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Background Many systems in nature are characterized by complex behaviour where large cascades of events, or avalanches, unpredictably alternate with periods of little activity. Snow avalanches are an example. Often the size distribution f(s) of a system's avalanches follows a power law, and the branching parameter sigma, the average number of events triggered by a single preceding event, is unity. A power law for f(s), and sigma=1, are hallmark features of self-organized critical (SOC) systems, and both have been found for neuronal activity in vitro. Therefore, and since SOC systems and neuronal activity both show large variability, long-term stability and memory capabilities, SOC has been proposed to govern neuronal dynamics in vivo. Testing this hypothesis is difficult because neuronal activity is spatially or temporally subsampled, while theories of SOC systems assume full sampling. To close this gap, we investigated how subsampling affects f(s) and sigma by imposing subsampling on three different SOC models. We then compared f(s) and sigma of the subsampled models with those of multielectrode local field potential (LFP) activity recorded in three macaque monkeys performing a short term memory task. Results Neither the LFP nor the subsampled SOC models showed a power law for f(s). Both, f(s) and sigma, depended sensitively on the subsampling geometry and the dynamics of the model. Only one of the SOC models, the Abelian Sandpile Model, exhibited f(s) and sigma similar to those calculated from LFP activity. Conclusions Since subsampling can prevent the observation of the characteristic power law and sigma in SOC systems, misclassifications of critical systems as sub- or supercritical are possible. Nevertheless, the system specific scaling of f(s) and sigma under subsampling conditions may prove useful to select physiologically motivated models of brain function. Models that better reproduce f(s) and sigma calculated from the physiological recordings may be selected over alternatives.
Poster presentation: The analysis of neuronal processes distributed across multiple cortical areas aims at the identification of interactions between signals recorded at different sites. Such interactions can be described by measuring the stability of phase angles in the case of oscillatory signals or other forms of signal dependencies for less regular signals. Before, however, any form of interaction can be analyzed at a given time and frequency, it is necessary to assess whether all potentially contributing signals are present. We have developed a new statistical procedure for the detection of coincident power in multiple simultaneously recorded analog signals, allowing the classification of events as 'non-accidental co-activation'. This method can effectively operate on single trials, each lasting only for a few seconds. Signals need to be transformed into time-frequency space, e.g. by applying a short-time Fourier transformation using a Gaussian window. The discrete wavelet transform (DWT) is used in order to weight the resulting power patterns according to their frequency. Subsequently, the weighted power patterns are binarized via applying a threshold. At this final stage, significant power coincidence is determined across all subgroups of channel combinations for individual frequencies by selecting the maximum ratio between observed and expected duration of co-activation as test statistic. The null hypothesis that the activity in each channel is independent from the activity in every other channel is simulated by independent, random rotation of the respective activity patterns. We applied this procedure to single trials of multiple simultaneously sampled local field potentials (LFPs) obtained from occipital, parietal, central and precentral areas of three macaque monkeys. Since their task was to use visual cues to perform a precise arm movement, co-activation of numerous cortical sites was expected. In a data set with 17 channels analyzed, up to 13 sites expressed simultaneous power in the range between 5 and 240 Hz. On average, more than 50% of active channels participated at least once in a significant power co-activation pattern (PCP). Because the significance of such PCPs can be evaluated at the level of single trials, we are confident that this procedure is useful to study single trial variability with sufficient accuracy that much of the behavioral variability can be explained by the dynamics of the underlying distributed neuronal processes.
In recent years, a number of functional and structural neuroimaging studies have investigated the neural bases of aggressive and violent behaviour in children and adolescents. Most functional neuroimaging studies have persued the hypothesis that pathological aggression is a consequence of deficits in the neural circuits involved in emotion processing. There is converging evidence for abnormal neural responses to emotional stimuli in youths with a propensity towards aggressive behaviour. In addition, recent neuroimaging work has suggested that aggressive behaviour is also associated with abnormalities in neural processes that subserve both the inhibitory control of behaviour and the flexible adaptation of behaviour in accord with reinforcement information. Structural neuroimaging studies in children and adolescents with conduct problems are still scarce, but point to deficits in brain structures involved in the processing of social information and in the regulation of social and goal-directed behaviour. The indisputable progress that this research field has made in recent years notwithstanding, the overall picture is still rather patchy and there are inconsistencies between studies that await clarification. Despite this, we attempt to provide an integrated view on the neural abnormalities that may contribute to various forms of juvenile aggression and violence, and discuss research strategies that may help to provide a more profound understanding of these important issues in the future. Keywords: aggression, violence, conduct disorder, fMRI, brain imaging, psychiatry
Background Endothelium-derived nitric oxide plays an important role for the bone marrow microenvironment. Since several important effects of nitric oxide are mediated by cGMP-dependent pathways, we investigated the role of the cGMP downstream effector cGMP-dependent protein kinase I (cGKI) on postnatal neovascularization. Methodology/Principal Findings In a disc neovascularization model, cGKI -/- mice showed an impaired neovascularization as compared to their wild-type (WT) littermates. Infusion of WT, but not cGKI -/- bone marrow progenitors rescued the impaired ingrowth of new vessels in cGKI-deficient mice. Bone marrow progenitors from cGKI -/- mice showed reduced proliferation and survival rates. In addition, we used cGKI alpha leucine zipper mutant (LZM) mice as model for cGKI deficiency. LZM mice harbor a mutation in the cGKI alpha leucine zipper that prevents interaction with downstream signaling molecules. Consistently, LZM mice exhibited reduced numbers of vasculogenic progenitors and impaired neovascularization following hindlimb ischemia compared to WT mice. Conclusions/Significance Our findings demonstrate that the cGMP-cGKI pathway is critical for postnatal neovascularization and establish a new role for cGKI in vasculogenesis, which is mediated by bone marrow-derived progenitors.
