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Proline-rich tyrosine kinase 2 (PYK2) can be activated by angiotensin II (Ang II) and reactive oxygen species. We report that in endothelial cells, Ang II enhances the tyrosine phosphorylation of endothelial NO synthase (eNOS) in an AT1-, H2O2-, and PYK2-dependent manner. Low concentrations (1–100 µmol/liter) of H2O2 stimulated the phosphorylation of eNOS Tyr657 without affecting that of Ser1177, and attenuated basal and agonist-induced NO production. In isolated mouse aortae, 30 µmol/liter H2O2 induced phosphorylation of eNOS on Tyr657 and impaired acetylcholine-induced relaxation. Endothelial overexpression of a dominant-negative PYK2 mutant protected against H2O2-induced endothelial dysfunction. Correspondingly, carotid arteries from eNOS–/– mice overexpressing the nonphosphorylatable eNOS Y657F mutant were also protected against H2O2. In vivo, 3 wk of treatment with Ang II considerably increased levels of Tyr657-phosphorylated eNOS in the aortae of wild-type but not Nox2y/– mice, and this was again associated with a clear impairment in endothelium-dependent vasodilatation in the wild-type but not in the Nox2y/– mice. Collectively, endothelial PYK2 activation by Ang II and H2O2 causes the phosphorylation of eNOS on Tyr657, attenuating NO production and endothelium-dependent vasodilatation. This mechanism may contribute to the endothelial dysfunction observed in cardiovascular diseases associated with increased activity of the renin–angiotensin system and elevated redox stress.
Thalassämia major und Sichelzellanämie sind hereditäre Erkrankungen, die zu der Gruppe der quantitativen bzw. qualitativen Hämoglobinsynthesestörungen gehören und in unterschiedlichem Maße mit einer chronischen Anämie einhergehen. Dabei besteht die Therapie der Anämie in regelmäßigen Bluttransfusionen. Im Falle der Thalassämia major sind regelmäßige Bluttransfusionen alle 2-4 Wochen notwendig. Dabei übersteigt die damit zugeführte Eisenmenge bei weitem die Eisenausscheidungskapazität des Körpers, die limitiert und passiver Natur ist. Es kann dadurch zur Eisenüberladung des Körpers mit Erschöpfung der Eisenbindungskapazität und Nachweisbarkeit von freiem Eisen kommen. Freies Eisen generiert über die Fenton-Reaktion freie Radikale und reaktive Sauerstoffspezies, die ihrerseits in der Lage sind, biologische Moleküle sowie Zellstrukturen zu schädigen. Der Organismus verfügt über Mechanismen um diese Schäden zu verhindern bzw. den Ausmaß der Schäden zu begrenzen, die als antioxidativen Abwehrmechanismen bezeichnet werden. In dieser vorliegenden Arbeit wurden Blutproben von 22 Patienten mit ß-Thalassämia major und 16 Patienten mit Sichelzellanämie Patienten untersucht. Bei ihnen wurde das Vorliegen der pathologischen Modellsituation einer Eisenüberladung angenommen. Als Kontrollgruppe wurden 16 phänotypisch gesunde Geschwister der beiden Patientenkollektive herangezogen. Hauptziele dieser Arbeit war, die Bleomycin-Methode im Stoffwechsellabor des Zentrums für Kinderheilkunde und Jugendmedizin der Johann Wolfgang Goethe-Universität zu etablieren und dabei die folgenden Fragen zu klären: 1. Entsteht freies Eisen bei polytransfundierten Patienten? 2. Ist die Bleomycin-Assay zur Bestimmung des freien Eisens geeignet? 3. Welche Zusammenhänge bestehen zwischen den Parametern des Eisenstoffwechsels und können diese zur Abschätzung des freien Eisens genutzt werden? Freies Eisen entsteht dann, wenn die Eisenbindungskapazität des Transferrins überschritten wird. Bei gesunden Menschen liegt eine Transferrinsättigung im Durchschnitt bei unter 30%. Es ist also eine wertvolle Reserve vorhanden, um effektiv die Enstehung des freien Eisens zu verhindern. Bei bestimmten pathologischen Situationen, wie sie auch bei polytransfundierten Patienten bei Thalassämie vorliegen, wird dem Körper massiv Eisen zugeführt. Wir konnten bei 18 von 22 Patienten in der Thalassämiegruppe freies Eisen nachweisen. Der Median der freien Eisenkonzentration lag bei 1,25 μmol/l bei einer Spannbreite von 5,3μmol/l. In der Sichelzellanämiegruppe konnte nur bei einem Patienten freies Eisen nachgewiesen werden. Dieser hatte ebenfalls häufig Bluttransfusionen erhalten. Zur Messung des freien Eisens wurde die Bleomycin Methode nach Gutteridge et al angewandt. Es ist eine nasschemische Methode (Messung erfolgt via Spektroskopie) und erfordert keinen hohen technischen Aufwand. Da bei der Bestimmung des freien Eisens im mikromolaren Bereich geschieht, ist das Hauptproblem die Kontamination der Reagenzien durch das ubiquitär vorkommende Eisen. Durch höchste Sorgfalt und genaues Arbeiten im staubfreien Milieu und Behandlung der Reagenzien mit einem geeigneten Eisenkomplexbildner, wie z.B. Chelex100®, ist dieses Problem beherrschbar. Dennoch erfordert die Methode einen enormen Zeitaufwand, weshalb nach Parametern gesucht wurde, die zur Abschätzung oder zur Vorselektion der geeigneten Blutproben zur Bestimmung des freien Eisens herangezogen werden können. Wie oben schon erwähnt, hatten 18 von 22 Thalassämiepatienten freies Eisen im Blut. Davon hatten 15 eine Transferrinsättigung über 100% und 2 knapp unter 100%. Lediglich ein Patient, bei dem aber auch nur freies Eisen von 0,05 μmol/l gemessen wurde, hatte eine Transferrinsättigung deutlich unter 100%. Ein Patient aus der Sichelzellanämiegruppe, bei dem auch freies Eisen gemessen wurde, hatte ebenfalls eine Transferrinsättigung über 100%. Zusammenfassend kann festgehalten werden, dass eine hoch signifikante positive Korrelation zwischen dem freien Eisen und der Transferrinsättigung festegestellt wurde (r = 0,63, p = 0,002). 95% der Patienten, die freies Eisen im Blut hatten, wiesen auch Transferrinsättigungswerte über bzw. knapp unter 100% auf. Es besteht auch ein statistisch signifikanter positiver Zusammenhang zwischen der Serumeisenkonzentration und freiem Eisen. Alle Patienten mit freiem Eisen im Blut hatten Serumeisenwerte über 170 μg/dl. Damit konnte die Arbeitshypothese bestätigt werden, dass es bei polytransfundierten Thalassämiepatienten zu einer Eisenüberladung mit in der Folge entstehendem freiem Eisen kommt; bekannterweise induziert zweiwertiges Eisen die Fenton-Reaktion bzw. Haber-Weiss-Reaktion und damit oxidativen Stress. Bei Sichelzellanämiepatienten , die keine regelmäßigen Hochregimebluttransfusionen erhalten, die ebenso, wie in der Literatur beschrieben, oxidativem Stress ausgesetzt sind, müssen auch andere Pathomechanismen angenommen werden.
Sepsis is caused by infection and often followed by an overwhelming inflammatory response. This can lead to shock, organ failure and even death. Each year approximately 60,000 people die in Germany due to sepsis. There is good evidence that sepsis is associated with failure of the hypothalamic-pituitary-adrenal-axis. In patients with sepsis, glucocorticoids (e.g. corticosterone, cortisol) released from adrenal glands play an essential role in preventing an excessive pro-inflammatory response. Adrenal insufficiency occurs in a large number of patients with septic shock and is associated with an increased mortality. In the innate immune system, Toll-like receptors (TLRs) play a crucial role in its onset by recognizing pathogenassociated molecules. It is well known that there are interactions between the immune and endocrine stress systems; glucocorticoids and TLRs regulate each other in a bi-directional way. Therefore, a coordinated response of the adrenal and immune system is of vital importance for survival during severe inflammation. This experimental study focuses on the role of TLR-2, TLR-4 and TLR-9 during adrenal stress. The results show that in mice, the absence of TLR-2 and TLR-4, but not TLR-9 leads to altered adrenal morphology, relating to size and cellular structure. However, this alteration does not appear to compromise the phenotype of TLR knock-out mice. Mice deficient of TLR-2, 4 and 9 are not able to respond adequately to inflammatory stress induced by their potential ligands lipopolysaccharide (LPS), lipoteichoic acid (LTA) or cytidine phosphate guanosine-oligodeoxynucleotides (CpG-ODN). This impaired adrenal stress response appears to be associated with a decrease in systemic and intra-adrenal cytokine expressions. Taken together, these results suggest that TLR-2, 4 and 9 are key players in the immuno-endocrine response during inflammation and SIRS. In conclusion, TLRs play a crucial role in the immune-adrenal crosstalk. This close functional relationship needs to be considered in the treatment of inflammatory diseases where an intact adrenal stress response is required. Furthermore, TLR polymorphisms could contribute to the underlying mechanisms of impaired adrenal stress response in patients with bacterial sepsis
Untersuchungen zur Wechselwirkung zwischen der Polo-like kinase 1 und dem CCCTC-binding factor
(2009)
Die Polo-like kinase 1 ist ein Schlüsselprotein bei der Steuerung mitotischer, meiotischer und zytokinetischer Prozesse. Um den korrekten Ablauf dieser Prozesse zu gewährleisten, muss die Menge an PLK1 in den verschiedenen Phasen des Zellzykluses genauestens reguliert werden. Eine Vielzahl verschiedener Tumorentitäten weisen eine stark erhöhte Konzentration an PLK1-Protein auf. Für die Krebsforschung ist es daher von großer Relevanz Aufschluss über solche Proteine zu erhalten, die Einfluss auf die PLK1 Expression nehmen. Dieses Wissen könnte dazu beitragen, Strategien für eine noch gezieltere Krebstherapie zu entwickeln. Die vorliegende Arbeit zeigt einerseits erste Hinweise für eine Rolle des multivalenten Transkriptionsfaktors CCCTC-binding factor (CTCF) für die Regulation des PLK1-Promotors und andererseits erste Anhaltspunkte für einen Einfluss der PLK1 auf die transkriptionsregulatorische Funktion von CTCF. Grundlage dieser Arbeit war die Identifikation einer putativen Binderegion von CTCF im Bereich des PLK1-Promotors, die die Frage aufkommen ließ, ob CTCF einen transkriptionsregulatorischen Einfluss auf den PLK1-Promotor besitzt. Deshalb wurden initial Reportergenanalysen durchgeführt, bei denen gezeigt werden konnte, dass CTCF die Promotoraktivität einer PLK1-Promotorsequenz, welche die putative CTCF-Binderegion beinhaltet, steigern kann. Zudem ist es gelungen, die Bedeutung der putativen Binderegion für die Aktivitätssteigerung herauszuarbeiten, da eine 50%ige Deletion dieses Bereiches mit einer deutlichen Reduktion der CTCFbedingten Induktion der Reportergentranskription einherging. Interessanterweise konnten in den daraufhin durchgeführten in vitro-Interaktionsstudien erste Daten, die für eine Interaktion von CTCF und PLK1 sprechen, gesammelt werden, wobei die Kombination der Ergebnisse aus dem GST-Pull-Down- und dem Co-Immunopräzipitationsexperiment die Aussage zulassen, dass diese Wechselwirkung auf Seiten der PLK1 über die Polo-Box-Domäne und auf Seiten von CTCF über die aminoterminale Domäne vermittelt wird. Mit dem Nachweis der in vitro-Phosphorylierbarkeit von CTCF durch PLK1 konnte zudem ein mögliche Funktion dieser Interaktion herausgearbeitet werden. Durch den Einsatz von CTCF-Deletionsmutanten und eines punktmutierten CTCF-Fragments gelang es in weiteren Phosphorylierungsstudien Serin-224 als PLK1-Phosphorylierungsstellen in CTCF zu identifizieren. Abschließend ist es im Zuge von Reportergenanalysen, die den Effekt einer S224A Mutante von CTCF mit demjenigen von CTCF Wildtyp verglichen, gelungen, erste Hinweise für einen Rolle von Serin 224 im Hinblick auf die transkriptionsregulatorische Modulation von CTCF zu sammeln.
Der katheterinterventionelle Verschluss des persistierenden Foramen ovale ist heutzutage ein sicher durchzuführender Eingriff zur Sekundärprophylaxe einer paradoxen Embolie. Mit den derzeit zur Verfügung stehenden Verschlusssystemen werden komplette Verschlussraten von 86 % – 96 % erreicht. Mehrere Studien konnten zeigen, dass das Vorliegen eines Restshunts das Auftreten von erneuten paradoxen Embolien begünstigt. Mehrere Therapieoptionen für Patienten mit Restshunt stehen zur Verfügung: eine Operation mit Entfernung des PFO-Okkluders und Naht- oder Patchverschluss des PFO, eine medikamentöse Prophylaxe mit Thrombozytenaggregationshemmern oder oralen Antikoagulanzien sowie die Implantation eines zweiten Okkluders. Ziel dieser Arbeit war die Beurteilung der Wirksamkeit und Sicherheit der perkutanen Implantation eines zweiten Verschlusssystems bei Patienten mit mittlerem oder großem Restshunt. Zwischen Oktober 1997 und April 2008 wurde in unserem Zentrum bei 40 Patienten mit einem durchschnittlichen Alter von 51 ± 13 Jahren der katheterinterventionelle Verschluss eines Restshunts mit verschiedenen Verschlusssystemen versucht. Von den Patienten waren 22 weiblich und 18 männlich. Die Implantation eines zweiten Okkluder war bei 39 Patienten erfolgreich (98%). Nur bei einem Patienten war es nicht möglich den Restdefekt mit einem Katheter zu sondieren. Folgende Schirme wurden als Zweitokkluder implantiert: ein Premere-Okkluder bei 20 Patienten (51%), ein Amplatzer-Okkluder bei 13 Patienten (33%), ein STARFlex-Okkluder bei vier Patienten (10%), ein Helex-Okkluder bei einem Patienten (2,5%) und ein Angelwings-Okkluder bei einem Patienten (2,5%). Die mittlere Durchleuchtungszeit aller Eingriffe betrug 8,6 ± 8,6 Minuten. Während der Eingriffe und innerhalb von 30 Tagen nach Implantation eines zweiten Okkluders traten keine Komplikationen auf. Die Patienten wurden im Mittel 36 ± 29 Monate nachbeobachtet. In dieser Zeit wurde bei allen Patienten mindestens sechs Monate nach dem Eingriff eine transösophageale Echokardiographie mit Shuntdiagnostik durchgeführt. Hierbei zeigte sich bei 27 von 39 Patienten (69%) ein kompletter Verschluss des PFO. Bei neun Patienten verblieb nur noch ein kleiner Restshunt, bei einem Patienten ein mittlerer Restshunt und bei weiteren zwei Patienten ein großer Restshunt. Der Patient mit mittlerem Restshunt und ein Patient mit einem großen Restshunt erhielten einen dritten Okkluder. Letzterer verstarb 21 Tage nach Implantation des dritten Okkluders an einer akuten Perikardtamponade. Eine Patientin mit großem Restshunt entschied sich für eine Operation. Neben dem oben beschriebenen Todesfall nach Implantation eines dritten Okkluders traten während des ganzen Nachbeobachtungszeitraums keine weiteren Komplikationen auf. Diese Arbeit zeigt, dass die perkutane Implantation eines zweiten PFO-Okkluders sicher und technisch problemlos möglich ist. Ein kompletter Verschluss konnte in der Mehrzahl der Patienten erreicht werden. Außer einem Todesfall durch eine akute Perikardtamponade nach Implantation eines dritten Okkluders traten sowohl während den Eingriffen als auch im weiteren Verlauf keine Komplikationen auf.
Das Gehirn als Hypoxie-empfindlichstes Organ des menschlichen Körpers ist auf eine konstante Blutversorgung angewiesen. Zur Gewährleistung der Unabhängigkeit von systemischen hypo- bzw. hypertensiven Blutdruckschwankungen, existieren verschiedene Regulationsmechanismen, welche den cerebralen Blutfluss (CBF) in einem weiten Bereich (arterieller Mitteldruck zwischen 60 - 150mmHg) konstant halten. Zu diesen Mechanismen gehören die Blutdruck-adaptierte Autoregulation, die metabolische Vasoreaktivität sowie die neurovasculäre Kopplung. Außerhalb des physiologischen Autoregulationsbereichs folgt der CBF druckpassiv den Schwankungen des systemischen Blutdrucks. Ischämische Hypoperfusion oder Gefäßwand-schädigende Blutdruckspitzen können die Folge sein. Zusätzlich führen verschiedene cerebrovasculäre Erkrankungen zu einer Einschränkung der cAR. Zu diesen gehören die cerebrale Mikroangiopathie, Stenosen bzw. Verschlüsse der A. carotis interna (ACI), der Schlaganfall sowie das Schädel-Hirn-Trauma (SHT). Eine valide Untersuchungsmethode zur Messung der cAR mit geringem apparativen Aufwand und fehlender Strahlenbelastung ist die transcranielle Doppler-Sonographie (TCD). Allerdings stellt eine Verfälschung der Messergebnisse durch verstärkte Streuung des Ultraschallsignals an der Schädelkalotte (schlechtes Schallfenster [sSF]) eine relevante Fehlerquelle dar. Mit steigendem Lebensalter finden sich in bis zu 30% der Bevölkerungen insuffiziente Schallbedingungen. Ziel der vorliegenden Studie war es daher festzustellen, ob die Dauerinfusion eines Ultraschallkontrastmittels (Levovist®) bei der TCD-Autoregulationsmessung an Probanden mit künstlich verschlechtertem Schallfenster eine valide Messung verschiedener Autoregulationswerte ermöglicht. 45 unselektierte Personen mit gutem Schallfenster aus dem Patientengut der Neurologie der J.W.G.-Universität Frankfurt am Main wurden in die Studie eingeschlossen. Die Doppler-Signalqualität, die Blutflussgeschwindigkeiten, der Pulsatilitätsindex nach Gosling und King (PI) sowie die Autoregulationsparameter Phasendifferenz (PD) und Kreuzkorrelations-Koeffizient (Mx) wurden anhand der über das transtemporale Schallfenster abgeleiteten A. cerebri media (ACM) beidseits bestimmt. Zur Imitation des sSF wurde eine Lage Aluminiumfolie ohne Veränderung der Sondenposition zwischen Ultraschallsonde und Haut eingebracht. Die Messungen erfolgten nach einem standardisierten Protokoll in drei Durchgängen (native Messbedingungen, künstliche Schallfensterverschlechterung, Infusion des Ultraschallkontrastmittels (KM) Levovist® [300 mg/min] bei bestehendem sSF) in einem Zeitraum von je 15 Minuten in Ruhe und je 3 Minuten während metronomischer Atmung. Mit künstlicher Verschlechterung des Schallfensters zeigte sich eine signifikante Verfälschung aller erhobenen Messparameter. Die mittlere Flussgeschwindigkeit in der ACM und die mittlere Energie des Doppler-Spektrums verringerten sich um 40%, bzw. um 22%, wohingegen sich der PI verdreifachte. Ebenso veränderten sich die Autoregulationsparameter mit einer Abnahme der PD um durchschnittlich 8 - 10° und des Kreuzkorrelations-Koeffizienten Mx von 0.308 +/- 0.170 auf 0.254 +/- 0.162. Die Verringerung der PD täuscht eine pathologische Einschränkung der cAR vor. Diese Einschränkung entspricht z.B. der einer 75 - 99%-igen Stenose der ACI und kann darüber hinaus auch bei einer Reihe weiterer cerebrovasculärer Erkrankungen (z.B. lakunäre Infarkte bei cerebraler Mikroangiopathie, Subarachnoidalblutung [SAB], maligne Hypertonie) beobachtet werden. Die Abnahme des Kreuzkorrelations-Koeffizienten Mx täuscht im Gegensatz dazu eine scheinbar intakte cAR (Mx < 0.3) vor. Bei Patienten mit schwerem Schädel-Hirn-Trauma (SHT), SAB oder Stenose der ACI besteht in diesem Fall die Gefahr, eine optimale Prävention von Sekundärschäden nicht gewährleisten zu können, da frühe Hinweise auf eine Schädigung des Gehirns, ausgelöst durch verminderte cerebrale Autoregulation, unter Umständen fehlen. Die Infusion des Ultraschallkontrastmittels Levovist® konnte diese Effekte der künstlichen Verschlechterung des Schallfensters auf die Autoregulationsparameter über den gesamten Messzeitraum fast vollständig ausgleichen (PD nativ vs. KM 38.2 +/- 10.0 vs. 37.2 +/- 12.3 und Mx nativ vs. KM 0.308 +/- 0.170 vs. 0.323 +/-0.163). Auch die übrigen erfassten Messparameter näherten sich durchweg den Werten unter nativen Messbedingungen an. Die Verwendung eines Ultraschallkontrastmittels bei der transcraniellen Doppler-Sonographie erhöht also die Validität der Messung der cerebralen Autoregulation bei Patienten mit schlechtem Schallfenster. Eine klinische Relevanz entsteht im besonderen, da sowohl ein schlechtes Schallfenster, als auch cerebrovasculäre Erkrankungen, welche im Zusammenhang mit einer verminderten cerebralen Autoregulation stehen, bevorzugt bei älteren Menschen anzutreffen sind.
The human immunodeficiency virus (HIV) had spread unrecognized in the human population as sexually transmitted disease and was finally identified by its disease AIDS in 1981. Even after the isolation of the causative agent in 1983, the burden and death rate of AIDS accelerated worldwide especially in young people despite the confection of new drugs capable to inhibit virus replication since 1997. However, at least in industrialised countries, this trend could be reversed by the introduction of combination therapy strategies. The design of new drugs is on going; besides the inhibition of the three enzymes of HIV for replication and maturation (reverse transcriptase, integrase and protease), further drugs inhibits fusion of viral and cellular membranes and virus maturation. On the other hand, viral diagnostics had been considerably improved since the emergence of HIV. There was a need to identify infected people correctly, to follow up the course of immune reconstitution of patients by measuring viral load and CD4 cells, and to analyse drug escape mutations leading to drug resistance. Both the development of drugs and the refined diagnostics have been transferred to the treatment of patients infected with hepatitis B virus (HBV) and hepatitis C virus (HCV). This progress is not completed; there are beneficial aspects in the response of the scientific community to the HIV burden for the management of other viral diseases. These aspects are described in this contribution. Further aspects as handling a stigmatising disease, education of self-responsiveness within sexual relationships, and ways for confection of a protective vaccine are not covered.
Background: In this interdisciplinary project, the biological effects of heavy ions are compared to those of X-rays using tissue slice culture preparations from rodents and humans. Advantages of this biological model are the conservation of an organotypic environment and the independency from genetic immortalization strategies used to generate cell lines. Its open access allows easy treatment and observation via live-imaging microscopy. Materials and methods: Rat brains and human brain tumor tissue are cut into 300 micro m thick tissue slices. These slices are cultivated using a membrane-based culture system and kept in an incubator at 37°C until treatment. The slices are treated with X-rays at the radiation facility of the University Hospital in Frankfurt at doses of up to 40 Gy. The heavy ion irradiations were performed at the UNILAC facility at GSI with different ions of 11.4 A MeV and fluences ranging from 0.5–10 x 106 particles/cm². Using 3D-confocal microscopy, cell-death and immune cell activation of the irradiated slices are analyzed. Planning of the irradiation experiments is done with simulation programs developed at GSI and FIAS. Results: After receiving a single application of either X-rays or heavy ions, slices were kept in culture for up to 9d post irradiation. DNA damage was visualized using gamma H2AXstaining. Here, a dose-dependent increase and time-dependent decrease could clearly be observed for the X-ray irradiation. Slices irradiated with heavy ions showed less gamma H2AX-positive cells distributed evenly throughout the slice, even though particles were calculated to penetrate only 90–100 micro m into the slice. Conclusions: Single irradiations of brain tissue, even at high doses of 40 Gy, will result neither in tissue damage visible on a macroscopic level nor necrosis. This is in line with the view that the brain is highly radio-resistant. However, DNA damage can be detected very well in tissue slices using gamma H2AX-immuno staining. Thus, slice cultures are an excellent tool to study radiation-induced damage and repair mechanisms in living tissues.
Background Chemoresistance acquisition may influence cancer cell biology. Here, bioinformatics analysis of gene expression data was used to identify chemoresistance-associated changes in neuroblastoma biology. Results Bioinformatics analysis of gene expression data revealed that expression of angiogenesis-associated genes significantly differs between chemosensitive and chemoresistant neuroblastoma cells. A subsequent systematic analysis of a panel of 14 chemosensitive and chemoresistant neuroblastoma cell lines in vitro and in animal experiments indicated a consistent shift to a more pro-angiogenic phenotype in chemoresistant neuroblastoma cells. The molecular mechanims underlying increased pro-angiogenic activity of neuroblastoma cells are individual and differ between the investigated chemoresistant cell lines. Treatment of animals carrying doxorubicin-resistant neuroblastoma xenografts with doxorubicin, a cytotoxic drug known to exert anti-angiogenic activity, resulted in decreased tumour vessel formation and growth indicating chemoresistance-associated enhanced pro-angiogenic activity to be relevant for tumour progression and to represent a potential therapeutic target. Conclusions A bioinformatics approach allowed to identify a relevant chemoresistance-associated shift in neuroblastoma cell biology. The chemoresistance-associated enhanced pro-angiogenic activity observed in neuroblastoma cells is relevant for tumour progression and represents a potential therapeutic target.
Background The differential diagnosis between follicular thyroid adenoma and minimal invasive follicular thyroid carcinoma is often difficult for several reasons. One major aspect is the lack of typical cytological criteria in well differentiated specimens. New marker molecules, shown by poly- or monoclonal antibodies proved helpful. Methods We performed global gene expression analysis of 12 follicular thyroid tumours (4 follicular adenomas, 4 minimal invasive follicular carcinomas and 4 widely invasive follicular carcinomas), followed by immunohistochemical staining of 149 cases. The specificity of the antibody was validated by western blot analysis Results In gene expression analysis QPRT was detected as differently expressed between follicular thyroid adenoma and follicular thyroid carcinoma. QPRT protein could be detected by immunohistochemistry in 65% of follicular thyroid carcinomas including minimal invasive variant and only 22% of follicular adenomas. Conclusion Consequently, QPRT is a potential new marker for the immunohistochemical screening of follicular thyroid nodules.
Biventricular pacing has been suggested in end-stage heart failure. We present a 59-year-old patient undergoing second re-do CABG (coronary artery bypass graft) and carotid artery endarterectomy. Ejection fraction was 15%, QRS-width 175 ms. Following the carotid and CABG procedure, an implanted single-chamber ICD (implantable cardioverter defibrillator) was upgraded to permanent biventricular DDD pacing by implantation of one epicardial left ventricular and one epicardial atrial electrode. At follow-up two months postoperatively ejection fraction had significantly improved to 45%, the patient underwent stress test with adequate load and reported a good quality of life.
U1-snRNA is an integral part of the U1 ribonucleoprotein pivotal for pre-mRNA splicing. Toll-like receptor (TLR) signaling has recently been associated with immunoregulatory capacities of U1-snRNA. Using lung A549 epithelial/carcinoma cells, we report for the first time on interferon regulatory factor (IRF)-3 activation initiated by endosomally delivered U1-snRNA. This was associated with expression of the IRF3-inducible genes interferon-b (IFN-b), CXCL10/IP-10 and indoleamine 2,3-dioxygenase. Mutational analysis of the U1-snRNA-activated IFN-b promoter confirmed the crucial role of the PRDIII element, previously proven pivotal for promoter activation by IRF3. Notably, expression of these parameters was suppressed by bafilomycin A1, an inhibitor of endosomal acidification, implicating endosomal TLR activation. Since resiquimod, an agonist of TLR7/8, failed to stimulate A549 cells, data suggest TLR3 to be of prime relevance for cellular activation. To assess the overall regulatory potential of U1-snRNA-activated epithelial cells on cytokine production, co-cultivation with peripheral blood mononuclear cells (PBMC) was performed. Interestingly, A549 cells activated by U1-snRNA reinforced phytohemagglutinin-induced interleukin-10 release by PBMC but suppressed that of tumor necrosis factor-a, indicating an antiinflammatory potential of U1-snRNA. Since U1-snRNA is enriched in apoptotic bodies and epithelial cells are capable of performing efferocytosis, the present data in particular connect to immunobiological aspects of apoptosis at host/environment interfaces.
In der vorliegenden Arbeit wurde in einer Fall-Kontroll-Studie mit 295 Fällen und 327 Kontrollen das Gonarthroserisiko beim Heben und Tragen schwerer Lasten im Beruf untersucht. Dabei ergab sich eine statistisch signifikante Risikoerhöhung durch das kumulative Heben und Tragen schwerer Lasten. Ebenso ergab sich eine statistisch signifikante Risikoerhöhung durch die kumulative Dauer von Tätigkeiten im Knien/Hocken oder Fersensitz in Kombination mit dem kumulativen Heben und Tragen schwerer Lasten. Eine Dosis-Wirkungs-Beziehung war nachzuweisen, was für eine kausale Verknüpfung der Ereignisse spricht. Die Ergebnisse dieser Arbeit verweisen darauf, dass erhöhte BMI-Werte mit einem erhöhten Gonarthroserisiko assoziiert sind. Die Daten wurden deshalb für den BMI adjustiert. Bestimmte sportliche Tätigkeiten gehen mit einem erhöhten Verschleiss der Kniegelenke einher. Die Ergebnisse gaben diskrete Hinweise darauf, dass das Joggen oder die Leichtathletik den Kniegelenksverschleiss begünstigen. Deshalb wurden die Daten hinsichtlich dieser Ergebnisse adjustiert, und diese sportlichen Belastungen wurden als Störvariablen, confounder, behandelt. In der vorliegenden Arbeit konnte jedoch ein doppeltes Gonarthroserisiko bereits ab einem kumulativen Heben und Tragen von schweren Lasten im gesamten Berufsleben von über 5120kg*h aufgezeigt werden. Bei der Kombination von der kumulativen Dauer von Tätigkeiten im Knien/Hocken oder Fersensitz zwischen 4757 - <10800 Stunden oder dem kumulativen Heben und Tragen von schweren Lasten zwischen 5120 - <37000 kg*h konnte ein mehr als doppeltes Gonarthroserisiko dargestellt werden. Die vorliegende Arbeit liefert die Evidenz für die Annahme eines erhöhten Gonarthroserisikos beim Heben und Tragen schwerer Lasten.
Background The to date evidence for a dose-response relationship between physical workload and the development of lumbar disc diseases is limited. We therefore investigated the possible etiologic relevance of cumulative occupational lumbar load to lumbar disc diseases in a multi-center case-control study. Methods In four study regions in Germany (Frankfurt/Main, Freiburg, Halle/Saale, Regensburg), patients seeking medical care for pain associated with clinically and radiologically verified lumbar disc herniation (286 males, 278 females) or symptomatic lumbar disc narrowing (145 males, 206 females) were prospectively recruited. Population control subjects (453 males and 448 females) were drawn from the regional population registers. Cases and control subjects were between 25 and 70 years of age. In a structured personal interview, a complete occupational history was elicited to identify subjects with certain minimum workloads. On the basis of job task-specific supplementary surveys performed by technical experts, the situational lumbar load represented by the compressive force at the lumbosacral disc was determined via biomechanical model calculations for any working situation with object handling and load-intensive postures during the total working life. For this analysis, all manual handling of objects of about 5 kilograms or more and postures with trunk inclination of 20 degrees or more are included in the calculation of cumulative lumbar load. Confounder selection was based on biologic plausibility and on the change-in-estimate criterion. Odds ratios (OR) and 95% confidence intervals (CI) were calculated separately for men and women using unconditional logistic regression analysis, adjusted for age, region, and unemployment as major life event (in males) or psychosocial strain at work (in females), respectively. To further elucidate the contribution of past physical workload to the development of lumbar disc diseases, we performed lag-time analyses. Results We found a positive dose-response relationship between cumulative occupational lumbar load and lumbar disc herniation as well as lumbar disc narrowing among men and women. Even past lumbar load seems to contribute to the risk of lumbar disc disease. Conclusions According to our study, cumulative physical workload is related to lumbar disc diseases among men and women.
Background: Three genes have been confirmed as major joint susceptibility genes for endocrine autoimmune disease:human leukocyte antigen class II, cytotoxic T-lymphocyte antigen 4 and protein tyrosine phosphatase non-receptor type 22. Recent studies showed that a genetic variation within the interferon induced helicase domain 1 (IFIH1) locus (rs1990760 polymorphism) is an additional risk factor in type 1 diabetes and Graves' disease (GD). Methods: The aim of the present study was to investigate the role of the rs1990760 polymorphism within the IFIH1 gene in German patients with GD (n=258), Hashimoto's thyroiditis (HT,n=106), Addison's disease (AD,n=195) and healthy controls (HC,n=227) as well as in 55 GD families (165 individuals, German) and 100 HT families (300 individuals, Italian). Furthermore, the interaction between rs1990760 polymorphism with human leukocyte antigen (HLA) risk haplotype DQ2(DQA*0501-DQB*0201), the risk haplotypes DQ2/DQ8 (DQA*0301-DQB*0302) and the status of thyroglobulin antibody (TgAb), thyroid peroxidase antibody (TPOAb) and TSH receptor antibody (TRAb) in patients and families were analysed. Results:No significant differences were found between the allele and genotype frequencies for rs1990760 IFIH1 polymorphism in patients with GD, HT, AD and HC. Also no differences were observed when stratifying the IFIH1 rs1990760 polymorphism for gender, presence or absence of thyroid antibodies (GD:TRAb and HT:TPOAb/TgAb) and HLA risk haplotypes (DQ2:for GD and HT, DQ2/DQ8:for AD). