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Introduction: There is limited awareness of von Willebrand disease (VWD), leading to challenges in both diagnosis and defining the optimal treatment approach for these patients. Patients with VWD are typically treated on-demand, with short-term prophylaxis used during surgery. In contrast, early initiation, and long-term use of prophylaxis is the standard of care in patients with severe haemophilia and can be successfully used to prevent joint bleeding and reduce chronic arthropathy.
Aim: To provide an understanding of the current evidence for the prophylactic treatment of patients with VWD and compare this to the management of patients with haemophilia.
Methods: Review of published literature using a non-systematic search of PubMed and reference lists of sourced articles.
Results: The successes seen with prophylaxis in haemophilia provide the rationale for long-term prophylaxis in patients with severe forms of VWD; preventing spontaneous, excessive and sometimes life-threatening bleeding, and reducing chronic joint disease. Currently, there are a few clinical trials assessing the long-term benefits of prophylaxis in VWD, and guidelines for the optimal prophylaxis treatment approach are lacking. Greater attempts to provide comprehensive, long-term care for patients with VWD are needed but still lacking within the community. This review highlights the success of prophylaxis in haemophilia and how this knowledge might be applied and translated to patients with VWD.
Conclusions: Lessons can be learned from the use of prophylaxis in haemophilia and prophylaxis should be considered the standard of care for a subgroup of patients with severe VWD.
Mitochondrial matrix peptidase CLPP is crucial during cell stress. Its loss causes Perrault syndrome type 3 (PRLTS3) with infertility, neurodegeneration and growth deficit. Its target proteins are disaggregated by CLPX, which also regulates heme biosynthesis via unfolding ALAS enzyme, providing access of pyridoxal-5’-phosphate (PLP). Despite efforts in diverse organisms with multiple techniques, CLPXP substrates remain controversial. Here, avoiding recombinant overexpression, we employed complexomics in mitochondria from three mouse tissues to identify endogenous targets. CLPP absence caused accumulation and dispersion of CLPX-VWA8 as AAA+ unfoldases, and of PLPBP. Similar changes and CLPX-VWA8 comigration were evident for mitoribosomal central protuberance clusters, translation factors like GFM1-HARS2, RNA granule components LRPPRC-SLIRP, and enzymes OAT-ALDH18A1. Mitochondrially translated proteins in testis showed reductions to <30% for MTCO1-3, misassembly of complex-IV supercomplex, and accumulated metal-binding assembly factors COX15-SFXN4. Indeed, heavy metal levels were increased for iron, molybdenum, cobalt and manganese. RT-qPCR showed compensatory downregulation only for Clpx mRNA, most accumulated proteins appeared transcriptionally upregulated. Immunoblots validated VWA8, MRPL38, MRPL18, GFM1 and OAT accumulation. Coimmunoprecipitation confirmed CLPX binding to MRPL38, GFM1 and OAT, so excess CLPX and PLP may affect their activity. Our data elucidate mechanistically the mitochondrial translation fidelity deficits, which underlie progressive hearing impairment in PRLTS3.
The mitochondrial matrix peptidase CLPP is crucial during cell stress. Its loss causes Perrault syndrome type 3 (PRLTS3) with infertility, neurodegeneration, and a growth deficit. Its target proteins are disaggregated by CLPX, which also regulates heme biosynthesis via unfolding ALAS enzymes, providing access for pyridoxal-5′-phosphate (PLP). Despite efforts in diverse organisms with multiple techniques, CLPXP substrates remain controversial. Here, avoiding recombinant overexpression, we employed complexomics in mitochondria from three mouse tissues to identify endogenous targets. A CLPP absence caused the accumulation and dispersion of CLPX-VWA8 as AAA+ unfoldases, and of PLPBP. Similar changes and CLPX-VWA8 co-migration were evident for mitoribosomal central protuberance clusters, translation factors like GFM1-HARS2, the RNA granule components LRPPRC-SLIRP, and enzymes OAT-ALDH18A1. Mitochondrially translated proteins in testes showed reductions to <30% for MTCO1-3, the mis-assembly of the complex IV supercomplex, and accumulated metal-binding assembly factors COX15-SFXN4. Indeed, heavy metal levels were increased for iron, molybdenum, cobalt, and manganese. RT-qPCR showed compensatory downregulation only for Clpx mRNA; most accumulated proteins appeared transcriptionally upregulated. Immunoblots validated VWA8, MRPL38, MRPL18, GFM1, and OAT accumulation. Co-immunoprecipitation confirmed CLPX binding to MRPL38, GFM1, and OAT, so excess CLPX and PLP may affect their activity. Our data mechanistically elucidate the mitochondrial translation fidelity deficits which underlie progressive hearing impairment in PRLTS3.
Inflammation is a regulated reaction of the body to control a threat such as infection or injury. An efficient resolution of inflammation is critical to prevent the development of chronic inflammation and to restore tissue homeostasis. Macrophages (Mf) play a crucial role in the onset, but also in the resolution of inflammation, because they phagocytose and eliminate pathogens and tissue debris. Efficient efferocytosis, i.e. the engulfment of apoptotic cells, represents an important trigger for the onset of the resolution response and contributes to the pro-resolving reprogramming of Mf. Despite the importance of post- transcriptional modes of regulation during the resolution phase and translational control as a key node modulating gene expression in immune cells, relevant translational alterations remain largely elusive.
In the present study, I aimed to identify translationally regulated targets in inflammatory primary murine Mf upon resolution-promoting efferocytosis. To this end, I used total RNA-sequencing as well as de novo proteomics analyses to determine global transcriptional and translational changes. Sequencing data confirmed that efferocytosis induced a pro-resolution signature in inflammatory Mf and pointed towards translational regulation because the related integrated stress response was enriched upon efferocytosis. While changes of gene expression between efferocytic and non-efferocytic Mf appeared rather small at the transcriptional level, I observed considerable differences at the level of de novo synthesized proteins. This finding suggests a regulation at the level of translation. Furthermore, the tight connection between translational and metabolic changes was confirmed by enriched metabolism-associated terms of targets upregulated by efferocytosis at both RNA and de novo protein level. Interestingly, analysis of translationally regulated targets in response to inflammatory stimulation showed reduced translation for most targets, with only little impact of efferocytosis. Among those targets, I identified pro-resolving matrix metallopeptidase 12 (Mmp12) as a novel candidate, which showed translational repression during early inflammation and translational increase during the resolution phase. Noteworthy, a first indicator for a potential translation regulatory component of Mmp12 were the extremely high mRNA levels and not overly high de novo protein levels. Validation experiments recapitulated a slight elevation of Mmp12 mRNA expression and a significant downregulation of MMP12 intracellular protein levels in inflammatory Mf, as observed in the RNA-seq and de novo proteomics datasets. To investigate whether the discrepancy in mRNA and protein expression were due to changes in translation, I applied polysomal fractionation analysis to determine the translational status of Mmp12. Inflammatory Mf displayed a significantly lower relative Mmp12 mRNA abundance in the late polysomes compared to naïve Mf, suggesting reduced translational efficiency upon inflammatory stimulation. Consequently, extracellular MMP12 levels in the supernatant of inflammatory Mf decreased, although with a slight delay.
The functional impact of attenuated Mmp12 translation upon inflammatory stimulation was assessed in migration assays. While siRNA-mediated knockdown of Mmp12 did not alter Mf migration on uncoated plates, it increased migration 3-fold on matrigel/elastin-coated plates. Importantly, the increase in migrated distance driven by siMmp12 could be lowered by the addition of exogenous recombinant MMP12 protein. In line with reduced Mmp12 translation and MMP12 protein in inflammatory Mf, I observed a significant increase in cell migration on matrigel/elastin-coated plates, while it remained unaltered on uncoated plates. Consequently, Mf elastase MMP12 degrades elastin, thereby cell migration along elastin fibers is diminished. In inflammatory Mf, Mmp12 is translationally downregulated, thereby enhancing the migratory capacity.
In summary, the present study identifies a substantial contribution of translational regulation in the course of inflammation shown by high changes between inflammatory naïve and efferocytic Mf at the de novo proteomic level. Specifically, I was able to determine the translational regulation of pro-resolving Mmp12, which is repressed during early inflammation and recovers during the resolution phase. Functionally, translational control of MMP12 emerged as a strategy to alter the migratory properties of Mf, enabling enhanced, matrix- dependent migration of Mf during the early inflammatory phase, while restricting migration during the resolution phase.
Background/aim: The aim of this study was to analyze a population of patients who had suffered from traumatic dental injuries (TDIs) by using different patient-, trauma- and treatment-related parameters.
Material and methods: All dental records of patients ≥ 3 years old who had presented at the dental emergency service between Jan 1, 2009 and Dec 31, 2016 for the treatment of dental trauma were analyzed. A total of 2758 patients were invited for a recall examination at the Department for Dental Surgery and Implantology, ZZMK Carolinum, Goethe University Frankfurt, Germany; of these, 269 patients attended their recall appointments.
Results: The enrolled patient population consisted of 1718 males and 1040 females, with a mean age of 19.63 years (median 12.00 ± 17.354 years). A total of 4909 injured teeth were assessed, with a mean of 1.78 injured teeth per patient (median 2.00 ± 1.279). Males were found to be more frequently affected by TDIs compared to females (1.65:1). The majority of these injuries occurred in the first two decades of life (66.1%; n = 1824). The majority of the patients presented for initial treatment within 24 h of their accident (95.7%). The most frequent TDIs were isolated luxation injuries 49.4% (n = 2426) and isolated crown fractures 30% (n = 1472). Combination injuries were diagnosed in 20.6% of the cases (n = 1011).
Conclusions: Based on the findings of the present analysis, it can be concluded that males were more frequently affected by TDIs than females. Most patients had suffered from TDI before they had turned 10 years of age. Overall, the enamel–dentin fracture was found to be the most frequent injury, followed by concussions and lateral luxations.
Aim of the study: This RCT assesses patients’ 18-month clinical outcomes after the regenerative therapy of periimplantitis lesions using either an electrolytic method (EC) to remove biofilms or a combination of powder spray and an electrolytic method (PEC). Materials and Methods: Twenty-four patients (24 implants) suffering from periimplantitis were randomly treated by EC or PEC followed by augmentation and submerged healing. Probing pocket depth (PPD), Bleeding on Probing (BoP), suppuration, and standardized radiographs were assessed before surgery (T0), 6 months after augmentation (T1), and 6 (T2) and 12 (T3) months after the replacement of the restoration. Results: The mean PPD changed from 5.8 ± 1.6 mm (T0) to 3.1 ± 1.4 mm (T3). While BoP and suppuration at T0 were 100%, BoP decreased at T2 to 36.8% and at T3 to 35.3%. Suppuration was found to be at a level of 10.6% at T2 and 11.8% at T3. The radiologic bone level measured from the implant shoulder to the first visible bone to the implant contact was 4.9 ± 1.9 mm at mesial sites and 4.4 ± 2.2 mm at distal sites at T0 and 1.7 ± 1.7 mm and 1.5 ± 17 mm at T3. Conclusions: Significant radiographic bone fill and the improvement of clinical parameters were demonstrated 18 months after therapy.
Background: Atypical EGFR mutations occur in 10%-30% of non-small-cell lung cancer (NSCLC) patients with EGFR mutations and their sensitivity to classical epidermal growth factor receptor (EGFR)-tyrosine kinase inhibitors (TKI) is highly heterogeneous. Patients harboring one group of uncommon, recurrent EGFR mutations (G719X, S768I, L861Q) respond to EGFR-TKI. Exon 20 insertions are mostly insensitive to EGFR-TKI but display sensitivity to exon 20 inhibitors. Clinical outcome data of patients with very rare point and compound mutations upon systemic treatments are still sparse to date.
Patients and methods: In this retrospective, multicenter study of the national Network Genomic Medicine (nNGM) in Germany, 856 NSCLC cases with atypical EGFR mutations including co-occurring mutations were reported from 12 centers. Clinical follow-up data after treatment with different EGFR-TKIs, chemotherapy and immune checkpoint inhibitors were available from 260 patients. Response to treatment was analyzed in three major groups: (i) uncommon mutations (G719X, S7681, L861Q and combinations), (ii) exon 20 insertions and (iii) very rare EGFR mutations (very rare single point mutations, compound mutations, exon 18 deletions, exon 19 insertions).
Results: Our study comprises the largest thus far reported real-world cohort of very rare EGFR single point and compound mutations treated with different systemic treatments. We validated higher efficacy of EGFR-TKI in comparison to chemotherapy in group 1 (uncommon), while most exon 20 insertions (group 2) were not EGFR-TKI responsive. In addition, we found TKI sensitivity of very rare point mutations (group 3) and of complex EGFR mutations containing exon 19 deletions or L858R mutations independent of the combination partner. Notably, treatment responses in group 3 (very rare) were highly heterogeneous. Co-occurring TP53 mutations exerted a non-significant trend for a detrimental effect on outcome in EGFR-TKI-treated patients in groups 2 and 3 but not in group 1.
Conclusions: Based on our findings, we propose a novel nNGM classification of atypical EGFR mutations.
Treatment predictors are important tools for the management of therapy in patients with chronic hepatitis B and C virus (HBV, HCV) infection. In chronic hepatitis B, several pretreatment parameters have been identified for prediction of virologic response to interferon alfa-based antiviral therapies or treatment with polymerase inhibitors. In interferon alfa and pegylated interferon alfa-treated patients, low baseline HBV DNA concentrations, HBV genotype A (B), and high baseline ALT levels are significantly associated with treatment response. In patients treated with nucleos(t)ide analogues, low baseline HBV DNA but not viral genotype is positively associated with virologic response. During treatment the best predictor of response is HBV DNA kinetics. Early viral suppression is associated with favourable virologic response and reduced risk for subsequent resistance mutations. For the current standard treatment with pegylated interferon alfa and ribavirin in patients with chronic hepatitis C, infection with HCV genotypes 2 and 3, baseline viral load below 400,000–800,000 IU/ml, Asian and Caucasian ethnicity, younger age, low GGT levels, absence of advanced fibrosis/cirrhosis, and absence of steatosis in the liver have been identified as independent pretreatment predictors of a sustained virologic response. After initiation of treatment, initial viral decline with undetectable HCV-RNA at week 4 of therapy (RVR) is the best predictor of sustained virologic response independent of HCV genotype.
Trehalose, a sugar from fungi, mimics starvation due to a block of glucose transport and induces Transcription Factor EB- mediated autophagy, likely supported by the upregulation of progranulin. The pro-autophagy effects help to remove pathological proteins and thereby prevent neurodegenerative diseases such as Alzheimer’s disease. Enhancing autophagy also contributes to the resolution of neuropathic pain in mice. Therefore, we here assessed the effects of continuous trehalose administration via drinking water using the mouse Spared Nerve Injury model of neuropathic pain. Trehalose had no effect on drinking, feeding, voluntary wheel running, motor coordination, locomotion, and open field, elevated plus maze, and Barnes Maze behavior, showing that it was well tolerated. However, trehalose reduced nerve injury-evoked nociceptive mechanical and thermal hypersensitivity as compared to vehicle. Trehalose had no effect on calcium currents in primary somatosensory neurons, pointing to central mechanisms of the antinociceptive effects. In IntelliCages, trehalose-treated mice showed reduced activity, in particular, a low frequency of nosepokes, which was associated with a reduced proportion of correct trials and flat learning curves in place preference learning tasks. Mice failed to switch corner preferences and stuck to spontaneously preferred corners. The behavior in IntelliCages is suggestive of sedative effects as a 'side effect' of a continuous protracted trehalose treatment, leading to impairment of learning flexibility. Hence, trehalose diet supplements might reduce chronic pain but likely at the expense of alertness.
Background: Cirrhosis is known to have a high prevalence and mortality worldwide. However, in Europe, the epidemiology of cirrhosis is possibly undergoing demographic changes, and etiologies may have changed due to improvements in standard of care. The aim of this population-based study was to analyze the trends and the course of liver cirrhosis and its complications in recent years in Germany.
Methods: We analyzed the data of all hospital admissions in Germany within diagnosis-related groups from 2005 to 2018. The diagnostic records of cirrhosis and other categories of diseases were based on ICD-10-GM codes. The primary outcome measurement was in-hospital mortality. Trends were analyzed through Poisson regression of annual number of admissions. The impact of cirrhosis on overall in-hospital mortality were assessed through the multivariate multilevel logistic regression model adjusted for age, sex, and comorbidities.
Findings: Of the 248,085,936 admissions recorded between 2005 and 2018, a total of 2,302,171(0•94%) were admitted with the diagnosis of cirrhosis, mainly as a comorbidity. Compared with other chronic diseases, patients admitted with cirrhosis were younger, mainly male and had the highest in-hospital mortality rate. Diagnosis of cirrhosis was an independent risk factor of in-hospital mortality with the highest odds ratio (OR:6•2[95%CI:6.1-6•3]) among all diagnoses. The prevalence of non-alcoholic fatty liver disease has increased four times from 2005 to 2018, while alcoholic cirrhosis is 20 times than other etiologies. Bleeding was found to be decreasing over time, but ascites remained the most common complication and was increasing.
Interpretation: This nationwide study demonstrates that cirrhosis represents a considerable healthcare burden, as shown by the increasing in-hospital mortality, also in combination with other chronic diseases. Alcohol-related cirrhosis and complications are on the rise. More resources and better management strategies are warranted.
Objective: This study was undertaken to calculate epilepsy-related direct, indirect, and total costs in adult patients with active epilepsy (ongoing unprovoked seizures) in Germany and to analyze cost components and dynamics compared to previous studies from 2003, 2008, and 2013. This analysis was part of the Epi2020 study.
Methods: Direct and indirect costs related to epilepsy were calculated with a multicenter survey using an established and validated questionnaire with a bottom-up design and human capital approach over a 3-month period in late 2020. Epilepsy-specific costs in the German health care sector from 2003, 2008, and 2013 were corrected for inflation to allow for a valid comparison.
Results: Data on the disease-specific costs for 253 patients in 2020 were analyzed. The mean total costs were calculated at €5551 (±€5805, median = €2611, range = €274–€21 667) per 3 months, comprising mean direct costs of €1861 (±€1905, median = €1276, range = €327–€13 158) and mean indirect costs of €3690 (±€5298, median = €0, range = €0–€11 925). The main direct cost components were hospitalization (42.4%), antiseizure medication (42.2%), and outpatient care (6.2%). Productivity losses due to early retirement (53.6%), part-time work or unemployment (30.8%), and seizure-related off-days (15.6%) were the main reasons for indirect costs. However, compared to 2013, there was no significant increase of direct costs (−10.0%), and indirect costs significantly increased (p < .028, +35.1%), resulting in a significant increase in total epilepsy-related costs (p < .047, +20.2%). Compared to the 2013 study population, a significant increase of cost of illness could be observed (p = .047).
Significance: The present study shows that disease-related costs in adult patients with active epilepsy increased from 2013 to 2020. As direct costs have remained constant, this increase is attributable to an increase in indirect costs. These findings highlight the impact of productivity loss caused by early retirement, unemployment, working time reduction, and seizure-related days off.
Bei über der Hälfte der Patienten mit einer operationsbedürftigen MI liegt gleichzeitig eine Insuffizienz der TK vor. In den meisten Fällen handelt es sich hierbei um eine funktionelle Insuffizienz welche aus einer RV-Pathologie, bedingt durch eine Volumen- oder Druckbelastung resultiert. In der Vergangenheit bestand die Überzeugung eine konservative Behandlung der TI sei ausreichend und nach Beheben der ursächlichen Grunderkrankung sei diese selbstlimitierend. Neuere Studien konnten jedoch belegen, dass eine bestehende TI auch nach operativer Versorgung einer ursächlichen LV-pathologie keine ausreichende Rückbildungstendenz aufweist, sondern im Verlauf sogar noch progredient ist. Die persistierende TI führt zu einer deutlich erhöhten Morbidität und Mortalität. Ist eine zweizeitige Operation an der TK im Verlauf erforderlich, so ist die Früh- und Spätmortalität deutlich erhöht und die Langzeitergebnisse sind schlecht. Diese Ergebnisse haben dazu geführt, dass die Indikation zur operativen Versorgung der TI ≥ 2 zu einem früheren Zeitpunkt und weniger restriktiv gestellt wird. Jedoch weisen die aktuellen ESC/EACTS-Guidelines insbesondere hinsichtlich der Versorgung einer TI < 2 nur einen niedrigen Evidenz-Grad auf, der richtige Operationszeitpunkt bleibt weiterhin umstritten. Der Grund für eine eher zurückhaltende Einstellung ist vor allem die Angst vor einer erhöhten Morbidität und Mortalität durch den additiven Eingriff. Zudem sind kaum Studien zu einer operativen Versorgung einer TI < 2 vorhanden. Ziel der vorliegenden Arbeit war daher der Gewinn weiterer Erkenntnisse, dieses bis dato kaum untersuchten Patientengutes, insbesondere hinsichtlich der peri- und postoperativen Mortalität, sowie der Auswirkungen der prophylaktischen TKR im Langzeitverlauf. Im Rahmen dieser monozentrischen, prospektiven Studie wurden 264 Patienten eingeschlossen, welche sich im Zeitraum von 2009 bis 2015 einer TKR im Rahmen einer MKR an der Klinik für Thorax- Herz- und thorakaler Gefäßchirurgie des Universitätsklinikums Frankfurt am Main unterzogen. Das Patientenkollektiv wurde nachfolgend in zwei Gruppen unterteilt, nach dem Schweregrad der präoperativ bestehenden TI in eine „prophylaktische” pTKR-Gruppe bei einer TI < 2 und eine „therapeutische” tTKR-Gruppe bei einer TI ≥ 2. Primärer Endpunkt war die Erfassung der Früh- und Spätmortalität. Sekundäres Endziel war die Untersuchung des postoperativen Verlaufes der TI, sowie der Verlauf der kardialen Funktion. Die 30-Tages-Mortalität betrug 12% in der pTKR-Gruppe und 17% in der tTKR-Gruppe. Der wichtigste Einflussfaktor war die EKZ-Dauer. Der Unterschied zwischen den beiden Gruppen war statistisch nicht signifikant. Im Vergleich zu anderen Studien zeigte sich eine höhere 30-Tages-Mortalität, jedoch handelte es sich bei diesen zumeist um einen isolierten Eingriff an der Mitralklappe, mit einer deutlich kürzeren EKZ. Hinsichtlich der Gesamtmortalität zeigte sich ein 1-, 5- und 7-Jahres-Überleben in der pTKR-Gruppe von 81%, 66% und 56%, sowie 65%, 52% und 41% in der tTKR-Gruppe. Die höhere Gesamtmortalität dieser Studie im Vergleich zu anderen Arbeiten ist durch das deutlich ältere und multimorbide Patientenkollektiv erklärt. Bei dem Vergleich von Patienten, welche im Rahmen dieser Studie eine prophylaktische TKR erhielten gegenüber den Patienten, bei welchen im Rahmen von Vergleichsarbeiten bewusst auf eine TKR verzichtet wurde (NTKR-Gruppe), zeigte sich ein verbessertes Langzeitüberleben der pTKR-Gruppe. Bei den Arbeiten, bei welchen kein Überlebensvorteil unserer pTKR-Gruppe, gegenüber deren NTKR-Gruppe gezeigt werden konnte, zeigten sich dennoch positive Effekte der begleitenden Klappenoperation. Die erhöhte Frühsterblichkeit dieser Arbeit ist dem Umstand geschuldet, dass durch die zur Indikationsstellung herangezogenen Risikofaktoren ein Hochrisikokollektiv selektioniert wurde, mit einer konsekutiv erhöhten Sterblichkeit auch abhängig vom Ausmass der TI. Bereits in der Vergangenheit konnte eine Verbesserung des Langzeitüberlebens durch die Durchführung einer TKR bei einer TI ≥ 2, gegenüber dem Verzicht auf diese nachgewiesen werden. Anhand des Vergleiches von anderen Arbeiten mit der vorliegenden Arbeit konnte dieser Überlebensvorteil auch für die Durchführung einer pTKR bei einer TI < 2 gezeigt werden. Zudem konnte dargelegt werden, dass es sich bei der begleitenden pTKR um eine effektive und dauerhafte Methode zur Vermeidung einer Klappeninsuffizienz handelt. Somit konnte gezeigt werden, dass auch bei Patienten mit einer TI < 2 eine additiven TKR die Entwicklung einer späten TI verhindert.
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.
Highlights
• TAM polarization induces CP RNA.
• CP RNA expression is regulated by HIF-2 and STAT1.