Background Transplantation of vasculogenic progenitor cells (VPC) improves neovascularization after ischemia. However, patients with type 2 diabetes mellitus show a reduced VPC number and impaired functional activity. Previously, we demonstrated that p38 kinase inhibition prevents the negative effects of glucose on VPC number by increasing proliferation and differentiation towards the endothelial lineage in vitro. Moreover, the functional capacity of progenitor cells is reduced in a mouse model of metabolic syndrome including type 2 diabetes (Leprdb) in vivo. Findings The aim of this study was to elucidate the underlying signalling mechanisms in vitro and in vivo. Therefore, we performed DNA-protein binding arrays in the bone marrow of mice with metabolic syndrome, in blood-derived progenitor cells of diabetic patients as well as in VPC ex vivo treated with high levels of glucose. The transcriptional activation of ETS transcription factors was increased in all samples analyzed. Downregulation of ETS1 expression by siRNA abrogated the reduction of VPC number induced by high-glucose treatment. In addition, we observed a concomitant suppression of the non-endothelial ETS-target genes matrix metalloproteinase 9 (MMP9) and CD115 upon short term lentiviral delivery of ETS-specific shRNAs. Long term inhibition of ETS expression by lentiviral infection increased the number of cells with the endothelial markers CD144 and CD105. Conclusion These data demonstrate that diabetes leads to dysregulated activation of ETS, which blocks the functional activity of progenitor cells and their commitment towards the endothelial cell lineage.
Background: Wnt signaling controls the balance between stem cell proliferation and differentiation and body patterning throughout development. Previous data demonstrated that non-canonical Wnts (Wnt5a, Wnt11) increased cardiac gene expression of circulating endothelial progenitor cells (EPC) and bone marrow-derived stem cells cultured in vitro. Since previous studies suggested a contribution of the protein kinase C (PKC) family to the Wnt5a-induced signalling, we investigated which PKC isoforms are activated by non-canonical Wnt5a in human EPC. Methodology/Principal Findings: Immunoblot experiments demonstrated that Wnt5a selectively activated the novel PKC isoform, PKC delta, as evidenced by phosphorylation and translocation. In contrast, the classical Ca2+-dependent PKC isoforms, PKC alpha and beta2, and one of the other novel PKC isoforms, PKC epsilon, were not activated by Wnt5a. The PKC delta inhibitor rottlerin significantly blocked co-culture-induced cardiac differentiation in vitro, whereas inhibitors directed against the classical Ca2+-dependent PKC isoforms or a PKC epsilon-inhibitory peptide did not block cardiac differentiation. In accordance, EPC derived from PKC delta heterozygous mice exhibited a significant reduction of Wnt5a-induced cardiac gene expression compared to wild type mice derived EPC. Conclusions/Significance: These data indicate that Wnt5a enhances cardiac gene expressions of EPC via an activation of PKC delta.
Mitochondria are essential for respiration and oxidative phosphorylation. Mitochondrial dysfunction due to aging processes is involved in pathologies and pathogenesis of a series of cardiovascular disorders. New results accumulate showing that the enzyme telomerase with its catalytic subunit telomerase reverse transcriptase (TERT) has a beneficial effect on heart functions. The benefit of short-term running of mice for heart function is dependent on TERT expression. TERT can translocate into the mitochondria and mitochondrial TERT (mtTERT) is protective against stress induced stimuli and binds to mitochondrial DNA (mtDNA). Because mtDNA is highly susceptible to damage produced by reactive oxygen species (ROS) which are generated in close proximity to the respiratory chain, the aim of this study was to determine the functions of mtTERT in vivo and in vitro. Therefore, mitochondria from hearts of adult, 2nd generation TERT-deficient mice (TERT -/-) and wt littermates were isolated and state 3 respiration was measured. Strikingly mitochondria from TERT -/- revealed a significantly lower state 3 respiration (TERTwt: 987 +/- 72 pmol/s*mg vs. TERT-/-: 774 +/- 38 pmol/s*mg, p < 0.05, n = 5). These results demonstrated that TERT -/- mice have a so far undiscovered heart phenotype. In contrast mitochondria isolated from liver tissues did not show any differences. To get further insights in the molecular mechanisms, we reduced endogenous TERT levels by shRNA and measured mitochondrial reactive oxygen species (mtROS). mtROS were increased after ablation of TERT (scrambled: 4.98 +/- 1.1% gated vs. shTERT: 2.03 +/- 0.7% gated, p < 0.05, n = 4). We next determined mtDNA deletions, which are caused by mtROS. Semiquantitative realtime PCR of mtDNA deletions revealed that mtTERT protects mtDNA from oxidative damage. To analyze whether mitochondrial integrity is required to protect from apoptosis, vectors with mitochondrially targeted TERT (mitoTERT) and wildtype TERT (wtTERT) were transfected and apoptosis was measured. mitoTERT showed the most prominent protective effect on H2O2 induced apoptosis. In conclusion, mtTERT has a protective role in mitochondria by importantly contributing to mtDNA integrity and thereby enhancing respiration capacity of the heart.
