeitergebnisse hinsichtlich der Spättoxizität noch spärlich. In dieser Arbeit werden onkologische Ergebnisse sowie GI-/ und GU-Toxizität nach moderat hypofraktionierter, intensitätsmodulierter (IMRT/VMAT) und bildgeführter (IGRT) Radiotherapie mit simultan integriertem Boost (SIB) in einem universitären Tumorzentrum untersucht.
Patienten und Methoden: In den Jahren 2010 bis 2016 wurden an der Uniklinik Frankfurt 170 Patienten mit histologisch gesichertem lokal begrenzten bis fortgeschrittenen PCa (T1-4, N0-1, M0) mittels moderat hypofraktionierter EBRT in IG-IMRT- bzw. IG-VMAT- und SIB-Technik behandelt. Alle Patienten wurden nach D’Amico-Klassifikation stratifiziert und risikoadaptiert therapiert. Die GI- und GU-Toxizität wurde gemäß CTC v4.0 wöchentlich unter der Therapie und während der Nachbeobachtungszeit erfasst. Ein biochemisches Rezidiv wurde definiert als PSA-Nadir + 2 ng/ml. Die Nachbeobachtung erfolgte 6-8 Wochen, 2-3 Monate und 6 Monate nach Radiotherapie sowie anschließend mindestens einmal jährlich. Die Datenauswertung erfolgte retrospektiv. Für die statistischen Analysen wurden die Software-Programme Excel und SPSS verwendet. Die Kaplan-Meier-Überlebensanalysen wurden mittels Log-Rank-Test verglichen und bei signifikanten Unterschieden in eine Cox-Regression-Analyse aufgenommen. Ein möglicher Zusammenhang zwischen dosimetrischen/klinischen Parametern und GI-/GU-Toxizität wurde mittels Chi-Quadrat-Test nach Pearson geprüft. Für alle durchgeführten Analysen galt ein p-Wert von <0,05 als statistisch signifikant. Ergebnisse: Patienten der low-risk- (n = 15) sowie intermediate- und high-risk-Gruppe mit Z.n. TURP (n= 14) erhielten eine GRD von 73,6 Gy für das PTV1 bzw. 58,24 Gy (PTV2) mit einer Einzeldosis von 2,3 Gy (SIB) bzw. 1,82 Gy in 32 Fraktionen. Patienten der intermediate- (n = 70) und high-risk- (n = 71) Gruppe erhielten eine GRD von 75,9 Gy (PTV1) bzw. 60,06 Gy (PTV2) mit einer Einzeldosis von 2,3 Gy (SIB) bzw. 1,82 Gy in 33 Fraktionen. Eine zusätzliche Bestrahlung des LAG (PTV3) mit einer GRD von 46,0 Gy und 1,84 Gy Einzeldosis in 25 Fraktionen erhielten alle Patienten mit radiologischer cN1-Situation bzw. im Falle eines LK-Befallsrisikos von >20% nach Roach-Formel (n = 86). Eine (neo-) adjuvante AHT erhielten insg. 98 Patienten. Die mediane Nachbeobachtungszeit betrug 36 Monate (Range: 5-84 Monate). Die 24-, 36-, und 60-Monate-ÜLR lagen in der IR-Gruppe bei 98,4%, 96,1% bzw. 89,7% (OS), 98,6% bzw. 94,9% (BC), 97% bzw. 84,5% (DFS) und 98,6% (FFM), in der HR-Gruppe bei 93,1% bzw. 88,8% (OS), 89%, 84,7% bzw. 75,3% (BC), 82,5%, 74,2% bzw. 65,9% (DFS) und 98%, 95,7% bzw. 84,8% (FFM). Weder für die AHT noch die RT des LAG konnte eine Verbesserung des OS, DFS, FFM sowie der BC gezeigt werden. Eine Akuttoxizität Grad 2 trat bei 6,5% (GI) bzw. 16,5% (GU) und Grad 3 bei 0,6% (GI) bzw. 0% (GU) auf. Eine Spättoxizität Grad 2 trat bei 2,9% (GI) bzw. 12,4% (GU) und Grad 3 bei 0,6% (GI) bzw. 1,2% (GU) auf.
Schlussfolgerung: Mit Implementierung der moderat hypofraktionierten EBRT nach o.g. Schema (73,6 Gy (79,9 Gy nach EQD2 (αβ 1,5)) bzw. 75,9 Gy (82,4 Gy nach EQD2 (αβ 1,5)) konnten im Rahmen dieser retrospektiven Kohortenstudie sehr gute Ergebnisse für intermediate- und high risk-Patienten des lokal begrenzten bis fortgeschrittenen PCa hinsichtlich der onkologischen Endpunkte sowie der GI-/GU-Toxizität, vergleichbar mit den besten Ergebnissen aktueller Publikationen, erzielt werden. Diese Ergebnisse bekräftigen die zunehmende Anwendung dieser Bestrahlungstechnik. Die Kohorte sollte zur Validierung der Ergebnisse weiter expandiert und mit einer längeren Nachbeobachtungszeit erneut ausgewertet werden.
Muskelskeletterkrankungen (MSE) sind die Hauptursache für Arbeitsunfähigkeit bei Büroangestellten in Deutschland. Die Produktionsausfallkosten für MSE beliefen sich im Jahre 2017 auf 17,2 Milliarden Euro. Neben haltungsbezogenen Risikofaktoren wie die statische Körperhaltung am Büroarbeitsplatz, konnten zunehmend psychische Stressoren wie Termin- und Leistungsdruck als Risikofaktoren identifiziert werden. Arbeitgeber versuchen mittels verhaltens- und verhältnispräventiven Maßnahmen im Rahmen der (BGF) am Arbeitsplatz zur Prävention beizutragen. Insbesondere Bewegungsprogramme führen nachweislich zu einer Verringerung von MSE und Stress sowie zu einer Verbesserung der Lebensqualität. Vielversprechend sind untere andrem auch Dehninterventionen wie die wenigen bislang veröffentlichten Studien zeigen. Das „five-Business“ Dehnprogramm, dass an einem Gerät durchgeführt wird, wurde speziell für die Anwendung im Büro konzipiert und beinhaltet fünf einfache Übungen für den Rumpf. Ziel dieser Studie war es daher, die Auswirkungen des "five-Business" Trainingsprogramms für Büroangestellte auf MSE, die Lebensqualität und die Beweglichkeit zu untersuchen.
Im Rahmen der hier vorgestellten Promotionsarbeit wurde zunächst eine konkrete Methode entwickelt (Publikation 1) und anschließend der Effekt dieses Dehntrainings auf die Lebensqualität untersucht (Publikation 2). Insgesamt nahmen 313 Büroangestellte (173m/137f) mit einem Durchschnittsalter von 43,37 ± 11,24 (SD) Jahren, einer Körpergröße von 175,37 ± 9,35 cm und einem Gewicht von 75,76 ± 15,23 kg sowie einem durchschnittlichen BMI von 24,5 ± 3,81 kg/m2 freiwillig an dieser Interventionskontrollstudie teil. Die 158 Teilnehmenden der Interventionsgruppe absolvierten das Dehntraining zweimal wöchentlich für etwa zehn Minuten über eine Dauer von 12 Wochen. Die Kontrollgruppe hingegen sollte ihrem gewöhnlichen Alltag weiter nachgehen. Der Short-Form-36 Fragebogen (SF-36) wurde verwendet, um die Effekte der Intervention zu Beginn und nach 12 Wochen auf die gesundheitsbezogene Lebensqualität zu evaluieren. Nach 12 Wochen Dehntraining traten signifikante Verbesserungen in den Bereichen mentaler Summenscore (p=0,008), körperliche Funktionsfähigkeit (p<0,001), körperliche Schmerzen (p=0,01), Vitalität (p=0,025), Rolleneinschränkungen aufgrund körperlicher Probleme (p=0,018) und psychische Gesundheit (p=0,012) auf. Die Ergebnisse zeigen, dass das Dehntraining nicht nur physische Gesundheitsparameter beeinflusst, sondern ebenfalls positive Effekte bei psychischen Gesundheitsparametern hervorruft. Das Dehntraining ermöglicht demnach sowohl auf physischer als auch auf psychischer Ebene eine Entspannung. Daher deuten die Ergebnisse insgesamt darauf hin, dass ein 12-wöchiges Dehnprogramm geeignet ist, die gesundheitsbezogene Lebensqualität von Büroangestellten zu verbessern. Es kann geschlussfolgert werden, dass ein solches Dehnprogramm als präventive und rehabilitative Maßnahme in der betrieblichen Gesundheitsförderung geeignet sein kann, um aktuelle Herausforderungen des zunehmenden Wettbewerbs und steigenden Produktivitätsanforderungen am Arbeitsplatz entgegenzuwirken.
Objectives This study wants to assess the cost-effectiveness of unmanned aerial vehicles (UAV) equipped with automated external defibrillators (AED) in out-of-hospital cardiac arrests (OHCA). Especially in rural areas with longer response times of emergency medical services (EMS) early lay defibrillation could lead to a significant higher survival in OHCA.
Participants 3296 emergency medical stations in Germany.
Setting Rural areas in Germany.
Primary and secondary outcome measures Three UAV networks providing 80%, 90% or 100% coverage for rural areas lacking timely access to EMS (ie, time-to-defibrillation: >10 min) were developed using a location allocation analysis. For each UAV network, primary outcome was the cost-effectiveness using the incremental cost-effectiveness ratio (ICER) calculated by the ratio of financial costs to additional life years gained compared with current EMS.
Results Current EMS with 3926 emergency stations was able to gain 1224 life years on annual average in the study area. The UAV network providing 100% coverage consisted of 1933 UAV with average annual costs of €43.5 million and 1845 additional life years gained on annual average (ICER: €23 568). The UAV network providing 90% coverage consisted of 1074 UAV with average annual costs of €24.2 million and 1661 additional life years gained on annual average (ICER: €14 548). The UAV network providing 80% coverage consisted of 798 UAV with average annual costs of €18.0 million and 1477 additional life years gained on annual average (ICER: €12 158).
Conclusion These results reveal the relevant life-saving potential of all modelled UAV networks. Furthermore, all analysed UAV networks could be deemed cost-effective. However, real-life applications are needed to validate the findings.
Das Glioblastom ist der häufigste bösartige primäre Hirntumor im Erwachsenenalter. Trotz intensiver Forschungsbemühungen inklusive zahlreicher Therapiestudien liegt die mediane Gesamtüberlebenszeit selbst von Patienten in gutem Allgemeinzustand noch immer unter zwei Jahren. Deshalb ist die Erforschung möglicher Resistenzmechanismen sowie neuer therapeutischer Angriffspunkte dringend erforderlich, um effizientere Therapien zu entwickeln.