• CP RNA is transferred from TAMs to HT1080 cells.
• CP RNA is translated by HT1080 cells and protects from ferroptosis.
• Co-cultured HT1080 cells decrease iron and lipid peroxidation.
Abstract
Solid tumors are characterized by hypoxic areas, which are prone for macrophage infiltration. Once infiltrated, macrophages polarize to tumor associated macrophages (TAM) to support tumor progression. Therefore, the crosstalk between TAMs and tumor cells is of current interest for the development of novel therapeutic strategies. These may comprise induction of an iron- and lipid peroxidation-dependent form of cell death, known as ferroptosis. To study the macrophage - tumor cell crosstalk we polarized primary human macrophages towards a TAM-like phenotype, co-cultured them with HT1080 fibrosarcoma cells, and analyzed the tumor cell response to ferroptosis induction. In TAMs the expression of ceruloplasmin mRNA increased, which was driven by hypoxia inducible factor 2 and signal transducer and activator of transcription 1. Subsequently, ceruloplasmin mRNA was transferred from TAMs to HT1080 cells via extracellular vesicles. In tumor cells, mRNA was translated into protein to protect HT1080 cells from RSL3-induced ferroptosis. Mechanistically this was based on reduced iron abundance and lipid peroxidation. Interestingly, in naïve macrophages also hypoxia induced ceruloplasmin under hypoxia and a co-culture of HT1080 cells with hypoxic macrophages recapitulated the protective effect observed in TAM co-cultures. In conclusion, TAMs provoke tumor cells to release iron and thereby protect them from lipid peroxidation/ferroptosis.
We recently described that monoacylglycerol lipase (MGL) is present in the tumor microenvironment (TME), increasing tumor growth. In this study we compare the implications of MGL deficiency in the TME in different tumor types.
We show that subcutaneous injection of KP (KrasLSL-G12D/p53fl/fl, mouse lung adenocarcinoma) or B16-F10 cells (mouse melanoma) induced tumor growth in MGL wild type (WT) and knockout (KO) mice. MGL deficiency in the TME attenuated the growth of KP cell tumors whereas tumors from B16-F10 cells increased in size. Opposite immune cell profiles were detected between the two tumor types in MGL KO mice. In line with their anti-tumorigenic function, the number of CD8+ effector T cells and eosinophils increased in KP cell tumors of MGL KO vs. WT mice whereas their presence was reduced in B16-F10 cell tumors of MGL KO mice. Differences were seen in lipid profiles between the investigated tumor types. 2-arachidonoylglycerol (2-AG) content significantly increased in KP, but not B16-F10 cell tumors of MGL KO vs. WT mice while other endocannabinoid-related lipids remained unchanged. However, profiles of phospho- and lysophospholipids, sphingomyelins and fatty acids in KP cell tumors were clearly distinct to those measured in B16-F10 cell tumors.
Our data indicate that TME-localized MGL impacts tumor growth, as well as levels of 2-AG and other lipids in a tumor specific manner.
Penile squamous cell carcinomas are rare tumor entities throughout Europe. Early lymphonodal spread urges for aggressive therapeutic approaches in advanced tumor stages. Therefore, understanding tumor biology and its microenvironment and correlation with known survival data is of substantial interest in order to establish treatment strategies adapted to the individual patient. Fifty-five therapy naïve squamous cell carcinomas, age range between 41 and 85 years with known clinicopathological data, were investigated with the use of tissue microarrays (TMA) regarding the tumor-associated immune cell infiltrate density (ICID). Slides were stained with antibodies against CD3, CD8 and CD20. An image analysis software was applied for evaluation. Data were correlated with clinicopathological characteristics and overall survival. There was a significant increase of ICID in squamous cell carcinomas of the penis in relation to tumor adjacent physiological tissue. Higher CD3-positive ICID was significantly associated with lower tumor stage in our cohort. The ICID was not associated with overall survival. Our data sharpens the view on tumor-associated immune cell infiltrate in penile squamous cell carcinomas with an unbiased digital and automated cell count. Further investigations on the immune cell infiltrate and its prognostic and possible therapeutic impact are needed.
The mode of the antitumoral activity of multimutated oncolytic herpes simplex virus type 1 G207 has not been fully elucidated yet. Because the antitumoral activity of many drugs involves the inhibition of tumor blood vessel formation, we determined if G207 had an influence on angiogenesis. Monolayers of human umbilical vein endothelial cells and human dermal microvascular endothelial cells, but not human dermal fibroblasts, bronchial epithelial cells, and retinal glial cells, were highly sensitive to the replicative and cytotoxic effects of G207. Moreover, G207 infection caused the destruction of endothelial cell tubes in vitro. In the in vivo Matrigel plug assay in mice, G207 suppressed the formation of perfused vessels. Intratumoral treatment of established human rhabdomyosarcoma xenografts with G207 led to the destruction of tumor vessels and tumor regression. Ultrastructural investigations revealed the presence of viral particles in both tumor and endothelial cells of G207-treated xenografts, but not in adjacent normal tissues. These findings show that G207 may suppress tumor growth, in part, due to inhibition of angiogenesis.
Voraussetzung zur Diagnostik und Verlaufsbeurteilung des Krebses durch die Bestimmung von Tumormarkern ist eine gute Abstimmung zwischen dem klinisch bzw. praktisch tätigen Arzt und dem Labor. Für die Auswahl der Testkits und die Festlegung des Grenzwertes normal/pathologisch muß das Labor vom anfordernden Arzt wissen, ob die Tumormarkerbestimmung eingesetzt wird:
a) zur Verlaufsbeurteilung eines bekannten Krebses, also im Sinne der Longitudinalbeurteilung
b) im Rahmen der Tumordiagnostik, d. h. zur Transversalbeurteilung.
Zum effektiven Einsatz der Tumormarkerbestimmung für die Verlaufsbeurteilung sollte das Labor sicherstellen:
a) Verwendung eines Testkits hoher Nachweisempfindlichkeit
b) Keinen Wechsel des Testkits bei nicht standardisierten Markern vorzunehmen, ohne den anforderndenArzt in Kenntnis zu setzen
c) Patientenbezogenen Kumulativreport liefern, der die relativen Veränderungen zum Vorwert erkennen läßt
d) Aufbewahrung der jeweilig letzten Analysenprobe. Nochmalige Bestimmung mit der neuen Probe in dergleichen Analysenserie, falls der Analysenwert der neuen Probe ein „Ausreißer"zu sein scheint.
Im Rahmen der Tumordiagnostik kann bei symptomatischen Patienten die Bestimmung von AFP beim Leberzellkarzinom und von AFP und HCG bei Keimzelltumoren empfohlen werden. Andere Tumormarker sollten nur zur Diagnostik eingesetzt werden, wenn im Patientenkollektiv des anfordernden Arztes eine hohe Krankheitsprävalenz für den entsprechenden Krebs vorliegt In Kenntnis der Krankheitsprävalenz sollten Labor und anfordernder Arzt unter Auswahl einer optimalen Spezifität (noch vertretbare Zahl falsch positiver Ergebnisse), den Grenzwert normal/pathologisch für die Transversalbeurteilung festlegen.
Aim: Comparison of the clinical efficacy (digitally volumetric, aesthetic, patient-centred outcomes) of tunnel technique (TUN) with subepithelial connective tissue graft (CTG) versus coronally advanced flap (CAF) with enamel matrix derivate (EMD) 5 years after gingival recession therapy. Materials and methods: In 18 patients contributing 36 RT1 recessions, study models were collected at baseline and follow-ups. Optical scans assessed recessions computer-assisted [recession depth, recession reduction (RECred), complete root coverage (CRC), percentage of root coverage (RC), pointwise (pTHK) and mean areal (aTHK) marginal soft tissue thickness]. Root coverage aesthetic Score (RES) was used for aesthetic evaluation and visual analogue scales for patient-centred data collection applied. Results: Sixty months after surgery, 50.0% (TUN+CTG) and 0.0% (CAF+EMD) of sites showed CRC (p = 0.0118), 82.2% (TUN+CTG) and 32.0% (CAF+EMD) achieved RC, respectively (p = 0.0023). CTG achieved significantly better RECred (TUN+CTG: 1.75±0.74 mm; CAF+EMD: 0.50 ± 0.39 mm; p = 0.0009) and aTHK (TUN+CTG: 0.95 ± 0.41 mm; CAF+EMD: 0.26 ± 0.28 mm; p = 0.0013). RES showed superior outcomes (p = 0.0533) for TUN+CTG (6.86 ± 2.31) compared to CAF+EMD (4.63 ± 1.99). The study failed to find significant differences related to patient-centred outcomes (TUN+CTG: 8.30 ± 2.21; CAF+EMD: 7.50 ± 1.51; p = 0.1136). Conclusions: Five years after treatment, CTG resulted in better clinical and aesthetic outcomes than CAF+EMD. Increased THK was associated with improved outcomes for RECred and RC.
Purpose: Total body irradiation (TBI) is a common part of the myelo- and immuno-ablative conditioning regimen prior to an allogeneic hematopoietic stem cell transplantation (allo-HSCT). Due to concerns regarding acute and long-term complications, there is currently a decline in otherwise successfully established TBI-based conditioning regimens. Here we present an analysis of patient and treatment data with focus on survival and long-term toxicity.
Methods: Patients with hematologic diseases who received TBI as part of their conditioning regimen prior to allo-HSCT at Frankfurt University Hospital between 1997 and 2015 were identified and retrospectively analyzed.
Results: In all, 285 patients with a median age of 45 years were identified. Median radiotherapy dose applied was 10.5 Gy. Overall survival at 1, 2, 5, and 10 years was 72.6, 64.6, 54.4, and 51.6%, respectively. Median follow-up of patients alive was 102 months. The cumulative incidence of secondary malignancies was 12.3% (n = 35), with hematologic malignancies and skin cancer predominating. A TBI dose ≥ 8 Gy resulted in significantly improved event-free (p = 0.030) and overall survival (p = 0.025), whereas a total dose ≤ 8 Gy and acute myeloid leukemia (AML) diagnosis were associated with significantly increased rates of secondary malignancies (p = 0.003, p = 0.048) in univariate analysis. No significant correlation was observed between impaired renal or pulmonary function and TBI dose.
Conclusion: TBI remains an effective and well-established treatment, associated with distinct late-toxicity. However, in the present study we cannot confirm a dose–response relationship in intermediate dose ranges. Survival, occurrence of secondary malignancies, and late toxicities appear to be subject to substantial confounding in this context.
Background: A trend towards inverse stage migration in prostate cancer (PCa) was reported. However, previous analyses did not take into account potential differences in sampling strategies (number of biopsy cores), which might have confounded these reports.
Material and Methods: Within our single-institutional database we identified PCa patients treated with radical prostatectomy (RP) between 2000 and 2020 (n = 21,646). We calculated the estimated annual percentage change (EAPC) for D'Amico risk groups, biopsy Gleason Grade Group (GGG), PSA and cT stage as well as postoperative RP GGG and pT stage relying on log linear regression methodology. Subsequently, we repeated the analyses after adjustment for number of cores obtained at biopsy.
Results: Absolute rates of D'Amico low risk decreased (−30.1%), while intermediate and high risk increased (+21.2% and +9.0%, respectively). Rates of GGG I decreased (−50.0%), while GGG II–V increased, with the largest increase in GGG II (+22.5%). This trend, albeit less pronounced, was also recorded after adjusted EAPC analyses (p < .05). Specifically, EAPC values for D'Amico low vs intermediate vs high risk were −1.07%, +0.37%, +0.45%, respectively, and EAPC values for GGG ranged between −0.71% (GGG I) and +0.80% (GGG IV). Finally, an increase in ≥cT2 (EAPC: +3.16%) was displayed (all p < .001). These trends were confirmed in EAPC calculations in RP GGG and pT stages (p < .001).
Conclusion: Our findings confirm the trend towards less frequent treatment of low risk PCa and more frequent treatment of high risk PCa, also after adjustment for number of biopsy cores.
Mitochondrial proton-translocating NADH:ubiquinone oxidoreductase (complex I) couples the transfer of two electrons from NADH to ubiquinone to the translocation of four protons across the mitochondrial inner membrane. Subunit PSST is the most likely carrier of iron-sulfur cluster N2, which has been proposed to play a crucial role in ubiquinone reduction and proton pumping. To explore the function of this subunit we have generated site-directed mutants of all eight highly conserved acidic residues in the Yarrowia lipolytica homologue, the NUKM protein. Mutants D99N and D115N had only 5 and 8% of the wild type catalytic activity, respectively. In both cases complex I was stably assembled but electron paramagnetic resonance spectra of the purified enzyme showed a reduced N2 signal (about 50%). In terms of complex I catalytic activity, almost identical results were obtained when the aspartates were individually changed to glutamates or to glycines. Mutations of other conserved acidic residues had less dramatic effects on catalytic activity and did not prevent assembly of iron-sulfur cluster N2. This excludes all conserved acidic residues in the PSST subunit as fourth ligands of this redox center. The results are discussed in the light of the structural similarities to the homologous small subunit of water-soluble [NiFe] hydrogenases.
Most sRNA biogenesis mechanisms involve either RNAseIII cleavage or ping-pong amplification by different Piwi proteins harboring slicer activity. Here, we follow the question why the mechanism of transgene-induced silencing in the ciliate Paramecium needs both Dicer activity and two Ptiwi proteins. This pathway involves primary siRNAs produced from non-translatable transgenes and secondary siRNAs from endogenous remote loci. Our data does not indicate any signatures from ping-pong amplification but Dicer cleavage of long dsRNA. We show that Ptiwi13 and 14 have different preferences for primary and secondary siRNAs but do not load them mutually exclusive. Both Piwis enrich for antisense RNAs and Ptiwi14 loaded siRNAs show a 5′-U signature. Both Ptiwis show in addition a general preference for Uridine-rich sRNAs along the entire sRNA length. Our data indicates both Ptiwis and 2’-O-methylation to contribute to strand selection of Dicer cleaved siRNAs. This unexpected function of two distinct vegetative Piwis extends the increasing knowledge of the diversity of Piwi functions in diverse silencing pathways. As both Ptiwis show differential subcellular localisation, Ptiwi13 in the cytoplasm and Ptiwi14 in the vegetative macronucleus, we conclude that cytosolic and nuclear silencing factors are necessary for efficient chromatin silencing.
Background: The surgical treatment of giant olfactory groove meningiomas (OGMs) with marked perilesional brain oedema is still a surgical challenge. After tumour resection, increase of brain oedema may occur causing dramatic neurological deterioration and even death of the patient. The objective of this paper is to describe surgical features of a two-step staged resection of these tumours performed to counter increase of postoperative brain oedema.
Methods: This two-step staged resection procedure was carried out in a consecutive series of 19 patients harbouring giant OGMs. As first step, a bifrontal craniectomy was performed followed by a right-sided interhemispherical approach. About 80% of the tumour mass was resected leaving behind a shell-shaped tumour remnant. In the second step, carried out after the patients’ recovery from the first surgery and decline of oedema, the remaining part of the tumour was removed completely followed by duro- and cranioplasty.
Results: Ten patients recovered quickly from first surgery and the second operation was performed after a mean of 12.4 days. In eight patients, the second operation was carried out later between day 25 and 68 due to surgery-related complications, development of a trigeminal zoster, or to a persisting frontal brain oedema. Mean follow-up was 49.3 months and all but one patient had a good outcome regardless of surgery-related complications.
Conclusions: Our results suggest that a two-step staged resection of giant OGMs minimizes the increase of postoperative brain oedema as far as possible and translates into lower morbidity and mortality.
Acht kommerzielle Enzymimmunoassay (ELISA)-Testsysteme und ein in.houseHSV-1- und HSV-2-Western blot wurden anhand von 176 mittels Virusisolierung und -typisierung aus korrespondierenden Abstrichen gut charakterisierten Seren auf ihre Eignung zum Nachweis typenspezifischer Antikörper gegen Herpes simplex-Virus (HSV) Typ l und Typ 2 untersucht. Es zeigte sich, daß die auf Vollvirus-Antigenen basierenden ELISAs eine sehr unterschiedliche Sensitivität (85-100% für HSV-1, 35-100% für HSV-2) bei meist nur unzureichender Spezifität (57-93% für HSV-1, 48-91% für HSV-2) erreichen. Hingegen verbindet der einzige ELISA, der das als typspezifisch bekannte HSV-2-Glykoprotein gG-2 als Antigen verwendet, maximale Spezifität (100%) mit mangelnder Sensitivität (52%), wobei insbesondere HSV-l/-2-Koinfektionen nicht erkannt werden. Modifikationen der cut off-Werte konnten die Leistungscharakteristika nicht wesentlich verbessern. Im Western blot ließ sich kein einzelnes HSV-1- bzw. HSV-2-Antigen als optimaler Marker identifizieren, jedoch war bei allen Seren eine eindeutige Zuordnung aufgrund der Reaktivitäts-(Banden-)Muster möglich. Bei Untersuchung von potentiell falsch-positiven „tricky sera"'konnte eine ausreichende Spezifität der acht getesteten IgM-ELISAs lediglich durch Vorbehandlung mit Rheumafaktor-Absorbens erreicht werden. Die Auswertung von 3527 im Rahmen der Routinediagnostik durchgeführten Testungen auf Antikörper gegen HSV-1 und HSV-2 ergab Seroprävalenzraten von durchschnittlich 76,4% für anti-HSV-1 und 12,1% für anti-HSV-2 bei jeweils deutlichem Anstieg mit zunehmendem Alter.
Purpose: Severe acute respiratory syndrome coronavirus type 2 (SARS-CoV-2) replicates predominantly in the upper respiratory tract and is primarily transmitted by droplets and aerosols. Taking the medical history for typical COVID-19 symptoms and PCR-based SARS-CoV-2 testing have become established as screening procedures. The aim of this work was to describe the clinical appearance of SARS-CoV-2-PCR positive patients and to determine the SARS-CoV-2 contact risk for health care workers (HCW).
Methods: The retrospective study included n = 2283 SARS-CoV-2 PCR tests from n = 1725 patients with otorhinolaryngological (ORL) diseases performed from March to November 2020 prior to inpatient treatment. In addition, demographic data and medical history were assessed.
Results: n = 13 PCR tests (0.6%) were positive for SARS-CoV-2 RNA. The positive rate showed a significant increase during the observation period (p < 0.01). None of the patients had clinical symptoms that led to a suspected diagnosis of COVID-19 before PCR testing. The patients were either asymptomatic (n = 4) or had symptoms that were interpreted as symptoms typical of the ORL disease or secondary diagnoses (n = 9).
Conclusion: The identification of SARS-CoV-2-positive patients is a considerable challenge in clinical practice. Our findings illustrate that taking a medical history alone is of limited value and cannot replace molecular SARS-CoV-2 testing, especially for patients with ORL diseases. Our data also demonstrate that there is a high probability of contact with SARS-CoV-2-positive patients in everyday clinical practice, so that the use of personal protective equipment, even in apparently “routine cases”, is highly recommended.
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.
Legionella pneumophila, a Gram-negative intracellular bacterium, is one of the major causes of Legionnaires’ disease, a specific type of atypical pneumonia. Despite intensive research efforts that elucidated many relevant structural, molecular and medical insights into Legionella’s pathogenicity, Legionnaires’ disease continues to present an ongoing public health concern. Legionella’s virulence is based on its ability to simultaneously hijack multiple molecular pathways of the host cell to ensure its fast replication and dissemination. Legionella usurps the host ubiquitin system through multiple effector proteins, using the advantage of both conventional and unconventional (phosphoribosyl-linked) ubiquitination, thus providing optimal conditions for its replication. In this review, we summarize the current understanding of L. pneumophila from medical, biochemical and molecular perspectives. We describe the clinical disease presentation, its diagnostics and treatment, as well as host-pathogen interactions, with the emphasis on the ability of Legionella to target the host ubiquitin system upon infection. Furthermore, the interdisciplinary use of innovative technologies enables better insights into the pathogenesis of Legionnaires’ disease and provides new opportunities for its treatment and prevention.
Ubiquitination is a widespread post-translational modification that controls multiple steps in autophagy, a major lysosome-mediated intracellular degradation pathway. A variety of ubiquitin chains are attached as selective labels on protein aggregates and dysfunctional organelles, thus promoting their autophagy-dependent degradation. Moreover, ubiquitin modification of autophagy regulatory components is essential to positively or negatively regulate autophagy flux in both non-selective and selective pathways. We review the current findings that elucidate the components, timing, and kinetics of the multivalent role of ubiquitin signals in control of amplitude and selectivity of autophagy pathways as well as their impact on the development of human diseases.
Ubiquitination, and its control by deubiquitinating enzymes (DUBs), mediates protein stability, function, signaling and cell fate. The ovarian tumor (OTU) family DUB OTULIN (FAM105B) exclusively cleaves linear (Met1-linked) poly-ubiquitin chains and plays important roles in auto-immunity, inflammation and infection. OTULIN regulates Met1-linked ubiquitination downstream of tumor necrosis factor receptor 1 (TNFR1), toll-like receptor (TLR) and nucleotide-binding and oligomerization domain-containing protein 2 (NOD2) receptor activation and interacts with the Met1 ubiquitin-specific linear ubiquitin chain assembly complex (LUBAC) E3 ligase. However, despite extensive research efforts, the receptor and cytosolic roles of OTULIN and the distributions of multiple Met1 ubiquitin-associated E3-DUB complexes in the regulation of cell fate still remain controversial and unclear. Apart from that, novel ubiquitin-independent OTULIN functions have emerged highlighting an even more complex role of OTULIN in cellular homeostasis. For example, OTULIN interferes with endosome-to-plasma membrane trafficking and the OTULIN-related pseudo-DUB OTULINL (FAM105A) resides at the endoplasmic reticulum (ER). Here, we discuss how OTULIN contributes to cell fate control and highlight novel ubiquitin-dependent and -independent functions.
Under basal conditions, the proapoptotic protein Bid is a long-lived protein. Pro-apoptotic stimuli such as tumor necrosis factor-alpha (TNFalpha) or Fas induce its caspase-8-mediated cleavage into two fragments. The COOH-terminal cleavage fragment of Bid (tBid) becomes localized to mitochondrial membranes and triggers the release of cytochrome c. Here we show that tBid is ubiquitinated and subsequently degraded by the 26 S proteasome. Degradation of tBid is significantly inhibited by the proteasome inhibitors MG-132 and lactacystin. In contrast, caspase-specific or lysosomal inhibitors do not affect tBid stability. Furthermore, mutation of the putative ubiquitin acceptor sites within tBid results in a stabilized protein as assessed by pulse-chase analysis. To address whether tBid degradation might be regulated by interaction with other Bcl-2-like proteins, cotransfection studies were performed. However, neither the presence of proapoptotic Bax nor antiapoptotic Bcl-2 or Bcl-XL affected tBid degradation. Finally, we determined the functional role of tBid degradation. Overexpression of stabilized tBid proteins significantly enhanced cytochrome c release and subsequent apoptosis induction approximately 2-fold compared with wild type tBid. Similarly, tBid-induced apoptosis was considerably amplified by inhibition of tBid degradation using the proteasome-specific inhibitor MG-132. Thus, proteasomal degradation of tBid limits the extent of apoptosis in living cells.
The inhibitory glycine receptor (GlyR) in developing spinal neurones is internalized efficiently upon antagonist inhibition. Here we used surface labeling combined with affinity purification to show that homopentameric α1 GlyRs generated inXenopus oocytes are proteolytically nicked into fragments of 35 and 13 kDa upon prolonged incubation. Nicked GlyRs do not exist at the cell surface, indicating that proteolysis occurs exclusively in the endocytotic pathway. Consistent with this interpretation, elevation of the lysosomal pH, but not the proteasome inhibitor lactacystin, prevents GlyR cleavage. Prior to internalization, α1 GlyRs are conjugated extensively with ubiquitin in the plasma membrane. Our results are consistent with ubiquitination regulating the endocytosis and subsequent proteolysis of GlyRs residing in the plasma membrane. Ubiquitin-conjugating enzymes thus may have a crucial role in synaptic plasticity by determining postsynaptic receptor numbers.
Oral e-Poster Presentations - Booth 2: Neuro-Oncology C (Imaging&Monitoring), September 27, 2023, 1:00 PM - 2:30 PM
Background: Repetitive TMS (rTMS) can be used to non-invasively map cortical language areas. Commonly, frequencies of 5-10 Hz are used to induce speech errors. We could recently show that frequencies of 30 and 50 Hz are advantageous to achieve higher reliability. However, high-frequent rTMS applied over perisylvian regions still suffer from limited tolerability. Using short-train or paired-pulse TMS (pp-TMS) might offer a good alternative to rTMS to interfere with speech production. In this study, we, therefore, compared 30 Hz rTMS to pp-TMS aiming at improved language mapping.