The peroxisome proliferator activated receptor gamma (PPARgamma) plays an eminent role during alternative activation of macrophages and resolution of inflammation. As an antiinflammatory signaling molecule, it seems likely that it is tightly regulated dependent on the state of the immune response. There is growing evidence that PPARgamma expression is reduced during inflammation, whereas molecular mechanisms are illdefined. Even though, its role in immunosuppression is getting more definite. Apoptotic cells (AC) provoke an active repression of pro-inflammatory responses inter alia by the inhibition of pro-inflammatory cytokine expression or attenuated generation of reactive oxygen species (ROS). The reduced formation of ROS was attributed to PPARgamma activation, while mechanisms behind the reduced cytokine expression remained unclear. Therefore, my Ph.D. thesis addressed the role of PPARgamma during inhibited cytokine synthesis in response to AC and the regulation of PPARgamma expression during an inflammatory response, which was initiated by lipopolysaccharide (LPS) exposure. In the first part of the thesis, I investigated the role of PPARgamma in coordinating the attenuation of pro-inflammatory cytokine expression in response to AC. Exposing murine RAW264.7 macrophages to AC prior to LPS-stimulation, reduced NFKB transactivation and lowered target gene expression of e.g. TNFalpha and IL-6 compared to controls. In macrophages over-expressing a dominant negative (d/n) mutant of PPARgamma, NFKB transactivation in response to LPS was restored, while using macrophages from myeloid lineage-specific conditional PPARgamma knock-out mice proved that PPARgamma transmitted the anti-inflammatory response delivered by AC. Domain analysis revealed that amino acids 32-250 are essential for inhibition of NFKB. Mutation of a SUMOylation (SUMO: small-ubiquitin related modifier) site in this region (K77R) and interfering SUMOylation by silencing the SUMO E3 ligase PIAS1 (protein inhibitor of activated Stat1) eliminated AC-provoked NFKB inhibition and concomitant TNFalpha expression. Chromatin-immunoprecipitation assays demonstrated that AC prevented the LPS-induced removal of nuclear receptor co-repressor (NCoR) from the KB response element within the TNFalpha promoter. I concluded that AC induce PPARgamma SUMOylation to attenuate the removal of NCoR, thereby blocking transactivation of NFKB. This contributes to an anti-inflammatory phenotype shift in macrophages in response to AC, by lowering pro-inflammatory cytokine production. The second part addressed molecular mechanisms responsible for reduced PPARgamma expression upon LPS exposure. PPARgamma gained considerable interest as a therapeutic target during chronic inflammatory diseases. Remarkably, the pathogenesis of diseases such as multiple sclerosis or Alzheimer’s disease is associated with impaired PPARgamma expression. Initiation of an inflammatory response by exposing primary human macrophages to LPS revealed a rapid decline of PPARgamma1 expression. PPARgamma1 mRNA decrease was prevented by inhibition of NFKB and also after pre-treatment with the PPARgamma agonist rosiglitazone, suggesting a NFKB-dependent pathway, because activated PPARgamma is known to inhibit NFKB transactivation. Since promoter activities were not affected by LPS, I focused on mRNA stability and noticed a decreased PPARgamma1 mRNA half-life. RNA stability is often regulated via 3’ untranslated regions (UTRs). Therefore, I analyzed the impact of the PPARgamma-3’UTR by luciferase assays. LPS significantly reduced luciferase activity of pGL3-PPARgamma-3’UTR, suggesting that PPARgamma1 mRNA is destabilized. Deletion of a potential miR-27a/b binding site within the 3’UTR completely restored luciferase activity. Moreover, inhibition of miR-27b, which was induced upon LPS-exposure, partially reversed PPARgamma1 mRNA decay, whereas the mature miR-27 mimicked the effect of LPS. MiR-27b was at least partially induced by NFKB, thus correlating with NFKB-dependent PPARgamma1 mRNA decrease. Since deletion of the miR-27 site also containing an AU-rich element (ARE) completely abrogated LPS-induced reduction but inhibition of miR-27b only partially restored PPARgamma1 mRNA expression, I suggested an additional implication of an ARE-binding protein. I provide evidence that LPS induces miR-27b, which in turn destabilizes PPARgamma1 mRNA. Understanding the molecular mechanism of PPARgamma mRNA destabilization, might help to rationalize inflammatory diseases associated with impaired PPARgamma expression. Even though, further experiments are needed to clarify the potential involvement of ARE-binding proteins.