Insbesondere der Tumormetabolismus hat in den vergangenen Jahren an Bedeutung in der Krebsforschung gewonnen. Hier zeigte sich in anderen Tumorentitäten, dass der Metabolismus der Aminosäure Serin, insbesondere des Schlüsselenzyms der Serin-Biosynthese, der 3-Phosphoglyceratdehydrogenase (PHGDH), ein Ansatzpunkt für neue Therapien sein kann. Wir stellten uns die Frage, ob auch im Glioblastom der Serinstoffwechsel von Bedeutung für Wachstum und Überleben der Tumorzellen ist und ob dieser somit einen neuen therapeutischen Angriffspunkt darstellen kann.
Zur Untersuchung dieser Fragestellung wurden initial verschiedene Tumorzelllinien hinsichtlich ihrer basalen Expression von PHGDH und weiterer Schlüsselenzyme des Serinstoffwechsels auf mRNA- und Protein-Ebene analysiert. Anschließend wurde untersucht, ob sich die Expression dieser Enzyme durch Zellstress verändert. Zur weiteren Evaluierung der PHGDH als möglichem Ansatz für neue Therapien wurde deren Aktivität pharmakologisch und genetisch inhibiert. In Wachstumsanalysen wurde ferner die Abhängigkeit der Zellen von verschiedenen Serinquellen untersucht. Unter Bedingungen des Tumormikromilieus wurden Zelltod- und Redox-Stress-Parameter untersucht. Abschließend wurden die Ergebnisse durch eine PHGDH-Überexpression validiert.
Die basalen Expressionsniveaus der PHGDH unterschieden sich in den fünf analysierten Gliomzelllinien. Es zeigte sich keine Korrelation mit der Expression der
Serinhydroxymethyltransferase 1 und 2 (SHMT 1 und 2, zytoplasmatische bzw. mitochondriale Isoform), welche ebenfalls Schlüsselenzyme im Serinstoffwechsel sind. Unter Zellstress, welcher mittels Hypoxie oder Aktivierung des Nuclear factor erythroid 2-related factor 2 (Nrf2) induziert wurde, zeigte sich ein Anstieg der Expression von PHGDH und SHMT2. Im nächsten Schritt erfolgten Versuche mit CBR-5884, einem pharmakologischen Inhibitor der PHGDH. CBR-5884 reduzierte signifikant die intrazellulären Serin- und Glycin-Spiegel. Parallel zeigte sich eine dosisabhängige, signifikante Reduktion des Zellwachstums in allen getesteten Linien, ohne eine Induktion von Zelltod. Zelllinien mit niedriger PHGDH-Expression wurden zusätzlich bereits durch Entzug von Serin aus dem Kulturmedium signifikant in ihrem Wachstum gehemmt. Unter realistischen Bedingungen des Tumormikromilieus mit Sauerstoff- und Nährstoffmangel zeigte sich unter zusätzlicher PHGDH-Inhibition mittels CBR-5884 ein signifikanter Anstieg von Zelltod-Parametern und reaktiven Sauerstoffspezies (ROS) einhergehend mit einer reduzierten NADPH/NADP+-Ratio. Die Ergebnisse der pharmakologischen PHGDHInhibition konnten durch eine PHGDH-Gensuppression reproduziert werden.
Umgekehrt bestätigte eine genetische PHGDH-Überexpression den protektiven Effekt eines aktiven Serinmetabolismus für die Tumorzellen.
Zusammenfassend zeigte sich in unseren Versuchen, dass unter Bedingungen des Tumormikromilieus einige Gliomzell-Linien den Serinmetabolismus induzieren, was einen protektiven Effekt für das Überleben unter widrigen Mikromilieusbedingungen zu haben scheint. Umgekehrt reduzierte eine Inhibition der PHGDH als Schlüsselenzym der Serinsynthese unter diesen Bedingungen das Wachstum von Glioblastom-Zellen und induzierte gleichzeitig Zelltod und Redoxstress. Diese Ergebnisse rechtfertigen eine weitere präklinische Testung in in vivo Modellen. Zusammenfassend legen unsere Ergebnisse nahe, dass der Serinmetabolismus einen vielversprechenden Angriffspunkt für neue Therapiestrategien im Glioblastom darstellen könnte.
Das Risiko bakterieller Infektionen durch Thrombozytenkonzentrate (TKs) ist derzeit immer noch das höchste in der Transfusionsmedizin. Dies wird hauptsächlich durch die empfindliche Physiologie der Thrombozyten und die damit verbundene erforderliche Lagerung dieser Produkte bei Raumtemperatur von 22°C ± 2°C bedingt, welche eine optimale Wachstumsbedingung für Bakterien darstellt. Mit Hilfe von predonation sampling und gewissenhaft durchgeführter Hautdesinfektion beim Spender wurden die Grundlagen zur Optimierung der bakteriellen Sicherheit von Thrombozytentransfusionen geschaffen. Allerdings ist die Übertragung von Bakterien bei der Punktion des Spenderarms immer noch die Hauptursache für bakterielle Kontamination von Thrombozytenspenden. In selteneren Fällen ist eine latente Bakteriämie des Spenders ursächlich. Denkbar ist auch eine Verunreinigung bei der Produktion.
Die Studie, welche in drei Phasen verlief, sollte die bakterielle Sicherheit von Thrombozytenkonzentraten und somit auch die Patientensicherheit dieser Produkte verbessern und gleichzeitig die Ressource „Thrombozytenkonzentrat“ optimieren.
In Phase 1 wurden drei zufällig gehäufte Transfusionszwischenfälle des Jahres 2016 untersucht und Wachstumskinetiken der verursachenden Keime erstellt. Es konnte bestätigt werden, dass Hautkeime weiterhin eine relevante Ursache bakterieller Verunreinigung darstellen. Eine Erweiterung des Spenderfragebogens bezüglich der Abfrage eines Risikos für die Übertragung multiresistenter Erreger und Kontakt zu besonderen tierischen Risikogruppen sowie die Einführung einer Mundraumkontrolle bei der ärztlichen Untersuchung könnten das Risiko der bakteriellen Kontamination der Blutspende eventuell reduzieren.
Phase 2 verglich mit PCR, Bactiflow und BacT/ALERT drei bakterielle Schnelltestmethoden synoptisch miteinander. Das Hauptaugenmerk lag hierbei auf der diagnostischen Sensitivität nach Poolbildung von bis zu 10 TKs (Pool-TKs sowie Apheresen).
Alle drei getesteten Bakterienscreeningmethoden zeigten einen zuverlässigen Bakteriennachweis auch nach erfolgter Poolbildung. Bactiflow-Mini-Pooltests konnten 2016 in die Routinetests des DRK Blutspendedienstes Baden-Württemberg-Hessen eingeführt werden und haben in der Zeit von 2016 bis 2019 zum Nachweis von zwölf Bakterienstämmen in Thrombozytenkonzentraten geführt und somit Transfusionszwischenfälle verhindert. Die Daten dieser Promotionsarbeit ermöglichen auch die Anwendung einer generischen 16s-DNA PCR-Methode oder des BacT/ALERT-Verfahrens als alternative Schnelltestmethoden.
In Phase 3 wurde schließlich die Transportstabilität der Proben validiert. Dadurch sollte Bactiflow als sicheres Schnelltestverfahren für TK-Pooltests an drei Standorten für den DRK Blutspendedienst Baden-Württemberg-Hessen und den DRK Blutspendedienst Nord-Ost implementiert werden. Es konnte gezeigt werden, dass sowohl nach einem Transport bei Raumtemperatur als auch bei 4°C die Bakterienkonzentration innerhalb von 24 h auch bei 5er- und 10er-Pool-TKs für alle drei Testverfahren nicht unter die Nachweisgrenze fällt. Die Bakterientestung von TKs ist somit auch nach Zentralisierung an den Instituten Frankfurt und Ulm des DRK Blutspendedienstes Baden-Württemberg-Hessen sowie dem Institut Plauen des DRK Blutspendedienstes Nord-Ost zuverlässig möglich.
Die hiesige Studie konnte dabei helfen, mögliche Ursachen für bakterielle Kontaminationen zu detektieren. Ebenso wurden mit Bactiflow, 16s realtime-PCR und BacT/ALERT drei Bakterienscreeningverfahren erfolgreich für Pools von bis zu zehn Pool- oder Apherese-TKs getestet. Zuletzt konnte auch für alle dieser drei Methoden eine sichere Nutzung nach 24-stündigem Transport sowohl bei Raumtemperatur als auch unter Kühlung bei 4 °C gezeigt werden. Insgesamt konnte die Studie somit zu einer Ressourcenoptimierung und einer Verbesserung der Patientensicherheit beitragen.
Toll-like Rezeptoren (TLRs) spielen als Pathogen-Erkennungsrezeptoren eine wichtige Rolle und vermitteln die angeborene Immunität. Nach Erkennung spezifischer Pathogene lösen sie in der Rezeptor tragenden Zelle eine Entzündungsreaktion aus und es kommt unter anderem zur Aktivierung von Proteinkinasen, des Transkriptionsfaktors NF-κB und zur Sekretion von Zytokinen. Während der TLR4 für die Erkennung von Lipopolysacchariden (LPS) verantwortlich ist, dient der TLR2 unter anderem als Rezeptor für Peptidoglycan, Lipoteichonsäure und Lipoproteine von gram-positiven Bakterien. In dieser Dissertation wurde das Vorkommen der TLR2 und TLR4 in den circumventriculären Organen (CVO), speziell im Subcommissuralorgan (SCO), untersucht. Im Hinblick darauf, dass die circumventriculären Organe durch das Fehlen einer Blut-Hirn-Schranke gekennzeichnet sind, ist das Vorkommen einer Abwehr durch das angeborene Immunsystem im Sinne von TLR2 und TLR4 von besonderem Interesse gewesen. Zur Darstellung der Verteilung der beiden Rezeptoren wurden immunhistochemische Färbungen an Gewebeschnitten von Wistar-Ratten durchgeführt.