Methods: 13 healthy, right-handed subjects (f=6, 25-41 years) were investigated using two different rTMS protocols: (i) 30 Hz rTMS and (ii) pp-TMS. TMS protocols were applied in a pseudo-randomized order during a picture naming task (picture-to-trigger interval: 0 ms) over cortical language areas. In a subsequent study, we compared pp-TMS also to short trains of three TMS pulses and repetitive paired pulse TMS. Language errors were post-hoc analysed by two independent raters and were assigned to eight different error categories. The level of pain was assessed on a subjective 0-10 numeric rating scale (NRS). Moreover, language error distribution was analysed using a cortical parcellation system.
Results: 30 Hz rTMS evoked a significantly higher number of errors than the pp-protocol, i.e., 18 ± 12 % vs. 10 ± 7 % (p<0.05). However, pp-TMS was significantly better tolerated with a mean NRS of 2.3 ± 1.6 vs. 3.4 ± 1.5 (p<0.05, FDR-corrected). Of note, pp-TMS could induce a higher number of anomias (15 ± 15 %) than repetitive TMS protocols (4 ± 7 %; p<0.1, FDR-corrected), but less dysarthria. The cortical distribution of errors differed between the two protocols. The results of train-of-three TMS were similar to the pp-TMS protocol.
Conclusions: Due to its better tolerability, pp-TMS might offer the possibility to stimulate regions which are particularly prone to direct facial / trigeminal nerve stimulation, e.g., the inferior frontal gyrus. Moreover, pp-TMS seems advantageous for mapping patients who are comparatively susceptible to rTMS side effects and with regard to safety in general.
In dieser Dissertation wird der Frage nachgegangen, inwiefern sich unangemessene Behandlung in der praktischen Ausbildung zwischen Medizinstudierenden und Studierenden anderer Studienfächer unterscheidet. Zudem wird untersucht, welcher Einfluss der Hierarchie im angestrebten Beruf von den Probanden diesbezüglich zugemessen wird. Auch wird untersucht, wie sich Persönlichkeitsmerkmale auf die Wahrscheinlichkeit, unangemessene Behandlung zu erleben, auswirken.
The mammalian target of rapamycin and the integrated stress response are central cellular hubs regulating translation upon stress. The precise proteins and pathway specificity of translation targets of these pathways remained largely unclear. We recently described a new method for quantitative translation proteomics and found that both pathways control translation of the same sets of proteins.
In the life sciences, there is an ongoing discussion about a perceived ‘reproducibility crisis’. However, it remains unclear to which extent the perceived lack of reproducibility is the consequence of issues that can be tackled and to which extent it may be the consequence of unrealistic expectations of the technical level of reproducibility. Large-scale, multi-institutional experimental replication studies are very cost- and time-intensive. This Perspective suggests an alternative, complementary approach: meta-research using sociological and philosophical methodologies to examine researcher trust in data. An improved understanding of the criteria used by researchers to judge data reliability will provide crucial, initial evidence on the actual scale of the reproducibility crisis and on measures to tackle it.
Human behaviour is inextricably linked to the interaction of emotion and cognition. For decades, emotion and cognition were perceived as separable processes, yet with mutual interactions. Recently, this differen-tiation has been challenged by more integrative approaches, but without addressing the exact neurophysiological basis of their interaction. Here, we aimed to uncover neurophysiological mechanisms of emotion-cognition interaction. We used an emotional Flanker task paired with EEG/FEM beamforming in a large cohort (N=121) of healthy human participants, obtaining high temporal and fMRI-equivalent spatial resolution. Spatially, emotion and cognition processing overlapped in the right inferior frontal gyrus (rIFG), specifically in pars triangularis. Temporally, emotion and cognition processing overlapped during the transition from emotional to cognitive processing, with a stronger interaction in β-band power leading to worse behavioral performance. Despite functionally segregated subdivisions in rIFG, frequency-specific information flowed extensively within IFG and top-down to visual areas (V2, Precuneus) – explaining the behavioral interference effect. Thus, for the first time we here show the neural mechanisms of emotion-cognition interaction in space, time, frequency and information transfer with high temporal and spatial resolution, revealing a central role for β-band activity in rIFG. Our results support the idea that rIFG plays a broad role in both inhibitory control and emotional interference inhibition as it is a site of convergence in both processes. Furthermore, our results have potential clinical implications for understanding dysfunctional emotion-cognition interaction and emotional interference inhibition in psychiatric disor-ders, e.g. major depression and substance use disorder, in which patients have difficulties in regulating emotions and executing inhibitory control.
LFA-1 (Lymphocyte function-associated antigen-1) is a heterodimeric integrin (CD11a/CD18) present on the surface of all leukocytes; it is essential for leukocyte recruitment to the site of tissue inflammation, but also for other immunological processes such as T cell activation and formation of the immunological synapse. Absent or dysfunctional expression of LFA-1, caused by mutations in the ITGB2 (integrin subunit beta 2) gene, results in a rare immunodeficiency syndrome known as Leukocyte adhesion deficiency type I (LAD I). Patients suffering from severe LAD I present with recurrent infections of the skin and mucosa, as well as inflammatory symptoms complicating the clinical course of the disease before and after allogeneic hematopoietic stem cell transplantation (alloHSCT); alloHSCT is currently the only established curative treatment option. With this review, we aim to provide an overview of the intrinsic role of inflammation in LAD I.
Small bowel endoscopy is indicated for patients with an unidentified bleeding site in esophagogastroduodenoscopy and ileocolonoscopy and symptoms of intestinal blood loss or unexplained anemia. In approximately two-thirds of these cases, capsule endoscopy (CE) detects a lesion within the small bowel that explains the patient's symptoms. In few cases, though, lesions outside of the small bowel might be revealed by CE. Therefore, attention to all intestines that are visualized by CE might be necessary not to overlook bleeding sites that had not been discovered by prior flexible endoscopy.
Here the case of a 71-year-old male patient with unexplained anemia is presented by the authors. Small-bowel CE revealed minor bleeding from a neoplastic mass in the cecum. The final diagnosis of an adenocarcinoma of the ascending colon was established after the patient underwent a right hemicolectomy. This article is part of an expert video encyclopedia.
Recently, significant advances have been made by identifying the levels of synchronicity of the underlying dynamics of a given brain state. This research has demonstrated that unconscious dynamics tend to be more synchronous than those found in conscious states, which are more asynchronous. Here we go beyond this dichotomy to demonstrate that the different brain states are always underpinned by spatiotemporal chaos but with dissociable turbulent dynamics. We investigated human neuroimaging data from different brain states (resting state, meditation, deep sleep, and disorders of consciousness after coma) and were able to distinguish between them using complementary model-free and model-based measures of turbulent information transmission. Our model-free approach used recent advances describing a measure of information cascade across spatial scales using tools from turbulence theory. Complementarily, our model-based approach used exhaustive in silico perturbations of whole-brain models fitted to the empirical neuroimaging data, which allowed us to study the information encoding capabilities of the brain states. Overall, the current framework demonstrates that different levels of turbulent dynamics are fundamental for describing and differentiating between brain states.
Significant advances have been made by identifying the levels of synchrony of the underlying dynamics of a given brain state. This research has demonstrated that non-conscious dynamics tend to be more synchronous than in conscious states, which are more asynchronous. Here we go beyond this dichotomy to demonstrate that different brain states are underpinned by dissociable spatiotemporal dynamics. We investigated human neuroimaging data from different brain states (resting state, meditation, deep sleep and disorders of consciousness after coma). The model-free approach was based on Kuramoto’s turbulence framework using coupled oscillators. This was extended by a measure of the information cascade across spatial scales. Complementarily, the model-based approach used exhaustive in silico perturbations of whole-brain models fitted to these measures. This allowed studying of the information encoding capabilities in given brain states. Overall, this framework demonstrates that elements from turbulence theory provide excellent tools for describing and differentiating between brain states.
Due to their physiological role in removing damaged cells, natural killer (NK) cells represent ideal candidates for cellular immunotherapy in the treatment of cancer. Thereby, the cytotoxicity of NK cells is regulated by signals on both, the NK cells as well as the targeted tumor cells, and the interplay and balance of these signals determine the killing capacity of NK cells. One promising avenue in cancer treatment is therefore the combination of NK cell therapy with agents that either help to increase the killing capacity of NK cells or sensitize tumor cells to an NK cell-mediated attack. In this mini-review, we present different strategies that can be explored to unleash the potential of NK cell immunotherapy. In particular, we summarize how modulation of apoptosis signaling within tumor cells can be exploited to sensitize tumor cells to NK cell-mediated cytotoxicity.
Introduction: Despite improvements in medical science and public health, mortality of community-acquired pneumonia (CAP) has barely changed throughout the last 15 years. The current SARS-CoV-2 pandemic has once again highlighted the central importance of acute respiratory infections to human health. The “network of excellence on Community Acquired Pneumonia” (CAPNETZ) hosts the most comprehensive CAP database worldwide including more than 12,000 patients. CAPNETZ connects physicians, microbiologists, virologists, epidemiologists, and computer scientists throughout Europe. Our aim was to summarize the current situation in CAP research and identify the most pressing unmet needs in CAP research.
Methods: To identify areas of future CAP research, CAPNETZ followed a multiple-step procedure. First, research members of CAPNETZ were individually asked to identify unmet needs. Second, the top 100 experts in the field of CAP research were asked for their insights about the unmet needs in CAP (Delphi approach). Third, internal and external experts discussed unmet needs in CAP at a scientific retreat.
Results: Eleven topics for future CAP research were identified: detection of causative pathogens, next generation sequencing for antimicrobial treatment guidance, imaging diagnostics, biomarkers, risk stratification, antiviral and antibiotic treatment, adjunctive therapy, vaccines and prevention, systemic and local immune response, comorbidities, and long-term cardio-vascular complications.
Conclusion: Pneumonia is a complex disease where the interplay between pathogens, immune system and comorbidities not only impose an immediate risk of mortality but also affect the patients’ risk of developing comorbidities as well as mortality for up to a decade after pneumonia has resolved. Our review of unmet needs in CAP research has shown that there are still major shortcomings in our knowledge of CAP.
Lichen-forming fungi are symbiotic organisms that synthesize unique natural products with potential for new drug leads. Here, we explored the pharmacological activity of six lichen extracts (Evernia prunastri, Pseudevernia furfuracea, Umbilicaria pustulata, Umbilicaria crustulosa, Flavoparmelia caperata, Platismatia glauca) in the context of cancer and inflammation using a comprehensive set of 11 functional and biochemical in vitro screening assays. We assayed intracellular Ca2+ levels and cell migration. For cancer, we measured tumor cell proliferation, cell cycle distribution and apoptosis, as well as the angiogenesis-associated proliferation of endothelial cells (ECs). Targeting inflammation, we assayed leukocyte adhesion onto ECs, EC adhesion molecule expression, as well as nitric oxide production and prostaglandin (PG)E2 synthesis in leukocytes. Remarkably, none of the lichen extracts showed any detrimental influence on the viability of ECs. We showed for the first time that extracts of F. caperata induce Ca2+ signaling. Furthermore, extracts from E. prunastri, P. furfuracea, F. caperata, and P. glauca reduced cell migration. Interestingly, F. caperata extracts strongly decreased tumor cell survival. The proliferation of ECs was significantly reduced by E. prunastri, P. furfuracea, and F. caperata extracts. The extracts did not inhibit the activity of inflammatory processes in ECs. However, the pro-inflammatory activation of leukocytes was inhibited by extracts from E. prunastri, P. furfuracea, F. caperata, and P. glauca. After revealing the potential biological activities of lichen extracts by an array of screening tests, a correlation analysis was performed to evaluate particular roles of abundant lichen secondary metabolites, such as atranorin, physodic acid, and protocetraric acid as well as usnic acid in various combinations. Overall, some of the lichen extracts tested in this study exhibit significant pharmacological activity in the context of inflammation and/or cancer, indicating that the group lichen-forming fungi includes promising members for further testing.
Cross-frequency coupling (CFC) has been proposed to coordinate neural dynamics across spatial and temporal scales. Despite its potential relevance for understanding healthy and pathological brain function, the standard CFC analysis and physiological interpretation come with fundamental problems. For example, apparent CFC can appear because of spectral correlations due to common non-stationarities that may arise in the total absence of interactions between neural frequency components. To provide a road map towards an improved mechanistic understanding of CFC, we organize the available and potential novel statistical/modeling approaches according to their biophysical interpretability. While we do not provide solutions for all the problems described, we provide a list of practical recommendations to avoid common errors and to enhance the interpretability of CFC analysis.
Diese Promotionsarbeit dient in erster Linie dazu herauszufinden, ob Unterschiede im Gesamt- und rezidivfreien Überleben zwischen dem laparoskopischen und offenen chirurgischen Zugangsweg der radikalen Nephroureterektomie (RNU) bei Patienten mit nicht-metastasiertem Urothelkarzinom des oberen Harntrakts bestehen. Als sekundäres Ziel soll untersucht werden, ob die Durchführung einer präoperativen Ureterorenoskopie (URS) bei Patienten mit nicht-metastasiertem Urothelkarzinom des oberen Harntrakts zu Unterschieden im Gesamt- und rezidivfreien Überleben führt.
Zur Untersuchung der Hypothesen wurden die Daten von Patienten, die zwischen 2010 und 2020 wegen eines Urothelkarzinom des oberen Harntrakts behandelt wurden, retrospektiv aus institutionellen Datenbanken erhoben. Die Studienpopulation bestand aus Patienten, die älter als 18 Jahre waren, sich einer offenen oder laparoskopischen RNU unterzogen und bei denen kein Verdacht auf Metastasen bestand (cM0). Patienten mit Verdacht auf Metastasen bei der Diagnose (cM1) oder anderen Therapien als einer RNU wurden ausgeschlossen. Die Daten wurden tabellarisch dargestellt und, mithilfe von Kaplan-Meier-Kurven, Unterschiede im Gesamt- und rezidivfreien Überleben hinsichtlich des chirurgischen Zugangs (laparoskopisch versus offen) untersucht. In gesonderten Kaplan-Meier-Kurven wurde darüber hinaus der Einfluss der präoperativen URS auf das Gesamt- und rezidivfreie Überleben beider Kohorten untersucht (unabhängig vom Zugangsweg).
Von den 59 Patienten, die sich einer RNU unterzogen, wurden 29% (n=17) laparoskopisch und 71% (n=42) offen operiert. Die Patienten- und Tumormerkmale waren in beiden Gruppen gleichmäßig verteilt (p≥0,2). Das mediane Gesamtüberleben unterschied sich nicht statistisch signifikant zwischen den Kohorten. Es betrug 93 Monate nach einer laparoskopischen RNU im Vergleich zu 73 Monaten nach einer offenen RNU (p=0,46). Das mediane rezidivfreie Überleben wies keine Unterschiede zwischen laparoskopischer und offener RNU auf und betrug für beide Kohorten 73 Monate (p=0,93). Auch das mediane Gesamt- und rezidivfreie Überleben unterschied sich nicht zwischen Patienten mit und ohne präoperativer URS (p=0,1).
Basierend auf den Ergebnissen einer retrospektiven, unizentrischen Studie zeigten die Gesamt- und rezidivfreien Überlebensraten bei Patienten mit nicht-metastasiertem Urothelkarzinom des oberen Harntrakts, die mit laparoskopischer oder offener RNU behandelt wurden, keinen signifikanten Unterschied. Das laparoskopische Verfahren kann dem offenen Verfahren also ebenbürtig angesehen werden. Außerdem führte eine präoperative URS vor der RNU nicht zu verringerten Gesamt- oder rezidivfreien Überlebensraten.
Trotz der nennenswerten Ergebnisse bestehen auch für die vorliegende Studie Einschränkungen. Sie begründen sich einerseits auf dem retrospektiven Studiendesign, was in einer schlechteren Qualität der Daten resultiert sowie andererseits auf der geringen Stichprobengröße, weshalb die Ergebnisse nur eingeschränkt auf die Allgemeinheit anwendbar sind.
Auf der Grundlage dieser Studie sollten multizentrische, randomisierte, prospektive Studien mit einer umfangreicheren Kohortengröße erfolgen, um diese Ergebnisse zu bestätigen und die verbleibenden Unsicherheiten hinsichtlich des onkologisch günstigsten chirurgischen Verfahrens zu klären.
Untersuchung der Expression von Wachstumsfaktoren in reseziertem Hirngewebe von Epilepsiepatienten
(2023)
Hintergrund: Die Epilepsie gehört zu den häufigsten chronischen neurologischen Erkrankungen beim Menschen. Bei Patienten mit mesialer TLE und Hippocampussklerose besteht die höchste Wahrscheinlichkeit, eine medikamentöse Therapierefraktärität zu entwickeln. Die Ursache der Hippocampussklerose sowie die ursächlichen Mechanismen sind nicht bekannt. Allerdings kann eine initiale Schädigung, wie etwa komplizierte Fieberkrämpfe im Kindesalter, Schädel-Hirn-Traumata, Schlaganfälle, entzündliche Prozesse oder Ähnliches, für die Entwicklung einer Hippocampussklerose prädisponieren. Diese kann anschließend nach einer klinisch stummen Latenzperiode zur Entwicklung spontaner epileptischer Anfälle und der Diagnose einer Epilepsie führen. Im Rahmen der Epileptogenese, also der Entstehung und Progression der Epilepsie kommt es zu Wachstumsprozessen, weshalb eine Beteiligung von neurotrophen Wachstumsfaktoren naheliegend war. Das Ziel dieser Arbeit war die vergleichende Untersuchung resezierter Hippocampi auf Wachstumsfaktoren, um semiquantitative Daten zu deren Verteilung bei Epilepsiepatienten zu erhalten. Des Weiteren war die Korrelation mit den klinischen Daten der Patienten von besonderem Interesse, da so Hinweise auf mögliche Zusammenhänge zwischen dem klinischen Erscheinungsbild und der Expression der Wachstumsfaktoren gewonnen werden konnten.
Methoden: Bei dem in der vorliegenden Arbeit untersuchten Gewebe handelt es sich um Hippocampi von 21 Patienten mit TLE, die epilepsiechirurgisch therapiert wurden. Die Schnitte der paraffinierten Hippocampi wurden mittels Immunhistochemie auf die Wachstumsfaktoren BDNF, FGF2, GDNF, GMFB und PDGF-B untersucht. Im Anschluss wurden die Schnitte gescannt und die Zellen mittels eines Algorithmus identifiziert und ausgewertet. Diese experimentellen Daten wurden anschließend mit den klinischen Daten der Patienten korreliert.
Ergebnisse: Es fand sich eine signifikante Korrelation zwischen der Expression von GMFB und dem postoperativen Outcome der Patienten. Des Weiteren fanden sich auch Korrelationen zwischen der präoperativen Anfallsfrequenz und der Expression von BDNF sowie GDNF. Auch die Epilepsiedauer korrelierte mit der Expression von BDNF. Zudem fanden sich Korrelationen zwischen den Ergebnissen der neuropsychologischen Testungen und der Expression von BDNF, sowie PDGF-B.
Diskussion: Die vorliegende Arbeit liefert einige Daten, die Hinweise für nachfolgende Untersuchungen geben können. Sowohl für die Anfallsfrequenz, als auch für die Epilepsiedauer fanden sich signifikante Korrelationen mit BDNF. Beides ist passend zu den vermuteten und zum Teil in der Literatur beschriebenen Mechanismen im Rahmen der Epilepsie, also einer postiktalen Hochregulation von Wachstumsfaktoren beziehungswiese des Zugrundegehens von Zellen im Verlauf der Erkrankung und damit zu einer reduzierten Expression von Wachstumsfaktoren. Geschlechterabhängige Unterschiede in der Expression der Wachstumsfaktoren fanden sich, passend zu der vorhandenen Literatur, nicht. Interessant ist, dass sowohl Geschlechtshormone als auch anfallssuppressive Medikamente einen Einfluss auf die Expression der Wachstumsfaktoren haben können.
Bis heute ist kein Biomarker bekannt, der eine Vorhersage über den Erfolg einer operativen Therapie bei therapierefraktären TLE treffen kann. Da meine Daten eine Korrelation von GMFB und dem postoperativen Outcome zeigen, bietet es sich für weitere Untersuchungen an, GMFB als präoperativen Biomarker zu nutzen. zu können, wäre eine einfachere Probengewinnung beispielsweise aus Blut, Liquor, Urin oder Speichel notwendig. Im Sinne einer „Liquid Biopsy“ könnte so der Erfolg einer chirurgischen Therapie weiter objektiviert werden, was die Entscheidungsfindung einfacher und risikoärmer gestalten würde.
Die Bande q23 auf Chromosom 11 ist in zahlreiche reziproke chromosomale Translokationen verwickelt. Diese sind dominant mit dem Krankheitsphänotyp einer AML, ALL und seltener mit malignen Lymphomen und myelodysplastischen Syndromen assoziiert. Mittlerweile sind fünfundachtzig cytogenetische Aberrationen der Bande 11q23 bekannt. Das auf 11q23 betroffene Gen wird als das Mixed Lineage Leukemia (MLL), Acute Lymphoblastic Leukemia (ALL-1), Human Homolog of trithorax (HRX) oder als Human Trithorax 1 (Htrx1) bezeichnet. Die häufigsten Partnergene des MLL sind AF4 (40 %), AF9 (27 %), sowie ENL, AF6, ELL und AF10 (4-7 %).
Die Bruchpunkte von t(11;V) Translokationen sind nicht gleichmäßig über das gesamte, 92 kb große humane MLL-Gen verteilt, sondern liegen alle in der 8,3 kb großen Bruchpunktsregion Bpr. Auch innerhalb der Bpr ist die Verteilung der Translokationsbruchpunkte nicht homogen. Die Bruchpunkte von Patienten mit de novo Leukämien und einem Alter über einem Jahr liegen mehrheitlich in der 5’-Hälfte der Bpr, dem Subcluster I. Dagegen liegen die Bruchpunkte von Patienten mit therapiebedingten Leukämien und einem Alter unter einem Jahr überwiegend in der 3’-Hälfte der Bpr, dem Subcluster II.
Neuere Forschungsergebnisse zeigten, daß DNA-Doppelstrangbrüche auf zwei verschiedenen Chromosomen eine hinreichende Voraussetzung für das Entstehen chromosomaler Translokationen sind. Aufgrund der inhomogenen Verteilung der Translokationsbruchpunkte im MLL-Gen stellte sich die Frage, ob bestimmte Regionen dieses Gens für DNA-Doppelstrangbrüche prädisponiert sind. Interessanterweise ist Subcluster II extrem sensitiv gegenüber DNA-Doppelstrangbrüchen, die durch cytotoxische Agenzien oder Apoptose-auslösende Ereignisse induziert werden können. In unserer Arbeitsgruppe konnte eine etwa 200 bp große Region lokalisiert werden, über die sich nahezu alle Etoposid-induzierten DNA-Doppelstrangbrüche verteilten.
In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, daß die Bildung von DNA-Doppelstrangbrüchen in dieser Region durch die Gabe eines Caspase-Inhibitors gehemmt werden kann. Eine Etoposid-induzierte Protein-DNA-Wechselwirkung konnte allerdings nicht nachgewiesen werden. In der Literatur fanden sich Hinweise darauf, daß Subcluster II im Gegensatz zu Subcluster I eine verstärkte Histonacetylierung aufweist. Basierend auf diesen Hinweisen sollte die Arbeitshypothese untersucht werden, ob Subcluster II einen geninternen Promotor des MLL-Gens darstellt.
Die potentielle Promotorregion wurde zunächst durch Computeranalysen eingegrenzt. Mit RT-PCR Experimenten wurde anschließend der potentielle geninterne Promotor des murinen Mll-Gens in einer murinen Fibroblastenzellinie lokalisiert, die einen Transkriptionsstop und eine Polyadenylierungssequenz in Exon 4 des Mll-Gens trug. Um die am Mausmodell gewonnenen Erkenntnisse auch im humanen System zu überprüfen, wurde die geninterne Promotorregion des humanen MLL Gens vor ein Luciferasereportergen kloniert. Durch RTPCR konnte der geninterne Transkriptionsstart im Subcluster II des humanen MLL-Gens lokalisiert werden. Damit konnte zum ersten Mal gezeigt werden, daß Transkriptionsinitiation und genetische Instabilität im Subcluster II des humanen MLL-Gens kolokalisieren.