Background: Intrauterine growth restriction is associated with an increased future risk for developing cardiovascular diseases. Hypoxia in utero is a common clinical cause of fetal growth restriction. We have previously shown that chronic hypoxia alters cardiovascular development in chick embryos. The aim of this study was to further characterize cardiac disease in hypoxic chick embryos. Methods: Chick embryos were exposed to hypoxia and cardiac structure was examined by histological methods one day prior to hatching (E20) and at adulthood. Cardiac function was assessed in vivo by echocardiography and ex vivo by contractility measurements in isolated heart muscle bundles and isolated cardiomyocytes. Chick embryos were exposed to vascular endothelial growth factor (VEGF) and its scavenger soluble VEGF receptor-1 (sFlt-1) to investigate the potential role of this hypoxia-regulated cytokine. Principal Findings: Growth restricted hypoxic chick embryos showed cardiomyopathy as evidenced by left ventricular (LV) dilatation, reduced ventricular wall mass and increased apoptosis. Hypoxic hearts displayed pump dysfunction with decreased LV ejection fractions, accompanied by signs of diastolic dysfunction. Cardiomyopathy caused by hypoxia persisted into adulthood. Hypoxic embryonic hearts showed increases in VEGF expression. Systemic administration of rhVEGF165 to normoxic chick embryos resulted in LV dilatation and a dose-dependent loss of LV wall mass. Lowering VEGF levels in hypoxic embryonic chick hearts by systemic administration of sFlt-1 yielded an almost complete normalization of the phenotype. Conclusions/Significance: Our data show that hypoxia causes a decreased cardiac performance and cardiomyopathy in chick embryos, involving a significant VEGF-mediated component. This cardiomyopathy persists into adulthood.
Bei der vorliegenden prospektiven und verblindeten klinischen Vergleichsstudie wurde die Wirkung prophylaktisch inhalierten Iloprosts bei 40 Patienten ohne bekannte pulmonale Hypertonie untersucht, die sich einer elektiven chirurgischen Revaskularisierung der Koronargefäße unter Verwendung einer extrakorporalen Zirkulation (EKZ) unterzogen. Bei derartigen Operationen kommt es regelhaft zu einer generalisierten Entzündungsreaktion gefolgt von einer Rechtsherzbelastung unterschiedlichen Ausmaßes, was den postoperativen Verlauf teilweise erheblich kompliziert. Zur Therapie einer in diesem Rahmen aufgetretenen Rechtsherzbelastung hat sich inhaliertes Iloprost bereits vielfach als sehr wirksam erwiesen. Zusätzlich ist seit einiger Zeit auch eine antiinflammatorische Wirkung von Iloprost bekannt. Zielsetzung dieser Studie war es daher herauszufinden, ob auch die prophylaktische Applikation eine vorteilhafte Wirkung auf perioperative Hämodynamik und Oxygenierung sowie auf perioperative Inflammationsreaktion zeigen kann. Dazu wurde vor EKZ 20 Patienten 10µg aerosolisiertes Iloprost per inhalationem appliziert, 20 Patienten der Kontrollgruppe inhalierten 0,9%ige NaCl–Lösung. Nach Ende der EKZ wurden hämodynamische Parameter mittels Pulskonturanalyse (PiCCO®) und dessen Rechtsherz–Erweiterungsmonitors (VoLEF®) protokolliert sowie arterielle und gemischtvenöse Blutgasanalysen durchgeführt. Weiterhin wurden pro– und antiinflammatorische Zytokine (Interleukin–1beta, 6, 8 und 10 sowie Tumor–Nekrose–Faktor alpha) in Blutplasma und bronchoalveolärer Lavageflüssigkeit bestimmt Die Ergebnisse bei den meisten beobachteten Parametern in Studien– und Kontrollguppe unterschieden sich nicht signifikant voneinander. Jedoch zeigte sich in der Studiengruppe ein erhöhtes HZV sowie ein höherer kardialer Funktionsindex als Marker der Inotropie bei gleichzeitig niedrigerem systemischem Gefäßwiderstand. Da diese Wirkung nach Ende der üblichen Wirkdauer von Iloprost auftrat, interpretieren wir dies als einen Hinweis auf eine verbesserte hämodynamische Stabilität durch die prophylaktische Inhalation von Iloprost. Ein weiteres Ergebnis war ein etwas besseres Sauerstoffangebot in der Studiengruppe gegen Ende der Untersuchung. Die Analyse der Zytokinbestimmungen aus Blutplasma und Bronchialsekret konnte keine signifikanten Unterschiede zwischen den beiden Gruppen zeigen, eine antiinflammatorische Wirkung inhalierten Iloprosts konnte hier nicht dargestellt werden. Auch eine relevante Rechtsherzbelastung wurde nicht beobachtet. Da inhaliertes Iloprost seine vorteilhafte Wirkung auf postoperative Hämodynamik und kardiale Pumpleistung vor allem durch Senkung pathologisch erhöhter intrapulmonaler Widerstände entfaltet und eine antiinflammatorische Wirkung erst bei einer Inflammation zum Tragen kommen kann, ist zu erwägen ob nicht der inflammatorische Reiz bei dem untersuchten verhältnismäßig gesunden Patientenkollektiv zu gering war, um die vermuteten Effekte zu zeigen. Im Verlauf der Studie ist kein schwerer Zwischenfall aufgetreten, auch konnte kein nachteiliger Effekt prophylaktisch inhalierten Iloprosts bei dem vorliegenden Patientenkollektiv nachgewiesen werden. Eine Studie, die die Auswirkung von inhaliertem Iloprost auf Hämodynamik, Oxygenierung und Inflammation an kardial vorbelasteten Patienten mit langer Operations– und EKZ–Dauer untersucht, erscheint daher sinnvoll.