Es konnte ein Vorkommen beider Rezeptor-Typen in den circumventriculären Organen und dem Plexus choroideus nachgewiesen werden. Vor allem zeigt sich ein verstärktes Vorkommen von TLRs an Gefäßen und dem fenestrierten Endothel der circumventriculären Organe sowie den umgebenden perivaskulären Räumen. Das SCO zeigte vor allem dort eine starke Tingierung, wo es in Kontakt zu den Ependymzellen des dritten Ventrikels steht. Die Rezeptoren scheinen auf Eventualitäten an prädisponierten Stellen entwickelt zu sein. Dies ermöglicht eine sofortige Abwehrreaktion auch bei raschem Eindringen von Pathogenen. Es wurden kaum immunreaktive Neurone oder Perikaryen gefunden, was auf eine Auseinandersetzung der Pathogene im zentralen Nervensystem (ZNS) mit den Epithelbarrieren spricht. Die frühzeitige Inhibition der Schadenskaskade durch die TLRs bereits an den Gefäßen der CVOs könnte neuroprotektive Bedeutung haben.
In der vorliegenden Dissertation wurde untersucht, ob die endotracheale Intubation (ETI) der alternativen Atemwegssicherung mittels Larynxtubus (LT) bezüglich der Überlebenswahrscheinlichkeit bei außerklinisch reanimierten Patienten überlegen ist.
Das retrospektiv erfasste Kollektiv dieser monozentrischen Studie umfasst 222 Patienten, die in den Jahren 2006 bis 2014 nach nicht-traumatischem Herz-Kreislauf-Stillstand außerhalb der Klinik (engl.: Out-of-hospital cardiac arrest, OHCA) präklinisch primär mit Endotrachealtubus (ET) oder LT versorgt und anschließend auf die internistische Intensivstation des Universitätsklinikums Frankfurt am Main aufgenommen wurden. Endpunkte der Studie waren die innerklinische Gesamtmortalität während des Krankenhausaufenthaltes sowie die Überlebensrate nach 24 Stunden.
In die Analyse wurden 208 Patienten einbezogen, von denen präklinisch 48 Patienten mit LT (23 %) und 160 Patienten mit ET (77 %) intubiert wurden. Die innerklinische Sterblichkeitsrate lag insgesamt bei 85 % (n=176); darunter 23 % LT- und 77 % ET-versorgte Patienten. Zwischen den beiden Methoden zur Atemwegssicherung zeigten sich sowohl in einer univariaten Analyse (Hazard ratio [HR]=0,98; 95 % Konfidenzintervall [K.I.] 0,69-1,39; p=0,92) als auch in einer multivariaten Cox-Regressionsmodell (adjustierte HR=1,01; 95 % K.I. 0,76-1,56; p=0,62) keine Unterschiede. Die ersten 24 Stunden nach OHCA überlebten 38 % aller Patienten; auch hier unterschieden sich die beiden Patientenkollektive nicht signifikant voneinander (univariate HR=1,04; 95 % K.I. 0,71-1,52; p=0,83).
Ferner veranschaulichte eine Propensity-Score-Matching-Analyse (PSM) mit einer Subgruppe von 120 Patienten, zusammengestellt in einem 3:1 Verhältnis (ET:LT), sowohl mit Blick auf die Überlebensrate bis zur Krankenhausentlassung (Propensity-adjustierte HR=0,99; 95 % K.I. 0,65-1,51; p=0,97) als auch auf die Mortalität in den ersten 24 Stunden (Propensity-adjustierte HR=1,04; 95 % K.I. 0,44-2,36; p=0,96) vergleichbare Ergebnisse beim Atemwegsmanagement mit LT bzw. ET.
Die frühe Durchführung einer Herzkatheteruntersuchung (HR=0,47; 95 % K.I. 0,28-0,77; p=0,003) sowie der frühe Beginn einer systemischen empirischen antibiotischen Therapie (HR=0,28; 95% K.I. 0,17-0,45; p<0,001) konnten überdies als signifikant positive Prädiktoren für das Überleben in einer angepassten Cox-Regressionsanalyse herausgearbeitet werden.
Im Gesamten konnte somit demonstriert werden, dass die initiale präklinische Anwendung des LT nach OHCA der ETI hinsichtlich der Überlebenswahrscheinlichkeit nicht untergeordnet ist. Neuester Literatur zufolge ist sie womöglich sogar überlegen. Dies gilt es in weiteren Studien zu bestätigen.
Muskelskelett-Erkrankungen (MSE) bei Büroangestellten sind häufig mit einer höheren Muskelspannung und einer eingeschränkten Bewegungsreichweite assoziiert. Ein hohes präventives Potential haben daher Dehntrainings, da durch eine muskuläre Relaxation die Muskelspannung reduziert werden kann und gleichzeitig auf psychischer Ebene eine Möglichkeit zur Entspannung geboten wird. Auch im Rahmen von Maßnahmen der betrieblichen Gesundheitsförderung (BGF), die im Kontext der Arbeitsmedizin immer mehr an Bedeutung gewinnt, stellen Dehntrainings einen erfolgsversprechenden Ansatz dar. Allerdings sind die bislang überprüften Ansätze sehr zeitaufwendig, was zu einem erheblichen Verlust an Arbeitszeit führt. Ein Dehnprogramm mit geringem Zeitaufwand ist das gerätegestützte „five-Business“ Dehntraining, bei dem in fünf Übungen ganze Muskelketten intensiv gedehnt werden. Da das Gerät individuell einstellbar ist, ist die Trainingsintensität standardisiert und gleichzeitig individualisiert. Ziel dieser Studie war daher das five-Business“ Dehntraining auf seine Wirksamkeit hinsichtlich einer Verbesserung der Beweglichkeit, der Lebensqualität und von MSE zu evaluieren. Im Rahmen dieser Dissertation wurde in der ersten Publikation zunächst eine konkrete Methode erarbeitet, die anschließend als 12-wöchige Intervention bei Büroangestellten (Training zwei Mal wöchentlich für je 10 Minuten) umgesetzt wurde. Für die zweite Publikation wurden Veränderungen in der Beweglichkeit im Anschluss an die Intervention und deren Abhängigkeit von soziodemographischen und anthropometrischen Faktoren analysiert. Dazu wurden fünf Beweglichkeitstests verwendet: der Finger-Boden-Abstand und die Lateralflexion wurden mit einem Maßband evaluiert, während die Gelenkwinkel beim modifizierten Schultertest nach Janda, dem modifizierten Thomas Test und der Retroflexion des Rumpfes nach Janda mit einem digitalen Inklinometer gemessen wurden. Insgesamt nahmen 216 (79w; 137m) Probanden im Alter von 44,81 ± 10,55 Jahren freiwillig an der Studie teil. Die Probanden waren 1,76 ± 0,09 m groß und wogen 78,03 ± 15,11 kg. Die mittleren Unterschiede zeigten, dass die Probanden im Schultertest (rechts: 2,1 ± 7,7°, p = 0,001; links: 2,7 ± 10,11°, p = 0,001), in der nach Janda modifizierten Retroflexion des Rumpfes (5,4 ± 8,6°, p<0,001), im Finger-Boden-Abstand (-1,9 ± 4,0 cm, p<0,001) und in der Lateralflexion relativ zur Körpergröße (rechts: -0,004 ± 0,01, p = 0,002; links: -0,004 ± 0,01, p<0,001) Zuwächse im Bewegungsausmaß erzielten. Im Thomas Test zeigten die Probanden eine Abnahme der Flexibilität (rechts: -2,1 ± 4,5°, p<0,001; links: -1,2 ± 4,7°, p = 0,001). In allen Tests zeigten die Effektstärken geringe bis mittlere Effekte (d = 0,24 - 0,62). Probanden mit unterdurchschnittlicher Beweglichkeit im Prä-Test zeigten die höchsten Beweglichkeitszuwächse. Weder Alter, Körpergröße, Gewicht, Body-Mass-Index (BMI) noch Geschlecht hatten einen signifikanten Einfluss auf die Beweglichkeitsveränderungen. Insgesamt kann für das „five-Business“ Dehntraining resümiert werden, dass es effektiv zur Beweglichkeitssteigerung beiträgt. Der vergleichsweise geringe Zeitaufwand ist ausreichend, um insbesondere bei unterdurchschnittlicher Flexibilität zu einem Gewinn an Bewegungsreichweite beizutragen. Da weder soziodemographische noch anthropometrische Faktoren die Beweglichkeitsveränderungen signifikant beeinflussten, kann das „five-Business“ Dehntraining auch bei heterogen zusammengesetzten Kollektiven angewendet werden. Somit ist es als wirksame Dehnintervention als BGF Maßnahme für schreibtischgebundenen Büroangestellte einsetzbar.
Due to globally rising numbers of severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) infections, resources for real-time reverse-transcription polymerase chain reaction (rRT-PCR)-based testing have been exhausted. In order to meet the demands of testing and reduce transmission, SARS-CoV-2 antigen-detecting rapid diagnostic tests (Ag-RDTs) are being considered. These tests are fast, inexpensive, and simple to use, but whether they detect potentially infectious cases has not been well studied. We evaluated three lateral flow assays (RIDA®QUICK SARS-CoV-2 Antigen (R-Biopharm), SARS-CoV-2 Rapid Antigen Test (Roche)), and NADAL® COVID-19 Ag Test (Nal von Minden GmbH, Regensburg, Germany) and one microfluidic immunofluorescence assay (SARS-CoV-2 Ag Test (LumiraDx GmbH, Cologne, Germany)) using 100 clinical samples. Diagnostic rRT-PCR and cell culture testing as a marker for infectivity were performed in parallel. The overall Ag-RDT sensitivity for rRT-PCR-positive samples ranged from 24.3% to 50%. However, for samples with a viral load of more than 6 log10 RNA copies/mL (22/100), typically seen in infectious individuals, Ag-RDT positivity was between 81.8% and 100%. Only 51.6% (33/64) of the rRT-PCR-positive samples were infectious in cell culture. In contrast, three Ag-RDTs demonstrated a more significant correlation with cell culture infectivity (61.8–82.4%). Our findings suggest that large-scale SARS-CoV-2 Ag-RDT-based testing can be considered for detecting potentially infective individuals and reducing the virus spread.
Although immune checkpoint inhibitors such as anti-PD-1 antibodies have shown remarkable clinical success in many different tumor types, the proportion of patients benefiting from this treatment option remains low. Therefore, there is a need to sensitize tumors for immune checkpoint blockade. In this study two approaches were tested, a chemoimmunotherapy approach combining PD-1 checkpoint blockade with doxorubicin (DOX) chemotherapy, and ablation of the sphingosine-1-phosphate (S1P) receptor (S1PR4) based on the following rationale. Chemotherapy was shown to induce immune paralysis which contributes to tumor relapse, while PD-1 signaling was shown to facilitate the acquisition of chemoresistance. Thus, combinatorial chemoimmunotherapy is expected to be beneficial by maintaining or even activating anti-tumor immunity during chemotherapy. S1PR4 is an immune cell specific receptor, whose ablation slowed tumor progression by activating anti-tumor immunity in a mouse model that was previously insensitive to anti-PD-1 monotherapy. This suggested that S1PR4 ablation might pre-activate immunity to sensitize for anti-PD-1 therapy.
