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Only a few Methyl-[11C]-l-methionine (MET) positron emission tomography (PET) studies have focused on children and young adults with brain neoplasm. Due to radiation exposure, long scan acquisition time, and the need for sedation in young children MET-PET studies should be restricted to this group of patients when a decision for further therapy is not possible from routine diagnostic procedures alone, e.g., structural imaging. We investigated the diagnostic accuracy of MET-PET for the differentiation between tumorous and non-tumorous lesions in this group of patients. Forty eight MET-PET scans from 39 patients aged from 2 to 21 years (mean 15 ± 5.0 years) were analyzed. The MET tumor-uptake relative to a corresponding control region was calculated. A receiver operating characteristic (ROC) was performed to determine the MET-uptake value that best distinguishes tumorous from non-tumorous brain lesions. A differentiation between tumorous (n = 39) and non-tumorous brain lesions (n = 9) was possible at a threshold of 1.48 of relative MET-uptake with a sensitivity of 83% and a specificity of 92%, respectively. A differentiation between high grade malignant lesions (mean MET-uptake = 2.00 ± 0.46) and low grade tumors (mean MET-uptake = 1.84 ± 0.31) was not possible. There was a significant difference in MET-uptake between the histologically homogeneous subgroups of astrocytoma WHO grade II and anaplastic astrocytoma WHO grade III (P = 0.02). MET-PET might be a useful tool to differentiate tumorous from non-tumorous lesions in children and young adults when a decision for further therapy is difficult or impossible from routine structural imaging procedures alone. Keywords Brain tumor - Children - PET - Methionine - Molecular imaging
L1-CAM (L1 cell-adhesion molecule), or more simply L1, plays an important role in the progression of human carcinoma. Overexpression promotes tumour-cell invasion and motility, growth in nude mice and tumour metastasis. It is feasible that L1-dependent signalling contributes to these effects. However, little is known about its mechanism in tumour cells. We reported previously that L1 is cleaved by ADAM (a disintegrin and metalloprotease) and that the cytoplasmic part is essential for L1 function. Here we analysed more closely the role of proteolytic cleavage in L1-mediated nuclear signalling. Using OVMz carcinoma cells and L1-transfected cells as a model, we found that ADAM10-mediated cleavage of L1 proceeds in lipid raft and non-raft domains. The cleavage product, L1-32, is further processed by PS (presenilin)/gamma-secretase to release L1-ICD, an L1 intracellular domain of 28 kDa. Overexpression of dominantnegative PS1 or use of a specific gamma-secretase inhibitor leads to an accumulation of L1-32. Fluorescence and biochemical analysis revealed a nuclear localization for L1-ICD. Moreover, inhibition of ADAM10 and/or gamma-secretase blocks nuclear translocation of L1-ICD and L1-dependent gene regulation. Overexpression of recombinant L1-ICD mediates gene regulation in a similar manner to full-length L1. Our results establish for the first time that regulated proteolytic processing by ADAM10 and PS/gamma-secretase is essential for the nuclear signalling of L1 in human carcinoma cell lines. Key words: a disintegrin and metalloprotease 10 (ADAM10), L1 cell-adhesion molecule (L1-CAM), nuclear translocation, presenilin (PS)/gamma-secretase activity, raft, signalling.
ASSR hat sich in der Diagnostik von Hörstörungen und der Hörgeräteanpassung von Kleinkindern etabliert. Wir möchten einen Vergleich in der Auswertung von ASSRs und frequenzspezifischen ABRs im Rahmen der Hörgeräteanpassung von Kleinkindern vorstellen. Wir untersuchten jeweils die ASSRs und die ABRs mit der GSI Audera und der GN Otometrics Chartr. Untersucht wurden insgesamt bisher 130 Kinder. Zunächst wurden die Mittelwerte der einzelnen vier Frequenzen (0,5; 1; 2; 4 kHz) sowie die jeweiligen Korrelationen zum Click-Stimulus der ABR, welche weiterhin als Goldstandard gilt, korreliert. Die Messungen wurden geräteintern durchgeführt. Die Messungen der ASSRs zeigen besonders im Bereich der leichten und mittelschweren Hörstörungen deutliche, nicht abschätzbare, Abweichungen, so dass wir die ASSR als alleinige Basis für die Hörgeräteanpassung bei Kleinkindern nicht empfehlen können.