A survey on worries of pregnant women - testing the German version of the Cambridge Worry Scale
(2009)
Background: Pregnancy is a transition period in a woman's life characterized by increased worries and anxiety. The Cambridge Worry Scale (CWS) was developed to assess the content and extent of maternal worries in pregnancy. It has been increasingly used in studies over recent years. However, a German version has not yet been developed and validated. The aim of this study was (1) to assess the extent and content of worries in pregnancy on a sample of women in Germany using a translated and adapted version of the Cambridge Worry Scale, and (2) to evaluate the psychometric properties of the German version. Methods: We conducted a cross-sectional study and enrolled 344 pregnant women in the federal state of Baden-Wurttemberg, Germany. Women filled out structured questionnaires that contained the CWS, the Spielberger-State-Trait-Anxiety Inventory (STAI), as well as questions on their obstetric history. Antenatal records were also analyzed. Results: The CWS was well understood and easy to fill in. The major worries referred to the process of giving birth (CWS mean value 2.26) and the possibility that something might be wrong with the baby (1.99), followed by coping with the new baby (1.57), going to hospital (1.29) and the possibility of going into labour too early (1.28). The internal consistency of the scale (0.80) was satisfactory, and we found a four-factor structure, similar to previous studies. Tests of convergent validity showed that the German CWS represents a different construct compared with state and trait anxiety but has the desired overlap. Conclusions: The German CWS has satisfactory psychometric properties. It represents a valuable tool for use in scientific studies and is likely to be useful also to clinicians.
Hintergrund: Adipositas und die mit ihr assoziierten Komorbiditäten verursachen eine Verkürzung der Lebenserwartung und mindern die Lebensqualität in einer wachsenden Patienten Bevölkerung. Die bariatrische laparoskopische Chirurgie kann effizient zu einer Gewichtsreduktion beitragen und die damit verbundenen Komorbiditäten senken. In dieser Longitudinal-Studie untersuchten wir den Einfluss von präoperativem BMI, Geschlecht und operative Techniken auf den Verlauf von drei Komorbiditäten. Methodik: Alle Patienten (N=448) die sich einem bariatrischen Eingriff im Zeitraum von 2001 bis 2005 in unserem Krankenhaus unterzogen, erhielten einen Fragebogen, welcher unter anderem zur Evaluation der drei Komorbiditäten Hypertonie, Diabetes mellitus Typ II und Gelenkbeschwerden präoperativ, sowie 6 und 12 Monate nach der Operation diente. Von insgesamt 191 Patienten erhielten wir alle Fragebögen zurück. Der Rückgang der Komorbiditäten im Verlauf wurde unter Zuhilfenahme des Chochrans Q-Test evaluiert. Für die Vorhersage für eine Verbesserung der Komorbiditäten nach 12 Monaten verwendeten wir eine Diskriminanzanalyse. Ergebnisse: Es fand sich ein signifikanter Rückgang bei der Hypertonie (Q=47,26, p<0,001) sowohl nach 6 Monaten (29,3%), als auch nach 12 Monaten (20,4%), verglichen mit den Baseline Erhebungen (40,3%). In einer detaillierten Untersuchung fand sich dieser Rückgang unabhängig vom präoperativen BMI, Geschlecht und der verwendeten operativen Technik. Alter, Anzahl der eingenommen Medikamente und der Excess-weight-loss konnten als Prädiktoren für einen signifikanten Rückgang der Hypertonie nach 12 Monaten identifiziert werden. Mittels der Diskriminanzanalyse konnte unter Verwendung dieser drei Variablen zu 69,5% eine Vorhersage für das Vorhandensein einer Hypertonie nach 12 Monaten vorgenommen werden. Auch für den Diabetes mellitus Typ II (Q=26.69, p<0,001) und die Gelenkbeschwerden (Q=22,68, p<0,001) wurde ein signifikanter Rückgang herausgearbeitet. Schlussfolgerung: Zusätzlich zu dem primären Ziel der Gewichtsreduktion, war nach durchgeführtem laparoskopisch bariatrischem Eingriff ein signifikanter Rückgang der untersuchten Komorbiditäten Hypertonie, Diabetes mellitus Typ II und Gelenkbeschwerden zu belegen. Diese könnte sowohl eine Steigerung der Lebenserwartung, als auch eine Kostenreduzierung im Gesundheitssystem bedeuten. Schlüsselwörter: Adipositas Chirurgie, Komorbiditäten, Hypertonie, Longitudinalstudie, Explorative Datenanalyse
Background Treatment options for metastatic renal cell carcinoma (RCC) are limited due to resistance to chemo- and radiotherapy. The development of small-molecule multikinase inhibitors have now opened novel treatment options. The influence of the receptor tyrosine kinase inhibitor AEE788, applied alone or combined with the mammalian target of rapamycin (mTOR) inhibitor RAD001, on RCC cell adhesion and proliferation in vitro has been evaluated. Methods RCC cell lines Caki-1, KTC-26 or A498 were treated with various concentrations of RAD001 or AEE788 and tumor cell proliferation, tumor cell adhesion to vascular endothelial cells or to immobilized extracellular matrix proteins (laminin, collagen, fibronectin) evaluated. The anti-tumoral potential of RAD001 combined with AEE788 was also investigated. Both, asynchronous and synchronized cell cultures were used to subsequently analyze drug induced cell cycle manipulation. Analysis of cell cycle regulating proteins was done by western blotting. Results RAD001 or AEE788 reduced adhesion of RCC cell lines to vascular endothelium and diminished RCC cell binding to immobilized laminin or collagen. Both drugs blocked RCC cell growth, impaired cell cycle progression and altered the expression level of the cell cycle regulating proteins cdk2, cdk4, cyclin D1, cyclin E and p27. The combination of AEE788 and RAD001 resulted in more pronounced RCC growth inhibition, greater rates of G0/G1 cells and lower rates of S-phase cells than either agent alone. Cell cycle proteins were much more strongly altered when both drugs were used in combination than with single drug application. The synergistic effects were observed in an asynchronous cell culture model, but were more pronounced in synchronous RCC cell cultures. Conclusions Potent anti-tumoral activitites of the multikinase inhibitors AEE788 or RAD001 have been demonstrated. Most importantly, the simultaneous use of both AEE788 and RAD001 offered a distinct combinatorial benefit and thus may provide a therapeutic advantage over either agent employed as a monotherapy for RCC treatment.