To test these combinatorial approaches, two tumor mouse models were employed, namely the MC38 murine adenocarcinoma model as well as the transgenic polyoma middle T oncogene (PyMT) breast cancer model. In the MC38 model, a mild synergistic effect of PD-1 immune checkpoint blockade and S1PR4 ablation was observed, indicated by improved tumor progression and survival as compared to the WT control, and an increased number of tumor-free mice compared to anti-PD-1 therapy alone in WT mice. These observations correlated with an enhanced natural killer (NK) cell infiltrate and increased CXCL9 and CXCL10 production in anti-PD-1 treated S1PR4 KO tumors. As noted before, the PyMT model was largely resistant to anti-PD-1 monotherapy in a therapeutic setting. S1PR4 ablation alone showed significant tumor reduction that was not further enhanced by anti-PD-1 treatment. The same was observed when chemotherapy with DOX was added, where WT tumors relapsed, while S1PR4 KO tumor did not. Addition of anti-PD-1 did only mildly increase tumor control in S1PR4 KO mice, indicating that S1PR4 KO per se very efficiently re-activated anti-tumor immunity. Since S1PR4 KO induces type I 12 interferon (IFN-1) over-production in S1PR4 KO PyMT tumors, a link between high IFN-1 levels and tumor immunity was tested by using mice deficient in the IFN-1 receptor (IFNAR1). Unexpectedly, DOX chemotherapy was most efficient in mice with IFNAR ablation only as compared to WT, S1PR4 KO or S1PR4 and IFNAR1 double KO mice, although deficiency in IFNAR signaling is predominantly regarded as tumor promoting. The underlying mechanisms need to be tested in future studies. Interestingly, chemoimmunotherapy in WT mice prevented tumor relapse to a similar extent than S1PR4 KO and was superior to chemotherapy or immune checkpoint blockade alone. To investigate mechanisms of chemoimmunotherapy success compared to monotherapy, whole transcriptome analysis was used, which identified a set of genes that were upregulated specifically upon chemoimmunotherapy. This gene signature and, more specifically, a condensed four-gene signature predicted favorable survival of human mammary carcinoma patients in the METABRIC cohort.
Moreover, PyMT tumors treated with chemoimmunotherapy contained higher levels of cytotoxic lymphocytes, particularly NK cells. Gene set enrichment analysis and ELISA measurements revealed increased IL-27 production and signaling in PyMT tumors upon chemoimmunotherapy. Moreover, IL-27 improved NK cell cytotoxicity against PyMT cells in vitro. These data supported recent clinical observations indicating a benefit of chemoimmunotherapy compared to monotherapy in breast cancer and suggested potential underlying mechanisms.
Taken together the present work revealed new strategies to reactivate tumor immunity leading to improved chemotherapy response, namely a combination with immune checkpoint blockade and ablation of S1PR4, which activated different lymphocyte compartments within tumors.
KCNQ1 encodes the voltage-gated potassium (Kv) channel KCNQ1, also known as KvLQT1 or Kv7.1. Together with its ß-subunit KCNE1, also denoted as minK, this channel generates the slowly activating cardiac delayed rectifier current IKs, which is a key regulator of the heart rate dependent adaptation of the cardiac action potential duration (APD). Loss-of-function mutations in KCNQ1 cause congenital long QT1 (LQT1) syndrome, characterized by a delayed cardiac repolarization and a prolonged QT interval in the surface electrocardiogram. Autosomal dominant loss-of-function mutations in KCNQ1 result in long QT syndrome, called Romano–Ward Syndrome (RWS), while autosomal recessive mutations lead to Jervell and Lange-Nielsen syndrome (JLNS), associated with deafness. Here, we identified a homozygous KCNQ1 mutation, c.1892_1893insC (p.P631fs*20), in a patient with an isolated LQT syndrome (LQTS) without hearing loss. Nevertheless, the inheritance trait is autosomal recessive, with heterozygous family members being asymptomatic. The results of the electrophysiological characterization of the mutant, using voltage-clamp recordings in Xenopus laevis oocytes, are in agreement with an autosomal recessive disorder, since the IKs reduction was only observed in homomeric mutants, but not in heteromeric IKs channel complexes containing wild-type channel subunits. We found that KCNE1 rescues the KCNQ1 loss-of-function in mutant IKs channel complexes when they contain wild-type KCNQ1 subunits, as found in the heterozygous state. Action potential modellings confirmed that the recessive c.1892_1893insC LQT1 mutation only affects the APD of homozygous mutation carriers. Thus, our study provides the molecular mechanism for an atypical autosomal recessive LQT trait that lacks hearing impairment.
The interleukin (IL)-1 family has been described for its numerous involvement in the regulation of inflammatory processes. Certain members are able to induce inflammation, whereas others have the capacity to inhibit inflammation. The newly discovered IL-1 family member IL-38 shows interesting and innovative properties. While most of these cytokines are pro-inflammatory mediators, IL-38 appears to enter the smaller circle of anti-inflammatory mediators. As a pattern, IL-38 appears to suppress IL-17-driven chronic or auto-inflammation by working as receptor antagonist. These properties, as well as its beneficial effects in models of inflammatory and autoimmune diseases suggest the possibility of IL-38-based therapies. Nevertheless, its role in the resolution of acute inflammation, thereby preventing chronic inflammation, remains unclear.
The first part of my thesis elucidated the role of IL-38 in the resolution of inflammation. I found that the complete absence of IL-38 in IL-38 KO mice leads to a delayed resolution of inflammation in the zymosan-induced peritonitis mouse model, compared to WT mice. This was marked by a persistent neutrophilia and a lower production of pro-resolving mediators during the resolution phase, such as TGFβ1 production from macrophages following efferocytosis of apoptotic cells. Reduced TGFβ1 production from macrophages coincided with reduced levels of regulatory T cells (Tregs), which are known to promote the resolution of inflammation. Unexpectedly, the TGFβ1 production capacity of macrophages did not influence the induction of Tregs from naïve T cells. Rather, IL-38 KO mice had an accumulation of Tregs in the thymus compared to WT mice. This was caused by an impairment of CD62L expression at the surface of Tregs, which is required for Tregs migration outside of the thymus. Higher Treg numbers in the thymus correlated with lower level of Tregs in peripheral lymphoid organs. Importantly, CD62L expression at the surface of IL-38 KO Tregs in the thymus was restored by injecting IL-38 i.p. for 24h. These data indicate a potential key function of IL-38 in the regulation of Treg migration, which is triggered in many cases of autoimmunity.
The second part of my thesis was to study the role of IL-38 in experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE) development, given that EAE is IL-17-dependent. Unexpectedly, IL-38-deficient mice showed strongly reduced clinical scores and histological markers of EAE. This came with reduced inflammatory cell infiltrates, as well as reduced expression of inflammatory markers in the spinal cord. IL-38 mRNA was detected in the spinal cord, mainly by resident and infiltrated phagocytes, but also by other cells, such as ependymal cells. IL-38 was upregulated upon pro-inflammatory stimulation of bone marrow-derived macrophages, and its presence was necessary for a complete activation of inflammatory macrophages. My data suggest an alternative cell-intrinsic role of IL-38 in macrophages to promote inflammation in the central nervous system.
In the last part of my thesis, I initiated a project on the function of IL-38 in B cell physiology and antibody production, given the fact that IL-38 is expressed by B cells. I generated preliminary data showing that the absence of IL-38 in mice decreased antibody production. Furthermore, I showed that IL-38 is particularly expressed by plasma cells in human tonsils. This project remains open and further studies will be conducted to investigate how IL-38 regulates antibody production, both in physiological and autoimmune settings. Understanding the role of IL-38 in autoantibody production could lead to original and innovative therapy for patients suffering from auto-inflammatory disease.
In summary, the different projects of my thesis provide evidence that the pro-resolving function of IL-38 may be indirectly linked to the retention of Tregs in the thymus. Moreover, a possible intracellular role of IL-38 within macrophages was described showing opposite properties in the regulation of inflammation. This function could be causatively involved in EAE development. However, further studies remain to be done to find the mechanism of action by which IL-38 regulates Tregs egression and how it influences the EAE development. Complete understanding of the IL-38 biology and differentiation between its extra- vs potential intracellular functions could make it a promising therapeutic target for chronic inflammatory or autoimmune diseases.
Reliable and efficient recording of the error-related negativity with a speeded Eriksen Flanker task
(2020)
There is accumulating evidence that the error-related negativity (ERN), an event-related potential elicited after erroneous actions, is altered in different psychiatric disorders and may help to guide treatment options. Thus, the ERN is a promising candidate as a psychiatric biomarker. Basic methodological requirements for a biomarker are standardized and reliable measurements. Additional psychiatry specific requirements are time efficiency and patient-friendliness.
The aim of the present study is to establish ERN acquisition in a reliable, time-efficient and patient-friendly way for use in clinical practice.
Healthy subjects (N=27) performed a modified Eriksen Flanker Task with adaptive reaction time window and only incongruent stimuli that maximizes the number of errors. All participants were tested for mental health by the Mini International Neuropsychiatric Interview (M.I.N.I.). The first N=12 subjects were part of a pilot study and further N=14 subjects were included for analysis (one subject was excluded due to technical problems). In a test-retest design with two sessions separated by 28 days the reliability of the ERN has been assessed. To ensure external validity, we aimed to replicate previously reported correlation patterns of ERN amplitude with (1) number of errors and (2) negative affect. State affect of each subject was measured by the Positive and Negative Affect Schedule. In order to optimize the clinical use of the task, we determined to which extent the task can be shortened while keeping reliability >0.80.
We found excellent reliability of the ERN (intraclass correlation coefficient =0.806-0.947) and replicated specific correlation patterns (ERN amplitude with relative number of errors: r=0.394; p=0.082; ERN amplitude with negative affect: r=-0.583, p=0.014). The task can be shortened to a patient-friendly and clinically feasible length of only 8 minutes keeping reliability >0.80.
To conclude, the present modified task provides reliable and efficient recording of the ERN, facilitating its use as a psychiatric biomarker.
Hintergrund: Kardiovaskuläre Erkrankungen sind die Haupttodesursache in den Industrienationen. Viele betroffene Patienten haben nur ein geringes Verständnis für ihre Erkrankung. Insbesondere endovaskuläre Eingriffe überschreiten Vorstellungskraft und Verständnis der Patienten häufig um ein Vielfaches. Die ärztliche Eingriffsaufklärung soll den Patienten Einsicht über das Verfahren und mögliche Komplikationen ermöglichen, um dem Patienten autonome Entscheidungen zu erleichtern. In der einschlägigen Literatur wird vielfach diskutiert, wie sich der Aufklärungsprozess komplizierter Prozeduren, wie etwa einer Herzkatheteruntersuchung, optimieren lässt. Jüngst wurden dabei insbesondere moderne Ansätze, wie multimediale Verfahren oder interaktive Tools evaluiert, wobei diese Methoden nach aktueller Studienlage zu einer Verbesserung des Verständnisses und einer Reduktion der Untersuchungsangst führen konnten. Insbesondere Patienten mit geringem Bildungsniveau profitieren dabei von persönlichen Erfahrungen zur Verbesserung des prozeduralen Verständnisses. Diesen Ergebnissen entsprechend, macht es sich die vorliegende Arbeit zur Aufgabe, zu evaluieren, ob sich die Implementierung eines VR-Simulators in den Aufklärungsprozess einer Herzkatheteruntersuchung positiv auf Informiertheit und Untersuchungsangst bei den Patienten auswirkt.
Patienten und Methoden: Nach mündlicher Einwilligung zur Teilnahme an unserer Studie, erhielt ein Teil der Patienten zusätzlich zur herkömmlichen verbalen Aufklärung eine Demonstration des Untersuchungsablaufs einer PCI an einem VR-Simulator. Zusätzlich erhielten diese Patienten die Möglichkeit eine Katheteruntersuchung am Simulator nachzuempfinden. Für unsere Studie verwendeten wir einen VR-Simulator der Firma Xitact® (später Mentice®) mit einer Software der Firma Cathi®. Der Simulationsgruppe wurden 3 verschiedene Komplikationen mittels Abbildungen demonstriert. Im Anschluss beantworteten sowohl die konventionell, als auch die mit Simulation aufgeklärten Patienten einen von uns konzipierten Fragebogen.
Ergebnisse: Beide Gruppen fühlten sich nach der Aufklärung ausreichend informiert. Bezüglich der subjektiven Informiertheit zeigten sich keine signifikanten Unterschiede zur konventionellen Aufklärungsmethode (p=0.11). In der Kontrollgruppe bestanden nach konventioneller Aufklärung, trotz guter subjektiver Informiertheit, bei fast 90% der Patienten weiterhin offene Fragen bezüglich der Untersuchung, während sich diese Diskrepanz in der Simulationsgruppe nicht ergab (p<0.00001). Ferner standen die Patienten der Simulationsgruppe der anstehenden Untersuchung ruhiger gegenüber (0=0.049), während die Patienten der Kontrollgruppe angaben, tendenziell unruhig in die Untersuchung zu gehen (p=0.002). Es boten sich keinerlei Hinweise darauf, dass die Demonstration möglicher Komplikationen zu einer verstärkten Untersuchungsangst geführt hätte. Die Implementierung des Simulators hat sich insgesamt positiv auf das prozedurale Interesse des Patienten ausgewirkt.
Schlussfolgerung: Insgesamt hatte die Implementierung des VR Simulators in die Patientenaufklärung überwiegend positive Effekte und keinerlei negativen Effekte. Im direkten Vergleich zur konventionellen Aufklärung zeigten sich bezüglich der Informiertheit zunächst keine signifikanten Unterschiede zur konventionellen Aufklärungsmethode. Die erhobenen Daten deuten jedoch auf eine Überlegenheit der simulationsgestützten Aufklärung in Bezug auf Verständnis und Untersuchungsangst hin. Festzuhalten ist allerdings der hohe zusätzliche zeitliche Aufwand, mit dem eine simulationsgestützte Aufklärung verbunden ist. Die generelle Implementierung eines VR Simulators allein zum Zwecke der Patientenaufklärung wird daher nur bedingt empfohlen. Kliniken, die bereits über einen VR Simulator verfügen, sollten allerdings erwägen, diesen nicht nur für Ausbildungszwecke zu verwenden, sondern auch zum Zwecke der Patientenaufklärung.
Für ausgewählten Patienten mit Aortenklappeninsuffizienz (AI) bietet die Aortenklappenrekonstruktion eine sehr attraktive Alternative zum Klappenersatz, wodurch mögliche prothesenbezogene Komplikationen vermieden werden können.
Die begrenzte Zahl der Langzeitstudien sowie das Fehlen von standardisierten Verfahren machen die klappenerhaltende Aortenklappenchirurgie technisch anspruchsvoll.
Ziel dieser Arbeit ist es, die Langzeitergebnisse nach Aortenklappenrekonstruktion zu erfassen und die Haltbarkeit sowie die klappenbezogenen Komplikationen nach klappenerhaltender Aortenklappenchirurgie zu untersuchen.
Hierzu analysierten wir die klinischen Daten von 560 Patienten, die eine operative Versorgung mittels Aortenklappenrekonstruktion erhielten. Dabei wurden sowohl Segelpathologien (bikuspid sowie trikuspid) als auch Aortenwurzelpathologien berücksichtigt. Bei 56% der Patienten (n=313) wurde eine Reimplantation nach David durchgeführt. Bei 247 Patienten wurde bei isolierter Segelpathologie ohne Aortenwurzelbeteiligung eine Segelrekonstruktion durchgeführt. Pathologien der Aortenwurzel konnten mit subkommissuralen Nähten (bei 62 Patienten) oder mit Rekonstruktion des sinotubulären Übergangs (bei 60 Patienten) behoben werden. Begleitende Aorteneingriffe bei Aneurysma oder Dissektion der thorakalen Aorta wurden ebenfalls durchgeführt. So wurden bei 78 Patienten ein partieller Aortenbogenersatz, bei 12 Patienten ein kompletter Aortenbogenersatz und bei 14 Patienten ein Bogenersatz mit „Elephant Trunk“ Technik durchgeführt.
Die Nachuntersuchungen erfolgten anhand eines standardisierten Fragebogens 5 sowie durch transthorakal echokardiographische Verlaufskontrollen. Die durchschnittliche Nachuntersuchungszeit betrug 6.3 ± 4.6 Jahre, 97% der Patienten konnten dabei erfasst werden.
Die 30-Tage-Mortalität betrug 1,4%. Im Langzeitverlauf wurden 132 Verstorbene beobachtet, wobei 13 Patienten aufgrund eines kardiovaskulären Ereignisses verstarben. Das 10-Jahres-Überleben betrug 70%. Eine Reoperation war bei 39 Patienten notwendig, in 25 Fällen aufgrund von signifikanter Restinsuffizienz der Aortenklappe, in 5 Fällen aufgrund eines kombinierten Aortenklappenvitium. Endokarditis führte in 9 Fällen zur Reoperation (0,2% pro Patientenjahr). Die Freiheit von Reoperation betrug 88% nach 10 Jahren. Die klappenbezogenen Komplikationen ergaben eine kumulative linearisierte Inzidenz von 2% pro Patientenjahr.
Schlussfolgernd kann man sagen, dass die Aortenklappenrekonstruktion für ausgewählte Patienten eine gute Alternative zum Aortenklappenersatz darstellt. Die Haltbarkeit der Klappenfunktion erwies sich in der Langzeitbeobachtung als gut. Die adäquate Wahl der Operationstechnik bezogen auf die Pathologie führen zu guten Ergebnissen der Aortenklappenrekonstruktion mit akzeptabler Mortalität und Morbidität im Langzeitverlauf.
Schwerverletzte Patienten folgen einem biphasischen Mortalitätsmuster, mit einem ersten frühen Mortalitätsgipfel aufgrund von schweren Verletzungen des zentralen Nervensystems oder durch massiven Blutverlust. Der zweite, später auftretende Traumatod ist mit einer immunologischen Dysregulierung verbunden, welche durch eine ausgeprägte Inflammation häufig im (Multi)-Organversagen endet. Insbesonders thorakale Verletzungen sowie das Erleiden eines hämorrhagischen Schocks prädisponieren den Organismus für die Entwicklung von pulmonalen Komplikationen im klinischen Folgevelauf. Alkohol spielt hierbei eine wichtige Rolle. In den vergangenen 15 Jahren hat sich zwar die Anzahl der „Alkoholunfälle“ mit Personenschaden reduziert, dennoch tritt Alkohol als eine der häufigsten Unfallursachen bei 18-34jährigen auf. Zudem hat Alkohol durch seine immunmodulatorischen Eigenschaften einen signifikanten Einfluss auf die Entwicklung und Prognose von (infektiösen) Komplikationen im klinischen Folgeverlauf. Verunfallte Patienten mit einer akuten Alkoholintoxikation zeigen im Vergleich zu chronisch Alkoholisierten eine verringerte 24-Stunden-Letalität nach Trauma. Die Studienlage zu den Hintergründen ist äußerst kontrovers, und stellt den Kern der vorliegenden Arbeit dar. Eine zentrale Rolle in der Genese der post-traumatisch inflammatorischen Immunantwort nehmen die Monozyten, sowie die Alveolarmakrophagen (AM) in der Lunge, aber auch zirkulierende polymorphonukleäre Leukozyten (PMNL) insbesondere neutrophile Granulozyten ein. Die Monozyten aktivieren bspw. über die Inflammasomassemblierung Caspase-1 (Pyroptose), die das inaktive Interleukin (IL)-1β in seine aktive Form prozessiert, aktiviert und seine Sezernierung induziert. Neutrophile Granulozyten, die ebenfalls durch inflammatorische und chemotaktische Reize aktiviert werden, infiltieren durch Modifikationen ihrer Oberflächenrezeptoren wie CD11b, CD62L und CD31 entzündetes Gewebe. Am Ort der „Schädigung“ weisen sie eine prolongierte Lebensspanne auf, und tragen durch ihre verstärkte Akkumulation so zu einem hyper-inflammatorischen Zustand bei. Folglich wird das eigene Gewebe geschädigt, was im Verlust der Zell- und Organintegrität enden kann. Die zugrundeliegenden Pathomechanismen wurden in diversen Studien mit der Aktivierung des Transkriptionsfaktors NF-κB assoziiert. Interessanterweise konnte die anti-inflammatorische Wirkung einer akuten Alkoholexposition mit der Hemmung des NF-κB, aber auch mit einer reduzierten Inflammasomassemblierung in vitro assoziiert werden.
Für die Untersuchung der akuten Alkoholwirkung wurde ein klinisch relevantes double hit Modell bestehend aus stumpfen Thoraxtrauma und hämorrhagischem Schock mit anschließender Flüssigkeitstherapie (TxT+H/R) genutzt. Um den Einfluss von Alkohol auf die posttraumatische Immunantwort mit Fokus auf die Rolle der zirkulierenden neutrophilen Granulozyten und Monozyten in der Genese pulmonaler Schädigungen zu untersuchen, erfolgte im vorliegenden Modell eine akute Gabe von Ethanol (5 g/kg, 30%, EtOH) zwei Stunden vor Hämorrhagie und Reperfusion. Zwei Stunden nach Reperfusion wurden die inflammatorischen Prozesse und das Outcome der Tiere untersucht.
Die Ergebnisse zeigen, dass TxT+H/R zu diffusen histopathologischen Lungenschäden führt, welche mit einer erhöhten Proteinkonzentration in der bronchoalveolären Lavage (BAL), verstärkten Infiltration des Lungengewebes mit PMNL sowie einer systemischen Aktivierung von neutrophilen Granulozyten und Monozyten verbunden war. Neutrophile Granulozyten zeigten eine signifikante Reduktion der Oberflächenexpression von CD62L und einen signifikanten Anstieg von CD11b und CD31; in zirkulierenden Monozyten konnte eine Inflammasomaktivierung durch direkten Nachweis der aktiven Caspase-1 gezeigt werden. Die Analyse der aktiven Effektorcaspasen der Apoptose Caspase-3 und -7 zeigte eine reduzierte Apoptose in zirkulierenden neutrophilen Granulozyten. Orale Gavage EtOH reduzierte signifikant die lokale Inflammation in der Lunge, welche mit einer verminderten PMNL Infiltration, verminderten IL-6 Genexpression und reduziertem BAL Proteingehalt einherging. Während die reduzierte Proteinkonzentration in der BAL durchaus für einen verminderten Lungenschaden spricht, war dieser histopathologisch nicht festellbar. Systemisch modulierte die akute EtOH-Gabe Oberflächenrezeptorexpression auf zirkulierenden neutrophilen Granulozyten, was deren reduzierte Aktivierung bestätigt. Die verminderte inflammatorische Aktivierung von zirkulierenden Monozyten und Granulozyten zeigte sich ebenfalls in der reduzierten Inflammasomaktivität.
Wir konnten wichtige Erkenntnisse für das Verständnis der Genese von pulmonalen Komplikationen nach TxT und HS, sowie die immunmodulatorischen Eigenschaften von Alkohol auf das angeborene Immunsystem darstellen. Die akute Alkoholexposition reduzierte die systemische Immunantwort, welcher in diesem klinisch relevanten Kombinationstrauma vermutlich eine reduzierte lokale Inflammationsantwort folgte. In weiterführenden Studien sollten die zugrundeliegenden Signalwege, Einfluss der Traumachwere sowie der Schwere der Alkoholintoxikation untersucht werden.
Ziel dieser klinischen Studie war es, die Ergebnisse der operativen Behandlung eines idiopathischen Makulaforamens durch Vitrektomie, ggf. in Kombination mit einer Phakoemulsifikation, ILM-Peeling und einer Tamponade entweder mit Luft oder mit 20%-igem SF6-Gas zu vergleichen. Primärer Endpunkt war die Verschlussrate nach einer Vitrektomie und die Reoperationsrate bei primär nicht geschlossenen Makulaforamina. Sekundärer Endpunkt war die Visusentwicklung in der ersten postoperativen Woche und nach 3 Monaten.
In der vorliegenden Arbeit wurden hierzu retrospektiv 117 Augen von 117 konsekutiven Patienten analysiert. Es wurden die Ergebnisse von 2 Patientengruppen verglichen. In der ersten Gruppe wurden 66 Augen (m=27, w=39, Altersmedian 70 Jahre), bei denen am Ende der Vitrektomie eine Tamponade mit Luft erfolgte, untersucht. In der zweiten Gruppe wurden die Ergebnisse von 51 Augen (m=20, w=31, Altersmedian 71 Jahre), bei denen 20%-SF6-Gas als Tamponade verwendet wurde, ausgewertet. Bei etwa 70 % der Augen beider Gruppen erfolgte eine simultane Phakoemulsifikation. Der Verschluss des Makulaforamens wurde bereits in den ersten postoperativen Tagen mit einem modifizierten Fourier Domain-OCT untersucht. Sobald der Verschluss des Makulaforamens im OCT gesichert werden konnte, wurde die postoperative „Gesicht nach unten“-Lagerung („Bauchlage“) beendet. Die mediane Lagerungszeit betrug 1 Tag (Spanne 1-6 Tage). Der Zeitraum der Nachbeobachtung betrug 3 Monate (Median).
Die Verschlussrate nach einer Vitrektomie aller Makulaforamina betrug 87,2% (102/117 Augen). Die primäre Verschlussrate der Luft-Gruppe und der SF6-Gas-Gruppe betrug 83,3% (55/66 Augen) bzw. 92,2% (47/51 Augen). Bei Augen mit einem persistierenden Foramen erfolgte eine frühe Reoperation. Die Verschlussrate nach 3 Monaten lag insgesamt bei 99,1% (116/117 Augen), in der Luft-Gruppe bei 98,5% (65/66 Augen) und in der SF6-Gas-Gruppe bei 100% (51/51 Augen). Es zeigte sich kein statistisch signifikanter Unterschied der Verschlussrate bzw. der anatomischen Ergebnisse zwischen den beiden Endotamponade-Gruppen.
Es konnte jedoch ein statistisch signifikanter Unterschied des Fernvisus bei der Entlassung zwischen beiden Endotamponadegruppen nachgewiesen werden. Der logMAR-Visus bei Entlassung lag in der Luft-Gruppe mit 1,3 (Median) deutlich unter dem Visus der SF6-Gas-Gruppe mit 1,9 (Median). Die Anwendung von Luft führte somit im Vergleich zu SF6 zu einem schnelleren postoperativen Visusanstieg. In beiden Gruppen zeigte sich nach 3 Monaten eine signifikante Visusbesserung. Es ließ sich kein signifikanter Unterschied des Fernvisus zwischen den beiden Gruppen mehr nachweisen.
Die Makulaforamenchirurgie mit pars plana Vitrektomie und Peeling der ILM erzielte sowohl mit einer Luft- als auch mit einer 20%-SF6-Gas-Tamponade guten anatomischen und funktionellen Ergebnissen. Mit einer kurz wirksamen Endotamponade erscheint eine postoperative Lagerung essenziell, dürfte aber in den meisten Fällen nur wenige Tage erforderlich sein, um den Verschluss eines durchgreifenden Makulaforamens zu erreichen. Die Reoperations-Rate nach einer Lufttamponade war bei sehr großen Foramina (> 600 µm) signifikant höher als bei Foramina mit einem Durchmesser kleiner 600 µm. Daher scheint die Anwendung von Gasen, die länger als Luft wirken, nur bei sehr großen Foramina erforderlich zu sein. Vorteil einer kurz wirkenden Lufttamponade ist die postoperativ um einige Tage schneller einsetzende visuelle Rehabilitation, so dass die Patienten früher in ihren Alltag zurückkehren können. Eine frühe postoperative Untersuchung der Makula unter Einsatz der optischen Kohärenztomographie ist Voraussetzung für eine individualisierte Steuerung der Lagerung und für eine möglichst frühe Erkennung und Reoperation von nicht geschlossenen Makulalöchern.
Hintergrund: Die Einnahme vieler Antidepressiva und Antipsychotika in der frühen Schwangerschaft kann nach aktuellem Forschungsstand als sicher bezüglich des Risikos für Fehlbildungen erachtet werden. Daten hinsichtlich der Sicherheit einer Psychopharmakotherapie während der Stillperiode sind hingegen rar. Die meisten Betroffenen würden einerseits gerne ihre Kinder stillen, andererseits wollen sie aber auch sicher sein, dass sie ihrem Nachwuchs dadurch nicht schaden.
Ziele: Unser Ziel war es herauszufinden ob eine Korrelation zwischen der Tagesdosis der Psychopharmaka und der Medikamentenkonzentration im Serum sowie in der Muttermilch (MM) besteht. Weiterhin untersuchten wir, ob es eine allgemeingültige Regeln gibt, wie sich Muttermilchmedikamentenkonzentrationen im Tagesverlauf verhalten. Außerdem wollten wir herausfinden ob die Medikamentenexposition in der Schwangerschaft und/oder Stillperiode einen Einfluss auf die Entwicklung des Kindes in den ersten zwölf Lebensmonaten hat.
Methoden: Wir untersuchten therapeutische Medikamentenspiegel parallel in Serum und MM zu verschiedenen Zeitpunkten um herauszufinden wann die höchsten/niedrigsten Konzentrationen ermittelt werden konnten. Neben dem Talspiegel, nach 12 h oder 24 h (T1), sammelten wir Proben 4 h (T5) und 8 h (T6) nach der Medikamenteneinnahme sowie direkt nach der Medikamenteneinnahme (T2), 1 h nach T2 (T3) und direkt beim nächsten Stillen (T4). Die Messungen wurden im TDM Labor im Zentrum für psychsiche Gesundheit, Universitätsklinikum Würzburg mittels isokratischer reversed-phase high performance liquid Chromatographie durchgeführt. Wir rekrutierten 25 Patientinnen, die in der ambulanten Spezialsprechstunde für psychiatrische Erkrankungen in Schwangerschaft und Stillzeit behandelt wurden. 68% der Patientinnen nahmen in der Schwangerschaft schon ein Psychopharmakon ein. Die Patientinnen litten an unipolaren Depressionen (n = 15), bipolaren Störungen (n = 2), schizoaffektiven Störungen (n = 2) sowie Angst- (n = 4) und Zwangsstörungen (n = 2). Das Spektrum von Antidepressiva und Antipsychotika erstreckte sich von Amitriptylin/Nortriptylin, Clomipramin/N-Desmethyl-Clomipramin, Mirtazapin, Escitalopram, Citalopram, Sertralin, Venlafaxin/ O-Desmethyl-Venlafaxin bis hin zu Lamotrigin und Quetiapin. Weiterhin erfassten wir ob es postnatale Auffälligkeiten sowie im Verlauf Entwicklungsauffälligkeiten bei den exponierten Kinder gab (Daten aus den routinemäßigen U-Untersuchungen der ersten 12 Lebensmonate). Um mehr Daten zur Kindesentwicklung zu sammeln, interviewten wir in einem retrospektiven Unterprojekt 14 weitere Patientinnen, die in der Vergangenheit von der Thematik betroffen waren.
Ergebnisse: Die parallel bestimmten Talspiegel in Serum und MM korrelierten nicht signifikant bei der Analyse aller Medikamente zusammen oder bei der Analyse der einzelnen Medikamente (Spearman Rho Korrelation, p > 0,05). Die Talspiegel im Serum korrelierten weder signifikant mit den Muttermilchkonzentration nach 4 h (T5), noch mit denen nach 8 h (T6) (Spearman Rho Korrelation, p = 0,46; p = 0,08). Die Tagesdosis korrelierte signifikant mit dem Talspiegel im Serum (p = 0,001), jedoch nicht mit den gleichzeitig bestimmten Muttermilchkonzentrationen (p = 0,88). Die Konzentrationen von Venlafaxin in der MM fielen relativ hoch aus. Es zeigte sich eine große interindividuelle Variation der Konzentrationen der unterschiedlichen Medikamente zu verschiedenen Zeitpunkten. Clomipramin und Quetiapin konnten gar nicht oder nur in sehr niedrigen Konzentrationen in der MM gemessen werden (n = 2, n = 4) wie auch Sertralin (ohne Ausreißer-Werte) und Escitalopram. Auch konnte Quetiapin nicht im Serum eines gestillten Kindes nachgewiesen werden, bei dem wir Blutproben gewinnen konnten (n = 1). Keines der gestillten Kinder zeigte negative Auswirkungen aufgrund der Medikation. Die höchste „concentration-bydose-ratio“ (C/D) in der MM wurden für Venlafaxin (n = 4, C/D MM = 5,11) und Lamotrigin (n = 1, C/D MM = 10,0) errechnet, während Clomipramin (n = 2, C/D MM = 0,0), Quetiapin (n = 4, C/D MM = 0,02) und Sertralin (n = 3, C/D MM = 0,03) die niedrigsten Quotienten zeigten. Wir kalkulierten die höchste „milk-to-plasma-ratio“ (M/P) für Mirtazapin (n = 3, M/P = 3,92) und Venlafaxin (n = 2, M/P = 2,4) sowie die niedrigsten für Clomipramin (n = 2, M/P = 0), Quetiapin (n = 3, M/P = 0,03) und Sertralin (n = 3, M/P = 0,08), was für ein niedriges Eindringungsvermögen vom Serum in die MM spricht.
Die Extrakorporale Membranoxygenierung (ECMO) ist ein extrakorporales Organersatzverfahren, welches heutzutage insbesondere als Lungenersatzverfahren oder als kreislaufunterstützendes Verfahren zum Einsatz kommt. Seit dem ersten Einsatz 1971 im Rahmen eines posttraumatischen „Acute Respiratory Distress Syndrom“ (ARDS) ist die Zahl der ECMO-Behandlungen im kardiopulmonalen Bereich massiv gestiegen. Dennoch wird der Nutzen der ECMO kontrovers diskutiert. Die aktuellste randomisiert kontrollierte Studie aus dem Jahre 2018 konnte keinen signifikanten Nachweis erbringen, dass die Therapie des ARDS mittels einer ECMO einen Überlebensvorteil bringt. Randomisiert kontrollierte Studien bei Patienten mit kardiogenem Schock liegen zum gegenwärtigen Zeitpunkt nicht vor und für den Einsatz bei septischem Schock ist die Datenlage und Evidenz schwach. Angesichts der ungeklärten Evidenz und weil die ECMO ein komplexes, kostenintensives und mit Risiken verbundenes Verfahren ist, scheint eine sorgfältige Indikationsstellung unverzichtbar zu sein. Das Ziel unserer Studie war daher die Analyse der Mortalität bei Patienten mit Lungenversagen, kardiogenem Schock und septischem Schock. Darüber hinaus sollten mit der Mortalität assoziierte prognostische Variablen identifiziert werden. Des Weiteren sollte untersucht werden, ob sich mit steigender Fallzahl eine Lernkurve beobachten lässt.
Zu diesem Zwecke führten wir eine retrospektive Kohortenstudie an 131 Patienten durch, die zwischen April 2011 und Juli 2016 in der Asklepios Klinik Langen mit einer ECMO behandelt wurden. Die Patienten wurden hierbei in die drei oben genannten Gruppen kategorisiert. Mithilfe logistischer Regression erfolgte die Identifizierung prognostischer Variablen. Eine Lernkurve wurde anhand des „non-risk-adjusted cumulative observed minus expected failure graph“-Verfahrens erstellt.
Die Analyse der Daten ergab eine Gesamtmortalität von 56%. Die Mortalität bei Patienten mit Lungenversagen, kardiogenem Schock und septischem Schock betrug 54%, 59% bzw. 58%. Bei Patienten mit Lungenversagen waren das Alter, das Jahr und weniger als 20 Fälle pro Jahr signifikant mit der Mortalität assoziiert. Bei Patienten mit kardiogenem Schock waren mit der Mortalität assoziierte Variablen das Alter, der SAPS II-Score, der pH-Wert, der Serumlaktatwert prä-ECMO, der Basenüberschuss prä-ECMO sowie eine Hyperlipidämie. Bei Patienten mit septischem Schock konnten keine mit der Mortalität assoziierten Variablen identifiziert werden. In der multivariaten Regressionsanalyse nach Modellabbau zeigten sich in der gesamten Kohorte das Alter, das prä-ECMO Serumlaktat sowie weniger als 20 Fälle pro Jahr als signifikant mit der Mortalität assoziierte Variablen. Patienten, die vor 2014 behandelt wurden, also in einem Zeitraum mit weniger als 20 ECMO-Fällen pro Jahr, hatten eine signifikant höhere Mortalität als Patienten die im Intervall 2014-2016 behandelt wurden. Mit steigender Fallzahl konnte eine Lernkurve nachgewiesen werden, die einen Wendepunkt im Jahr 2014 zeigte. Der im Jahr 2014 beginnende Abwärtstrend signalisierte eine geringere Sterblichkeitsrate als erwartet.
Zusammenfassend ist die Mortalität in allen Indikationen weiter hoch. Die Fallzahl und damit auch die Erfahrung scheint eine wichtige Rolle in Bezug auf die Mortalität zu spielen. Des Weiteren unterstützen unsere Ergebnisse frühere Studien, die einen Einfluss des Alters und des prä-ECMO Laktat-Wertes auf die Mortalität zeigen konnten.
Flat Panel CT Pooled Blood Volume-Mappen vor mechanischer Rekanalisation beim akuten Schlaganfall
(2020)
In der Akutdiagnostik des Schlaganfalles sind die Multislice Computertomographie (MSCT) sowie gegebenenfalls die Kernspintomographie die radiologischen Methoden der Wahl zunächst zur Differenzierung eines ischämischen oder hämorrhagischen Geschehens sowie im Falle einer Ischämie zur Darstellung des Gefäßverschlusses und der Perfusionssituation. Mit Hilfe von Flat Panel Detektoren (flat panel detector computed tomography (FDCT)) in Angiographie-Einheiten konnten zunächst Schnittbilder des Kopfes ähnlich denen einer konventionellen MSCT angefertigt werden, womit ein Blutungsausschluss möglich ist. Des Weiteren wurden sogenannte „Pooled Blood Volume“ (PBV)-Karten entwickelt, welche konzipiert wurden, um das Areal mit vermindertem zerebralem Blutvolumen (cerebral blood volume = CBV) und somit annäherungsweise den Infarktkern darzustellen.
Innerhalb der letzten 10 Jahre hat sich die mechanische Rekanalisation als Therapie des akuten Verschlusses proximaler zerebraler Arterien durchgesetzt. Häufig müssen Patienten für die Intervention aus peripheren Krankenhäusern in Schlaganfall-Zentren verlegt werden, sodass eine Aktualisierung der zerebralen Perfusionsparameter zur Darstellung der Progression der Ischämie und zur Prognose-Abschätzung erstrebenswert ist. Gäbe es die Möglichkeit einer solchen Bildgebung innerhalb der Angiographie- und Interventions-Einheit, so könnte wertvolle Zeit, welche sonst für den innerklinischen Transport, Umlagerung des Patienten etc. benötigt wird, eingespart werden. Auch bei schwer betroffenen Patienten, welche direkt in das jeweilige Schlaganfall-Zentrum eingeliefert werden, könnte somit die Zeit zwischen Ankunft in der Klinik bis zur Gefäß-Rekanalisation bedeutsam verkürzt werden.
In der vorliegenden Studie wurde die Zuverlässigkeit der PBV-Karten hinsichtlich der Abschätzung des späteren Infarktareales untersucht. Hierfür wurden bei 29 aufeinanderfolgenden Patienten mit akuten intrakraniellen Verschlüssen der Arteria carotis interna oder Arteria cerebri media das präinterventionelle Volumen der in den Quellbildern der PBV-Karten dargestellten Minderperfusion mit dem finalen Infarktvolumen, wie es sich in den postinterventionellen konventionellen MSCT-Kontrollen darstellte, verglichen. Außerdem wurde durch Bestimmung der Hounsfield-Einheiten die Stärke der Minderperfusion in dem Areal der PBV-Veränderung gemessen und mit der gesunden Gegenseite verglichen. Die mechanische Rekanalisation war bei 26 der Patienten erfolgreich.
Insgesamt war das mediane präinterventionelle PBV-Defizit 9-mal größer als das mediane finale Infarktvolumen (86,4 ml (10,3; 111,6) versus 9,6 ml (3,6; 36,8)). Dieses Ergebnis basierte insbesondere auf der Subgruppe der erfolgreich rekanalisierten Patienten (PBV Defizit: 87,5 ml (10,6; 115,1), finales Infarktvolumen: 8,7 ml (3,6; 29)). Im Falle einer frustranen Intervention wurde das finale Infarktvolumen eher unterschätzt (PBV Defizit: 86,4 ml (5,9; -), finales Infarktvolumen: 116,4 ml (3,5; -)). Es gab keinen signifikanten Unterschied zwischen der HU Ratio im Bereich des später infarzierten Gewebes (0,45 (0,29; 0,51)) und der umgebenden minderperfundierten „Penumbra“ (0,4 (0,33; 0,5)) (p=0,679). Die HU Ratio zeigte eine signifikante negative Korrelation mit dem Volumen der PBV-Läsion (r= -0,448, p= 0,008).
Zusammenfassend wurde aus den Ergebnissen dieser Studie geschlossen, dass die FDCT PBV-Karten nicht zuverlässig das finale Infarktvolumen prognostizieren und daher keinen Einfluss auf die akute Therapieentscheidung haben sollten. Ursächlich sind technische und methodische Limitationen sowie die Art des untersuchten Perfusionsparameters.
Aufbau: Acoustic Radiation Force Impulse (ARFI)- Bildgebung ist eine auf der konventionellen Ultraschall- Bildgebung basierende Elastographie- Methode, die die quantitative Messung der Festigkeit und Elastizität von Gewebe ermöglicht. Das Ziel der vorliegenden Studie war es, ARFI- Bildgebung für die Differenzierung von Schilddrüsenknoten zu evaluieren und mit der bereits gut erprobten qualitativen Messmethode der Real-Time Elastographie (RTE) zu vergleichen.
Material und Methoden: ARFI- Bildgebung basiert auf der Aussendung von akustischen Impulsen in Gewebe, wodurch lokale Gewebeverschiebungen hervorgerufen werden. Die dabei entstehenden Transversalwellen wiederum werden über auf Korrelation basierende Methoden mittels Ultraschallwellen detektiert und in m/s angegeben. Einschlusskriterien der Studie waren: Knoten ≥ 5 mm sowie eine zytologische/histologische Aufarbeitung. Alle Patienten erhielten eine konventionelle Ultraschall- Untersuchung, eine Real-Time Elastographie sowie eine ARFI- Bildgebung.
Ergebnisse: Es standen 158 Knoten aus 138 Patienten zur Analyse zur Verfügung. 137 Knoten erbrachten bei der zytologischen/histologischen Aufarbeitung ein benignes Ergebnis, 21 Knoten hingegen wurden als maligne eingestuft. Die mittlere Geschwindigkeit der Messungen der ARFI- Bildgebung in gesundem Schilddrüsengewebe betrug 1,76 m/s, in benignen Knoten 1,90 m/s und in malignen Knoten 2,69 m/s. Es konnte kein signifikanter Unterschied der mittleren Geschwindigkeit zwischen gesundem Schilddrüsengewebe und benignen Knoten ermitteltet werden, wohingegen ein signifikanter Unterschied zwischen malignen Knoten und gesundem Schilddrüsengewebe (p= 0,0019) einerseits und benignen Schilddrüsenknoten (p=0,0039) andererseits bestand. Für die diagnostische Genauigkeit bei der Diagnose von malignen Schilddrüsenknoten konnte kein signifikanter Unterschied zwischen RTE und ARFI- Bildgebung festgestellt werden (0,74 vs. 0,69, p=0,54). Die Kombination von RTE und ARFI- Bildgebung erhöhte die Spezifität bei der Diagnose von malignen Schilddrüsenknoten von 72% (nur RTE) auf 92% (kombiniert).
Schlussfolgerungen: ARFI- Bildgebung kann als zusätzliche Methode bei der diagnostischen Aufarbeitung von Schilddrüsenknoten genutzt werden und liefert dabei einen hohen negativen prädiktiven Wert sowie vergleichbare Ergebnisse wie die RTE.
Einleitung: Der Typ 1 Diabetes (T1D) ist eine Autoimmunendokrinopathie, die mit zahlreichen Langzeitkomplikationen assoziiert ist. Kardiovaskuläre Erkrankungen (CVD) stellen hierbei den zentralen Grund für Morbidität und Mortalität dar. Ihre Pathogenese wird zunehmend im Kontext autoimmunologischer Prozesse diskutiert. Wir konnten bereits zeigen, dass Vitamin D (VD) sowohl immunmodulatorische als auch gefäßprotektive Effekte vermittelt. Daher untersuchten wir, ob durch VD die inflammatorische Aktivität CD8+ zytotoxischer T-Zellen (CTL) von Patienten mit T1D ohne und mit kardiovaskulärer Komplikation beeinflusst werden kann.
Methoden: Primär isolierte CTLs von sowohl Patienten mit T1D ohne (T1D Ø CVD, n = 20) und mit CVD (T1D + CVD, n = 20) als auch von gesunden Kontrollprobanden (HCs , n = 20) wurden über 72 h in An- bzw. Abwesenheit (+/-VD) von VD (1,25(OH)2D3) kultiviert. Die relative mRNA-Transkriptmenge der Zytokine IL-2, TNF-α, IFN-γ, IL-4, IL-6 und IL-10 sowie der Zelloberflächen- und Seneszenzmarker CD28, CD57 und CD95 wurde mittels RTqPCR analysiert. Zudem wurde die Proteinkonzentration der sezernierten Zytokine mittels CBA quantifiziert.
Ergebnisse: Die VD-Behandlung in vitro reduzierte die relative mRNA-Transkriptmenge von IL-2 (p = 0.01 und p = 0.02 resp.) und IFN-γ (p = 2x10-6 resp.) in CTLs von Patienten und HCs während die Genexpression von IL-4 (p = 2x10-6 und p = 2x10-3 resp.) und IL-6 (p = 2x10-6 und p = 4x10-6 resp.) erhöht wurde. Überdies war der VD-Effekt (ΔVDbehandelt-unbehandelt) auf die IL-4 Genexpression bei T1D + CVD stärker ausgeprägt als in der Kontrollgruppe (1.7 vs. 1.1; p = 0.03). Subgruppenanalysen zeigten zudem eine reduzierte IL-2 Genexpression durch die Behandlung mit VD in vitro bei T1D + CVD bei manifester diabetischer Nephropathie (142 vs. 97; p = 0.04) wohingegen dies bei erhaltener Nierenfunktion nicht beobachtet werden konnte (62 vs. 56; p = 0.31).
Schlussfolgerung: Die breite Modifikation der Genexpressionslevel untersuchter Zytokine bestätigt den immunmodulatorischen Effekt von VD bei Patienten mit T1D und kardiovaskulärer Komplikation. Die stark reduzierte Genexpression des pro-inflammatorischen IFN-γ legt hierbei einen potenziellen Effekt von VD in der Prävention chronisch-inflammatorischer Prozesse nahe. Die gruppenübergreifend unterschiedlich ausgeprägten VD-Effekte auf die Genexpression von IL-4 sowie die Subgruppenanalysen deuten jedoch auf eine relevante Heterogenität der immunmodulatorischen VD-Effekte hin: sowohl der individuelle klinische Zustand unter Einbeziehung assoziierter Komorbiditäten wie der diabetischen Nephropathie als auch die genetischen Variationen des VD-Systems müssen in groß angelegten Follow-up-Studien weiter untersucht werden, um optimale VD-Dosis-Effekte für klinisch relevante Subgruppen zu identifizieren.
Inflammation is a crucial part of immune responses towards invading pathogens or tissue damage. While inflammatory reactions are aimed at removing the triggering stimulus, it is important that these processes are terminated in a coordinate manner to prevent excessive tissue damage due to the highly reactive inflammatory environment. Initiation of inflammatory responses was proposed to be regulated predominantly at a transcriptional level, whereas post-transcriptional modes of regulation appear to be crucial for resolution of inflammation. The RNA-binding protein tristetraprolin (TTP) interacts with AU-rich elements in the 3′ untranslated region of mRNAs, recruits deadenylase complexes and thereby facilitates degradation of its targets. As TTP regulates the mRNA stability of numerous inflammatory mediators, it was put forward as a crucial post-transcriptional regulator of inflammation. Here, we summarize the current understanding of the function of TTP with a specific focus on its role in adding to resolution of inflammation.
Ziel der Studie: Eine psychische Komorbidität spielt im Kontext mit weiteren persönlichen, sozialen und beruflichen Faktoren bei der Ermittlung des spezifischen Rehabilitationsbedarfs der Patienten in Deutschland eine immer bedeutendere Rolle. Um die Zuweisung von Patienten zu einer Rehabilitationsform besser ausdifferenzieren zu können, soll im Rahmen dieser retrospektiven Analyse ermittelt werden, von welchem der beiden untersuchten Rehabilitationskonzepte (OR/VMO) Patienten mit psychischer Komorbidität unter Berücksichtigung von Geschlecht, Erwerbsstatus und orthopädischer Hauptdiagnose stärker profitieren.
Methodik: Mittels der Screening-Fragebögen HADS-A, HADS-D, SIMBO und BPI sowie eines Klinikfragebogens zu Beginn der Rehabilitation wurden Angaben von 913 Probanden (529 m/384 w) ausgewertet. Hiervon wurden 43 % der OR und 57 % der VMO zugewiesen. So wurde die Häufigkeitsverteilung der Faktoren psychische Komorbidität, Geschlecht, Erwerbsstatus und orthopädische Hauptdiagnose festgestellt. Mittels HADS wurde am Ende der Therapie der Benefit durch Vergleich der Scorewert-Mediane ermittelt.
Ergebnisse: Häufigkeitsverteilungen und die Entwicklung der HADS-Scores zeigen, dass die im Vorfeld erfolgte Einteilung gemäß psychischer Komorbidität korrekt war. Frauen waren häufiger von einer psychischen Komorbidität betroffen und erzielten in der VMO größere Erfolge. Bezüglich der orthopädischen Hauptdiagnose ergab sich eine hohe Prävalenz von HWS- und LWS-Beschwerden. Beim Erwerbsstatus (Arbeits(un)fähigkeit, Arbeitslosigkeit, berufliche Problemlage) zeigte sich ein diffuseres Bild, das keine generalisierende Aussage bezüglich der arbeitsweltbezogenen Faktoren zulässt.
Schlussfolgerungen: Das Vorliegen einer psychischen Komorbidität stellt einen zielführenden Indikator dar, der als eines der Hauptzuweisungskriterien zur VMO beizubehalten ist. Auch das weibliche Geschlecht in Verbindung mit dem Vorliegen einer psychischen Komorbidität ist als adäquates Kriterium anzusehen. Bezüglich der orthopädischen Hauptdiagnose können insbesondere HWS-Beschwerden als Zuweisungskriterium geeignet sein. Aufgrund der sehr heterogenen Ergebnisse hinsichtlich der Aspekte des Erwerbsstatus lässt sich festhalten, dass diesbezüglich eine Zuweisung zu einem arbeitsweltbezogenen Therapiekonzept (z. B. MBOR) zielführender erscheint.
Die Zahl der Verfahren und der Sterilisationen nach dem Gesetz zur Verhütung erbkranken Nachwuchses
(2015)
In dem Buch wird die Zahl der Verfahren nach dem Gesetz zur Verhütung erbkranken Nachwuchses von 1934 bis 1945 (nach Hochrechnung) im "Altreich" auf ca. 436.000 geschätzt. Durchgeführt wurden laut Schätzung im "Altreich" ca. 294.000 Sterilisationen. Dazu kommen noch ca. 10.000 bis 20.000 Sterilisationen in den "angeschlossenen" oder annektierten Gebieten bis 1945.