Geistig behinderte Personen haben ein erhöhtes Risiko für eine Hörbehinderung. Häufig nicht erkannt und therapiert führt das zu einer reduzierten Lebensqualität. Aus diesem Grunde wurde Healthy Hearing in das Healthy Athletes Programm der Special Olympics mit aufgenommen. Seit der Einführung des Healthy Athletes Programms in die deutschen Special Olympics im Jahre 2004 betreut die Phoniatrie/Pädaudiologie des Universitätsklinikums Frankfurt M. das Projekt "Healthy Hearing". Während der deutschen Special Olympics Sommerspiele 2004, 2006 und 2008 erhielten 1944 Athleten ein Hörscreening nach den internationalen Richtlinien. Das Ergebnis: viele Athleten sind medizinisch unterversorgt. Aus diesem Grunde wurde eine hessische Healthy Athletes Gruppe gebildet, die zur Verifizierung der Prävalenz von geistig behinderten Schülern in einem Pilotprojekt 198 geistig behinderte Schüler (76 Mädchen, 122 Jungen; Altersmedian 12 Jahre, Spanne 6–20 Jahre) einer Frankfurter Schuleinrichtung mit dem Hörscreening des Healthy Athletes Programms untersuchte. Dieses Hörscreening beinhaltet die Otoskopie, die Messung otoakustischer Emissionen und im Falle eines Fails die Tympanometrie bzw. Tonschwellenaudiometrie bei 0,5 kHz, 1 kHz, 2 kHz und 4 kHz. 152 der Schüler konnten so komplett erfasst werden. Davon zeigten 119 ein Pass, 33 ein Fail. 98 erhielten die Empfehlung zu weiteren Kontrollen. Diese Ergebnisse unterstreichen die Wichtigkeit der Einführung eines regelmäßigen Hörscreenings in Schuleinrichtungen für geistig Behinderte.
Das Neugeborenen-Hörscreening in Hessen stützt sich neben den medizinischen Einrichtungen, in denen das Screening selbst durchgeführt wird, vor allem auf das Hessische Kinderversorgungszentrum am Universitätsklinikum Frankfurt/Main, Standort Gießen. Von dort aus werden alle Screeningergebnisse zentral verwaltet und Eltern auf noch fällige Follow-up-Untersuchungen aufmerksam gemacht. Anhand von 5 Fallbeispielen werden Sonderfälle und die Schwierigkeiten des flächendeckenden Neugeborenen-Hörscreenings in Hessen dargelegt und gezeigt, dass eine zentrale Datensicherung und ein Tracking zur Organisation des Neugeborenen-Hörscreenings unerlässlich ist und wie die optimale Zusammenarbeit zwischen den Geburtskliniken und den Follow-up-Einrichtungen eine mögliche Problemlösung bieten kann.
Schluckstörungen sind häufig Folge von Kopf-Hals-Tumorerkrankungen, deren Prävalenz bis zu 88% aufgeführt wird. Je früher eine Dysphagie diagnostiziert wird, desto geringer ist das Risiko für Sekundärkomplikationen, was die Anzahl "teurer" Fälle senkt und den Patienten die Möglichkeit auf eine zügige Restitution von Lebensqualität bietet! Diese Fakten unterstreichen die Notwendigkeit eines klinischen Behandlungspfades, nach dem die Diagnose auf der Grundlage eines standardisierten und überprüfbaren Workflows erstellt wird. Da die zügige, optimale Behandlung von Dysphagien einen multidisziplinären Zugang erfordert, wurde im Klinikum der Goethe-Universität Frankfurt/Main ein interdisziplinärer Arbeitskreis für Schluckstörungen (IAS) gegründet, der sich aus Phoniatrie, Klinik für HNO und MKG sowie Radiologie zusammensetzt. Im Rahmen eines zweimal wöchentlich durchgeführten Onkoboards, werden zusammen mit der Strahlentherapie und Onkologie, Risikopatienten herauskristallisiert und onkologische Therapieoptionen u.a. im Hinblick auf funktionelles Outcome diskutiert. Bereits präoperativ werden entsprechende Patienten phoniatrisch aufgeklärt und ihre Schluckfunktion via endoskopischer Evaluation nach Langmore-Standard (FEES) untersucht. Ein systematisches Follow-up erfolgt via FEES wenige Tage und 4–6 Wochen postoperativ sowie nach adjuvanter Therapie. Pro Woche wurden so im vergangenen Jahr ca. 3–5 Patienten wöchentlich neu erfasst und über 80 Patienten im Verlauf untersucht und einer adäquaten Therapie zugeführt.
Meeting Abstract Es wurde eine zellbasierte Wundauflage mit Keratinozyten und Fibroblasten auf Basis einer kommerziellen Wundauflage (Matriderm, Collagen/Elastin-Matrix) generiert, um damit großflächige Verbrennungswunden behandeln zu können. Zunächst wurde die Expansion der Keratinozyten optimiert und die Zeit für die Anzüchtung minimiert. Ausgangsmaterial waren 1–2 cm2 Spalthaut vom Patienten. Epidermis und Dermis wurden nach einer enzymatischen Behandlung mit Thermolysin voneinander getrennt. Aus den beiden Hautkompartimenten wurden durch Trypsin- und Kollagenase I-Behandlung Keratinozyten und Fibroblasten isoliert, welche in Kollagen I-beschichteten Zellkulturflaschen expandiert wurden. Nach 10 Tagen wurden die Fibroblasten auf 100 cm2 Matriderm aufgebracht. Nach einwöchiger submerser Kultivierung wurden die Keratinozyten ausgesät. Eine Woche später wurde die Matrix an die Luft-Flüssigkeitsgrenze angehoben, um die epidermale Differenzierung einzuleiten. Nach 16 Tagen wurde das Hautäquivalent fixiert und immunhistologisch sowie elektronen-mikroskopisch begutachtet. Die Histologie zeigte eine regelgerechte Stratifizierung des epidermalen Anteils. Immunhistologisch ließ sich eine Basalmembran mit Collagen IV und Laminin 5 nachweisen. Proliferative Zellen, nachgewiesen mit KI-67 befanden sich lediglich in der basalen Region der Epidermis. Desmoglein, sowie die Differenzierungsmarker Involucrin und CK 10 wurden suprabasal nachgewiesen. Elektronenmikroskopisch waren die Basalmembran sowie die Zell-Zell-Verbindungen in Form von Desmosmen zu erkennen. Späte Differenzierungsmerkmale, wie granuläre Strukturen und verdickte Zellmembranen, fanden sich im Str. granulosum und Str. corneum. Die Studie zeigt, dass man aus Matriderm eine zellbasierte Wundauflage herstellen kann, die verglichen mit dem Ausgangsmaterial um den Faktor 50–100 vergrößert ist und deren Aufbau normaler Haut weitgehend entspricht.
Introduction: Reliable predictive and prognostic markers for routine diagnostic purposes are needed for breast cancer patients treated with neoadjuvant chemotherapy. We evaluated protein biomarkers in a cohort of 116 participants of the GeparDuo study on anthracycline/taxane-based neoadjuvant chemotherapy for operable breast cancer to test for associations with pathological complete response (pCR) and disease-free survival (DFS). Particularly, we evaluated if interactions between hormone receptor (HR) and human epidermal growth factor receptor 2 (HER2) expression might lead to a different clinical behavior of HR+/HER2+ coexpressing and HR+/HER2- tumors and whether subgroups of triple negative tumors might be identified by the help of Ki67 labeling index, cytokeratin 5/6 (CK5/6), as well as cyclooxygenase-2 (COX-2), and Y-box binding protein 1 (YB-1) expression. Methods: Expression analysis was performed using immunohistochemistry and silver-enhanced in situ hybridization on tissue microarrays (TMAs) of pretherapeutic core biopsies. Results: pCR rates were significantly different between the biology-based tumor types (P = 0.044) with HR+/HER2+ and HR-/HER2- tumors having higher pCR rates than HR+/HER2-tumors. Ki67 labeling index, confirmed as significant predictor of pCR in the whole cohort (P = 0.001), identified HR-/HER- (triple negative) carcinomas with a higher chance for a pCR (P = 0.006). Biology-based tumor type (P = 0.046 for HR+/HER2+vs. HR+/HER2-), Ki67 labeling index (P = 0.028), and treatment arm (P = 0.036) were independent predictors of pCR in a multivariate model. DFS was different in the biology-based tumor types (P < 0.0001) with