It has been shown that certain chemokine receptor polymorphisms may correspond to certain complications after organ transplantation. Ischemic-type biliary lesion (ITBL) encounters for major morbidity and mortality in liver transplant recipients. So far, the exact cause for ITBL remains unclear. Certain risk factors for the development of ITBL like donor age and cold ischemic time are well described. In a previous study, a 32-nucleotide deletion of the chemokine receptor-5Delta32 (CCR-5Delta32) was strongly associated with the incidence of ITBL in adult liver transplantation. This study re-evaluates the association of CCR-5Delta32 gene polymorphism and the incidence of ITBL. 169 patients were included into this retrospective analysis. 134 patients were homozygous for wild-type CCR-5, 33 patients heterozygous, and 2 patients were homozygous for CCR-5Delta32 mutation. There were no major differences in donor or recipients demographics. No association was found between CCR-5Delta32 mutation and the development of ITBL.We conclude that CCR-5Delta32 is no risk factor for the development of ITBL in our patient cohort.
Background Public health systems are confronted with constantly rising costs. Furthermore, diagnostic as well as treatment services become more and more specialized. These are the reasons for an interdisciplinary project on the one hand aiming at simplification of planning and scheduling patient appointments, on the other hand at fulfilling all requirements of efficiency and treatment quality. Methods As to understanding procedure and problem solving activities, the responsible project group strictly proceeded with four methodical steps: actual state analysis, analysis of causes, correcting measures, and examination of effectiveness. Various methods of quality management, as for instance opinion polls, data collections, and several procedures of problem identification as well as of solution proposals were applied. All activities were realized according to the requirements of the clinic's ISO 9001:2000 certified quality management system. The development of this project is described step by step from planning phase to inauguration into the daily routine of the clinic and subsequent control of effectiveness. Results Five significant problem fields could be identified. After an analysis of causes the major remedial measures were: installation of a patient telephone hotline, standardization of appointment arrangements for all patients, modification of the appointments book considering the reason for coming in planning defined working periods for certain symptoms and treatments, improvement of telephonic counselling, and transition to flexible time planning by daily updates of the appointments book. After implementation of these changes into the clinic's routine success could be demonstrated by significantly reduced waiting times and resulting increased patient satisfaction. Conclusion Systematic scrutiny of the existing organizational structures of the outpatients' department of our clinic by means of actual state analysis and analysis of causes revealed the necessity of improvement. According to rules of quality management correcting measures and subsequent examination of effectiveness were performed. These changes resulted in higher satisfaction of patients, referring colleagues and clinic staff the like. Additionally the clinic is able to cope with an increasing demand for appointments in outpatients' departments, and the clinic's human resources are employed more effectively.
Der Aufenthalt in einem Krankenhaus beginnt in der Regel mit der präklinischen Versorgung des Patienten durch den Rettungsdienst. Hier ist die Schnittstelle zwischen nichtärztlicher und ärztlicher Versorgung. Umso wichtiger ist hier ein reibungsloser und vor allem komplikationsloser Verlauf. Aus diesem Grund wurde, basierend auf Ergebnissen dieser Studie, eine Schulung zur fehlerfreien und effizienten Kommunikation für Rettungsassistenten entwickelt. Sie beinhaltete Hintergrundwissen, fünf klare Kommunikationsregeln (Schaffen einer eindeutigen Sprache, Setzen von Prioritäten, Bilden von Kommunikationsschleifen, Abschaffen eines „übertriebenen Wir-Gefühls“, Bestimmen eines Teamführers) und das BAUM-Schema zur Patientenübergabe. BAUM ist ein Akronym für Bestand, Anamnese, klinische Untersuchungsergebnisse und getroffene Maßnahmen. Fragestellung: Lassen sich durch eine kurze Schulung und die Einführung des BAUM-Schemas die Kommunikation in einem Rettungsdienstteam und die Patientenübergabe zwischen Rettungsdienstmitarbeitern und Notarzt verbessern? Methoden: In der vorliegenden Studie bildeten simulierte Notfallszenarien, die von zwei Rettungsassistenten zu bearbeiten waren, die Basis. Es wurde die Kommunikation zwischen den Teammitgliedern und das jeweilige Patientenübergabegespräch vor (Projektstufe 1) und nach einer Schulung (Projektstufe 2) evaluiert. Dabei gab es vier verschiedene Arten von Notfallszenarien; drei wurden von einem echten Patientendarsteller gespielt (Asthma bronchiale, Lungenembolie, Polytrauma) und eines mit einer Simulationspuppe dargestellt (kardiopulmonale Reanimation). Jedes Rettungsdienstteam hatte einen Fall in einem realitätsnahen Umfeld zu bearbeiten. Die Szenarien wurden digital aufgezeichnet und mit den dafür entwickelten Analysewerkzeugen evaluiert. Dabei wurde auf negative Kommunikationsereignisse, wie beispielsweise „Missverständnisse“ oder „Kompetenzgerangel“, geschaut und der Informationsfluss von Rettungsassistent zum Notarzt beobachtet. Die Schulung nach der ersten Projektstufe erfolgte in drei Unterrichtseinheiten und wurde interaktiv gestaltet; die aktive Mitarbeit durch das Bearbeiten von Arbeitsblättern sollte möglichst viele Lerntypen ansprechen. Im Anschluss an jede Schulung wurden Fragen diskutiert und Übungsaufgaben bearbeitet. Alle Probanden waren Rettungsassistenten der Berufsfeuerwehr Frankfurt am Main und nahmen nur ein einziges Mal an einer Simulation teil. Die Patientenschauspieler mussten ausreichende medizinische Kenntnisse vorweisen. Ergebnisse: In der ersten Projektstufe wurden 20 Szenarien simuliert, in der zweiten 14. Somit wurden insgesamt 68 Rettungsassistenten und 34 Übergaben evaluiert. Auf ein ausgewogenes Verhältnis der einzelnen Notfallszenarien wurde geachtet. Die Gesamtzahl der aufgezeichneten negativen Kommunikationsereignisse pro simuliertem Szenario wurde von 3,9 auf 1,4 vermindert (p=0,003). Gleichzeitig wurden die einzelnen negativen Kommunikationsereignisse pro Notfall ausgewertet. Durch die Schulung sollten sie in Projektstufe 2 vermindert werden. Hier ergab sich aber kein eindeutiger Trend zur Veränderung. Dagegen steigerte sich nach Einführung des BAUM-Schemas der Informationsgehalt in allen Übergaben von Rettungsassistenten zum Notarzt von 52,6 % auf 67,8 % (p=0,021), beim Szenario Lungenembolie wurde sogar eine Steigerung von 77,1 % erreicht. Konklusion: Die kurzen Schulungen zur Kommunikation während eines Rettungsdiensteinsatzes blieben in ihrer Effizienz hinter den Erwartungen zurück. Hier muss davon ausgegangen werden, dass andere Faktoren wie unterschiedliche Vorkenntnisse der Probanden bezüglich der Kommunikationsfähigkeit die Ursache waren. Die Patientenübergabe nach Einführung des BAUM-Schemas konnte dagegen nachweislich verbessert werden. Es führte nicht nur zu einer inhaltlichen Vervollständigung, sondern bot dem Rettungsassistenten gleichzeitig eine Gliederung zur Wiedergabe. Somit war eine sinnvolle Strukturierung der Informationen über den Patienten erreichbar. Es wurde damit dem Notarzt ermöglicht, mehr Informationen über den Patienten zu erhalten und mehr über die Lage am Notfallort zu erfahren.
Hintergrund: Die Notwendigkeit der Etablierung der Anwendung von Evidenzbasierter Medizin (EbM) in den klinischen Alltag sowie die Sicherung der europaweiten Qualifikation in EbM ist seit geraumer Zeit vielfältig diskutiert worden. Gefördert durch das "Leonardo da Vinci"- Berufsbildungsprogramm der Europäischen Union hat das euebm-Projekt zum Ziel, durch ein europaweit einheitliches integriertes Basiscurriculum für evidenzbasierte Medizin eine bessere Verzahnung zwischen dem Erlernen der EbM-Techniken und der eigenen Patientenversorgung zu erreichen. An der Universitätsklinik Frankfurt am Main wird ab dem 01.01.2009 das euebm-Projekt in den klinischen Alltag integriert werden. Die Zielgruppe dieses Projektes bilden alle Assistenzärzte jeglicher Fachrichtungen im 1. Weiterbildungsjahr. Durch einen online-basierten Kurs wird den Interessenten die Möglichkeit geboten, an den einzelnen Lehrmodulen teilzunehmen.
Methoden: Es werden alle Assistenzärzte im 1. Weiterbildungsjahr in einem individualisierten Schreiben zur Teilnahme an dem Projekt aufgefordert. Nach der elektronischen Anmeldung werden die Teilnehmer prätest-Evaluationsbogen mit inhaltlichen EbM-Fragen beantworten. Danach durchlaufen die Teilnehmer ein EbM-Lernprogramm, bestehend aus 5 Modulen. Jedes Modul wird durch eine Lernerfolgskontrolle abgeschlossen. Abschließend wird eine Gesamtlernkontrolle von jedem Teilnehmer abverlangt. Am Ende des online-Kurses werden die Teilnehmer ebenfalls einen mehrteiligen subjektiven Evaluationsbogen beantworten. Um einen längerfristigen Lerneffekt messen zu können, werden 6 Monate bzw. 1 Jahr nach dem erfolgreichen Abschluss die Teilnehmer erneut einen objektiven inhaltlichen Evaluationsbogen bearbeiten.