Durch Deletionsmutanten wurde die Bedeutung der einzelnen Module dieser Promotorregion ermittelt. Dabei zeigte sich, daß die Anwesenheit von zwei retromobilen Elementen eine Enhancer-Funktion haben. Demgegenüber zeigte die homologe murine Sequenz, die in unserer Arbeitsgruppe gleichzeitig von S. Scharf untersucht wurde und für die keine erhöhte Anfälligkeit für DNA-Doppelstrangbrüche bekannt ist, nur eine schwache Promotoraktivität. Dies weist auf einen Zusammenhang zwischen der genetischen Instabilität von Subcluster II und der Rate geninterner Transkriptionsinitiationsprozesse hin.
Das Protein, für das das Transkript des geninternen murinen Promotors kodiert, wurde mittels immunhistologischer und Western Blot Experimente nachgewiesen. Dabei konnte gezeigt werden, daß dieses Protein, wie auch das MLL-Protein, proteolytisch durch Taspase1 und daß sich ein Mini-MLL-Komplex bildet.
Die vorliegende Studie widmete sich der Untersuchung von mikrostrukturellen Eigenschaften im Gehirn von Patienten mit Epilepsie, bei denen im herkömmlichen Magnetresonanztomografie (MRT) keine strukturellen Anomalien festgestellt wurden. Epilepsie ist eine komplexe neurologische Störung, die durch wiederkehrende epileptische Anfälle gekennzeichnet ist. I Bisher wurde die Beeinträchtigung der Hirnmikrostruktur in dieser Gruppe kaum erforscht, obwohl aufgrund pathologischer Umstrukturierungen zerebraler Netzwerke, neuronaler Hyperaktivität und Hypersynchronisation ähnliche Schäden wie bei Patienten mit sichtbaren Läsionen angenommen werden könnten. Zur Untersuchung der zerebralen Mikrostruktur wurden in dieser Studie hochauflösende quantitative Tl-, T2- und Protonendichte (PD)-Verfahren in Kombination mit einer Gewebesegmentierung auf Basis synthetischer Anatomien verwendet.
Es wurden insgesamt 27 Epilepsiepatienten rekrutiert, bei denen mittels herkömmlicher MRT keine strukturellen Läsionen im Gehirn festgestellt wurden. Die MRT-Daten wurden mit einem 3-Tesla-MAGNETOM-TRlO-MR-Scanner erfasst, der mit einer 8-Kanal-Kopfspule ausgestattet war. Die quantitative MRTTechnik ermöglichte die Messung von Tl-, T2- und PD Werten, um die mikrostrukturellen Eigenschaften des kortikalen Gewebes zu analysieren. Die kortikale graue Substanz wurde analysiert, indem zur Vermeidung von Partialvolumeneffekten Tl-, T2- und PD-Werte aus den zentralen 20% des Kortex ausgelesen und in Oberflächendatensätzen gespeichert wurden. Die Gruppenvergleiche wurden dann mittels statistischer Analysen (allgemeines lineares Modell) und Permutationssimulationen durchgeführt, um Cluster zu identifizieren, die auf mögliche Gruppenunterschiede hinweisen. Für die weiße und tiefe graue Substanz erfolgte eine „region of interest"-basierte Analyse und eine Voxel-weise Analyse.
Die beschriebenen Analysen der quantitativen MRT-Daten zeigten keine signifikanten Unterschiede der Tl-, T2- oder PD-Werte zwischen den Gruppen. Weder in der grauen noch weißen Substanz ergaben sich demnach Hinweise auf mikrostrukturelle Veränderungen bei Patienten mit MRT-negativer Epilepsie.
Die Ergebnisse zeigen, dass zukünftige wissenschaftliche Untersuchungen erforderlich sein werden, um die maßgeblichen Faktoren und Mechanismen zu ermitteln, die zur mikrostrukturellen Schädigung von Gehirngewebe in unterschiedlichen Untergruppen von Epilepsiepatienten beitragen.
Die Entartung von B-Zellen stellt den Ursprung vieler maligner Erkrankungen dar. Bei der Prä-B-Zell-ALL, welche 15 % der malignen Erkrankungen im Kindesalter ausmacht, findet die Entartung auf der Entwicklungsstufe der Prä-B-Zellen statt. In der normalen Hämatopoese fungiert der Prä-BZR als Kontrollpunkt in der Entwicklung der B-Zellen, weshalb der Rezeptor sowie die von ihm ausgehenden Signalwege bereits bei vielen hämatologischen Neoplasien als therapeutische Ansatzpunkte in Betracht gezogen wurden.
Der Prä-BZR selbst stellt einen Tumorsuppressor dar: Etwa 13,5 % der Prä-B-Zell-ALL sind von einem aktiven Prä-BZR-Signal abhängig. In entarteten Zellen findet oftmals eine Imitation der Proliferationssignale eines konstitutiv aktiven BZRs statt. Bei Zellen ohne einen funktionellen Rezeptor führt die Rekonstruktion des Rezeptors jedoch zum Zelltod. Sowohl ein zu hohes als auch ein zu niedriges Aktivitätsniveau des Prä-BZRs haben somit einen negativen Effekt auf das Wachstumsverhalten der Zellen zur Folge.
Wichtige downstream des Prä-BZRs vorkommende Effektormoleküle sind die Histonmethyltransferase DOT1L und der Tumorsuppressor BRD7. DOT1L interagiert mit dem Transkriptionsfaktor AF10, der eine bedeutsame Rolle bei der Entstehung von Mixed-lineage-Leukämien spielt; eine DOT1L-Inhibition zeigt daher auch nur bei MLL-rearrangierten Leukämien therapeutische Effekte.
In dieser Dissertationsarbeit konnte der Tumorsuppressorphänotyp von BRD7 aufgezeigt werden. Außerdem zeigten sich Effekte auf den PI3K- sowie den MEK-Signalweg durch Dephosphorylierung der Kinasen AKT und ERK. Dieser Aspekt kann mithilfe einer hypothetischen Feedback-Schleife zwischen BRD7, dem PI3K-Signalweg sowie dem Prä-BZR erklärt werden. BRD7 und Gene des PI3K-Signalwegs könnten hierbei über Chromatin-Remodellierung miteinander interagieren. Die Analyse der Phosphosite von BRD7 stellt einen essenziellen Aspekt dar, um diese Feedback-Schleife experimentell zu validieren.
Auf der anderen Seite führte auch die Inaktivierung von BRD7 zu negativen Effekten auf das Wachstumsverhalten der Zellen. Ähnlich wie der Transkriptionsfaktor TCF3, der einen oberen Schwellenwert besitzt, könnte BRD7 einen unteren Schwellenwert besitzen, unter welchem
wachstumshemmende Effekte hervorgerufen werden. Außerdem sind auch proapoptotische Wirkungen für eine Überaktivierung des ERK- und des AKT-Signalwegs beschrieben worden, beispielsweise über die Hemmung des AKT-Inhibitors PTEN.
Durch massenspektrometrische Analysen konnte gezeigt werden, dass eine Überexpression von BRD7 die Komplexe der mitochondrialen Atmungskette hochreguliert. Die proliferationshemmenden Effekte des PI3K-Signalwegs überwiegen jedoch vermutlich diese positiven Effekte auf die Energiegewinnung der Tumorzellen. Alternativ könnte es sich in den Tumorzellen lediglich um einen Kompensationsmechanismus bei geschädigter oxidativer Phosphorylierung handeln.
Bei der Analyse der molekularen Hintergründe des Wachstumsnachteils der BRD7-überexprimierenden Zellen konnte festgestellt werden, dass die Prä-B-Zellen RCH-ACV vom PI3K-Signalweg, jedoch nicht vom MEK-Signalweg abhängig sind. Es ist denkbar, dass noch weitere Moleküle reguliert werden müssen, damit die Modifikation des MEK-Signalwegs Effekte auf das Wachstumsverhalten und Überleben der Zellen ausübt.
In dieser Arbeit konnten der Prä-BZR und die von ihm ausgehenden Signalwege als gute Ansatzpunkte bei der Therapie der Prä-B-Zell-ALL identifiziert werden. Zwar zeigten sich bei Überexpression und Inhibition von BRD7 nur Effekte auf die Proliferation der Zellen, jedoch existieren vielfältige Interaktionen mit upstream lokalisierten Signalmolekülen (hypothetische Feedback-Schleife). Die dadurch angestoßenen Signalwege können zur Einleitung der Apoptose beitragen. Prinzipiell könnte der Tumorsuppressor BRD7 therapeutisch durch das Designen von Kinasen eingesetzt werden, welche eine gezielte Phosphorylierung und damit konstitutive Aktivierung von BRD7 bewirken, jedoch stellt der Einsatz von etablierten, weiter upstream ansetzenden Kinase-Inhibitoren einen effektiveren therapeutischen Ansatzpunkt zur Apoptoseeinleitung im Patienten dar.
In der durchgeführten Studie erfolgte die Untersuchung des visuellen Arbeits-gedächtnisses von bipolaren Patienten im Vergleich zu gesunden Kontrollen. Es erfolgten bereits viele Untersuchungen an Patienten mit bipolarer Störung. Wird das Hauptaugenmerk auf die kognitiven Funktionen der Patienten gelegt, so konnte bereits in einigen Studien gezeigt werden, dass nicht nur in depressi-ver oder manischer, sondern auch in euthymer Stimmungslage kognitive Defizi-te vorliegen. Zur näheren Untersuchung der Funktionen des visuellen Arbeits-gedächtnisses der Patienten mit bipolarer Störung wurde daher eine fMRT-Untersuchung durchgeführt. Hier wurden Patienten, die an bipolarer Störung erkrankt sind, mit gesunden Kontrollen verglichen. Dabei wurden die bipolaren Patienten in euthymer Stimmungslage untersucht. Weder in Antwortrichtigkeit noch Reaktionsgeschwindigkeit konnte ein signifikanter Gruppenunterschied nachgewiesen werden. Außerdem wurde in der Untersuchung eine Differenzie-rung zwischen den einzelnen Phasen gemacht, die eine Gedächtnisinformation durchläuft. Bei diesen Phasen handelt es sich um Enkodierungs-, Halte- und Abrufphase. Hierbei konnten veränderte Aktivierungsmuster an diversen Hirn-strukturen der bipolaren Patienten dargestellt werden. Diese Veränderungen ziehen sich durch alle drei Phasen der Gedächtniskonsolidierung und können vor allem im präfrontalen Kortex nachgewiesen werden. Es handelt sich dabei vor allem um eine schwächere Aktivierung des präfrontalen Kortex (PFC) der bipolaren Patienten im Vergleich zu gesunden Kontrollen. Unter anderem ist das Arbeitsgedächtnis im PFC lokalisiert. Diese Ergebnisse scheinen ein Hin-weis dafür zu sein, dass bei den bipolaren Patienten neuronale Defizite im visu-ellen Arbeitsgedächtnis vorliegen.
Aufgrund der starken Heterogenität und Komplexität der akuten myeloischen Leukämie ist diese bis heute nicht zufriedenstellend zu behandeln. Die bestmögliche Therapie wird mittlerweile zunehmend auf die Erkrankung des Einzelnen angepasst. Vermehrt gewinnen Tyrosinkinase-Inhibitoren in der Therapie an Bedeutung. Diese Inhibitoren hemmen Proteine auf zellulärer Ebene.
Bei etwa 30% der AML-Patienten lassen sich Mutationen des FLT3-Gens nachweisen. Das Gen kodiert für die fms like tyrosine kinase 3, eine Rezeptor-Tyrosinkinase an der Zelloberfläche von unreifen Blutzellen des Knochenmarks. Durch Mutationen des FLT3 Gens erhalten diese Zellen einen Proliferationsvorteil gegenüber den physiologischen Blutzellen.
Am häufigsten kommt es zu in frame-Insertionen des FLT3-Gens, vor allem im Bereich der juxtamembranen Domäne: sogenannte interne Tandemduplikationen (ITD). Weiterhin kommen zu einem geringeren Teil Punktmutationen einzelner Codons, zum Beispiel im Bereich des activation loops oder im Bereich des gatekeepers vor. Durch das Auftreten der Punktmutationen, die entweder bereits zum Zeitpunkt der Diagnose vorliegen oder erst während einer Therapie mit einem Tyrosinkinase-Inhibitor entstehen können, verändert sich das Bindungsverhalten vieler solcher gegen FLT3 gerichteten Inhibitoren. Durch Letzteres kann ein mögliches Therapieversagen beispielsweise während der Behandlung mit AC220 (Quizartinib) erklärt werden (Smith et al.).
In der vorliegenden Dissertationsschrift sind Unterschiede der Signalwege zwischen FLT3-ITD und FLT3-ITD mit der zusätzlichen gatekeeper-Punktmutation F691L herausgearbeitet. Dafür wurden die beiden FLT3-Mutationen in den Vektor pMy-IRES-GFP eingebracht und retroviral in Ba/F3-Zellen transduziert. Nach Überprüfung der Expression von FLT3 ITD und dem Wachstumsverhalten unter Zugabe von AC220 (Quizartinib), wurden verschiedene Signalkaskaden von FLT3 mittels Western Blot untersucht. Hierbei zeigten sich sowohl Unterschiede für die Expression von phosphoryliertem ERK als auch von phosphoryliertem STAT5.
Durch verschieden starke Expressionen der FLT3130kDa- und FLT3160kDA-Varianten wurde eine unterschiedliche Lokalisation von FLT3-ITD in Zellen mit und ohne die Mutation F691L postuliert. Allerdings ließ sich diese experimentell mittels Immunfluoreszenz nicht belegen, da die Methode für die verwendeten Suspensionszellen nicht ausreichend geeignet war.
In den durchgeführten Versuchen zum Wachstumsverhalten der Zellen bei der Verwendung von Kinaseinhibitoren konnte bei der Verwendung des SYK-Inhibitors R406 eine dosisabhängige Proliferationshemmung der FLT3-ITD-mutierten Ba/F3- und 32D-Zellen beobachtet werden. Die Hemmung von FLT3 durch R406 wurde in der Literatur bereits beschrieben (Braselmann et al.).
Die abschließenden Experimente der Massenspektrometrie mit SILAC Markierung lassen mit der Detektion von mehreren hundert signifikant regulierten phosphorylierten Proteinen in den beiden FLT3-ITD-exprimierenden Populationen auf die Aktivierung unterschiedlicher Signalwege schließen. Durch das Vergleichen einzelner Teilexperimente ergaben sich Proteine, deren Phosphorylierung mehrfach in die gleiche Richtung reguliert war. Für Zellen, die zusätzlich zur ITD-Mutation die Mutation F691L besaßen, konnten insgesamt sieben hoch-regulierte, phosphorylierte Proteine ermittelt werden, bei denen ein zellulärer Effekt durch die Phosphorylierung der entsprechenden Aminosäurereste in der Literatur beschrieben ist.
Das im Western Blot nachgewiesene, in Zellen mit der Mutation F691L stärker phosphorylierte STAT5 ist aller Voraussicht nach Ursache der nachgewiesenen verstärkten Phosphorylierung von RPS6 im Experiment der globalen Phosphorylierung. Die PIM-Kinasen als Substrate einer STAT5-induzierten Transkription phosphorylieren RPS6 an Serin 235. Dies führt seinerseits zu einer verstärkten Translation von mRNA weiterer Gene. Die genauen Zusammenhänge der hier ermittelten Unterschiede müssen jedoch weiter untersucht werden.
In Zukunft könnte zudem die Untersuchung der beiden Proteine SHP 1 oder HSP90 weitere Aufschlüsse über die unterschiedlichen Signalwege geben. Für beide Proteine wurden Phosphorylierungen detektiert, die in den untersuchten Zellen mit FLT3-ITD bzw. der zusätzlichen Punktmutation F691L unterschiedlich reguliert sind.
In der vorliegenden Studie wurden Patienten mit struktureller Epilepsie bedingt durch eine fokale kortikale Dysplasie (FCD) mittels moderner Magnetresonanztomographie (MRT)-Verfahren untersucht.
Bei FCDs handelt es sich um Fehlbildungen der Großhirnrinde, die mit einer hohen epileptogenen Aktivität vergesellschaftet sind. Einige dieser Patienten unterziehen sich einer epilepsiechirurgischen Resektion, sind jedoch hiernach hinsichtlich ihrer Anfallsfrequenz dennoch nicht ausreichend kontrollierbar, weshalb Grund zur Annahme besteht, dass es neben der fokalen kortikalen Dysplasie andere Faktoren geben könnte, die epileptische Anfälle verursachen.
Basierend auf dieser Überlegung wurde mittels T2-Relaxometrie untersucht, ob bei Patienten mit FCDs mikrostrukturelle Veränderungen in Teilen des Kortex vorhanden sind, die mittels konventioneller MRT-Verfahren normal bzw. gesund erscheinen. Es wird angenommen, dass bei diesen Patienten auch außerhalb der FCD mikrostrukturelle Veränderungen, beispielsweise bedingt durch Schädigung im Rahmen von Anfällen oder durch Therapieeffekte, vorzufinden sind.
Für die Studie wurden 16 Patienten mit einer neuroradiologisch gesicherten FCD und 16 hinsichtlich des Alters und des Geschlechts gematchte gesunde Probanden rekrutiert.
Die Daten wurden an einem 3 Tesla (T) MRT-Scanner erhoben. Um die T2-Relaxationszeit zu messen, wurden Spin-Echo Datensätze mit verschiedenen Echozeiten (TE) aufgezeichnet. Zur Erfassung der Ausdehnung der FCD wurden konventionelle fluid-attenuated inversion recovery (FLAIR)-Datensätze akquiriert. Zur Segmentierung des Gewebes wurden synthetische T1-gewichtete magnetization-prepared rapid acquisition of gradient echos (MP-RAGE)-Datensätze aus quantitativen T1-Karten berechnet. Der Kortex und dessen Grenzflächen wurden mittels FreeSurfer anhand der MP-RAGE-Datensätze identifiziert und die kortikale Dicke wurde gemessen. Die FCD-Areale wurden in den FLAIR-Datensätzen manuell markiert und aus den T2-Karten exkludiert, um die FCD-assoziierten Veränderungen nicht in die Analyse einzubeziehen.
Anschließend wurden kortikale T2-Werte ausgelesen und in Oberflächendatensätzen gespeichert, um dann durchschnittliche kortikale T2-Werte für jeden Probanden zu ermitteln und mittels ungepaartem t-Test zwischen den Gruppen zu vergleichen. Zudem wurde der Pearson-Korrelationskoeffizient zwischen den kortikalen T2 Werten und klinischen Parametern berechnet. Außerdem wurde eine oberflächenbasierte Gruppenanalyse kortikaler T2-Werte und der kortikalen Dicke durchgeführt. Hierbei wurden Permutationssimulationen durchgeführt, um kortikale Cluster zu erkennen, die fokale Gruppenunterschiede anzeigen, und um für Mehrfachvergleiche zu korrigieren.
Die Analyse ergab, dass die durchschnittlichen kortikalen T2-Werte außerhalb der FCD in der Patientenkohorte im Vergleich zu den gesunden Probanden signifikant erhöht waren. Diese T2-Veränderungen zeigten weder eine signifikante Korrelation mit der Anzahl der Anfälle der letzten drei Monate, noch mit der Anzahl der jemals eingenommenen antiepileptischen Medikamente. Insbesondere wurden T2-Erhöhungen in den frontalen, parietalen und manchen temporalen Regionen festgestellt. Die oberflächenbasierte Analyse der Kortexdicke zeigte keine signifikanten Gruppenunterschiede.
Mittels T2-Relaxometrie und oberflächenbasierten Analyse-Techniken wurden demnach T2-Veränderungen des mittels konventioneller MRT-Bildgebung unauffällig erscheinenden zerebralen Kortex bei Patienten mit FCD und Epilepsie festgestellt.
Die Ergebnisse deuten auf das Vorhandensein von mikrostrukturellen Veränderungen hin, die sich mit konventionellen MRT-Verfahren nicht erfassen lassen. Potentielle Ursachen dieser Veränderungen sind neben Effekten der antikonvulsiven Medikation möglicherweise auch gliotischer Gewebeumbau bedingt durch stattgehabte epileptische Anfälle. Die Studie legt nahe, dass strukturelle Epilepsien mehr als ein Symptom bedingt durch eine fokale Läsion sind und stattdessen das Gehirn als Ganzes betreffen.
Im EU-Projekt „Regulatory Control Networks of Synthetic Lethality“ (SYNLET) wurden durch Vergleich der Genexpressionsprofile auf Transkriptionsebene von parentalen sensitiven Neuroblastom-Zelllinien und ihren Vincristin-resistenten Sublinien bioinformatisch 40 Kandidatengene ermittelt, die für Vincristin-Resistenz und damit Zellüberleben essentiell sein könnten. Diese Kandidatengene wurden im Rahmen dieser Dissertation einzeln in Neuroblastomzellen der Vincristin-resistenten Sublinie UKF-NB-2rVCR20 herunterreguliert durch Transfektion (Elektroporation) von small interfering RNAs (siRNAs; knock down). Anschließend wurden die Zellen ohne und mit verschiedenen Vincristin-Konzentrationen auf Zellviabilitätsveränderungen getestet. Beim Kandidatengen mit den niedrigsten Zellviabilitäten (SMARCC1) wurde ein Western Blot gemacht, um die Herunterregulierung zu bestätigen. Zu Beginn wurde das effektivste Programm zur Elektroporation der UKF-NB-2rVCR20-Zellen durch eine Transfektionsoptimierung ermittelt. Alle Kandidatengene wurden 2x transfiziert, bei unklaren oder besonders interessanten Ergebnissen auch 3x. Als positive Kontrolle wurde der ABC-Transporter MDR1 herunterreguliert, da hier die Auswirkungen auf die Resistenz gegen Vincristin bekannt sind. Bei 10 von 40 Kandidatengenen waren die Zellviabilitäten ohne Vincristin und/oder bei mindestens einer Vincristin-Konzentration extrem verändert (FOXJ1, MAP2K1, NFYB, RICS, SMARCA1, SMARCB1, SMARCC1, STK35, TOCA1 und TPM2). Das entspricht einem Prozentsatz von 25 % Kandidatengenen, bei denen die bioinformatisch vorhergesagte Wirkung in vitro bestätigt werden konnte. Allerdings sind bei diesen 10 effektiven Kandidatengenen auch 2 Gene dabei, nach deren Herunterregulierung es zu einer erhöhten Zellviabilität kam (FOXJ1 und RICS). Bei der Frage, welche Gene das Absterben der Tumorzellen beschleunigen und als ein mögliches Therapieziel in Frage kommen könnten, bleiben also 8 Kandidatengene (20 % aller Kandidatengene). Das interessanteste Kandidatengen ist SMARCC1, da die Herunterregulierung alleine (ohne Zugabe von Vincristin) zu einer massiven Abnahme der Zellviabilität führte. Damit stellt SMARCC1 ein interessantes Ziel zur Therapie in Tumorzellen dar.
Untersuchung von long non-coding RNA im Entzündungsmodell mit mesenchymalen Stamm-/Stromazellen
(2022)
Entzündungsprozesse sind essentiell zur Abwehr exogener und endogener Pathogene sowie bei der Geweberegeneration. Ihre Dysregulation ist an unzähligen Krankheitsprozessen beteiligt. Die Auslösung einer Entzündung ist besonders gut untersucht bei Toll-like Rezeptoren, die Strukturen von Mikroorganismen erkennen können und durch Signalkaskaden beispielsweise ΝF-κB aktivieren. LncRNAs regulieren die Genexpression und wurden dabei bereits im Rahmen von Entwicklung, Proliferation, Karzinogenese und Entzündung nachgewiesen. ASC sind für die regenerative Medizin aufgrund ihrer einfachen Gewinnung und ihrer Differenzierbarkeit höchst interessant. Zudem haben sie einen Einfluss auf inflammatorische Prozesse. Daher könnte es relevant sein, welche Rolle lncRNAs während Entzündungsprozessen bei ASC spielen. Daraus könnten sich auch potentielle Ansätze für Diagnostik und Therapie entwickeln.
Es wurde ein Entzündungsmodell mit ASC etabliert, welche mit Bakterientoxinen stimuliert wurden. Das Modell wurde mit einem im nephrologischen Labor etablierten Modell mit renalen Epithelzellen hinsichtlich der Entzündungsantwort verglichen. Diese Entzündungsantwort wurde anhand der Zytokinproduktion auf mRNA- und Proteinebene quantifiziert. Anschließend erfolgte eine RNA-Sequenzierung und Vergleich der RNA bei stimulierten und nicht-stimulierten ASC. Die detektierten veränderten lncRNAs wurden mittels qPCR validiert. Zuletzt wurde durch knockdown einer ausgewählten lncRNA versucht, Einfluss auf die Entzündungsprozesse zu nehmen.
Die vorgelegte Arbeit zeigt deutlich, dass ASC eine stärkere Entzündungsantwort als renale Epithelzellen zeigen. Als Mittelweg aus maximaler Entzündungsantwort und realistischen Stimulationsbedingungen wurde eine Stimulation mit 10 ng/ml LPS für 4 h gewählt. Nach der RNA-Sequenzierung zeigte die funktionelle Analyse der veränderten codierenden RNA Hinweise auf Entzündungsprozesse, Zellmigration, Chemotaxis, Differenzierung, Proliferation sowie Alkoholismus, Atherosklerose, Diabetes mellitus und Insulinresistenz. Diese Ergebnisse lassen sich mit dem aktuellen Stand der Forschung in Einklang bringen und legen die Bedeutung von Entzündung und ASC in diesen Bereichen dar. Bei den lncRNAs ergab die Sequenzierung insgesamt 48 expressionsveränderte Transkripte, H19 konnte hierbei erfolgreich validiert werden. Diese lncRNA war im Rahmen der LPS-induzierten Entzündung expressionsvermindert. Aufgrund donorspezifischer Einflussfaktoren auf die Genexpression bei ASC wie Körpergewicht und Morbidität sowie allgemeiner interindividueller Schwankung der Expression von lncRNA sind aber weitere Untersuchungen zur Detektion relevanter lncRNAs erforderlich. Die Transfektionsversuche zeigten Hinweise darauf, dass der H19-knockdown möglicherweise die LPS-vermittelte Entzündungsantwort bei ASC verstärkt.
Zusammenfassend wurde ein Modell zur Untersuchung von lncRNA bei LPS-induzierter Inflammation in ASC etabliert sowie im Rahmen dessen H19 als relevante lncRNA detektiert, die den Ausgangspunkt für weitere Forschung darstellt.
In dieser retrospektiven Studie wurden 47 Patienten mit einem histologisch nachgewiesenen Analkarzinom und im Anschluss aufgetretenen Rezidiv nach Beendigung der Radiochemotherapie und hinsichtlich der Risikofaktoren für das tumorfreie, sowie das Gesamtüberleben ausgewertet.
Auffällig in dieser Patientenkohorte war der hohe Anteil an männlichen Patienten (68,1 %), an HIV-positiven (36,2 %) sowie an Patienten mit nachgewiesenem Lymphknotenbefall bei Erstdiagnose (72,3 %).
Als signifikante Risikofaktoren für das tumorfreie Überleben wurden ein Primärtumor ab ≥ T3-Kategorie (Hazard-Ratio 1,87), ein Karnofsky-Performance-Status ≤ 80 % vor Beginn der Radiochemotherapie (Hazard-Ratio 3,25), sowie das initiale fehlende therapeutische Ansprechen der Radiochemotherapie (Hazard-Ratio 5,9) festgestellt. Auffällig war, dass kein signifikanter Einfluss bzgl. des biologischen Geschlechts, des Gradings, der N Kategorie oder des Alters ermittelt werden konnte.
In Bezug auf das Gesamtüberleben der Patienten ergaben sich folgende signifikante Risikofaktoren: eine T-Kategorie ≥ T3 (Hazard-Ratio 4,091), ein hohes UICC-Stadium (Hazard Ratio 2,89 für Stadium IIIC), das fehlende initiale therapeutische Ansprechen der Radiochemotherapie (Hazard-Ratio 9,59), ein Karnofsky-Performance-Status ≤ 80 % (Hazard-Ratio 12,23). Ein protektiver Faktor stellte ein längeres tumorfreies Überleben (Hazard-Ratio 0,935) dar.
Die Auswertung des gesamten und des tumorfreien Überlebens hinsichtlich des Befallsmusters der Rezidive ergab, dass mit zusätzlich zum lokalen Rezidiv nachgewiesenem lokoregionären Rezidiv und Fernmetastasen sich sowohl das tumorfreie Überleben (Ein-Jahres-tumorfreies Überleben 52,9 ± 12,1 % vs. 15,0 ± 8,0 %) als auch das Gesamtüberleben (5-Jahres-Gesamtüberleben 75,0 ± 12,5 % vs. 0,0 %) signifikant verringerten.
Im Vergleich der Merkmale der Patienten mit und ohne nachgewiesenen Fernmetastasen ergab sich ein signifikanter Unterschied in Bezug auf den Anteil der Tumore ≥ T3 (75 %).
In der Untergruppe, die mittels abdominoperinealer Rektumexstirpation therapiert wurde, konnte kein signifikanter Unterschied in Bezug auf die rpT-Kategorie, R-Klassikfikation, Pn-, V- und L-Klassifikation festgestellt werden.
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Medikamentenadhärenz an die Therapie mit oralen Antikoagulanzien (OAT) in der Schlaganfall-Sekundärprophylaxe und leitet auf Basis einer prospektiven Untersuchung Rückschlüsse über das Einnahmeverhalten unter verschiedenen Behandlungsformen ab.
Orale Antikoagulanzien werden erfolgreich zur Schlaganfallprävention bei Patienten mit Vorhofflimmern eingesetzt. Über Jahrzehnte waren Vitamin K-Antagonisten (VKA) die einzige Therapieoption, in der Praxis jedoch mit Schwierigkeiten verbunden, wie etwa Medikamenten- und Nahrungsmittelinteraktionen sowie häufige Gerinnungskontrollen. Als ab dem Jahr 2011 die ersten nicht-Vitamin K oralen Antikoagulanzien (NOAK) zugelassen wurden (zunächst Rivaroxaban und Dabigatran), lag ein besonderes Augenmerk auf der Frage, ob die fehlenden Gerinnungskontrollen und dadurch selteneren Arztkontakte unter Einnahme von NOAK einen negativen Einfluss auf die Adhärenz ausüben könnte.
In der vorliegenden Studie wurden prospektiv Daten zur Adhärenz und Persistenz in Bezug auf die Therapie mit OAT zu Zwecken der Schlaganfall-Sekundärprophylaxe gesammelt. Hierbei stand die Selbsteinschätzung der Patienten anhand der 8-Punkte-Morisky Medication Adherence Scale (MMAS-8) im Vordergrund. Die Daten der Untersuchung wurden an drei großen akademischen Schlaganfallzentren der Universitätskliniken Frankfurt, Würzburg und Marburg (Klinikum Fulda) erhoben. Während des Zeitraums Oktober 2011 bis September 2012 wurden alle 596 Patienten mit der Entlassungsdiagnose eines ischämischen Schlaganfalls oder einer transient ischämischen Attacke in Kombination mit Vorhofflimmern in die Studie aufgenommen. Dabei bildeten diejenigen 324 Patienten, die nach Entlassung eine orale Antikoagulation (VKA, Dabigatran oder Rivaroxaban) erhielten, die Untersuchungskohorte dieser Arbeit. Ein Jahr nach Entlassung wurden in einem Follow-up (1) die Adhärenz bzw. Persistenz in Bezug auf die verschriebene Medikation, (2) etwaige Therapiewechsel und deren Gründe, sowie (3) patientenseitige Einflussfaktoren erfragt.
Insgesamt konnte eine sterblichkeitskorrigierte Antwortrate von 73,3% (209 Patienten) erzielt werden. Von diesen Patienten erhielten 92,8% weiterhin eine Art der oralen Antikoagulation. Auch innerhalb der spezifischen ursprünglich verschriebenen OAT konnte eine gute Persistenz festgestellt werden (VKA 80,9%; NOAK 74,8%; P=0,243), wobei Dabigatran tendenziell, aber nicht-signifikant, am schwächsten abschnitt. Sofern Wechsel zwischen verschiedenen Formen der OAT erfolgten, wurden diese zumeist mit Nachteilen der jeweiligen Wirkstoffeigenschaften, wie z.B. gastrointestinale Nebenwirkungen, eine Verschlechterung der Nierenfunktion, sowie die vereinfachte Einnahme anderer Antikoagulanzien mit nur einer täglichen Dosis, begründet.
Zusätzlich stellte sich im Rahmen einer multivariaten Analyse insbesondere der Grad der Behinderung (Modifizierte Rankin Skala, mRS) zum Zeitpunkt des Follow-ups als signifikanter Einflussfaktor auf die Adhärenz heraus. Die Wahl der OAT hatte hingegen keinen relevanten Einfluss.
Zusammenfassend wurde in der Studie eine sehr gute Einnahmetreue von über 90% beobachtet, sofern man konventionelle und neue Antikoagulanzien in Summe zählt. Zudem wurde gezeigt, dass die Wahl der spezifischen OAT keinen signifikant positiven oder negativen Einfluss auf die Adhärenz nach sich zieht. Dieses Ergebnis widerspricht der Befürchtung einer generell niedrigeren Adhärenz an NOAK. Vielmehr könnte eine Erweiterung der Therapieoptionen durch die neuen oralen Antikoagulanzien es erlauben, besser auf spezielle Patientenbedürfnisse wie beispielsweise Medikamentenverträglichkeit oder Komorbiditäten einzugehen, und in Folge die Einnahmetreue zu Zwecken der Schlaganfall-Sekundärprophylaxe zu verbessern.
Die kongenitale Zytomegalievirus Infektion (cCMV-Infektion) ist die häufigste kongenitale Infektionskrankheit weltweit und ist der häufigste Grund für angeborene nicht-genetische Hörstörungen und eine häufige Ursache neurologische Entwicklungsstörungen. Die Inzidenz der cCMV-Infektion liegt in Deutschland zwischen 0,2 % – 0,5 %. Bei retroviral-exponierten Neugeborenen wird die Inzidenz mit 2,7 % – 11,4 % angegeben. Mit der erhöhten Inzidenz der cCMV-Infektion bei retroviral-exponierten Neugeborenen ergibt sich für diese Kinder ebenfalls ein erhöhtes Risiko für Langzeitfolgen. Die genaue Inzidenz der cCMV-Infektion variiert je nach untersuchter Population. Für Deutschland existiert eine retrospektive Studie, welche eine Inzidenz von 2,7 % für cCMV-Infektionen bei retroviral-exponierten Neugeborenen ermittelte. In der vorliegenden Studie wurde diese Inzidenz in einem prospektiven multizentrischem Studiendesign in Deutschland ermittelt.
Zur Ermittlung der Inzidenz der cCMV-Infektion bei retroviral-exponierten Neugeborenen und Beurteilung der Umsetzbarkeit eines cCMV-Neugeborenen-Screenings wurde ein selektives cCMV-Neugeborenen-Screening für retroviral-exponierte Neugeborene mittels PCR-Untersuchung auf CMV aus einem Mundschleimhautabstrich innerhalb der ersten 21 Lebenstage an drei Studienstandorten innerhalb Deutschlands, Mannheim, München und Frankfurt am Main, durchgeführt. Bei positivem Ergebnis der PCR auf CMV-DNA erfolgte eine Bestätigungsdiagnostik mittels erweiterter Urin- und Blutuntersuchung auf CMV. Zur Diagnostik von cCMV-assoziierten Symptomen erfolgte eine Sonographie des Abdomens und des Schädels sowie eine ausführliche körperliche Untersuchung, eine augenärztliche Evaluation und erweiterte Testungen der Gehörfunktion. Nachuntersuchungen und Therapien wurden den betroffenen Familien außerhalb der Studie angeboten.
122 / 184 (66,3 %) HIV-exponierte Neugeborene von 111 Müttern wurden im Studienzeitraum zwischen dem 24.11.2017 und dem 31.03.2021 eingeschlossen. Eine cCMV-Infektion wurde bei einem Neugeborenen nachgewiesen, sodass die Inzidenz der cCMV-Infektion bei retroviral-exponierten Neugeborenen in dieser Studie 0,8 % beträgt. Eine HIV-Mutter-Kind-Transmission wurde nicht detektiert. Die Seroprävalenz für CMV bei den HIV-positiven Frauen lag in diesem Kollektiv bei 96,1 %.
Das Neugeborene mit nachgewiesener cCMV-Infektion zeigte eine zerebrale Beteiligung mit ependymalen Zysten und einer thalamostriatalen Vaskulopathie und erhielt außerhalb der Studie eine zeitgerechte antivirale Therapie mit Beginn in der Neonatalper-ode. Im Verlauf zeigten sich trotz der antiviralen Therapie Entwicklungsstörungen mit autistischen Verhaltensweisen. Die cCMV-Infektion wäre ohne ein routinemäßiges Screening mit großer Wahrscheinlichkeit nicht nachgewiesen worden.
Die frühzeitige Untersuchung der Probanden auf eine cCMV-Infektion hat sich in dieser Studie als vorteilhaft gezeigt, da bei Nachweis einer cCMV-Infektion zeitnah weiterführende Diagnostik und Therapien angeboten werden konnten. Auch die relativ große Anzahl an rekrutierten retroviral-exponierten Neugeborenen im prospektiven Studiendesign in Zusammenarbeit mit mehreren Studienzentren in Deutschland spricht für die Validität dieser Studie. Als Limitation ist zu nennen, dass ein statistisch signifikantes Ergebnis nicht erzielt werden konnte. Aufgrund der Corona-Pandemie kam es organisationbedingt zu einer relativ hohen Anzahl an nicht eingeschlossenen Patienten. Auch die geplante Rekrutierung einer Vergleichsgruppe in Südafrika konnte aufgrund der Pandemie nicht umgesetzt werden. Falsch negative Befunde wurden im Sinne der Familie nicht mittels Goldstandardmethode überprüft, sodass eine Unterschätzung der Rate an cCMV-Infektionen möglich ist.
Insgesamt konnte diese Studie neben der Ermittlung der cCMV-Inzidenz bei retroviral-exponierten Neugeborenen in Deutschland von 0,8 % aufgezeigt werden, dass selbst symptomatische cCMV-Infektionen ohne ein systematisches cCMV-Neugeborenen-Screening nicht sicher nachgewiesen werden konnte. Zudem konnte gezeigt werden, dass ein systematisches cCMV-Neugeborenen-Screening mittels Mundschleimhautabstrich in Deutschland praktikabel ist und bei den Sorgeberechtigten Akzeptanz findet. Den erhobenen Daten zur Folge könnte ein Screening aller Neugeborener oder zumindest ein risikoadaptiertes Screening auf das Vorliegen einer cCMV-Infektion dazu beitragen, dass mehr Kinder mit asymptomatischer oder unentdeckter symptomatischer cCMV-Infektion diagnostiziert werden und so eine entsprechende Behandlung ermöglicht sowie ggf. Langzeitfolgen möglichst verringert werden.
Weitere Studien zum Effekt der verfügbaren antiviralen Therapie bei cCMV-Infektionen und regelmäßiger Kontrolluntersuchungen nach stattgehabter cCMV-Infektion sind zu empfehlen, um die Auswirkungen dieser Maßnahmen auf den Krankheitsverlauf zu evaluieren.
Untersuchung zur Sicherheit bei der simultan bilateralen Cochlea-Implantation bei Erwachsenen
(2023)
Schwerhörigkeit ist sowohl für die betroffenen Patienten als auch sozioökonomisch eine relevante Erkrankung. Sie stellt ein Hindernis für die soziale Teilhabe dar, reduziert die Lebensqualität und führt zu direkten und indirekten Gesundheitskosten.
Cochlea-Implantate sind vielkanalige Neuroprothesen, die über einen chirurgisch in die Hörschnecke eingebrachten Elektrodenträger das erste Neuron der Hörbahn direkt elektrisch stimulieren und so eine Hörwahrnehmung induzieren.
Dadurch kann ein Funktionsverlust der Haarzellen, welcher die häufigste Ursache für eine Schwerhörigkeit ist, ersetzt werden. Cochlea-Implantate stellen den Goldstandard der Hörrehabilitation bei hochgradig schwerhörigen oder postlingual ertaubten erwachsenen Patienten sowie in der Versorgung prälingual ertaubter Kinder dar.
Bei vielen schwerhörigen Patienten besteht die Indikation zur beidseitigen Versorgung mit einem Cochlea-Implantat. Prinzipiell besteht die Möglichkeit, diese chirurgische Versorgung beidseits einzeitig (simultan) oder zweizeitig (sequenziell) durchzuführen. Während die Sicherheit der bilateral-simultanen Operation für Kinder durch mehrere Studien belegt wurde, liegen für Erwachsene erst wenige Daten vor.
Die vorliegende Studie untersucht, ob die bilaterale simultane Implantation mit höheren Komplikationsraten als die sequenzielle Operation assoziiert ist und leistet damit einen Beitrag zur Entscheidungsfindung von Patienten und Behandlern.
Es konnten 169 zwischen 2008 und 2017 bilateral implantierte Patienten eingeschlossen werden. Davon wurden 34 simultan (Gruppe 1) und 135 (Gruppe 2) sequenziell versorgt. Es wurde die Dauer der Operation, das Auftreten von Minor- und Major-Komplikationen sowie die Dauer des stationären Aufenthalts erfasst und zwischen beiden Gruppen verglichen.
Die Ergebnisse zeigten, dass die Gesamtzeit der Patienten im Operationssaal in der simultan implantierten Gruppe deutlich kürzer war. Die Häufigkeit chirurgischer Major- und Minor-Komplikationen unterschied sich hingegen nicht signifikant. Bezüglich einer letalen nicht-chirurgischen Komplikation in der simultan implantierten Gruppe erfolgte eine umfangreiche Aufarbeitung, ohne dass ein kausaler Zusammenhang mit der gewählten Behandlungsmethode nachgewiesen werden konnte. Die Dauer des Krankenhausaufenthalts war in der simultanen Gruppe 0,7 Tage länger als bei unilateraler Implantation, aber 2,8 Tage kürzer als bei beiden sequenziellen Operation zusammen.
In der Zusammenschau aller berücksichtigten Komplikationen und der komplikationsrelevanten Faktoren ist die Sicherheit der simultan bilateralen Operation gegenüber dem sequenziellen Vorgehen als gleichwertig zu bewerten.
Jedoch muss individuell auf mögliche Risikokonstellationen des Patienten eingegangen werden, die bei der längeren Operationszeit der simultanen Implantation relevant sein kann. Daher ist eine sorgfältige Auswahl der Patienten
unter besonderer Berücksichtigung bestehender Komorbiditäten unerlässlich.
Die Photodynamische Therapie (PDT) wird mittlerweile bei einer Vielzahl von Erkrankungen eingesetzt. Ziel dieser Dissertation war die nähere Untersuchung der Kinetik und der Wirkmechanismen der Photosensibilisatoren Methylenblau und disulfoniertem Aluminiumphthalocyanin. Zuerst klärten wir die Frage der Toxizität des Methylenblaus. Wir ermittelten dabei die für die nachfolgenden Versuche nötigen Dosen und Höchstdosen des Methylenblaus in Bezug auf die humane Keratozyten-Linie HaCat und periphere mononukleäre Zellen. Für disulfoniertes Aluminiumphthalocyanin stützten wir uns auf vorhandene Publikationen. Als Lichtquelle benützten wir die PDT Lampe der Firma Waldmann, die ein homogenes Lichtspektrum von 600 bis 700 nm erzeugt, so dass das Wirkungsmaximum aller gängigen Photosensibilisatoren abgedeckt ist. Ausserdem liefert diese Lampe eine gleichmässige Energiedichte über eine größere Fläche, die die Reproduzierbarkeit der Ergebnisse gewährleistet.
In der Arbeit konnte gezeigt werden, dass es für die photodynamische Therapie mit Methylenblau und disulfoniertem Aluminiumphthalocyanin eine Dosis gibt mit der man sowohl Keratinozyten als auch Leukozyten in ihrer Proliferation hemmen kann, ohne eine zytotoxische Wirkung auszulösen. Für Keratinozyten ergab sich dabei ein Anstieg der Proliferationshemmung bei 5 µM Methylenblau und 2stündiger Inkubationszeit bei 200 J/cm², die Toxizität zeigte sich bei 5µM Methylenblau und 4stündiger Inkubationszeit und bereits bei 100 J/cm² maximal. Demgegenüber ergab sich bei stimulierten Leukozyten bereits bei 1µM Methylenblau und 2 Stunden Inkubationszeit ein starker proliferativer Effekt, bei 5µM Methylenblau und 2 Stunden Inkubationszeit zeigte sich dagegen ein deutliche Toxizität. Hierbei fand sich ab 0,5 J/cm² eine zunehmende Proliferationshemmung und Toxizität. Insgesamt war bei Keratinozyten die Differenz bzgl. antiproliferativer und zytotoxischer Dosis geringer als bei Leukozyten. Letztere zeigten sich dabei auch empfindlicher, besonders wenn man die Leukozyten zuvor stimulierte. Daraus ergibt sich ein Potential für den therapeutischen Einsatz der Photodynamischen Therapie bei entzündlichen Dermatosen.
Als mögliche Wege indirekt toxischer Wirkung wurde in der Folge die Stimulation des nukleären Transkriptionsfaktors NF-ΚB, die Bildung von Stickstoffmonoxid (NO) und der protektive Effekt von α-Liponsäure untersucht. Dass der nukleäre Transkriptionsfactor NF-ΚB durch Photodynamische Therapie mit Methylenblau aktiviert werden kann, ist bereits gezeigt worden, so dass wir diese Versuche nicht wiederholten. Die Photodynamische Therapie mit dem Photosensibilisator Methylenblau wirkt also sowohl direkt als auch indirekt toxisch. In unseren Versuchen beschränkten wir uns im weiteren auf die Wirkung des Photosensibilisators disulfoniertes Aluminiumphthalocyanin auf den nukleären Transkriptionsfaktor NF-ΚB. Mittels Gelelektrophorese konnten wir keine Aktivierung von NF-ΚB zeigen. Die Photodynamische Therapie mit dem Photosensibilisator disulfoniertem Aluminiumphthalocyanin wirkt also nur auf direkt toxischem Weg. Bezüglich der Stickstoffmonoxid-Bildung fand sich bei beiden Photosensibilisatoren in den von uns verwendeten Konzentrationen und Inkubabionszeiten kein Nitritnachweis. Auch bei α-Liponsäure ergab sich bei Keratinozyten weder ein pro- noch antiproliferativer Effekt und somt kein Anhalt auf eine indirekte toxische Wirkung.
Der klinische Einsatz der Photodynamischen Therapie erscheint vor dem Hintergrund der erarbeiteten Daten bei entzündlichen Dermatosen möglich, weil infiltrierende aktivierte Leukozyten sensibler gegenüber PDT sind als das umliegende Gewebe, wie hier beispielhaft für Keratinozyten gezeigt wurde.
18-OH-Corticosteron (18 ) wird als die unmittelbare Vorstufe der Aldosteron-Synthese angesehen. In-vitro-Untersuchungen sowie vereinzelten klinischen Beobachtungen zufolge sollen Nebennierenrinden-Adenome, im Gegensatz zu Nebennierenrinden-Hyperplasie, vermehrt 8- bilden. In der vorliegenden Studie wurde an 1.272 Patienten einer Hochdruckambulanz, wobei bei 84 Patienten mit primärem Aldosteronismus infolge eines Adenoms sowie bei 110 Patienten infolge einer Nebennierenrinden-Hyperplasie die Diagnose gesichert werden konnte, der diagnostische Stellenwert von 8- im Vergleich zu den Aldosteron-Metaboliten Aldosteron-18-Glucuronid (ALD-18-G) und Tetrahydroaldosteron (TH-ALD) untersucht. Dies im Hin blick auf: 1. die Erkennung eines primären Aldosteronismus, und 2. der differentialdiagnostischen Unterscheidung zwischen einem Adenom und einer Hyperpläsie.
Bezüglich der ersten Fragestellung wurde für 18-OHB - hinsichtlich der Unterscheidung zwischen dem primären Aldosteronismus infolge eines Adenoms und einer essentiellen Hypertonie-eine diagnostische Sensitivität von 99,2% bei einer diagnostischen Spezifität von 95,2% berechnet. Deutlich geringer war mit einer diagnostischen Sensitivität von 79,7% bei einer diagnostischen Spezifität von 60,9% die Abgrenzung zwischen dem primären Aldosteronismus infolge einer Hyperpläsie und einer essentiellen Hypertonie.
18-OHB war bei 11 der 84 Adenom- und 5 der 110 Hyperplasie-Patienten zunächst das einzig erhöhte Steroid im 24 h-Urin. Bei ihnen konnte erst innerhalb einer bis zu 2jährigen Beobachtungszeit ein langsamer Anstieg der Aldosteron-Metabolite beobachtet werden. Somit stellt das 18-OHB einen „Frühmarker" der Erkrankung dar.
In der Unterscheidung zwischen einem Nebennierenrinden-Adenom und einer -Hyperplasie besitzt 18-OHB mit einer diagnostischen Sensitivität von 84,5% bei einer diagnostischen Spezifität von 96,4% ein höheres Abgrenzungsvermögen als Tetrahydro-Aldosteron und Aldosteron-18-Glucuronid dar.
Für die Unterscheidung des Adenoms von der Hyperpläsie ließ sich für 18-OH-Corticosteron im 24 h-Urin ein Wert von 7,9 [ig/die als eine optimale Diskriminanzschwelle berechnen. Bei einer höheren Ausscheidung ist in 84,5% der Fälle mit einem Nebennierenrinden-Adenom zu rechnen. Hinsichtlich der diagnostischen Wertung von 18-OHB sind weder geschlechts- noch altersspezifische Abhängigkeiten zu berücksichtigen.
Die Bestimmung von Tetrahydro-Aldosteron (oder Aldosteron-18-Glucuronid) in Kombination mit 18-OH-Corticosteron stellt die optimale Methode zur Diagnostik des primären Hyperaldosteronismus, insbesondere infolge eines Adenoms, dar.
Untersuchungen zum HIV-assoziierten Immun-Rekonstitutions-Inflammationssyndrom bei Tuberkulose
(2021)
HIV- und Tuberkulose (TB)-koinfizierte Patienten können nach Beginn einer antiretroviralen Therapie (ART) als Komplikation ein Immunrekonstitutionssyndrom (IRIS) entwickeln. Dabei kommt es zu einem Neuauftreten oder einer Verschlechterung von klinischen Symptomen oder radiologischen Befunden im Zusammenhang mit der TB. Präsentieren kann sich ein IRIS entweder als eine plötzliche Verschlechterung der Infektion nach ART-Beginn („paradoxical/paradoxes IRIS“) oder durch ein Demaskieren einer vorher klinisch inapparenten und unbehandelten Infektion („unmasking/demaskierendes IRIS“). Aufgrund nicht einheitlich definierter Diagnosekritierien kann die Diagnosestellung im klinischen Alltag eine Herausforderung darstellen.
Ziel dieser Dissertation war es deshalb, klinische Charakteristika, Risikofaktoren und ggf. protektive Faktoren für die Entwicklung eines IRIS bei TB zu identifizieren. Diese Ergebnisse sollten zu besseren Verständnis und Vorhersagen von IRIS im Zusammenhang mit TB beitragen.
Dazu wurden retrospektiv Daten von 52 Patienten, die im Zeitraum 01.01.2010 - 30.06.2016 mit einer HIV-Infektion und zur Behandlung einer aktiven Tuberkulose stationär in der Infektiologie des Uniklinikums Frankfurts aufgenommen wurden, pseudonymisiert erfasst. Es wurden u. a. Arztbriefe, Laborbefunde, Fieberkurven und Visitenberichte aus dem Patientenmanagementprogramm „ORBIS“, der Datenbank „epidem“ und des Laborinformationsprogramms „Nexus swisslab“ des Uniklinikums Frankfurt genutzt. Zu den Parametern gehörten neben patientenspezifischen Daten wie Alter und Geschlecht unter anderem auch Routinelaborparameter, Serologien, Art der TB, genaue ART und TB-Therapien und Laborparameter, die zur Beurteilung einer Entwicklung der Immunrekonstitution und der virologischen Suppression hinweisend sind. Dazu zählen insbesondere HI-Viruslastwerte, CD4- und CD8-Zellzahlen für einen Zeitraum von 48 Wochen ab ART-Beginn.
Zur Untersuchung der unterschiedlichen IRIS-Arten wurden die Patienten in zwei Gruppen aufgeteilt: bereits mit einer ART vorbehandelte Patienten, bei denen somit die Entwicklung eines demaskierendem IRIS möglich war, und ART-naive Patienten, die theoretisch ein paradoxes IRIS entwickeln konnten. Durch Beurteilung des Krankheitsverlaufes und unter spezieller Berücksichtigung der HI-Viruslast im Verlaufe der ART wurde nach der IRIS-Definition von French et al. (2004) festgelegt, ob ein IRIS vorlag. Bei unklaren Fällen erfolgte eine gemeinsame Besprechung und definitive Einteilung im kliniksinternen Kolloquium. Schließlich wurde die statistische Auswertung mithilfe des Statistikprogramms „bias“ durchgeführt und dabei jeweils die „IRIS“ mit der „Nicht-IRIS“-Gruppe verglichen. Angewandt wurden der Exakte Fisher-Test für kategorische und der Wilcoxon-Mann-Whitney-Test für numerische Variablen.
Die paradoxe IRIS-Inzidenz betrug 29,7 %, die demaskierende IRIS-Inzidenz 46,7 %. Am häufigsten präsentierte sich das IRIS in der Frankfurter Kohorte mit Fieber, am zweithäufigsten als Lymphadenopathie oder mit respiratorischen Beschwerden. Für sowohl Patienten mit paradoxem als auch demaskierendem IRIS zeigte sich ein signifikant längerer Krankenhausaufenthalt als für Patienten, die kein IRIS entwickelten. Sonst wurden für das demaskierende IRIS keine weiteren statistisch signifikanten Parameter gefunden, u. a. aufgrund Limitationen wie der sehr kleinen Studienpopulation (15 Patienten).
Patienten mit paradoxem IRIS hatten zudem eine signifikant höhere Rehospitalisierungsrate (63,3 % vs. 15,4 %; p= 0,006), was die klinische Relevanz aufzeigt. Außerdem korrelierten extrathorakale TB-Manifestationen (p= 0,025), niedrige CD4+-Lymphozyten-Zellzahl (p= 0,006) und hohe Viruslast (p= 0,017) vor ART-Beginn mit einer paradoxen TB-IRIS-Entwicklung. Diese Patienten sollten folglich nach ART-Beginn besonders engmaschig klinisch kontrolliert werden, da bei ihnen ein IRIS wahrscheinlicher ist. Ebenfalls statistisch signifikant zeigte sich erhöhte Laktatdehydrogenase (LDH) und erniedrigtes Albumin im Serum. In Kombination mit den davorgenannten Parametern könnten die Werte dabei behilflich sein, das individuelle paradoxe IRIS-Risiko bei Tuberkulose einzuschätzen. ART-Bestandteile oder Zeit zwischen dem Beginn der TB-Therapie und ART hatten in der Studie keinen Einfluss.
Aktivierende Mutationen der Fms-like tyrosine kinase (FLT3) treten bei 25 % der Patienten mit akuter myeloischer Leukämie (AML) auf und begünstigen die unkontrollierte Proliferation maligner Blasten. Autophagie ist ein intrazellulärer Prozess, durch den zytoplasmatische Bestandteile lysosomal abgebaut werden und fungiert als intrazellulärer Homöostase-Mechanismus unter Stress-Bedingungen.
Ziel dieser Arbeit war es, herauszufinden, ob FLT3-ITD+-AML-Zellen vulnerabel gegenüber Autophagie-Hemmung sind.
Hierzu wurde zunächst untersucht, wie sich FLT3-ITD-Signaling und Autophagie unter basalen Wachstumsbedingungen gegenseitig beeinflussen. In einem genetischen Modell zeigte sich, dass FLT3-ITD-transformierte wachstumsfaktorunabhängige Zellen während ihrer fortgesetzten Proliferation vermehrt Autophagie betreiben. Lysosomale Autophagie-Inhibitoren zeigten jedoch unter diesen Bedingungen keine erhöhte Wirksamkeit gegenüber FLT3-ITD-positiven Zellen. Humane FLT3-ITD-positive AML-Zellen zeigten nach genetischer Deletion von ULK1 ebenfalls nur transiente und milde Proliferationsdefizite. Unter basalen Wachstumsbedingungen zeigte sich also keine erhöhte Vulnerabilität FLT3-ITD-exprimierender Zellen gegenüber Autophagie-Inhibition.
Daraufhin wurde die Bedeutung von Autophagie während pharmakologischer Hemmung von FLT3 untersucht. FLT3-Inhibition mittels AC220, einem FLT3-spezifischer Tyrosinkinase-Inhibitor, induzierte bzw. steigerte die autophagische Aktivität ähnlich stark wie eine direkte mTOR-Inhibition. Dies ließ sich im Zellmodell therapeutisch ausnutzen: eine Kombinationsbehandlung mit AC220 und einem lysosomalen Autophagie-Inhibitor zeigte eine synergistische antiproliferative Wirkung. Dies stellt möglicherweise einen neuen rationalen Kombinationsbehandlungsansatz für die Therapie FLT3-ITD-positiver AML-Patienten dar.
Vergleichend durchgeführte licht- und elektronenmikroskopische Untersuchungen ergeben, daß es sich bei den Keimen der PPLO-Gruppe um stark unterschiedlich große und einheitlich bläschenartige Organismen handelt, die keine Zellmembran nach Art der Bakterien besitzen.
Äußere Einflüsse führen außerordentlich leicht zur Deformierung der Organismen, wobei Fadenformen und mycelähnliche Gebilde entstehen.
Die Laidlow-Elfordschen und Seiffertsehen Organismen unterscheiden sich von den übrigen Stämmen durch Ausbildung einer steiferen Zelloberfläche. Die aufgehellten Formen aus alten Kulturen, die intrazellulär einzelne punktförmige Substanzanhäufungen zeigen, werden als sekundäre und bis zu einem gewissen Grad involutive Zellformen und nicht als notwendiges Stadium im Vermehrungszyklus betrachtet.
Abschließend werden Fragen der Vermehrungsweise, der Nomenklatur und der Klassifizierung besprochen.
Weltweit stellt das kolorektale Karzinom die dritthäufigste Krebsdiagnose bei Männern und die zweithäufigste bei Frauen dar. Von den bekannten beeinflussbaren Risikofaktoren sind Ernährung, Rauchen und körperliche Aktivität zu nennen, hingegen gelten Alter, familiäre Belastung und männliches Geschlecht als nicht beeinflussbare Risikofaktoren. Neben Genmutationen, welche beispielsweise bei der Familiären Adenomatösen Polyposis coli und beim “Lynch Syndrom” eine wichtige Rolle spielen, kann auch die pathologisch verstärkte Expression von tumorrelevanten Proteinen wie z.B. induzierbare COX-2, Cyclin A, B und D, c-Fos, EGF, MMP-9, VEGF sowie das ubiquitäre RNA-Bindeprotein HuR maßgeblich zur Entstehung des Kolonkarzinoms beitragen. Viele der bislang identifizierten Zielgene des HuRs sind an der Regulation tumorpromovierender Eigenschaften wie Proliferation, Invasion, Metastasierung und Apoptose beteiligt, was HuR zu einem hochattraktiven Target der molekularen Tumortherapie macht. Bislang ist bekannt, dass eine gesteigerte HuR-Bindung an AREs in der 3’UTR vieler Zielgene entweder zur Stabilisierung und/oder
Translationsveränderung von kurzlebigen mRNAs von tumorrelevanten Genprodukten führen kann. Eine pathologisch erhöhte zytosolische HuR Akkumulation, welche bekanntlich oft mit einer ungünstigen Prognose der Tumorpatienten korreliert, wird jedoch im Wesentlichen als Folge eines fehlerhaft regulierten erhöhten Exportes des überwiegend im Zellkern lokalisierten HuR Proteins ins Zytoplasma (sogenanntes “HuR-Shuttling”) betrachtet, während genomische oder epigenetische Mechanismen vermutlich nur eine untergeordnete Rolle spielen. Der Gegenstand der vorliegenden Arbeit war die Aufklärung der bisher nur wenig bekannten zugrunde liegenden Mechanismen des erhöhten HuR-Shuttlings in der Kolonkarzinom-Zelllinie DLD-1 unter besonderen Berücksichtigung PKCδ-abhängiger Signalwege. Durch Zugabe des pharmakologischen PKCδ-Inhibitors Rottlerin konnte die subzelluläre HuR-Lokalisation in den Kolonkarzinom Zelllinien DLD-1 und SW-620 deutlich reduziert werden, wobei die maximale Wirkung erst nach einer Inhibitionszeit von 16 Stunden erreicht wurde. Diese Beobachtung lässt vermuten, dass Rottlerin die PKCδ Aktivität in DLD-1 Zellen hemmt. Hingegen konnten Inhibitoren von verschiedenen MAPK-Kinasen (SB203580, SP600125, PD98059, Raf-1-Inhibitor) die basale zytoplasmatische HuR Lokalisation nicht beeinflussten, ebensowenig der pharmakologische Inhibitor der Calcium-abhängigen PKCs (PKCα und PKCβ) Gö6976. Auf der anderen Seite bewirkte das Phorbolester PMA eine deutliche Steigerung der PKC-Aktivität. Des Weiteren wurde in dieser Arbeit nach tumorrelevanten Genen gesucht, deren Expression in humanen Kolonkarzinomzellen posttranskriptionell von HuR und gleichzeitig von PKCδ kontrolliert wird. Mit Hilfe von RNA-Pulldown Experimenten konnte gezeigt werden, dass die Hemmung der PKCδ funktionell zu einer starken Reduktion der an HuR-gebundenen mRNAs wie c-myc, cyclin A und D sowie COX-2 führt. Schließlich haben Aktivitätsmessungen der Gesamt-PKC-Aktivität gezeigt, dass diese in Kolonkarzinom-Zelllinien nachweisbar und damit basal aktiv ist. Die Untersuchungsergebnisse dieser Arbeit können zum besseren Verständnis der pathophysiologischen Bedeutung des ubiquitären RNA-Bindeproteins HuR für die Kolonkarzinogenese sowie der prokarzinogenen Rolle der PKCδ im Kolongewebe beitragen.
CFTR ist ein Chloridkanal, der bei der rezessiven Erbkrankheit Mukoviszidose defekt ist. Es ist bekannt, dass CFTR durch Proteinkinasen aktiviert und seine Aktivität durch Nukleotide reguliert wird. Die Regulation von CFTR wurde unter zwei verschiedenen Gesichtspunkten untersucht. Zum einen wurden Experimente durchgeführt, die Aufschluss über die Beteiligung der Nukleotidbindedomänen beim Öffnen und Schließen des Kanals und über die Notwendigkeit einer ATP-Hydrolyse geben sollten. Zum anderen wurde untersucht, ob neben der durch Proteinkinasen vermittelten Aktivierung von CFTR ein alternativer Prozess existiert. Hierbei wurde ein Regulationsmechanismus entdeckt, der eine Proteinkinase-unabhängige Aktivierung von CFTR durch Phosphatidylinositolphosphate ermöglicht.
Humaner CFTR wurde in Oozyten des Krallenfrosches Xenopus laevis heterolog exprimiert und mit der Patch-Clamp-Methode untersucht. Stationäre und zeitaufgelöste Ströme des CFTR-Wildtyps wurden mit mutierten CFTR-Kanälen verglichen. Das Lysin im Walker AMotiv ist an der Koordinierung des γ-Phosphats von MgATP bei der Hydrolyse beteiligt, so dass Walker A-Mutationen die ATP-Bindung und –Hydrolyse von ATPasen beeinflussen. In dieser Arbeit wurden Walker A-Mutanten untersucht, die eine Substitution des konservierten Lysins innerhalb der Walker A-Sequenz der NBD1 (K464A) oder beider Nukleotidbindedomänen (K464A/K1250A) aufwiesen. Da die Öffnungsgeschwindigkeit der Mutante K464A kaum einen Unterschied zu der des Wildtyps aufzeigte, die Mutante K1250A jedoch das Öffnen stark verlangsamte, wurde gefolgert, dass keine Hydrolyse von ATP an der NBD1 für die Öffnung nötig ist. Während Wildtyp-Kanäle auf eine gleichzeitige Applikation von ATP und AMP-PNP, einem nichthydrolysierbaren ATP-Analogon, mit einem verlängerten Offenhalten der Kanäle („locked open“–Effekt) reagierten, das sich in einem langsamen Schließen der Kanäle äußerte, konnte bei K464A-Mutanten dieser Effekt nicht beobachtet werden. Außerdem erfolgte das Schließen der Doppelmutante K464A/K1250A im Vergleich zur Einzelmutante K1250A nach MgATP-Entzug schneller. Daraus wurde geschlossen, dass die NBD1 auf das durch die NBD2 vermittelte Offenhalten des Kanals, möglicherweise durch eine direkte Interaktion, regulierend einwirkt, bevor letztere den Kanal wieder schließt. Da auch ein Öffnen und Schließen des CFTR-Kanals unter Mg2+-freien Bedingungen zu beobachten war, unter denen keine ATP-Hydrolyse erfolgen kann, konnte die Notwendigkeit einer ATP-Hydrolyse bezüglich des Kanalgatings ausgeschlossen werden. Ein Einwirken der NBD1 auf das Offenhalten der Kanäle durch die NBD2 war unter nicht-hydrolytischen Bedingungen anhand des Vergleichs der Schließkinetiken von WT und Mutante K464A nicht feststellbar, so dass eine direkte Interaktion beider Nukleotidbindedomänen wahrscheinlich ausgeschlossen werden kann.
Im zweiten Teil dieser Arbeit wurde der Effekt des Phospholipids Phosphatidylinositol-4,5-bisphosphat (PIP2) auf CFTR-Kanäle untersucht. Die Applikation von PIP2 und MgATP zu unphosphorylierten CFTR-Kanälen zeigte einen deutlichen Stromanstieg, der einem Chloridstrom entsprach. Einzelkanaluntersuchungen ergaben, dass durch PKA induzierte Kanäle und Einzelkanäle, die durch PIP2 aktiviert wurden, dieselbe Leitfähigkeit von ~5 pS besaßen. Somit konnte eine PIP2-induzierte Aktivität endogener Chloridkanäle ausgeschlossen und ein Einfluss des Phospholipids auf CFTR-Chloridkanäle bewiesen werden, der zudem ATP-abhängig war.
Neben PIP2, welches den stärksten Effekt auf die CFTR-Aktivität zeigte, konnten auch Phosphatidylinositol (PI) und Phosphatidylinositol-4-monophosphat (PIP), sowie Arachidonsäure unphosphorylierte CFTR-Kanäle aktivieren. Damit wurde gezeigt, dass der Effekt des Signalanstiegs durch Phosphatidylinositole abhängig von der Struktur des Moleküls war, also von der Anzahl der Phosphatgruppen am Inositolring und der Fettsäurezusammensetzung des Phospholipids.
Experimente, die unter Mg 2+-freien Bedingungen durchgeführt wurden, so dass eine Phosphorylierungsreaktion durch Kinasen ausgeschlossen werden konnte, zeigten dennoch eine PIP2-vermittelte Aktivierung von unphosphorylierten CFTR-Kanälen. Auch eine Substitution des nicht-hydrolysierbaren ATP-Analogons AMP-PNP anstelle von ATP erlaubte die Öffnung unphosphorylierter CFTR-Kanäle. Mit diesen beiden Ergebnissen wurde gezeigt, dass eine PIP2-vermittelte Aktivierung von unphosphorylierten CFTR-Kanälen unabhängig von einer Proteinphosphorylierung ist.
Physiologisch betrachtet könnte man sich vorstellen, dass über die Aktivierung von Lipidkinasen die Synthese von PIP2 über PI und PIP stimuliert wird, so dass das Phospholipid, wie für viele Ionenkanäle und Transporter gezeigt, eine direkte Interaktion mit dem Protein eingeht. Eine ATP-abhängige Synthese von PIP2 in Makropatches an Xenopus-Oozyten durch endogene Lipidkinasen könnte eine mögliche Erklärung für den gezeigten ATP-abhängigen Anstieg des CFTR-Signals sein.
In dieser Arbeit wurde bei CFTR-Kanälen zum ersten Mal ein alternativer Regulationsmechanismus über Phosphatidylinositolphosphate identifiziert, der Proteinkinaseunabhängig ist und der möglicherweise über eine direkte Interaktion zwischen dem Phospholipid und dem Protein vermittelt wird.
Durch die weltweite Verbreitung von bakteriellen Resistenzgenen wie der Carbapenemase New-Delhi-Metallo-β-Laktamase (NDM), die nahezu alle Beta-Laktamantibiotika spalten kann, und die langwierige Entwicklung neuer Antibiotika, hat die Erforschung von Resistenzdeterminanten eine hohe Priorität. In der vorliegenden Arbeit wurde die neu entdeckte Variante NDM 16b unter epidemiologischen Gesichtspunkten, mit einem in vivo Infektionsmodell sowie die Interaktion von NDM-Varianten mit dem menschlichen Komplementsystem untersucht.
Im ersten Teil der Arbeit erfolgte eine epidemiologische Datenerhebung für 60 blaNDM tragende Patientenisolate des Zeitraums 2007 - 2017 auf Basis klinikinterner Datenbanken zu multiresistenten Erregern und zudem eine quantitative Empfindlichkeitstestung für 13 (Reserve-)Antibiotika. Es fiel eine kontinuierliche Zunahme an NDM-Isolaten und insbesondere von NDM-Varianten mit der Punktmutation M154L auf, da diese Mutation eine erhöhte Hydrolaseaktivität vermittelt. Deutlich erkennbar war eine Korrelation der M154L-Varianten und E. coli. Im Resistenzprofil der blaNDM-positiven Isolate zeigten sich hohe Resistenzraten (> 94%) gegen alle Beta-Laktam-Antibiotika und Fluorchinolone. Fosfomycin und Colistin waren in über 75% der Fälle noch wirksam.
Im zweiten Teil wurden Infektionsversuche mit dem Modellorganismus Galleria mellonella (Larve der großen Wachsmotte) durchgeführt. Dabei zeigte sich, dass die NDM-Produktion der injizierten Erreger keinen Einfluss auf die Pathogenität hatte. Zudem konnte in Therapieversuchen mit Imipenem im lebenden Organismus gezeigt werden, dass über die bakterielle NDM-Produktion die Resistenz gegen Imipenem vermittelt wird.
Im dritten Teil der Arbeit wurden die NDM-Varianten NDM 1Δ28, NDM 4Δ28 und NDM 16bΔ28 hinsichtlich ihres inhibitorischen Potentials auf Komplement untersucht. Mit den erzielten Ergebnissen der funktionellen Tests konnte für den klassischen und den Lektinweg eine signifikante Hemmung durch alle drei NDM Varianten nachgewiesen werden. Ein direkter Vergleich der einzelnen NDM-Varianten ergab, dass NDM 1Δ28 die stärkste und NDM 16bΔ28 die schwächste Inhibition auf den klassischen Komplementweg ausübte. Bindungsanalysen mit einzelnen Komplementkomponenten (C3, C3b, C3c, C4 und C4b) ließen auf eine Interaktion von NDM 1Δ28 mit C4b schließen.
Zusammenfassend leistet diese Arbeit einen Beitrag zur Fortführung epidemiologischer Untersuchungen von NDM Varianten und erbringt den in vivo Nachweis für Resistenzvermittlung durch NDM. Weiterhin wurde gezeigt, dass NDM neben der Carbapenemasefunktion auch eine immunmodulierende Wirkung erfüllt, indem der klassische und Lektinweg des Komplementsystems gehemmt wird. Damit liegt die Vermutung nahe, dass die globale Ausbreitung von NDM-produzierenden Erregern nicht nur durch die Vermittlung der Antibiotikaresistenz, sondern auch durch eine Immunevasion bedingt ist. Zukünftig könnte somit die Erforschung des Mechanismus der Immunevasion ebenso interessant sein wie die Suche nach wirksamen Inhibitoren der NDM.
A method which serves to isolate the gonads from the sea cucumber (Holothuria polii) is outlined. Criteria that will secure a well determined status of maturity of the sperm are given. From this preparation a deoxyribonucleic acid is made, purified and analysed. It is concluded that the analytical data are in compliance with the theory of Crick and Watson. The ratio of Moles for this DNA while its nitrogen to phosphorus ratio on weight basis is 1,67.
Highlights
• High resolution profile of C. pipiens' sugar diet has been obtained using UHPLC-MS.
• Artificial feeding using ornamental plants provides similar sugar profiles as observed in field collected mosquitoes.
• Metabolomic profiling found secondary metabolites and pollutants of anthropogenic use.
Abstract: Culex pipiens (Linnaeus, 1758) mosquitoes search plant sources of sugars to cope with the energetic demand of various physiological processes. The crop as part of the digestive system is devoted to the storage of sugar-based meal obtained from various nectars sources. The profiling of sugars and metabolites in the Culex pipiens’ crop is scarce, and only few studies used Liquid Chromatography – Mass Spectrometry (LC-MS), which provides broad detection for biomonitoring environmental substances and even contaminants in the sugar diet of mosquitoes populations.
Therefore, sugar and metabolite profiling were performed on crops obtained from mosquitoes exposed to plant nectar under laboratory or natural conditions by Ultra High-Performance LC-MS (UHPLC-MS). This method allowed us a precise quantitative and qualitative identification of sugar diet and associated environmental compounds in the crop of the mosquito C. pipiens. Under laboratory condition, mosquitoes were allowed to feed on either glucose solution, commercially-available flowers or field collected flowers. In addition, we collected mosquitoes from the field to compare those crop metabolomes with metabolome patterns occurring after nectar feeding in the lab.
The sugar quantities and quality obtained from the crops of mosquitoes collected in the field were similar to those crops obtained from mosquitoes that fed on commercially-available flowers and from field collected flowers with a limit of detection of 10 μg/L for sucrose, glucose and sucrose. Next to sugar compounds, we identified 2 types of amino acids, 12 natural products, and 9 pesticides.
Next to the diversity of sugar compounds, we could confirm that secondary metabolites and environmental pollutants are typically up taken from floral nectar sources by C. pipiens. The in-depth knowledge on mosquito–plant interactions may inspire the development and further optimization of mosquito trap systems and arboviral surveillance systems.
Background: Up- and/or downgrading rates in single intermediate-risk positive biopsy core are unknown.
Methods: We identified single intermediate-risk (Gleason grade group (GGG) 2/GGG3) positive biopsy core prostate cancer patients (≤ cT2c and PSA ≤ 20 ng/mL) within the Surveillance, Epidemiology, and End Results (SEER) database (2010–2015). Subsequently, separate uni- and multivariable logistic regression models tested for independent predictors of up- and downgrading.
Results: Of 1,328 assessable patients with single core positive intermediate-risk prostate cancer at biopsy, 972 (73%) harbored GGG2 versus 356 (27%) harbored GGG3. Median PSA (5.5 vs 5.7; p = 0.3), median age (62 vs 63 years; p = 0.07) and cT1-stage (77 vs 75%; p = 0.3) did not differ between GGG2 and GGG3 patients. Of individuals with single GGG2 positive biopsy core, 191 (20%) showed downgrading to GGG1 versus 35 (4%) upgrading to GGG4 or GGG5 at RP. Of individuals with single GGG3 positive biopsy core, 36 (10%) showed downgrading to GGG1 versus 42 (12%) significant upgrading to GGG4 or GGG5 at RP. In multivariable logistic regression models, elevated PSA (10–20 ng/mL) was an independent predictor of upgrading to GGG4/GGG5 in single GGG3 positive biopsy core patients (OR:2.89; 95%-CI: 1.31–6.11; p = 0.007).
Conclusion: In single GGG2 positive biopsy core patients, downgrading was four times more often recorded compared to upgrading. Conversely, in single GGG3 positive biopsy core patients, up- and downgrading rates were comparable and should be expected in one out of ten patients.
Cadmium-mediated toxicity of cultured proximal tubule (PT) cells is associated with increased production of reactive oxygen species (ROS) and apoptosis. We found that cadmium-dependent apoptosis (Hoechst 33342 and annexin V assays) decreased with prolonged CdCl(2) (10 microM) application (controls: 2.4 +/- 1.6%; 5 h: +5.1 +/- 2.3%, 20 h: +5.7 +/- 2.5%, 48 h: +3.3 +/- 1.0% and 72 h: +2.1 +/- 0.4% above controls), while cell proliferation was not affected. Reduction of apoptosis correlated with a time-dependent up-regulation of the drug efflux pump multidrug resistance P-glycoprotein (mdr1) in cadmium-treated cells ( approximately 4-fold after 72 h), as determined by immunoblotting with the monoclonal antibody C219 and measurement of intracellular accumulation of the fluorescent probe calcein +/- the mdr1 inhibitor PSC833 (0.5 microM). When mdr1 inhibitors (PSC833, cyclosporine A, verapamil) were transiently added to cells with mdr1 up-regulation by pretreatment for 72 h with cadmium, cadmium-induced apoptosis increased significantly and to a percentage similar to that obtained in cells with no mdr1 up-regulation (72-h cadmium: 5.2 +/- 0.9% versus 72-h cadmium + 1-h PSC833: 7.2 +/- 1.4%; p < or = 0.001). Cadmium-induced apoptosis and mdr1 up-regulation depended on ROS, since co-incubation with the ROS scavengers N-acetylcysteine (15 mM) or pyrrolidine dithiocarbamate (0.1 mM) abolished both responses. Moreover, cadmium- and ROS-associated mdr1 up-regulation was linked to activation of the transcription factor NF-kappaB; N-acetylcysteine, pyrrolidine dithiocarbamate, and the IkappaB-alpha kinase inhibitor Bay 11-7082 (20 microM) prevented both, mdr1 overexpression and degradation of the inhibitory NF-kappaB subunit, IkappaB-alpha, induced by cadmium. The data show that 1) cadmium-mediated apoptosis in PT cells is associated with ROS production, 2) ROS increase mdr1 expression by a process involving NF-kappaB activation, and 3) mdr1 overexpression protects PT cells against cadmium-mediated apoptosis. These data suggest that mdr1 up-regulation, at least in part, provides anti-apoptotic protection for PT cells against cadmium-mediated stress.
Hepatocellular carcinoma (HCC) is the most frequent type of primary liver cancer. Low numbers of HCC patients being suitable for liver resection or transplantation and multidrug resistance development during pharmacotherapy leads to high death rates for HCC patients. Understanding the molecular mechanisms of HCC etiology may contribute to the development of novel therapeutic strategies for prevention and treatment of HCC. UDP-glucose ceramide glycosyltransferase (UGCG), a key enzyme in glycosphingolipid metabolism, generates glucosylceramide (GlcCer), which is the precursor for all glycosphingolipids (GSLs). Since UGCG gene expression is altered in 0.8% of HCC tumors, GSLs may play a role in cellular processes in liver cancer cells. Here, we discuss the current literature about GSLs and their abundance in normal liver cells, Gaucher disease and HCC. Furthermore, we review the involvement of UGCG/GlcCer in multidrug resistance development, globosides as a potential prognostic marker for HCC, gangliosides as a potential liver cancer stem cell marker, and the role of sulfatides in tumor metastasis. Only a limited number of molecular mechanisms executed by GSLs in HCC are known, which we summarize here briefly. Overall, the role GSLs play in HCC progression and their ability to serve as biomarkers or prognostic indicators for HCC, requires further investigation.
Background: To test the impact of urethral sphincter length (USL) and anatomic variants of prostatic apex (Lee-type classification) in preoperative multiparametric magnet resonance imaging (mpMRI) on mid-term continence in prostate cancer patients treated with radical prostatectomy (RP). Methods: We relied on an institutional tertiary-care database to identify patients who underwent RP between 03/2018 and 12/2019 with preoperative mpMRI and data available on mid-term (>6 months post-surgery) urinary continence, defined as usage 0/1 (-safety) pad/24 h. Univariable and multivariable logistic regression models were fitted to test for predictor status of USL and prostatic apex variants, defined in mpMRI measurements. Results: Of 68 eligible patients, rate of mid-term urinary continence was 81% (n = 55). Median coronal (15.1 vs. 12.5 mm) and sagittal (15.4 vs. 11.1 mm) USL were longer in patients reporting urinary continence in mid-term follow-up (both p < 0.01). No difference was recorded for prostatic apex variants distribution (Lee-type) between continent vs. incontinent patients (p = 0.4). In separate multivariable logistic regression models, coronal (odds ratio (OR): 1.35) and sagittal (OR: 1.67) USL, but not Lee-type, were independent predictors for mid-term continence. Conclusion: USL, but not apex anatomy, in preoperative mpMRI was associated with higher rates of urinary continence at mid-term follow-up.
hintergrund: Männer in Deutschland sterben früher als Frauen und nehmen weniger häufig Krebsvorsorgeuntersuchungen wahr.
Fragestellung: Ziel war die prospektive Evaluation einer „Movember-Gesundheitsinitiative“ am Universitätsklinikum Frankfurt (UKF) im November 2019.
Methoden: Im Rahmen der „Movember-Gesundheitsinitiative“ wurde allen männlichen Mitarbeitern des UKF ab dem 45. Lebensjahr und bei erstgradiger familiärer Vorbelastung eines Prostatakarzinoms ab dem 40. Lebensjahr im November 2019 gemäß S3-Leitlinien der Deutschen Gesellschaft für Urologie (DGU) eine Prostatakarzinom-Vorsorgeuntersuchung angeboten.
Ergebnisse: Insgesamt nahmen 14,4 % der Mitarbeiter teil. Eine familiäre Vorbelastung gaben insgesamt 14,0 % Teilnehmer an. Das mediane Alter betrug 54 Jahre. Der mediane PSA(prostataspezifisches Antigen)-Wert lag bei 0,9 ng/ml, der mediane PSA-Quotient bei 30 %. Bei 5 % (n = 6) zeigte sich ein suspekter Tastbefund in der DRU (digital-rektale Untersuchung). Nach Altersstratifizierung (≤ 50 vs. > 50 Lebensjahre) zeigten sich signifikante Unterschiede im medianen PSA-Wert (0,7 ng/ml vs. 1,0 ng/ml, p < 0,01) und der bereits zuvor durchgeführten urologischen Vorsorge (12,1 vs. 42,0 %, p < 0,01). Vier Teilnehmer (3,3 %) zeigten erhöhte Gesamt-PSA-Werte. Bei 32,2 % der Teilnehmer zeigte sich mindestens ein kontrollbedürftiger Befund. Insgesamt wurden 6 Prostatabiopsien durchgeführt. Hierbei zeigte sich in einem Fall ein intermediate-risk Prostatakarzinom (Gleason 3 + 4, pT3a, pPn1, pNx, R0).
Schlussfolgerungung: Im Rahmen der UKF-Movember-Gesundheitsinitiative 2019 konnten durch ein Vorsorgeangebot 121 Männer für eine Prostatakrebs-Vorsorge inklusive PSA-Testung gewonnen werden. Auffällige/kontrollbedürftige Befunde zeigten sich bei 32,2 %. Bei einem Mitarbeiter wurde ein therapiebedürftiges Prostatakarzinom entdeckt und therapiert.
Polypharmacy is associated with a risk of negative health outcomes. Potentially inappropriate medications, interactions resulting from contradicting medical guidelines, and inappropriate monitoring, all increase the risk. This process evaluation (PE) of the AdAM study investigates implementation and use of a computerized decision-support system (CDSS). The CDSS analyzes medication appropriateness by including claims data, and hence provides general practitioners (GPs) with full access to patients’ medical treatments. We based our PE on pseudonymized logbook entries into the CDSS and used the four dimensions of the Medical Research Council PE framework. Reach, which examines the extent to which the intended study population was included, and Dose, Fidelity, and Tailoring, which examine how the software was actually used by GPs. The PE was explorative and descriptive. Study participants were representative of the target population, except for patients receiving a high level of nursing care, as they were treated less frequently. GPs identified and corrected inappropriate prescriptions flagged by the CDSS. The frequency and intensity of interventions documented in the form of logbook entries lagged behind expectations, raising questions about implementation barriers to the intervention and the limitations of the PE. Impossibility to connect the CDSS to GPs’ electronic medical records (EMR) of GPs due to technical conditions in the German healthcare system may have hindered the implementation of the intervention. Data logged in the CDSS may underestimate medication changes in patients, as documentation was voluntary and already included in EMR.
Background: Interventional studies on polypharmacy often fail to significantly improve patient-relevant outcomes, or confine themselves to measuring surrogate parameters. Interventions and settings are complex, with many factors affecting results. The AdAM study’s aim is to reduce hospitalization and death by requiring general practitioners (GPs) to use a computerized decision-support system (CDSS). The study will undergo a process evaluation to identify factors for successful implementation and to assess whether the intervention was implemented as intended.
Objective: To evaluate our complex intervention, based on the Medical Research Council’s guideline dimensions.
Research Questions:
We will assess implementation (reach, fidelity, dose, tailoring) by asking: (1) Who took part in the intervention (proportion of GPs using the CDSS, proportion of patients enrolled in them)? Information on GPs’ and patients’ characteristics will also be collected. (2) How many and which medication alerts were dealt with? (3) Was the intervention implemented as intended? (4) On what days did GPs use the intervention tool?
Methods: The process evaluation is part of a stepped-wedge cluster-randomized controlled trial. Characteristics of practices, GPs and patients using the CDSS will be compared with the non-participating population. CDSS log data will be analyzed to evaluate how the number of medication alerts changed between baseline and 2 months later, and to identify the kind of alerts that were dealt with. Comparison of enrolled patients on weekdays versus weekends will shed light on GPs’ use of the CDSS in the absence or presence of patients. Outcomes will be presented using descriptive statistics, and significance tests will be used to identify associations between them. We will conduct subgroup analyses, including time effects to account for software improvements.
Discussion: This study protocol is the basis for conducting analyses of the quantitative process evaluation. By providing insight into how GPs conduct medication reviews, the evaluation will provide context to the trial results and support their interpretation. The evaluation relies on the proper documentation by GPs, potentially limiting its explanatory power.
Patients with acute myeloid leukemia (AML) are often exposed to broad-spectrum antibiotics and thus at high risk of Clostridioides difficile infections (CDI). As bacterial infections are a common cause for treatment-related mortality in these patients, we conducted a retrospective study to analyze the incidence of CDI and to evaluate risk factors for CDI in a large uniformly treated AML cohort. A total of 415 AML patients undergoing intensive induction chemotherapy between 2007 and 2019 were included in this retrospective analysis. Patients presenting with diarrhea and positive stool testing for toxin-producing Clostridioides difficile were defined to have CDI. CDI was diagnosed in 37 (8.9%) of 415 AML patients with decreasing CDI rates between 2013 and 2019 versus 2007 to 2012. Days with fever, exposition to carbapenems, and glycopeptides were significantly associated with CDI in AML patients. Clinical endpoints such as length of hospital stay, admission to ICU, response rates, and survival were not adversely affected. We identified febrile episodes and exposition to carbapenems and glycopeptides as risk factors for CDI in AML patients undergoing induction chemotherapy, thereby highlighting the importance of interdisciplinary antibiotic stewardship programs guiding treatment strategies in AML patients with infectious complications to carefully balance risks and benefits of anti-infective agents.
Background: A growing interest exists in using polymeric nanoparticles (NPs) especially functionalized with surface-active substances as carriers across the blood brain barrier (BBB) for potentially effective drugs in traumatic brain injury (TBI). However, the organ distribution of intravenous administrated biodegradable and non-biodegradable NPs coated with different surfactants, how much of the administrated dose reach the brain parenchyma in areas with intact and opened BBB after trauma, as well as whether they elicit an inflammatory response is still to be clarified.
Methods: The organ distribution, brain penetration and eventual inflammatory activation of polysorbate-80 (Tw80) and sodium-lauryl-sulfate (SDS) coated poly l-lactide (PLLA) and perfluorodecyl acrylate (PFDL) nanoparticles were evaluated after intravenous administration in rats prior and after undergoing controlled cortical impact (CCI).
Results: A significant highest NP uptake at 4 and 24 hs was observed in the liver and spleen, followed by the brain and kidney, with minimal concentrations in the lungs and heart for all NPs. After CCI, a significant increase of NP uptake at 4 hs and 24 hs was observed within the traumatized hemisphere, especially in the perilesional area, although NPs were still found in areas away from CCI and the contralateral hemisphere in similar concentrations as in non-CCI subject. NPs were localized in neurons, glial and endovascular cells. Immunohistochemical staining against GFAP, Iba1, TNFα and IL1β demonstrated no glial activation or neuroinflamatory changes.
Conclusions: Tw80 and SDS coated biodegradable (PLLA) and non-biodegradrable (PFDL) NPs reach the brain parenchyma in both areas of traumatized and undamaged brain with disrupted and intact BBB, even though a high amount of them are retained in the liver and the spleen. No inflammatory reaction is elicited by these NPs within 24 hs after application. These preliminary promising results postulate the effectiveness and safety of these NPs as drug-carriers for the treatment of TBI.
USP22 controls necroptosis by regulating receptor-interacting protein kinase 3 ubiquitination
(2020)
Dynamic control of ubiquitination by deubiquitinating enzymes is essential for almost all biological processes. Ubiquitin-specific peptidase 22 (USP22) is part of the SAGA complex and catalyzes the removal of mono-ubiquitination from histones H2A and H2B, thereby regulating gene transcription. However, novel roles for USP22 have emerged recently, such as tumor development and cell death. Apart from apoptosis, the relevance of USP22 in other programmed cell death pathways still remains unclear. Here, we describe a novel role for USP22 in controlling necroptotic cell death in human tumor cell lines. Loss of USP22 expression significantly delays TNFα/Smac mimetic/zVAD.fmk (TBZ)-induced necroptosis, without affecting TNFα-mediated NF-κB activation or extrinsic apoptosis. Ubiquitin remnant profiling identified receptor-interacting protein kinase 3 (RIPK3) lysines 42, 351, and 518 as novel, USP22-regulated ubiquitination sites during necroptosis. Importantly, mutation of RIPK3 K518 reduced necroptosis-associated RIPK3 ubiquitination and amplified necrosome formation and necroptotic cell death. In conclusion, we identify a novel role of USP22 in necroptosis and further elucidate the relevance of RIPK3 ubiquitination as crucial regulator of necroptotic cell death.
Oncogenic transformation of lung epithelial cells is a multistep process, frequently starting with the inactivation of tumour suppressors and subsequent development of activating mutations in proto-oncogenes, such as members of the PI3K or MAPK families. Cells undergoing transformation have to adjust to changes, including altered metabolic requirements. This is achieved, in part, by modulating the protein abundance of transcription factors. Here, we report that the ubiquitin carboxyl-terminal hydrolase 28 (USP28) enables oncogenic reprogramming by regulating the protein abundance of proto-oncogenes such as c-JUN, c-MYC, NOTCH and ∆NP63 at early stages of malignant transformation. USP28 levels are increased in cancer compared with in normal cells due to a feed-forward loop, driven by increased amounts of oncogenic transcription factors such as c-MYC and c-JUN. Irrespective of oncogenic driver, interference with USP28 abundance or activity suppresses growth and survival of transformed lung cells. Furthermore, inhibition of USP28 via a small-molecule inhibitor resets the proteome of transformed cells towards a ‘premalignant’ state, and its inhibition synergizes with clinically established compounds used to target EGFRL858R-, BRAFV600E- or PI3KH1047R-driven tumour cells. Targeting USP28 protein abundance at an early stage via inhibition of its activity is therefore a feasible strategy for the treatment of early-stage lung tumours, and the observed synergism with current standard-of-care inhibitors holds the potential for improved targeting of established tumours.
Highlights
• USP32 deubiquitinates the Ragulator complex subunit LAMTOR1 at lysine (K) 20
• LAMTOR1 K20 ubiquitination impairs its binding to the vacuolar H+-ATPase
• USP32 knockout reduces mTORC1 activity and elevates autophagic flux
• Depletion of USP32 in Caenorhabditis elegans inhibits mTOR and induces autophagy
Summary
The endosomal-lysosomal system is a series of organelles in the endocytic pathway that executes trafficking and degradation of proteins and lipids and mediates the internalization of nutrients and growth factors to ensure cell survival, growth, and differentiation. Here, we reveal regulatory, non-proteolytic ubiquitin signals in this complex system that are controlled by the enigmatic deubiquitinase USP32. Knockout (KO) of USP32 in primary hTERT-RPE1 cells results among others in hyperubiquitination of the Ragulator complex subunit LAMTOR1. Accumulation of LAMTOR1 ubiquitination impairs its interaction with the vacuolar H+-ATPase, reduces Ragulator function, and ultimately limits mTORC1 recruitment. Consistently, in USP32 KO cells, less mTOR kinase localizes to lysosomes, mTORC1 activity is decreased, and autophagy is induced. Furthermore, we demonstrate that depletion of USP32 homolog CYK-3 in Caenorhabditis elegans results in mTOR inhibition and autophagy induction. In summary, we identify a control mechanism of the mTORC1 activation cascade at lysosomes via USP32-regulated LAMTOR1 ubiquitination.
The plaque reduction neutralization test (PRNT) is a preferred method for the detection of functional, SARS-CoV-2 specific neutralizing antibodies from serum samples. Alternatively, surrogate enzyme-linked immunosorbent assays (ELISAs) using ACE2 as the target structure for the detection of neutralization-competent antibodies have been developed. They are capable of high throughput, have a short turnaround time, and can be performed under standard laboratory safety conditions. However, there are very limited data on their clinical performance and how they compare to the PRNT. We evaluated three surrogate immunoassays (GenScript SARS-CoV-2 Surrogate Virus Neutralization Test Kit (GenScript Biotech, Piscataway Township, NJ, USA), the TECO® SARS-CoV-2 Neutralization Antibody Assay (TECOmedical AG, Sissach, Switzerland), and the Leinco COVID-19 ImmunoRank™ Neutralization MICRO-ELISA (Leinco Technologies, Fenton, MO, USA)) and one automated quantitative SARS-CoV-2 Spike protein-based IgG antibody assay (Abbott GmbH, Wiesbaden, Germany) by testing 78 clinical samples, including several follow-up samples of six BNT162b2 (BioNTech/Pfizer, Mainz, Germany/New York, NY, USA) vaccinated individuals. Using the PRNT as a reference method, the overall sensitivity of the examined assays ranged from 93.8 to 100% and specificity ranged from 73.9 to 91.3%. Weighted kappa demonstrated a substantial to almost perfect agreement. The findings of our study allow these assays to be considered when a PRNT is not available. However, the latter still should be the preferred choice. For optimal clinical performance, the cut-off value of the TECO assay should be individually adapted.
Nosocomial infectious diseases (e.g. influenza, pertussis) are a threat particularly for immunocompromised and vulnerable patients. Although vaccination of healthcare workers (HCWs) constitutes the most convenient and effective means to prevent nosocomial transmissions, vaccine uptake among HCWs remains unacceptably low. Worldwide, numerous studies have demonstrated that nurses have lower vaccination rates than physicians and that there is a relationship between receipt of vaccination by HCWs and knowledge. Measures to improve vaccination rates need to be profession-sensitive as well as specific in their approach in order to achieve sustained success.
Einführung: Seit 20 Jahren ist die Vagusnervstimulation (VNS) eine europaweit zugelassene invasive Therapieoption für therapieresistente Depressionen (TRD). Im Gegensatz zu geläufigeren Behandlungen wie EKT sind Kenntnisse über VNS sowohl in der Allgemeinbevölkerung als auch in Fachkreisen gering.
Methoden: In diesem narrativen Review geben wir eine klinisch und wissenschaftlich fundierte Übersicht über die VNS. Hypothesen zum Wirkmechanismus sowie die aktuelle Evidenzlage zur Wirksamkeit werden dargestellt. Das perioperative Management, das Nebenwirkungsprofil und die Nachbetreuung einschließlich Dosistitration werden beschrieben. Ein Vergleich über internationale Leitlinienempfehlungen zur VNS findet sich ebenfalls. Ferner formulieren wir Kriterien, die bei der Auswahl geeigneter Patienten hilfreich sind.
Ergebnisse: Die elektrischen Impulse werden über den N. vagus afferent weitergeleitet und stimulieren über verschiedene Wege ein neuromodulatorisches zerebrales Netzwerk. Viele Studien und Fallserien zeigten die Wirksamkeit von VNS als adjuvantes Verfahren bei TRD. Der Effekt tritt mit einer Latenz von 3 bis 12 Monaten ein und steigt möglicherweise mit der Dauer der VNS. Unter der Beachtung der Stimulationsempfehlungen sind die Nebenwirkungen für die meisten Patienten tolerabel.
Fazit: Die VNS ist eine zugelassene, wirksame und gut verträgliche Langzeittherapie für chronische und therapieresistente Depressionen. Weitere Sham-kontrollierte Studien über einen längeren Beobachtungszeitraum sind zur Verbesserung der Evidenz wünschenswert.
Biological exploration of early biomarkers for chronic kidney disease (CKD) in (pre)diabetic individuals is crucial for personalized management of diabetes. Here, we evaluated two candidate biomarkers of incident CKD (sphingomyelin (SM) C18:1 and phosphatidylcholine diacyl (PC aa) C38:0) concerning kidney function in hyperglycemic participants of the Cooperative Health Research in the Region of Augsburg (KORA) cohort, and in two biofluids and six organs of leptin receptor-deficient (db/db) mice and wild type controls. Higher serum concentrations of SM C18:1 and PC aa C38:0 in hyperglycemic individuals were found to be associated with lower estimated glomerular filtration rate (eGFR) and higher odds of CKD. In db/db mice, both metabolites had a significantly lower concentration in urine and adipose tissue, but higher in the lungs. Additionally, db/db mice had significantly higher SM C18:1 levels in plasma and liver, and PC aa C38:0 in adrenal glands. This cross-sectional human study confirms that SM C18:1 and PC aa C38:0 associate with kidney dysfunction in pre(diabetic) individuals, and the animal study suggests a potential implication of liver, lungs, adrenal glands, and visceral fat in their systemic regulation. Our results support further validation of the two phospholipids as early biomarkers of renal disease in patients with (pre)diabetes.
Background: Transplantation of human corneal tissue is associated with the potential risk of transmittance of viral infections. In accordance with European directives and federal laws, in Germany each tissue donor has to be tested for infectious diseases such as hepatitis B and C virus (HBV and HCV) and human immunodeficiency virus (HIV) infection. However, most of the currently available CE-marked serologic and nucleic acid screening systems are only validated for antemortem blood. Methods: Twenty related and paired ante- and postmortem blood samples from cornea donors were obtained and subsequently analyzed for hepatitis B surface antigen (HBsAg), hepatitis B antibody (anti-HBc), anti-HCV, HCV RNA, anti-HIV-1/2, and HIV p24 Ag using Abbott test systems. The sera were also spiked with reference materials in concentrations giving low and high positivity for HBV, HCV, and HIV markers. Results: The spiked ante- and postmortem sera from related donors showed similar results for HBsAg, anti-HBc, anti-HCV, HCV RNA, anti-HIV, and HIV p24 Ag, indicating a high stability of viral markers in cadaveric specimens. Three cornea donors had a medical history of HBV infection and revealed anti-HBc at similar levels in the ante- and postmortem sera. In addition, there was a single postmortem sample demonstrating a weak signal of anti-HIV-1 and HIV-1 p24 Ag. False-positive or false-negative results were not detected. The results obtained with the Abbott ARCHITECT analyzer and Abbott RealTime HCV PCR showed no significant differences. Conclusion: The analyzed screening assays are suitable for the detection of infectious markers of HBV, HCV, and HIV at similar levels in spiked ante- and postmortem sera from cornea donors.
Background/Objectives: Agility and cognitive abilities are typically assessed separately by different motor and cognitive tests. While many agility tests lack a reactive decision-making component, cognitive assessments are still mainly based on computer-based or paper-pencil tests with low ecological validity. This study is the first to validate the novel SKILLCOURT technology as an integrated assessment tool for agility and cognitive-motor performance.
Methods: Thirty-two healthy adults performed agility (Star Run), reactive agility (Random Star Run) and cognitive-motor (executive function test, 1-back decision making) performance assessments on the SKILLCOURT. Cognitive-motor tests included lower limb responses in a standing position to increase the ecological validity when compared to computer-based tests. Test results were compared to established motor and agility tests (countermovement jump, 10 m linear sprint, T-agility tests) as well as computer-based cognitive assessments (choice-reaction, Go-NoGo, task switching, memory span). Correlation and multiple regression analyses quantified the relation between SKILLCOURT performance and motor and cognitive outcomes.
Results: Star Run and Random Star Run tests were best predicted by linear sprint (r = 0.68, p < 0.001) and T-agility performance (r = 0.77, p < 0.001), respectively. The executive function test performance was well explained by computer-based assessments on choice reaction speed and cognitive flexibility (r = 0.64, p < 0.001). The 1-back test on the SKILLCOURT revealed moderate but significant correlations with the computer-based assessments (r = 0.47, p = 0.007).
Conclusion: The results support the validity of the SKILLCOURT technology for agility and cognitive assessments in more ecologically valid cognitive-motor tasks. This technology provides a promising alternative to existing performance assessment tools.
Whereas the lack of biomarkers in penile cancer (PeCa) impedes the development of efficacious treatment protocols, preliminary evidence suggests that c-MET and associated signaling elements may be dysregulated in this disorder. In the following study, we investigated whether c-MET and associated key molecular elements may have prognostic and therapeutic utility in PeCa. Formalin-fixed, paraffin-embedded tumor tissue from therapy-naïve patients with invasive PeCa was used for tissue microarray (TMA) analysis. Immunohistochemical staining was performed to determine the expression of the proteins c-MET, PPARg, β-catenin, snail, survivin, and n-MYC. In total, 94 PeCa patients with available tumor tissue were included. The median age was 64.9 years. High-grade tumors were present in 23.4%, and high-risk HPV was detected in 25.5%. The median follow-up was 32.5 months. High expression of snail was associated with HPV-positive tumors. Expression of β-catenin was inversely associated with grading. In both univariate COX regression analysis and the log-rank test, an increased expression of PPARg and c-MET was predictive of inferior disease-specific survival (DSS). Moreover, in multivariate analysis, a higher expression of c-MET was independently associated with worse DSS. Blocking c-MET with cabozantinib and tivantinib induced a significant decrease in viability in the primary PeCa cell line UKF-PeC3 isolated from the tumor tissue as well as in cisplatin- and osimertinib-resistant sublines. Strikingly, a higher sensitivity to tivantinib could be detected in the latter, pointing to the promising option of utilizing this agent in the second-line treatment setting.
Sudden cardiac death (SCD) in adolescents and young adults may be the first manifestation of an inherited arrhythmic syndrome. Thus identification of a genetic origin in sudden death cases deemed inconclusive after a comprehensive autopsy and may help to reduce the risk of lethal episodes in the remaining family. Using next-generation sequencing (NGS), a large number of variants of unknown significance (VUS) are detected. In the majority of cases, there is insufficient evidence of pathogenicity, representing a huge dilemma in current genetic investigations. Misinterpretation of such variants may lead to inaccurate genetic diagnoses and/or the adoption of unnecessary and/or inappropriate therapeutic approaches. In our study, we applied current (ACMG) recommendations for variant classification in post-mortem genetic screening of a cohort of 56 SCD victims. We identified a total 53 rare protein-altering variants (MAF < 0.2%) classified as VUS or worse. Twelve percent of the cases exhibited a clinically actionable variant (pathogenic, likely pathogenic or VUS – potentially pathogenic) that would warrant cascade genetic screening in relatives. Most of the variants detected by means of the post-mortem genetic investigations were VUS. Thus, genetic testing by itself might be fairly meaningless without supporting background data. This data reinforces the need for an experienced multidisciplinary team for obtaining reliable and accountable interpretations of variant significance for elucidating potential causes for SCDs in the young. This enables the early identification of relatives at risk or excludes family members as genetic carriers. Also, development of adequate forensic guidelines to enable appropriate interpretation of rare genetic variants is fundamental.
Background: Bipolar disorder is associated with circadian disruption and a high risk of suicidal behavior. In a previous exploratory study of patients with bipolar I disorder, we found that a history of suicide attempts was associated with differences between winter and summer levels of solar insolation. The purpose of this study was to confirm this finding using international data from 42% more collection sites and 25% more countries. Methods: Data analyzed were from 71 prior and new collection sites in 40 countries at a wide range of latitudes. The analysis included 4876 patients with bipolar I disorder, 45% more data than previously analyzed. Of the patients, 1496 (30.7%) had a history of suicide attempt. Solar insolation data, the amount of the sun’s electromagnetic energy striking the surface of the earth, was obtained for each onset location (479 locations in 64 countries). Results: This analysis confirmed the results of the exploratory study with the same best model and slightly better statistical significance. There was a significant inverse association between a history of suicide attempts and the ratio of mean winter insolation to mean summer insolation (mean winter insolation/mean summer insolation). This ratio is largest near the equator which has little change in solar insolation over the year, and smallest near the poles where the winter insolation is very small compared to the summer insolation. Other variables in the model associated with an increased risk of suicide attempts were a history of alcohol or substance abuse, female gender, and younger birth cohort. The winter/summer insolation ratio was also replaced with the ratio of minimum mean monthly insolation to the maximum mean monthly insolation to accommodate insolation patterns in the tropics, and nearly identical results were found. All estimated coefficients were significant at p < 0.01. Conclusion: A large change in solar insolation, both between winter and summer and between the minimum and maximum monthly values, may increase the risk of suicide attempts in bipolar I disorder. With frequent circadian rhythm dysfunction and suicidal behavior in bipolar disorder, greater understanding of the optimal roles of daylight and electric lighting in circadian entrainment is needed.
Vascular biotransformation of organic nitrates is independent of cytochrome P450 monooxygenases
(2021)
Background and Purpose: Organic nitrates such as nitroglycerin (NTG) or pentaerythritol tetranitrate (PETN) have been used for over a century in the treatment of angina or ischaemic heart disease. These compounds are prodrugs which release their nitrovasodilators upon enzymic bioactivation by aldehyde dehydrogenase (ALDH2) or cytochromes P450 (CYP). Whereas ALDH2 is known to directly activate organic nitrates in vessels, the contribution of vascular CYPs is unknown and was studied here.
Experimental Approach: As all CYPs depend on cytochrome P450 reductase (POR) as electron donor, we generated a smooth muscle cell-specific, inducible knockout mouse of POR (smcPOR−/−) to investigate the contribution of POR/CYP to vascular biotransformation of organic nitrates.
Key Results: Microsomes containing recombinant CYPs expressed in human vascular tissues released nitrite from NTG and PETN with CYP2C9 and CYP2C8 being most efficient. SFK525, a CYP suicide inhibitor, blocked this effect. smcPOR−/− mice exhibited no obvious cardiovascular phenotype (normal cardiac weight and endothelium-dependent relaxation) and plasma and vascular nitrite production was similar to control (CTL) animals. NTG- and PETN-induced relaxation of isolated endothelium-intact or endothelium-denuded vessels were identical between CTL and smcPOR−/−. Likewise, nitrite release from organic nitrates in aortic rings was not affected by deletion of POR in smooth muscle cells (SMCs). In contrast, inhibition of ALDH2 by benomyl (10 μM) inhibited NTG-induced nitrite production and relaxation. Deletion of POR did not modulate this response.
Conclusions and Implications: Our data suggest that metabolism by vascular CYPs does not contribute to the pharmacological function of organic nitrates.
Characteristically, most solid tumors exhibit an increased tumor interstitial fluid pressure (TIFP) that directly contributes to the lowered uptake of macromolecular therapeutics into the tumor interstitium. Abnormalities in the tumor-associated lymph vessels are a central brick in the development and prolonged sustaining of an increased TIFP. In the current study, vascular endothelial growth factor C (VEGF-C) was used to enhance tumor-associated lymphangiogenesis as a new mechanism to actively reduce the TIFP by increased lymphatic drainage of the tumor tissue. Human A431 epidermoid vulva carcinoma cells were inoculated in NMRI nu/nu mice to generate a xenograft mouse model. Seven days after tumor cell injection, VEGF-C was peritumorally injected to induce lymphangiogenesis. Tumor growth and TIFP was lowered significantly over time in VEGF-C-treated tumors in comparison to control or VEGF-A-treated animals. These data demonstrate for the first time that actively induced lymphangiogenesis can lower the TIFP in a xenograft tumor model and apparently reduce tumor growth. This model represents a novel approach to modulate biomechanical properties of the tumor interstitium enabling a lowering of TIFP in vivo.
Background Vasoplegic syndrome is frequently observed during cardiac surgery and resembles a complication of high mortality and morbidity. There is a clinical need for therapy and prevention of vasoplegic syndrome during complex cardiac surgical procedures. Therefore, we investigated different strategies in a porcine model of vasoplegia.
Methods We evaluated new medical therapies and prophylaxis to avoid vasoplegic syndrome in a porcine model. After induction of anesthesia, cardiopulmonary bypass was established through median sternotomy and central cannulation. Prolonged aortic cross-clamping (120 min) simulated a complex surgical procedure. The influence of sevoflurane-guided anesthesia (sevoflurane group) and the administration of glibenclamide (glibenclamide group) were compared to a control group, which received standard anesthesia using propofol. Online hemodynamic assessment was performed using PiCCO® measurements. In addition, blood and tissue samples were taken to evaluate hemodynamic effects and the degree of inflammatory response.
Results Glibenclamide was able to break through early vasoplegic syndrome by raising the blood pressure and systemic vascular resistance as well as less need of norepinephrine doses. Sevoflurane reduced the occurrence of the vasoplegic syndrome in the mean of stable blood pressure and less need of norepinephrine doses.
Conclusion Glibenclamide could serve as a potent drug to reduce effects of vasoplegic syndrome. Sevoflurane anesthesia during cardiopulmonary bypass shows less occurrence of vasoplegic syndrome and therefore could be used to prevent it in high-risk patients.
Clinical Perspective; what is new?
* to our knowledge, this is the first randomized in vivo study evaluating the hemodynamic effects of glibenclamide after the onset of vasoplegic syndrome
* furthermore according to literature research, there is no study showing the effect of sevoflurane-guided anesthesia on the occurrence of a vasoplegic syndrome
Clinical Perspective; clinical implications?
to achieve better outcomes after complex cardiac surgery there is a need for optimized drug therapy and prevention of the vasoplegic syndrome
Adolescence has been linked to an enhanced tolerance of uncertainty and risky behavior and is possibly connected to an increased response toward rewards. However, previous research has produced inconsistent findings. To investigate whether these findings are due to different reward probabilities used in the experimental design, we extended a monetary incentive delay (MID) task by including three different reward probabilities. Using functional magnetic resonance imaging, 25 healthy adolescents and 22 adults were studied during anticipation of rewards in the VS. Differently colored cue stimuli indicated either a monetary or verbal trial and symbolized different reward probabilities, to which the participants were blinded. Results demonstrated faster reaction times for lower reward probabilities (33%) in both age groups. Adolescents were slower through all conditions and had less activation on a neural level. Imaging results showed a three-way interaction between age group x condition x reward probability with differences in percent signal change between adolescents and adults for the high reward probabilities (66%, 88%) while adolescents demonstrated differences for the lowest (33%). Therefore, previous inconsistent findings could be due to different reward probabilities, which makes examining these crucial for a better understanding of adolescent and adult behavior.
Beyond well-established difficulties with working memory in individuals with attention deficit hyperactivity disorder (ADHD), evidence is emerging that other memory processes may also be affected. We investigated, first, which memory processes show differences in adults and adolescents with ADHD in comparison to control participants, focusing on working and short-term memory, initial learning, interference, delayed and recognition memory. Second, we investigated whether ADHD severity, co-occurring depressive symptoms, IQ and physical fitness are associated with the memory performance in the individuals with ADHD.
We assessed 205 participants with ADHD (mean age 25.8 years, SD 7.99) and 50 control participants (mean age 21.1 years, SD 5.07) on cognitive tasks including the digit span forward (DSF) and backward (DSB), the Rey Auditory Verbal Learning Test (RAVLT), and the vocabulary and matrix reasoning subtests of the Wechsler Abbreviated Scale of Intelligence. Participants with ADHD were additionally assessed on ADHD severity, depression symptoms and cardiorespiratory fitness. A series of regressions were run, with sensitivity analyses performed when variables were skewed.
ADHD-control comparisons were significant for DSF, DSB, delayed and recognition memory, with people with ADHD performing less well than the control participants. The result for recognition memory was no longer significant in sensitivity analysis. Memory performance was not associated with greater ADHD or depression symptoms severity. IQ was positively associated with all memory variables except DSF. Cardiorespiratory fitness was negatively associated with the majority of RAVLT variables.
Individuals with ADHD showed difficulties with working memory, short-term memory and delayed memory, as well as a potential difficulty with recognition memory, despite preserved initial learning.
Die immunturbidimetrische Bestimmung von Proteinen im Serum in niedriger Konzentration wie des CRP,mit klinisch chemischen Analysensystemen, ist aufgrund der Eigentrübung der Probe problematisch. Durchdie Verwendung eines Tris-Puffers, der das Detergens Teepol enthält, gelingt es- die Eigentrübung des Probenansatzes stark herabzusetzen, ohne die Antigen-Antikörper-Komplexbildungzu stören,- den Verlauf der Immunkomplexbildung so zu steuern, daß eine optimale Messung am Boehringer-Hitachi705 durch Einpunkteichung möglich ist,- CRP im Serum ohne Vorverdünnung der Probe im Konzentrationsbereich von 5-400 mg/1 zu messen.Die Impräzision in Serie und von Tag zu Tag hat WC-Werte von 1,5 bis 3,6 %. Im Vergleich mit der radialen Im-mundiffusion zeigt die immunturbidimetrische Bestimmung eine gute Richtigkeit, die Vergleichbarkeit zur im-munnephelometrischen Bestimmung am Kallestad QM 300 ist weniger gut.
Für eine rasche Labordiagnose der Herpes simplex Virus (HSV) Infektion ist ein schneller Erregernachweis von entscheidender Bedeutung. In der vorliegenden Arbeit wird eine schnelle, modifizierte Virusisolierung über den Nachweis von Virusstrukturproteinen mit Hilfe typenspezifischer monoklonaler Antikörper innerhalb von 36 Stunden (IPF-HSV) beschrieben. Es wurden insgesamt 560 Proben aus der Routinediagnostik vergleichend mit der konventionellen Virusisolierung über einen cytopathischen Effekt (CPE) und anschließender Typisierung (ZK-IFT) in infizierten Vero-Zellen und humanen Vorhautfibroblasten (HFF) untersucht. Die Sensitivität des IPF-HSV für HSV-1, bezogen auf den ZK-IFT (Vero-Zellen), betrug 96,8%. Für HSV-2 wurde eine Sensitivität von 93,9% ermittelt. Die Spezifität des IPF-HSV
lag für beide Virustypen über 99% (HSV-1: 99,4%, HSV-2: 99,1%). Bezogen auf die konventionelle Virusisolierung im erweiterten Referenzstandard (Vero-Zellen und HFF) zeigte der IPF-HSV etwas geringere Werte für die Sensitivität (91,4% für HSV-1; 91,6% für HSV-2). Unter den im Referenzstandard negativen Proben fanden sich mittels IPF-HSV eine HSV-1- und drei HSV-2-positive Proben. Die Spezifität lag für beide HSV-Typen über 99% (99,8% für HSV-1, 99,4% für HSV-2). Bezogen auf den Referenzstandard ergab sich für den IPF-HSV ein positiv prädiktiver Wert von 97,0% (HSV-1) bzw. 91,7% (HSV-2); der negative prädiktive Wert des Tests lag jeweils bei 99,4%. Die Ergebnisse unserer Studie zeigen, daß der IPF-HSV eine sinnvolle Alternative zur konventionellen Virusisolierung darstellt, da der Erregernachweis bereits nach 36 Stunden möglich ist. Der Testaufbau ist unter Verwendung geeigneter mojioklonaler Antikörper und Zelltypen auch zur Schnelldiagnose respiratorischer Viruserkrankungen, der Zytomegalie, dem kongenitalen Rötelnsyndrom und ggf. Rotavirusinfektionen geeignet.
Ziel dieser Arbeit war es, eine vergleichende Bewertung der Erkennbarkeit der apikalen Aufhellung in den dreidimensionalen DVT-Aufnahmen und den konventionellen Panoramaschichtaufnahmen im Oberkiefer unter den folgenden Gesichtspunkten vorzunehmen:
Werden die apikalen Aufhellungen sowohl bei zwei- als auch bei dreidimensionalen Aufnahmen gleichermaßen erkannt?
Spielt die Stärke der Kompakta eine Rolle in der radiologischen Diagnose einer apikalen Aufhellung?
Zu diesem Zweck wurden 351 Patienten aus der Datenbank einer privaten Praxis in Stuttgart ausgewählt. Davon erfüllten 199 Patienten die Einschlusskriterien. Es wurden insgesamt 2223 Zähne durch den Untersucher ausgewertet. Es konnten 144 apikale Aufhellungen mittels der DVT diagnostiziert werden, wovon lediglich 23 (15,9 %) mittels der OPT erkannt wurden. Die Ergebnisse dieser Studie zeigen insgesamt einen signifikanten Unterschied zwischen den DVT- und den OPG-Befunden hinsichtlich der Sichtbarkeit der apikalen Aufhellungen im Oberkiefer. Andere Parameter wie die Tiefe, die Breite und die Länge der apikalen Aufhellungen wurden ebenfalls untersucht. Die Messungen erfolgten mittels der Software i-CatVision 2008 für die DVT-Aufnahmen und mittels DBSWIN von Dürr Dental für die OPG- Aufnahmen. Es ergab sich daraus, dass die apikalen Läsionen, die im OPG und in der DVT sichtbar waren, signifikant größere Breiten hatten als die, die nur in der DVT sichtbar waren. Es zeigte sich hierbei ein signifikanter Unterschied (U- Test, p =0,018). Dies weist daraufhin, dass insbesondere schmale apikale Läsionen nicht sicher in OPG-Aufnahmen diagnostiziert werden, während sie in der DVT nachweisbar sind. Des Weiteren wurde in der Studie die Kompaktadicke gemessen. Es bestand kein signifikanter Zusammenhang zwischen der Sichtbarkeit der apikalen Aufhellung und der Kompaktadicke. Zusammenfassend lässt sich anhand der Ergebnisse der vorliegenden Arbeit feststellen, dass die Kompaktadicke keine Rolle bei der Sichtbarkeit der apikalen Läsionen spielt und dass die OPT im Nachweis apikaler Läsionen der DVT eindeutig unterlegen ist. Es wurden dadurch nur 19 % der apikalen 64 Aufhellungen diagnostiziert und damit ist eine Unterdiagnose sehr wahrscheinlich.
Schlussfolgernd scheint die DVT ein zuverlässiges diagnostisches Mittel bezüglich des Erkennens der apikalen Läsionen zu sein. Mehrere Studien bezeichnen die DVT als Goldstandard und ziehen sie für die Diagnose der apikalen Aufhellungen den konventionellen Röntgenbildern vor. Dieses Vorgehen widerspricht jedoch dem Bestreben nach einer möglichst geringen Strahlenexposition gemäß dem ALARA-Prinzips. Damit bleibt die DVT derzeit eine Ergänzung zur konventionellen Bildgebung.
Hintergrund: Die kardiale Magnetresonanztomographie (CMR) gilt als Referenzstandard für die Beurteilung der linksventrikulären Funktion und des Volumens des linken Ventrikels (LV). Neuartige Echtzeittechniken versprechen eine schnelle Bildgebung bei freier Atmung mit ähnlicher Qualität. Ziel dieser Studie war es, die Genauigkeit der standardmäßigen Steady-State-Free-Precession (SSFP)-Cine-Bildgebung bei angehaltenem Atem mit der gleichen Sequenz unter Verwendung von drei Signalmittelungen, während freier Atmung sowie mit einer Compressed-Sensing (Cs)- Echtzeittechnik während der freien Atmung zur Beurteilung von LV-Volumen und Masse zu vergleichen.
Methoden: 24 Probanden wurden mit einer Standard-SSFP-Technik bei angehaltenem Atem (BH), mit derselben Technik bei freier Atmung unter Verwendung von drei durchschnittlichen Herzzyklen (SA-FB) sowie mit einem CS-Echtzeitprotokoll bei freier Atmung (CS-FB) untersucht. Verglichen wurden die Erfassungsdauer, die Genauigkeit sowie die Inter- und Intraobserver-Variabilität von LV-Funktion, Volumen und Masse.
Ergebnisse: Die Echtzeit-Bildgebung war erheblich schneller als die freie Atmung mit drei Signalmittelwerten (p<0.001). Die Korrelation zwischen dem Referenzstandard (BH) und den beiden anderen Techniken war ausgezeichnet mit einem r2 für SA-FB vs. BH zwischen 0.74 - 0.89 und einem r2 für CS-FB vs. BH zwischen 0.81 und 0.94. SA-FB ergab mittlere Fehler zwischen 5.9% und 15% für verschiedene LV-Parameter, während CS-FB zu mittleren Fehlern von 6.5%bis 13% führte. Die Inter- und Intraobserver-Variabilität war bei der Echtzeit-Bildgebung ausgezeichnet und bei der SSFP-Bildgebung (SA-FB und BH) gut.
Schlussfolgerung: Sowohl ein Standardprotokoll mit 3 Signalmittelungen, während der freien Atmung als auch die Compressed Sensing liefern genaue und reproduzierbare Messungen des LV, während die Echtzeit-Bildgebung wesentlich schneller ist.