HR+/HER2- and HR+/HER2+ tumors having the best prognosis and HR-/HER2+ tumors showing the worst outcome. Biology-based tumor type was an independent prognostic factor for DFS in multivariate analysis (P < 0.001). Conclusions: Our data demonstrate that a biology-based breast cancer classification using estrogen receptor (ER), progesterone receptor (PgR), and HER2 bears independent predictive and prognostic potential. The HR+/HER2+ coexpressing carcinomas emerged as a group of tumors with a good response rate to neoadjuvant chemotherapy and a favorable prognosis. HR+/HER2- tumors had a good prognosis irrespective of a pCR, whereas patients with HR-/HER- and HR-/HER+ tumors, especially if they had not achieved a pCR, had an unfavorable prognosis and are in need of additional treatment options. Trial registration ClinicalTrials.gov identifier: NCT00793377
Die Temporallappenepilepsie ist eine der häufigsten vorkommenden Epilepsieformen. Sie geht meist mit Schädigungen der Strukturen im Bereich des medialen Temporallappens einher, welche eine sehr wichtige Rolle bei der Verarbeitung der Emotionen und bei Gedächtnisprozessen spielen. In dieser Arbeit sollten die Auswirkungen einer Temporallappenepilepsie auf emotionale Gedächtnisprozesse untersucht werden. Dafür wurden in der Zeit von März 2006 bis März 2007 insgesamt 31 Patienten der Spezialambulanz für Epilepsie an der Klinik für Neurologie der Johann-Wolfgang-Goethe Universität Frankfurt am Main, die an einer eindeutig nachgewiesenen Temporallappenepilepsie leiden, getestet. Später wurden 5 Patienten wegen psychiatrischer Erkrankungen aus der Studie ausgeschlossen. Zum Vergleich wurden im gleichen Zeitraum 21 neurologisch und psychiatrisch unauffällige Probanden, die im Alter und im Ausbildungsstand den Patienten ungefähr gleich waren, getestet. Alle Probanden mussten 10 Wortlisten lernen, die jeweils ein emotional negatives Wort und ein perzeptiv auffälliges Wort beinhalteten. Nach einer kurzen Ablenkungsphase nach jeder Liste sollten sie diese Worte in einer anderen Wortliste wiedererkennen. Außerdem sollten sie am Ende der Testung alle Worte, die ihnen noch in Erinnerung waren, aufzählen. Bei den Patienten wurde zusätzlich noch eine neuropsychologische Testung vorgenommen, um krankheitsbedingte Leistungsdefizite zu erkennen. Die Ergebnisse zeigen, dass die Patienten in den allgemeinen Leistungen kognitive Defizite gegenüber den gesunden Probanden aufweisen, und dass der Lernmechanismus für emotionale Worte bei den gesunden Probanden anders ist als bei den Patienten. So kommt es bei den gesunden Probanden zu einem besseren Wiedererkennen der emotionalen Worte und einer retrograden Amnesie für das vorherige Wort. Bei den Patienten hingegen finden sich keine signifikanten Unterschiede in der Häufigkeit mit der die verschiedenen Worte wiedererkannt werden, obwohl die emotional negativen Worte mit der gleichen Intensität empfunden werden. Teilt man die Patienten in Untergruppen auf, sozeigen sich Zusammenhänge der Erinnerungshäufigkeiten mit verschiedenen Faktoren, wie den Ergebnissen für das Verbalgedächtnis im neuropsychologischen Test, dem Vorliegen einer Hippokampussklerose, der Anzahl der Ausbildungsjahre und der Art der Anfälle. Diese Zusammenhänge lassen darauf schließen, dass eine größere Ausdehnung der Schädigung auch den bei der Kontrollgruppe beschriebenen Effekt des emotionalen Lernens stärker reduziert. Außerdem zeigen sich besonders bei Patienten mit höherem Ausbildungsstand Verlagerungen der Lernstrategien auf andere Arten der Auffälligkeit, in diesem Fall auf perzeptiv auffallende Worte.
Die monosynaptische Projektion vom primärmotorischen Kortex zu den a-Motoneuronen im Vorderhorn des Rückenmarks wird als kortikomotoneuronales System bezeichnet. Unter allen Säugern ist es beim Menschen am besten entwickelt. Es gibt starke Belege dafür, dass das kortikomotoneuronale System von entscheidender Bedeutung für die Befähigung zur Durchführung von geschickten separaten Fingerbewegungen ist. Ziel dieser Arbeit war es zu untersuchen, ob das Ausmaß dieses kortikalen Inputs an spinalen Motoneuronen für die drei kleinen Handmuskeln M. interosseus dorsalis I (IOD 1), M. abductor digiti minimi (ADM) und M. abductor pollicis brevis (APB) entsprechend ihrer verschiedenen funktionellen Bedeutung unterschiedlich ist. In Experiment I wurde die Exzitation der drei kleinen Handmuskeln bei gesunden Probanden durch die neue Penta-Stimulations-Technik (PST) gemessen. Die PST ist eine Ausweitung der Triple-Stimulations-Technik (TST). Die TST wurde entwickelt, um denjenigen Anteil von a-Motoneuronen quantifizieren zu können, der durch transkranielle magnetische Stimulation (TMS) des primärmotorischen Kortex zur Entladung gebracht wird. Die Technik löst das Problem der Desynchronisation von motorisch evozierten Potentialen (MEP) durch zwei Kollisionen im Verlauf des peripheren Nervs. Dadurch koppelt sie die zentrale an die periphere Erregungsleitung. Zusätzlich zu den drei Reizungen in der TST werden in der PST zwei weitere Stimulationen appliziert: Der „nicht interessierende Nerv“ (d.h. N. medianus für die Zielmuskeln IOD 1 und ADM; N. ulnaris für den APB) wird zweimalig am Handgelenk stimuliert. Daraus resultiert eine vollständige Kollision der im „nicht interessierenden Nerv“ deszendierenden durch TMS und die elektrische Plexusreizung aus gelösten Erregungen. Das erlaubt die Elimination der Volumenleitung von benachbarten Muskeln, die von diesem Nerv innerviert werden. Dies ist insbesondere dann von großer Bedeutung, wenn Thenarmuskeln untersucht werden, weil dort von N. medianus und N. ulnaris versorgte Muskeln eng benachbart lokalisiert sind. Das wesentliche Ergebnis des PST Experiments war eine signifikant gößere PST Antwort für den IOD 1 im Vergleich zum ADM und APB. In Experiment II wurden single motor unit Ableitungen durchgeführt. Diese Technik ermöglicht es, die Amplitude der an spinalen Motoneuronen durch TMS und elektrische Stimulation der Muskelspindelafferenzen (Ia Fasern) evozierten mittleren zusammengesetzten exzitatorischen postsynaptischen Potentiale (cEPSP) abzuschätzen. Die single motor unit Ableitungen ergaben eine höhere durchschnittliche Amplitude des TMS induzierten cEPSP für den IOD 1 im Vergleich zum APB und ADM. Schließlich wurde die maximale Frequenz von verschiedenen willkürlichen aktiven Fingerbewegungen in Experiment III gemessen. Die durchschnittliche maximale Frequenz war höher für die Zeigefingerabduktion (überwiegend vermittelt durch IOD 1), als für Daumenabduktion (APB) und Kleinfingerabduktion (ADM). Die individuellen Unterschiede in der maximalen Frequenz der drei Bewegungen korrelierten mit den individuellen Unterschieden in den PST-Untersuchungen. Die erhobenen Ergebnisse zeigen, dass die Stärke des ortikomotoneuronalen Systems für die drei untersuchten kleinen Handmuskeln unterschiedlich ist und weisen darauf hin, dass sich daraus direkte funktionelle Konsequenzen für die Fähigkeit zur Durchführung von separaten Fingerbewegungen ergeben.
Die über viele Jahrzehnte zu verzeichnende Zunahme invasiver Pilzinfektionen kam auch in jüngerer Zeit nicht zum Stillstand. Wir analysierten deswegen die Autopsieergebnisse an der Universitätsklinik der Johann Wolfgang Goethe-Universität in Frankfurt am Main in den Jahren 1993 bis 2005 bezüglich invasiver Pilzinfektionen. Die retrospektive Analyse der 2707 obduzierten Patienten identifizierte insgesamt 221 Patienten mit invasiver Pilzinfektion. Dies entspricht einem Anteil von 8,2%. Über die Zeit verzeichneten wir eine statistisch signifikante Zunahme dieser Erkrankungen. Ausgehend von 6,6% im Zeitraum 1993-1996 stieg der Anteil auf 8,6% im Zeitraum 1997-2000 und erreichte 10,4% von 2001-2005. Diese Zahlen entsprechen in jeder Weise denen anderer Autoren für die gleiche Beobachtungszeit und schließen sich nahtlos im Sinne einer kontinuierlichen Zunahme an die Raten früherer Jahre an. Die Ursache der Zunahme lässt die Untersuchung des Sektionsgutes weder in dieser Arbeit noch in vergleichbaren anderen erkennen. Das eigene Kollektiv wurde über die Zeit weder älter noch setzte es sich anders zusammen, sieht man von Schwankungen in kleineren Untergruppen wie den Transplantierten und den AIDS Kranken ab. Patienten, die an hämatologischen Erkrankungen leiden tragen den größten Anteil invasiver Mykosen bei. Dies gilt sowohl absolut, indem hämatologische Erkrankungen in über 45% invasiven Mykosen zugrunde liegen, als auch im Sinne des relativen Risikos. Hier erfahren hämatologisch Erkrankte noch vor Transplantierten eine Überhöhung ihres Risikos um das 14-fache gegenüber dem allgemeinen Krankengut unserer Klinik. Zwar führen Aspergillusinfektionen mit 4,2-5,5% der Obduzierten der oben genannten Zeiträume vor Candida mit 1,8-4,9% das Erregerspektrum an, jedoch erfuhren Candidainfektionen als einzige eine hoch signifikante Zunahme. Die Lunge stellt zweifelsohne das am häufigsten befallene Organ dar, gefolgt vom Gastrointestinaltrakt. Hier unterscheiden sich die beiden Haupterreger deutlich. Die Aspergillusinfektion nimmt ihren Ausgang fast stets von der Lunge, die Candidainfektion dagegen häufiger vom Gastrointestinaltrakt. Vergleiche zwischen Infektionen an nur einem Ort mit generalisierten Formen erlauben den Schluss, dass sich Aspergillen nach Befall der Lunge hämatogen ausbreiten. Candida nimmt zwar den gleichen Weg, jedoch eher vom Gastrointestinaltrakt als der Lunge ausgehend. Die Autopsiefrequenz sank an unserer Klinik über den beobachteten Zeitraum kontinuierlich von 53,9 auf 17,7% ab. Dieser Trend ließ sich gleichermaßen an anderen Institutionen beobachten. Er birgt möglicherweise in Form einer Bias die Gefahr in sich, Untersuchungen wie die vorliegende zu beeinträchtigen. Da sich die Zusammensetzung des Sektionsgutes über die Zeit nicht veränderte, ergeben sich keine Belege für die Beeinflussung der Ergebnisse.
Die Rheumatoide Arthritis ist eine Autoimmunerkrankung, die vor allem die Gelenke befällt. Hierbei kommt es zu einer ausgeprägten Synovialitis unter Beteiligung von Tund B-Lymphozyten, NK-Zellen, Makrophagen, dendritischen Zellen sowie Synoviozyten vom Fibroblastentyp. Dies führt zur Zerstörung des Gelenkknorpels und schliesslich des Gelenkes selbst. Eine entscheidende Rolle bei der Ausbildung und Aufrechterhaltung der Entzündung spielen synoviale T-Zellen, die unter anderem eine gesteigerte Apoptoseresistenz zeigen. Der Insulin-like Growth Factor Type 1 Rezeptor wird auf aktivierten T-Zellen vermehrt exprimiert und führt zu einer vermehrten Proliferation und verminderten Apoptoseneigung. Insulin-like Growth Factor 2 ist ein wichtiger Ligand dieses Rezeptors und wird normalerweise nur vom väterlichen Allel transkribiert. Unter Loss of Imprinting von Insulin-like Growth Factor 2 versteht man die biallelische Expression dieses Wachstumsfaktors. LOI von IGF-2 wurde bei aktivierten, proliferienden T-Zellen beobachtet. In dieser Arbeit wurden Synovial Tissue Mononuclear Cells (STMC) aus Synovialisbiopsaten von Patienten mit aktiver RA auf ein LOI von IGF-2 hin untersucht, um herauszufinden ob LOI von IGF-2 eine Rolle bei der Entstehung und Aufrechterhaltung des lokalen Entzündungsgeschehens spielen könnte. Zusätzlich erfolgten Versuche mit Peripheral Blood Mononuclear Cells (PBMC) von gesunden Versuchspersonen, um mehr über die Zusammenhänge zwischen Stimulation, Proliferation und LOI von IGF-2 herauszufinden. Die Synovialisbiopsate stammten aus der orthopädischen Universitätsklinik, wo sie im Rahmen von gelenkchirurgischen Eingriffen bei RA-Patienten mit aktiver Synovialitis entnommen wurden. Alle untersuchten Biopsate zeigten ein Retention of Imprinting, also eine monoallelische Expression von IGF-2. Die Versuche mit PBMC konnten keinen direkten Zusammenhang zwischen Stimulation, Proliferation und LOI von IGF-2 zeigen, diese Ergebnisse sind mit neueren Untersuchungen vereinbar. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass LOI von IGF-2 als Faktor für das Auftreten oder die Aufrechterhaltung einer RA keine Rolle zu spielen scheint.
Background: Nitric oxide (NO) is an essential vasodilator. In vascular diseases, oxidative stress attenuates NO signaling by both chemical scavenging of free NO and oxidation and down-regulation of its major intracellular receptor, the alpha/beta heterodimeric heme-containing soluble guanylate cyclase (sGC). Oxidation can also induce loss of sGC's heme and responsiveness to NO.
Results: sGC activators such as BAY 58-2667 bind to oxidized/heme-free sGC and reactivate the enzyme to exert disease-specific vasodilation. Here we show that oxidation-induced down-regulation of sGC protein extends to isolated blood vessels. Mechanistically, degradation was triggered through sGC ubiquitination and proteasomal degradation. The heme-binding site ligand, BAY 58-2667, prevented sGC ubiquitination and stabilized both alpha and beta subunits.
Conclusion: Collectively, our data establish oxidation-ubiquitination of sGC as a modulator of NO/cGMP signaling and point to a new mechanism of action for sGC activating vasodilators by stabilizing their receptor, oxidized/heme-free sGC.
Poster presentation: Self-organized critical (SOC) systems are complex dynamical systems that may express cascades of events, called avalanches [1]. The SOC state was proposed to govern brain function, because of its activity fluctuations over many orders of magnitude, its sensitivity to small input and its long term stability [2,3]. In addition, the critical state is optimal for information storage and processing [4]. Both hallmark features of SOC systems, a power law distribution f(s) for the avalanche size s and a branching parameter (bp) of unity, were found for neuronal avalanches recorded in vitro [5]. However, recordings in vivo yielded contradictory results [6]. Electrophysiological recordings in vivo only cover a small fraction of the brain, while criticality analysis assumes that the complete system is sampled. We hypothesized that spatial subsampling might influence the observed avalanche statistics. In addition, SOC models can have different connectivity, but always show a power law for f(s) and bp = 1 when fully sampled. This may not be the case under subsampling, however. Here, we wanted to know whether a state change from awake to asleep could be modeled by changing the connectivity of a SOC model without leaving the critical state. We simulated a SOC model [1] and calculated f(s) and bp obtained from sampling only the activity of a set of 4 × 4 sites, representing the electrode positions in the cortex. We compared these results with results obtained from multielectrode recordings of local field potentials (LFP) in the cortex of behaving monkeys. We calculated f(s) and bp for the LFP activity recorded while the monkey was either awake or asleep and compared these results to results obtained from two subsampled SOC model with different connectivity. f(s) and bp were very similar for both the experiments and the subsampled SOC model, but in contrast to the fully sampled model, f(s) did not show a power law and bp was smaller than unity. With increasing the distance between the sampling sites, f(s) changed from "apparently supercritical" to "apparently subcritical" distributions in both the model and the LFP data. f(s) and bp calculated from LFP recorded during awake and asleep differed. These changes could be explained by altering the connectivity in the SOC model. Our results show that subsampling can prevent the observation of the characteristic power law and bp in SOC systems, and misclassifications of critical systems as sub- or supercritical are possible. In addition, a change in f(s) and bp for different states (awake/asleep) does not necessarily imply a change from criticality to sub- or supercriticality, but can also be explained by a change in the effective connectivity of the network without leaving the critical state.
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.
Poster presentation: Introduction The ability of neurons to emit different firing patterns is considered relevant for neuronal information processing. In dopaminergic neurons, prominent patterns include highly regular pacemakers with separate spikes and stereotyped intervals, processes with repetitive bursts and partial regularity, and irregular spike trains with nonstationary properties. In order to model and quantify these processes and the variability of their patterns with respect to pharmacological and cellular properties, we aim to describe the two dimensions of burstiness and regularity in a single model framework. Methods We present a stochastic spike train model in which the degree of burstiness and the regularity of the oscillation are described independently and with two simple parameters. In this model, a background oscillation with independent and normally distributed intervals gives rise to Poissonian spike packets with a Gaussian firing intensity. The variability of inter-burst intervals and the average number of spikes in each burst indicate regularity and burstiness, respectively. These parameters can be estimated by fitting the model to the autocorrelograms. This allows to assign every spike train a position in the two-dimensional space described by regularity and burstiness and thus, to investigate the dependence of the firing patterns on different experimental conditions. Finally, burst detection in single spike trains is possible within the model because the parameter estimates determine the appropriate bandwidth that should be used for burst identification. Results and Discussion We applied the model to a sample data set obtained from dopaminergic substantia nigra and ventral tegmental area neurons recorded extracellularly in vivo and studied differences between the firing activity of dopaminergic neurons in wildtype and K-ATP channel knock-out mice. The model is able to represent a variety of discharge patterns and to describe changes induced pharmacologically. It provides a simple and objective classification scheme for the observed spike trains into pacemaker, irregular and bursty processes. In addition to the simple classification, changes in the parameters can be studied quantitatively, also including the properties related to bursting behavior. Interestingly, the proposed algorithm for burst detection may be applicable also to spike trains with nonstationary firing rates if the remaining parameters are unaffected. Thus, the proposed model and its burst detection algorithm can be useful for the description and investigation of neuronal firing patterns and their variability with cellular and experimental conditions.
Poster presentation: Introduction Adequate anesthesia is crucial to the success of surgical interventions and subsequent recovery. Neuroscientists, surgeons, and engineers have sought to understand the impact of anesthetics on the information processing in the brain and to properly assess the level of anesthesia in an non-invasive manner. Studies have indicated a more reliable depth of anesthesia (DOA) detection if multiple parameters are employed. Indeed, commercial DOA monitors (BIS, Narcotrend, M-Entropy and A-line ARX) use more than one feature extraction method. Here, we propose TESPAR (Time Encoded Signal Processing And Recognition) a time domain signal processing technique novel to EEG DOA assessment that could enhance existing monitoring devices. ...
Poster presentation: Functional connectivity of the brain describes the network of correlated activities of different brain areas. However, correlation does not imply causality and most synchronization measures do not distinguish causal and non-causal interactions among remote brain areas, i.e. determine the effective connectivity [1]. Identification of causal interactions in brain networks is fundamental to understanding the processing of information. Attempts at unveiling signs of functional or effective connectivity from non-invasive Magneto-/Electroencephalographic (M/EEG) recordings at the sensor level are hampered by volume conduction leading to correlated sensor signals without the presence of effective connectivity. Here, we make use of the transfer entropy (TE) concept to establish effective connectivity. The formalism of TE has been proposed as a rigorous quantification of the information flow among systems in interaction and is a natural generalization of mutual information [2]. In contrast to Granger causality, TE is a non-linear measure and not influenced by volume conduction. ...
Poster presentation: Introduction Dopaminergic neurons in the midbrain show a variety of firing patterns, ranging from very regular firing pacemaker cells to bursty and irregular neurons. The effects of different experimental conditions (like pharmacological treatment or genetical manipulations) on these neuronal discharge patterns may be subtle. Applying a stochastic model is a quantitative approach to reveal these changes. ...