Institutes
Refine
Year of publication
- 2021 (767)
- 2022 (493)
- 2020 (318)
- 2023 (221)
- 2019 (78)
- 2024 (63)
- 2018 (48)
- 2013 (39)
- 2012 (34)
- 2017 (34)
- 2004 (32)
- 2014 (29)
- 2015 (26)
- 2010 (23)
- 2011 (23)
- 1991 (22)
- 2008 (20)
- 1993 (19)
- 1994 (18)
- 2005 (18)
- 2009 (18)
- 1998 (15)
- 2016 (15)
- 2003 (14)
- 2001 (13)
- 2000 (12)
- 2006 (12)
- 1988 (10)
- 1990 (10)
- 2002 (10)
- 2007 (10)
- 1992 (9)
- 1995 (9)
- 1996 (9)
- 1999 (9)
- 1983 (7)
- 1984 (6)
- 1989 (5)
- 1997 (5)
- 1977 (4)
- 1981 (4)
- 1985 (4)
- 1975 (3)
- 1986 (3)
- 1953 (2)
- 1959 (2)
- 1961 (2)
- 1963 (2)
- 1982 (2)
- 1954 (1)
- 1958 (1)
- 1960 (1)
- 1962 (1)
- 1971 (1)
- 1987 (1)
Document Type
- Article (1781)
- Doctoral Thesis (433)
- Preprint (157)
- Conference Proceeding (104)
- Review (32)
- Book (17)
- Part of Periodical (12)
- Contribution to a Periodical (9)
- Part of a Book (7)
- Report (3)
Has Fulltext
- yes (2557)
Is part of the Bibliography
- no (2557)
Keywords
- COVID-19 (43)
- SARS-CoV-2 (36)
- inflammation (30)
- Epilepsy (19)
- Video (19)
- Inflammation (17)
- prostate cancer (16)
- ADHD (13)
- Cancer (12)
- autophagy (12)
Institute
- Medizin (2557)
- Biowissenschaften (32)
- Biochemie und Chemie (30)
- Biochemie, Chemie und Pharmazie (29)
- Georg-Speyer-Haus (25)
- Buchmann Institut für Molekulare Lebenswissenschaften (BMLS) (19)
- Zentrum für Arzneimittelforschung, Entwicklung und Sicherheit (ZAFES) (19)
- Präsidium (17)
- Frankfurt Institute for Advanced Studies (FIAS) (16)
- Ernst Strüngmann Institut (12)
Eine barrierefreie Teilnahme am alltäglichen Leben stellt für Menschen mit aktiver Epilepsie häufig eine Herausforderung dar. Epileptische Anfälle können in Kindergarten, Schule und am Arbeitsplatz sowie im häuslichen Umfeld Unsicherheit und Überforderung hervorrufen. Individuell erstellte Pläne für Betreuende, Angehörige, Aufsichtspersonen und den Rettungsdienst sollen im Falle eines akuten Anfalls geeignete Handlungsanweisungen geben. Bisher gibt es hierfür im deutschsprachigen Raum keine standardisierten Vorlagen. Mit den Handlungsplänen bei epileptischen Anfällen für Laien (HEAL) bzw. Therapeuten (HEAT) werden hier 2 Formulare vorgestellt, die zum einen eine standardisierte Grundlage bieten und andererseits leicht auf den individuellen Bedarf angepasst werden können.
Akzidentielle Injektion eines unbekannten Notfallantidots zur Acetylcholinesteraseaktivierung
(2021)
In Deutschland erkranken pro Jahr bis zu 12.000 Menschen neu an Leukämie. Leukämie ist eine schwere onkologische Erkrankung, bei der reifes Knochenmarkgewebe in Folge von Mutationen unreifer und defekter Vorläuferzellen (leukämischen Blasten) verdrängt wird. Dies führt zu einer zunehmend eingeschränkten Blutbildung. Akute Leukämieformen können unbehandelt innerhalb von wenigen Wochen zum Tode führen und erfordern deshalb eine umgehende Diagnostik sowie einen raschen Therapiebeginn. Heilungschancen bestehen dann, wenn durch die Transplantation von gesunden hämatopoetischen Stammzellen (HSZT) das erkrankte Knochenmark ausreichend ersetzt wird. Leider sind Abstoßungsreaktionen des Spendermaterials (engl.: Graft-versus-Host-Disease, GvHD) keine Seltenheit.
Natürliche Killerzellen (NK-Zellen) stellen die kleinste Lymphozytenpopulation im menschlichen Blut dar und werden dem angeborenen Immunsystem zugerechnet. Sie wurden erstmals 1975 durch die Forscher Kiessling, Klein et al. entdeckt.17 Aufgrund ihrer Fähigkeit bestimmte Tumorzellen in vitro zu töten, wächst das Interesse an der Erforschung ihrer aktivierenden und inhibierenden Oberflächenrezeptoren. Die Killer-Zell-Immunoglobulin-ähnlichen Rezeptoren (KIRs) bilden dabei eine besonders diverse NKZell-Rezeptorfamilie. Lokalisiert auf Chromosom 19 liegen bis zu 17 hochpolymorphe KIRGene. Die genetische Ausstattung und Oberflächenexpression variiert von Individuum zu Individuum und bildet die Voraussetzung für die vorhandene Diversität KIR-exprimierender NK-Zellen. NK-Zellen besitzen die Fähigkeit, Gewebezellen in „körpereigen“ oder „fremd“ zu kategorisieren. Inhibitorische Killer-Immunoglobulin-ähnliche Rezeptoren (iKIR) nutzen dazu HLA-Klasse-I-Proteine (MHC-I) auf der Oberfläche gesunder Zellen. Diese schützen sie vor einem zytotoxischen NK-Zell-Angriff. NK-Zellen durchlaufen im Vorfeld einen komplexen Ausbildungssprozess48, an dessen Ende lizensierte Effektorzellen stehen. Diese können mittels gezielter Zytolyse krebstransformierte, zellulär-gestresste, sowie viralinfizierte Zellen im intakten Organismus erkennen und abtöten.
Die Spenderauswahl ist ein wichtiger Faktor für den Erfolg einer Stammzelltransplantation. Infundierte Spender NK-Zellen schützen das Transplantat, indem sie als wirksame Effektorzellen verbleibende Leukämiezellen aktiv eliminieren. Diese wünschenswerte Nebenwirkung wird als Graft-versus-Leukämie (GvL)-Effekt bezeichnet. Ruggeri et al. konnte zeigen, dass insbesondere Transplantationsstrategien, die auf KIR-Ligand-Fehlpaarungen (engl.: KIR-HLA-mismatch) basieren, zu weniger Rückfällen, weniger GvHD und einem besseren Gesamtüberleben bei Patienten mit akuter myeloischer Leukämie (AML) nach HSZT führt. Der KIR-HLA-mismatch wird mittlerweile aufgrund ausreichender Datenlage bei der Auswahl passender NK-Zell-Spender berücksichtigt und die Untersuchung auf die An- bzw. Abwesenheit bestimmter KIR-Gene (Haplotypisierung)
mittlerweile neben der HLA-Typisierung standardisiert in vielen Instituten durchgeführt. Daneben finden sich immer mehr Hinweise dafür, dass bereits einzelne allelische Polymorphismen innerhalb der KIR-Gene einzelner Spender großen Einfluss auf die Funktionalität ihrer NK-Zellen nehmen. Die allelische Subtypisierung von KIRs stellt aufgrund stetig steigender Zahlen neu entdeckter Allele eine Herausforderung dar. Im Januar 2019 sind für KIR2DL1 bereits 66 Allele beschrieben und für KIR3DL1 sogar 150 Allele in der Immuno Polymorphism Database (IPD) hinterlegt.
Die vorliegende Arbeit präsentiert ein praktikables Subtypisierungsverfahren, um allelische Unterschiede innerhalb der Genloci der NK-Zell-Rezeptoren KIR2DL1 und KIR3DL1 zu untersuchen. Für die Experimente wurden NK-Zellen von 20 gesunden Spendern funktionell untersucht und KIR-genetisch analysiert. Ziel war es innerhalb dieser Individuen besonders potente NK-Zellspender zu identifizieren und diese anhand bestimmter Polymorphismen und/ oder der Expression von KIR-Rezeptoren zu charakterisieren. Bei der Subtypisierung der KIR2DL1-Gene konnten 12 verschiedene, bereits bekannte KIR2DL1-Allele bestimmt werden. Die häufigsten Allele waren dabei 2DL1*001, *00201, *00302, *00401 und *00403. 5 der 20 Spender konnten der funktionell hochpotenten R245–Allelgruppe (AS Arginin an Pos. 245) zugeordnet werden. Spender 13 zeigte bei negativer KIR2DL1-SSP eine vermeintlich neue Nullallelvariante, Spender 20 eine neue heterozygote Variante, resultierend in der Kombination eines Arginin mit Alanin (R/A). Bei der allelischer Subtypisierung von KIR3DL1 wurden 25 verschiedene, bereits bekannte KIR3DL1-Allele bei den 20 Spendern bestimmt. Spender 2 zeigt zahlreiche, vorwiegend homozygote Abweichungen von der Referenzfrequenz, insbesondere im Exon 5, und wurde als neue Allelvariante gewertet. Die häufigsten KIR3DL1-Allele waren 3DL1*00101, *002 und *087. Mittels durchflusszytometrischer Messung konnte gezeigt werden, dass das bekannte Nullallel 3DL1*0040101 bei Spender 14 zu keiner Oberflächenexpression des Rezeptors führt215, während Spendern 11 und 16 als Träger des 3DL1*00402 Allels eine Oberflächenexpression von rund 10% präsentierten. Um die Spender NK-Zellen der gebildeten Gruppen funktionell zu testen, wurden die NK-Zellen experimentell mit vier unterschiedlichen transgenen L721.221-Zelllinien stimuliert. Die funktionelle Potenz der
gespendeten NK-Zellen wurde mittels eines CD107-Degranulationsassays gemessen. Nach aktuellem Stand sind nur für 53 der 150 KIR3DL1-Allele die allelischen Expressionsmuster untersucht worden. Dies bedeutet im Umkehrschluss, dass für rund 65% der bekannten KIR3DL1-Allele Daten zur Funktionalität fehlen, und damit der größte Anteil der ermittelten Allele von 6 Spendern der unknown-Expression (KIR3DL1u/u) Gruppe zugeordnet wurde. Die Spender 4 und 19 der high-Expressiongruppe (KIR3DL1h/h), sowie Spender 5 und 10 der KIR3DL1u/u-Gruppe mit den Allelen 3DL1*053, *087, *109 und Spender 2 als Träger zweier neuer KIR3DL1-Allele, zeigten in toto die besten funktionellen Ergebnisse in den Experimenten gegen die verwendete B-lymphoblastoide L721.221-Zellinien. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit zeigen, dass bei der Spenderauswahl für NK-Zellbasierten Immuntherapie neben der Genotypisierung die allelische KIR-Subtypisierung als wertvolles Werkzeug entschiedener berücksichtigt werden sollte. Dafür ist es jedoch notwendig weiter an KIR-Subtypisierung und -Gruppierung Strategien zu arbeiten, um Natürlichen Killerzellen Wege in die klinische Standardpraxis zu bahnen.
Die allergische Rhinitis hat sich in den letzten Jahrzehnten durch Anstieg der Prävalenz und Zunahme von Symptomhäufigkeit und -schwere zu einem global bedeutsamen und kostenintensiven Gesundheitsproblem entwickelt. Mit Hilfe der derzeit geltenden Behandlungsoptionen kann eine deutliche Verbesserung der Lebensqualität erzielt werden, eine langfristige Heilung ist bislang eher selten und eine Prophylaxe von Neuerkrankungen kaum möglich. Aufgrund des hohen Forschungsaufkommens zur AR existieren weltweit eine Vielzahl an Publikationen, welche z. B. Untersuchungen zur Entschlüsselung der Pathomechanismen dieser multifaktoriellen Erkrankung, Studien für effektive pharmakologische Therapien und Forschungen auf dem Gebiet der Immunmodulation beinhalten.
In dieser Arbeit wurde eine quantitative Analyse dieser wissenschaftlichen Arbeiten unter Zuhilfenahme von szientometrische Verfahren durchgeführt, wobei auf die Daten der Datenbank des "ISI Web of Science" zurückgegriffen wurde. Nach Festlegung eines komplexen Suchbegriffes, der alle relevanten Arbeiten zum Thema der AR einschließt, wurden die 11.951 im ISI WoS veröffentlichten Publikationen (Zeitraum von 1900-2007) im Rahmen von unterschiedlichsten Fragestellungen untersucht und die Ergebnisse kritisch begutachtet. Für die Darstellung der Fakten mit der höchsten Relevanz wurden verschiedene Diagrammarten zur grafischen Präsentation gewählt. Globale Sachverhalte wurden überwiegend anhand von Diffusionskartenanamorphoten veranschaulicht.
Seit Beginn der 90er-Jahre ist ein sprunghafter Anstieg von wissenschaftlichen Veröffentlichungen zum Thema der AR zu konstatieren. Die höchste Zahl an Veröffentlichungen konnte für das letzte Jahr der Analyse mit 923 Artikeln festgestellt werden. Anhand der seit 1991 stark zunehmenden Anzahl an Veröffentlichungen und den bereits seit Mitte der 80er-Jahre anhaltend hohen Zitationszahlen kann spätestens mit Beginn der 90er-Jahre ein großes wissenschaftliches Interesse an der AR insbesondere in den Industrienationen abgelesen werden, welches scheinbar bis zum letzten Analysejahr fortbestand. Fast 50% aller veröffentlichten Artikel stammen aus nur 4 Industrienationen. Dazu zählen die USA, das UK, Deutschland und Japan, wovon allein die USA fast ein Viertel der gesamten Publikationen auf sich vereint.
Mehr als 90% der analysierten wissenschaftlichen Artikel aus über 110 Herkunftsländern wurden in englischer Sprache veröffentlicht. Etwas über 4% aller Artikel wurden in deutscher und ca. 2% in französischer Sprache publiziert.
Bei den Zeitschriftenanalysen hatten vor allem auf Allergie und Immunologie spezialisierte Zeitschriften die größte Anzahl an Veröffentlichungen zu verzeichnen, wobei die Journale "Journal of Allergy and Clinical Immunology" und "Allergy" die meisten Artikel (jeweils über 1.000 Publikationen) veröffentlicht haben. Die Fachzeitschrift "Journal of Allergy and Clinical Immunology" wurde mit Abstand am häufigsten zitiert (35.572 Zitate). Die höchsten Zitationsraten wurden für die weltweit bekannten und renommierten Fachjournale "The New England Journal of Medicine" und "The Lancet" ermittelt.
Nach Ländern gewichtet, wurden vor allem Publikationen aus den USA, dem UK und Deutschland äußerst häufig zitiert. Auch die ermittelten H-Indices dieser 3 Länder waren die höchsten, was bei den Untersuchungen jedoch in direktem Zusammenhang mit der großen Zahl an von diesen Ländern hervorgebrachten wissenschaftlichen Artikel gesehen werden muss. Bei Betrachtung der Zitationsraten liegen beispielsweise andere Länder, wie z. B. Neuseeland, Indien, Norwegen und Finnland, an der Spitze, obwohl dort deutlich weniger Artikel veröffentlicht wurden.
Im Rahmen der Analysen dieser Arbeit konnte aufgezeigt werden, dass die Zahl der Kooperationen zwischen Autoren und Ländern in den letzten Jahren stark zugenommen hat. Als Gründe können z. B. die verbesserten internationalen Beziehungen, die Globalisierung, sowie die sich ständig weiterentwickelnden technischen Kommunikationsmöglichkeiten hervorgehoben werden. Sehr intensive wissenschaftliche Beziehungen konnten zwischen den USA und dem UK, sowie den USA und Kanada, aber auch innerhalb Europas, z. B. zwischen dem UK und Schweden, festgestellt werden.
Die Analysen dieser Arbeit geben für die Datenbank "ISI WoS" in dem untersuchten Zeitraum ein v. a. in den Industrienationen bestehendes, aber tendenziell weltweit zunehmendes Forschungsinteresse zum Thema der AR wieder, wobei v. a. in den letzten Jahren ein Anstieg von nationalen und internationalen Kooperationsbeziehungen zu beobachten war. In den nächsten Jahrzehnten wird sich zeigen inwieweit sich das Publikationsverhalten entwickeln wird und ob beständige Forschung auf diesem Gebiet zu einer deutlichen Reduktion der hohen Prävalenz beitragen kann. Für die Betroffenen bleibt zu hoffen, dass in Zukunft weitere wichtige Erkenntnisse über diese Erkrankung gewonnen und daraus optimierte Behandlungsmöglichkeiten resultieren werden.
Highlights
• Up-to-date overview on developing new medications including candidates with novel bioloigical targets for the treatment of anxiety disorders and PTSD.
• Targeting glutamatergic, cholinergic and neurosteroid mechanisms can produce acute anxiolytic effects.
• Drugs, including psychedelics, are hypothesized to produce neuroplasticity to cause enduring clinical effects.
• Combining medication with psychological approaches may augment therapeutic efficacy.
• Advances in circuit neuroscience can be leveraged to inform the design of rationale drug targets.
Abstract
Psychiatric disorders associated with psychological trauma, stress and anxiety are a highly prevalent and increasing cause of morbidity worldwide. Current therapeutic approaches, including medication, are effective in alleviating symptoms of anxiety disorders and posttraumatic stress disorder (PTSD), at least in some individuals, but have unwanted side-effects and do not resolve underlying pathophysiology. After a period of stagnation, there is renewed enthusiasm from public, academic and commercial parties in designing and developing drug treatments for these disorders. Here, we aim to provide a snapshot of the current state of this field that is written for neuropharmacologists, but also practicing clinicians and the interested lay-reader. After introducing currently available drug treatments, we summarize recent/ongoing clinical assessment of novel medicines for anxiety and PTSD, grouped according to primary neurochemical targets and their potential to produce acute and/or enduring therapeutic effects. The evaluation of putative treatments targeting monoamine (including psychedelics), GABA, glutamate, cannabinoid, cholinergic and neuropeptide systems, amongst others, are discussed. We emphasize the importance of designing and clinically assessing new medications based on a firm understanding of the underlying neurobiology stemming from the rapid advances being made in neuroscience. This includes harnessing neuroplasticity to bring about lasting beneficial changes in the brain rather than – as many current medications do – produce a transient attenuation of symptoms, as exemplified by combining psychotropic/cognitive enhancing drugs with psychotherapeutic approaches. We conclude by noting some of the other emerging trends in this promising new phase of drug development.
Background: Because of limitations of transportation imposed by the COVID-19 pandemic, current recommendation calls for cryopreservation of allogeneic stem cell transplants before patient conditioning. A single cell therapy laboratory was selected to function as the central cryopreservation hub for all European registry donor transplants intended for the Australian-Pacific region. We examined properties of these transplants to ascertain how quality is maintained.
Methods: We analyzed 100 pandemic-related allogeneic mobilized blood-derived stem cell apheresis products generated at 30 collection sites throughout Europe, shipped to and cryopreserved at our center between April and November of 2020. Products were shipped in the cool, subsequently frozen with DMSO as cryoprotectant. Irrespective of origin, all products were frozen within the prescribed shelf-life of 72 h.
Results: Prior to cryopreservation, viable stem cell and leukocyte count according to the collection site and our reference laboratory were highly concordant (r2 = 0.96 and 0.93, respectively) and viability was > 90% in all instances. Median nominal post-thaw recovery of viable CD34+ cells was 42%. Weakly associated with poorer CD34+ cell recovery was higher leukocyte concentration, but not time lag between apheresis or addition of cryopreservant, respectively, and start of freezing. The correlation between pre- and post-thaw CD34+ cell dose was high (r2 = 0.85), hence predictable. Neutrophil and platelet engraftment were prompt with no evidence of dose dependency within the range of administered cell doses (1.31–15.56 × 106 CD34+ cells/kg).
Conclusions: General cryopreservation of allogeneic stem cell transplants is feasible. While more than half of the CD34+ cell content is lost, the remaining stem cells ensure timely engraftment.
Alcoholism is one of the leading and increasingly prevalent reasons of liver associated morbidity and mortality worldwide. Alcoholic hepatitis (AH) constitutes a severe disease with currently no satisfying treatment options. Lipoxin A4 (LXA4), a 15-lipoxygenase (ALOX15)-dependent lipid mediator involved in resolution of inflammation, showed promising pre-clinical results in the therapy of several inflammatory diseases. Since inflammation is a main driver of disease progression in alcoholic hepatitis, we investigated the impact of endogenous ALOX15-dependent lipid mediators and exogenously applied LXA4 on AH development. A mouse model for alcoholic steatohepatitis (NIAAA model) was tested in Alox12/15+/+ and Alox12/15−/− mice, with or without supplementation of LXA4. Absence of Alox12/15 aggravated parameters of liver disease, increased hepatic immune cell infiltration in AH, and elevated systemic neutrophils as a marker for systemic inflammation. Interestingly, i.p. injections of LXA4 significantly lowered transaminase levels only in Alox12/15−/− mice and reduced hepatic immune cell infiltration as well as systemic inflammatory cytokine expression in both genotypes, even though steatosis progressed. Thus, while LXA4 injection attenuated selected parameters of disease progression in Alox12/15−/− mice, its beneficial impact on immunity was also apparent in Alox12/15+/+ mice. In conclusion, pro-resolving lipid mediators may be beneficial to reduce inflammation in alcoholic hepatitis.
The crystal structure of the bovine Rieske iron-sulfur protein indicates a sulfur atom (S-1) of the iron-sulfur cluster and the sulfur atom (Sgamma) of a cysteine residue that coordinates one of the iron atoms form hydrogen bonds with the hydroxyl groups of Ser-163 and Tyr-165, respectively. We have altered the equivalent Ser-183 and Tyr-185 in the Saccharomyces cerevisiae Rieske iron-sulfur protein by site-directed mutagenesis of the iron-sulfur protein gene to examine how these hydrogen bonds affect the midpoint potential of the iron-sulfur cluster and how changes in the midpoint potential affect the activity of the enzyme. Eliminating the hydrogen bond from the hydroxyl group of Ser-183 to S-1 of the cluster lowers the midpoint potential of the cluster by 130 mV, and eliminating the hydrogen bond from the hydroxyl group of Tyr-185 to Sgamma of Cys-159 lowers the midpoint potential by 65 mV. Eliminating both hydrogen bonds has an approximately additive effect, lowering the midpoint potential by 180 mV. Thus, these hydrogen bonds contribute significantly to the positive midpoint potential of the cluster but are not essential for its assembly. The activity of the bc1 complex decreases with the decrease in midpoint potential, confirming that oxidation of ubiquinol by the iron-sulfur protein is the rate-limiting partial reaction in the bc1 complex, and that the rate of this reaction is extensively influenced by the midpoint potential of the iron-sulfur cluster.
Highlights
• A big dataset reveals age-related alterations in EEG biomarkers and cognition.
• Prominent decline of individual alpha peak frequency primarily in temporal lobes.
• A positive association between individual alpha peak frequency and working memory.
• Absence of age-related alpha power decline when controlling for 1/f decay of the PSD.
• Alpha power is negatively associated with the speed of processing in elderly sample.
Abstract
While many structural and biochemical changes in the brain have previously been associated with older age, findings concerning functional properties of neuronal networks, as reflected in their electrophysiological signatures, remain rather controversial. These discrepancies might arise due to several reasons, including diverse factors determining general spectral slowing in the alpha frequency range as well as amplitude mixing between the rhythmic and non-rhythmic parameters. We used a large dataset (N = 1703, mean age 70) to comprehensively investigate age-related alterations in multiple EEG biomarkers taking into account rhythmic and non-rhythmic activity and their individual contributions to cognitive performance. While we found strong evidence for an individual alpha peak frequency (IAF) decline in older age, we did not observe a significant relationship between theta power and age while controlling for IAF. Not only did IAF decline with age, but it was also positively associated with interference resolution in a working memory task primarily in the right and left temporal lobes suggesting its functional role in information sampling. Critically, we did not detect a significant relationship between alpha power and age when controlling for the 1/f spectral slope, while the latter one showed age-related alterations. These findings thus suggest that the entanglement of IAF slowing and power in the theta frequency range, as well as 1/f slope and alpha power measures, might explain inconsistencies reported previously in the literature. Finally, despite the absence of age-related alterations, alpha power was negatively associated with the speed of processing in the right frontal lobe while 1/f slope showed no consistent relationship to cognitive performance. Our results thus demonstrate that multiple electrophysiological features, as well as their interplay, should be considered for the comprehensive assessment of association between age, neuronal activity, and cognitive performance.
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.
Ataxia telangiectasia (A-T) is a devastating multi-system disorder characterized by progressive cerebellar ataxia and immunodeficiency. The neurological decline may be caused by multiple factors of which ongoing inflammation and oxidative stress may play a dominant role. The objective of the present investigation was to determine cerebrospinal fluid (CSF) proteins and possible low-grade inflammation and its relation to age and neurological deterioration. In the present study, we investigated 15 patients with A-T from 2 to 16 years. Our investigation included blood and CSF tests, clinical neurological examination, A-T score, and MRI findings. The albumin ratio (AR) was analyzed to determine the blood–brain-barrier function. In addition, inflammatory cytokines (IL-1α, IL-6, IL-8, IL-12 p40, IL-17A, IFN-γ, TNF-α) were measured by the multiplex cytometric bead array. We compared the results with those from an age-matched control group. Three of the A-T patients were analyzed separately (one after resection of a cerebral meningioma, one after radiation and chemotherapy due to leukemia, one after stem cell transplantation). Patient had significantly more moderate and severe side effects due to CSF puncture (vomiting, headache, need for anti-emetic drugs) compared with healthy controls. Total protein, albumin, and the AR increased with age indicating a disturbed blood barrier function in older children. There were no differences for cytokines in serum and CSF with the exception of IL-2, which was significantly higher in controls in serum. The AR is significantly altered in A-T patients, but low-grade inflammation is not detectable in serum and CSF.
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.
Onkologische Erkrankungen im Kindesalter und jungen Erwachsenenalter haben nicht selten eine gute Prognose. Entsprechend wird für Betroffene früher oder später die Frage relevant, inwieweit nach einer onkologischen Behandlung die Fertilität beeinträchtigt ist. Nicht nur der Zeitraum der Fertilität, sondern auch die Wahrscheinlichkeit eines vorzeitigen Ovarialversagens mit allen Risiken eines längerfristigen Östrogenmangels ist für die Lebensplanung der Frauen wichtig. Mittlerweile können vor Behandlung fertilitätserhaltende Maßnahmen angeboten werden. Sie bieten manchmal die einzige Chance, auf ovarielle Reserven nach Behandlung zurückgreifen zu können, sind aber nicht immer nötig und von späterem Nutzen. Das Anti-Müller-Hormon (AMH) hat sich als validester Marker für die Beurteilung der ovariellen Reserve herausgestellt. Mithilfe dessen sind Prognosen über die Ovarreserve vor und nach der onkologischen Therapie möglich. Dies erleichtert die Entscheidung für die Indikation für fertilitätserhaltende Maßnahmen und kann wegweisend in der Lebensplanung der Frauen und Familien sein.
The precise understanding of the dopaminergic (DA) system and its pharmacological modifications is crucial for diagnosis and treatment of neuropsychiatric disorders, as well as for understanding basic processes, such as motivation and reward. We probed the functional connectivity (FC) of subcortical nuclei related to the DA system according to seed regions defined according to an atlas of subcortical nuclei. We conducted a large pharmaco-fMRI study using a double-blind, placebo-controlled design, where we examined the effect of l -DOPA, a dopamine precursor, and amisulpride, a D2/D3-receptor antagonist on resting-state FC in 45 healthy young adults using a cross-over design. We examined the FC of subcortical nuclei with connection to the reward system and their reaction to opposing pharmacological probing. Amisulpride increased FC from the putamen to the precuneus and from ventral striatum to precentral gyrus. l -DOPA increased FC from the ventral tegmental area (VTA) to the insula/operculum and between ventral striatum and ventrolateral prefrontal cortex and it disrupted ventral striatal and dorsal caudate FC with the medial prefrontal cortex. In an exploratory analysis, we demonstrated that higher self-rated impulsivity goes together with a significant increase in VTA-mid-cingulate gyrus FC during l -DOPA-challenge. Therefore, our DA challenge modulated distinct large-scale subcortical connectivity networks. A dopamine-boost can increase midbrain DA nuclei connectivity to the cortex. The involvement of the VTA-cingulum connectivity in dependence of impulsivity has implications for diagnosis and therapy in disorders like ADHD.
Macrophages respond to the Th2 cytokine IL-4 with elevated expression of arachidonate 15-lipoxygenase (ALOX15). Although IL-4 signaling elicits anti-inflammatory responses, 15-lipoxygenase may either support or inhibit inflammatory processes in a context-dependent manner. AMP-activated protein kinase (AMPK) is a metabolic sensor/regulator that supports an anti-inflammatory macrophage phenotype. How AMPK activation is linked to IL-4-elicited gene signatures remains unexplored. Using primary human macrophages stimulated with IL-4, we observed elevated ALOX15 mRNA and protein expression, which was attenuated by AMPK activation. AMPK activators, e.g. phenformin and aminoimidazole-4-carboxamide 1-β-d-ribofuranoside inhibited IL-4-evoked activation of STAT3 while leaving activation of STAT6 and induction of typical IL-4-responsive genes intact. In addition, phenformin prevented IL-4-induced association of STAT6 and Lys-9 acetylation of histone H3 at the ALOX15 promoter. Activating AMPK abolished cellular production of 15-lipoxygenase arachidonic acid metabolites in IL-4-stimulated macrophages, which was mimicked by ALOX15 knockdown. Finally, pretreatment of macrophages with IL-4 for 48 h increased the mRNA expression of the proinflammatory cytokines IL-6, IL-12, CXCL9, and CXCL10 induced by subsequent stimulation with lipopolysaccharide. This response was attenuated by inhibition of ALOX15 or activation of AMPK during incubation with IL-4. In conclusion, limiting ALOX15 expression by AMPK may promote an anti-inflammatory phenotype of IL-4-stimulated human macrophages.
Despite recent advances in the treatment of metastatic prostate cancer (PCa), resistance development after taxane treatments is inevitable, necessitating effective options to combat drug resistance. Previous studies indicated antitumoral properties of the natural compound amygdalin. However, whether amygdalin acts on drug-resistant tumor cells remains questionable. An in vitro study was performed to investigate the influence of amygdalin (10 mg/mL) on the growth of a panel of therapy-naïve and docetaxel- or cabazitaxel-resistant PCa cell lines (PC3, DU145, and LNCaP cells). Tumor growth, proliferation, clonal growth, and cell cycle progression were investigated. The cell cycle regulating proteins (phospho)cdk1, (phospho)cdk2, cyclin A, cyclin B, p21, and p27 and the mammalian target of rapamycin (mTOR) pathway proteins (phospho)Akt, (phospho)Raptor, and (phospho)Rictor as well as integrin β1 and the cytoskeletal proteins vimentin, ezrin, talin, and cytokeratin 8/18 were assessed. Furthermore, chemotactic activity and adhesion to extracellular matrix components were analyzed. Amygdalin dose-dependently inhibited tumor growth and reduced tumor clones in all (parental and resistant) PCa cell lines, accompanied by a G0/G1 phase accumulation. Cell cycle regulating proteins were significantly altered by amygdalin. A moderate influence of amygdalin on tumor cell adhesion and chemotaxis was observed as well, paralleled by modifications of cytoskeletal proteins and the integrin β1 expression level. Amygdalin may, therefore, block tumor growth and disseminative characteristics of taxane-resistant PCa cells. Further studies are warranted to determine amygdalin’s value as an antitumor drug.
Hundreds of genes have been associated with respiratory chain disease (RCD), the most common inborn error of metabolism so far. Elimination of the respiratory electron chain by depleting the entire mitochondrial DNA (mtDNA, ρ0 cells) has therefore one of the most severe impacts on the energy metabolism in eukaryotic cells. In this study, proteomic data sets including the post-translational modifications (PTMs) phosphorylation and ubiquitination were integrated with metabolomic data sets and selected enzyme activities in the osteosarcoma cell line 143B.TK−. A shotgun based SILAC LC-MS proteomics and a targeted metabolomics approach was applied to elucidate the consequences of the ρ0 state. Pathway and protein–protein interaction (PPI) network analyses revealed a nonuniform down-regulation of the respiratory electron chain, the tricarboxylic acid (TCA) cycle, and the pyruvate metabolism in ρ0 cells. Metabolites of the TCA cycle were dysregulated, such as a reduction of citric acid and cis-aconitic acid (six and 2.5-fold), and an increase of lactic acid, oxalacetic acid (both twofold), and succinic acid (fivefold) in ρ0 cells. Signaling pathways such as GPCR, EGFR, G12/13 alpha, and Rho GTPases were up-regulated in ρ0 cells, which could be indicative for the mitochondrial retrograde response, a pathway of communication from mitochondria to the nucleus. This was supported by our phosphoproteome data, which revealed two main processes, GTPase-related signal transduction and cytoskeleton organization. Furthermore, a general de-ubiquitination in ρ0 cells was observed, for example, 80S ribosomal proteins were in average threefold and SLC amino acid transporters fivefold de-ubiquitinated. The latter might cause the observed significant increase of amino acid levels in ρ0 cells. We conclude that an elimination of the respiratory electron chain, e.g. mtDNA depletion, not only leads to an uneven down-regulation of mitochondrial energy pathways, but also triggers the retrograde response.
Signal transducer and activator of transcription 6 (STAT6) regulates transcriptional activation in response to interleukin-4 (IL-4)-induced tyrosine phosphorylation by direct interaction with coactivators. The CREB-binding protein and the nuclear coactivator 1 (NCoA-1), a member of the p160/steroid receptor coactivator family, bind independently to specific regions of STAT6 and act as coactivators. In this study we show that an LXXLL motif in the STAT6 transactivation domain mediates the interaction with NCoA-1. Peptides representing this motif as well as antibodies generated against this motif inhibited STAT6/NCoA-1 interaction in glutathione S-transferase pulldown assays. Peptides derived from the STAT6 transactivation domain adjacent to the LXXLL motif as well as antibodies against these peptides showed no inhibitory effect. Mutagenesis of the LXXLL motif eliminated the STAT6/NCoA-1 interaction in vitro and in vivo, supporting the specific role of this motif in NCoA-1 binding. Importantly, mutagenesis of the STAT-LXXLL motif strongly diminished the IL-4-regulated activation of the endogenous STAT6 target gene eotaxin-3. Taken together, these results indicate that the STAT6-LXXLL-binding motif mediates the interaction with NCoA-1 in transcriptional activation and represents a new potential drug target for the inhibition of the STAT6 transactivation function in allergic diseases.