Ergebnisse: Im Rahmen der 10. Jahrestagung des DNEbM im März 2009 können voraussichtlich Zwischenergebnisse der objektiven (präinterventionell vs. postinterventionell) und subjektiven Evaluationen veröffentlicht werden. Zudem wird derzeit die Erstellung einer statistischen Auswertung der Zugriffszahlen auf die verschiedenen medizinischen Online-Datenbanken und Suchmaschinen (prä- und postinterventionell) aufgebaut.
Schlussfolgerung/Implikation: Mit Hilfe der curricular vermittelten Lehrinhalte und Techniken sollen Ärzte in die Lage versetzt werden, EbM praxisnah für und mit ihren Patienten umzusetzen. In der konkreten Anwendung von EbM an ihren individuellen Patienten können Ärzte möglicherweise erfahren, dass die Integration von EbM in den klinischen Alltag ihr Spektrum an Beratungs- und Behandlungsmöglichkeiten erweitert.
Um eine kardiale Ursache für den Zustand klinisch instabiler Patienten auszuschließen, gilt der Einsatz einer fokussierten Echokardiographie als aussagekräftige orientierende Untersuchungsmaßnahme. Auch während einer kardiopulmonalen Reanimation kann eine ALS-konforme Echokardiographie eingesetzt werden. Dafür benötigt der Notfallmediziner ein standardisiertes Training, welches spezielle Schwerpunkte beinhaltet. Dabei muss neben der Vermittlung von theoretischen Kenntnissen und der praktischen Anwendung der Echokardiographie auch besonders auf das Trainieren von visuell perzeptiven Fähigkeiten geachtet werden, da ein schnelles Erkennen von spezifischen Diagnosen elementar für die Prognose klinisch instabiler Patienten ist. Diese Arbeit befasst sich mit der Entwicklung und Anwendung eines computerbasierten Testverfahrens, der dem Erfassen des Lernerfolges im Rahmen des Stufe-1-Training für Notfallechokardiographie. Dabei wird vor allem in Hinblick auf die schnelle Identifikation von Blickdiagnosen geachtet, indem eine Zeitmessung erfolgte. Bei der Entwicklung wurden, basierend auf die aktuellen Empfehlungen für den Einsatz von Echokardiographie in der Intensiv-und Notfallmedizin, die 10 wichtigsten Echokardiographiediagnosen als Filmsequenzen dargestellt. Dazu gehören Befunde wie die PEA, der Perikarderguss, Asystolie, reduzierte Pumpfunktion und Rechtsherzbelastung. Zu jeder Filmsequenz, die je nach Version 5 Sekunden oder bis zu 60 Sekunden dauern, wurde eine Freitexteingabe gefordert und eine Multiple-Choice-Aufgabe gestellt. Ergebnisse wurden im Rahmen von drei Kurskonzepten für Stufe-1-Noallechokardiographie gesammelt. Damit einhergehend wurde die Validität des Simulationstests Notfallechokardiographie bewiesen. Bei der Betrachtung der Ergebnisse zeigt sich, dass es möglich ist, mit dem Test den Wissensstand der Teilnehmer aufzuzeigen. Dabei wurde deutlich, dass Befunde wie die PEA, der Perikarderguss und die hochgradig eingeschränkte Pumpfunktion von der Mehrzahl der Teilnehmer korrekt in Freitexteingabe und Multiple-Choice-Aufgabe benannt werden konnten. Schwächen im Erkennen bestimmter Befunde, allen voran des Normalbefundes, wurden anhand der Testanwendung aufgedeckt. Somit kann der Simulationstest Notfallechokardiographie zu einer Überarbeitung der Kursinhalte beitragen. Bei einer Erfassung der Zeit, die für die Identifikation der Befunde benötigt wird, wird ersichtlich, dass definierte Diagnosen innerhalb von 10 Sekunden erkannt werden können. Vor allem der Befund der PEA wurde nach dem Kurs schnell erkannt. Andere Diagnosen, wie das normale Herz, zeigen, dass es nach einem Kursprogramm weiterhin schwierig sein kann, bestimmte Befunde innerhalb von 10 Sekunden zu stellen. Die gewonnenen Ergebnisse werden durch die erhobenen Daten bei der Anwendung des Simulationstest Notfallechokardiographie in der 5-Sekunden-Version unterstrichen. Spannend ist, dass im Rahmen eines spezialisierten Trainings kein Unterschied in den Ergebnissen festzustellen war. Es spielte dabei keine Rolle, ob die Teilnehmer die Filmsequenzen 5 Sekunden oder 60 Sekunden sehen konnten. Aus diesen Ergebnissen lässt sich der Schluss ziehen, dass nach einem achtstündigen Kurs für ALS-konforme Echokardiographie definierte Blickdiagnosen dass definierte Befunde innerhalb 5 Sekunden erkannt werden können.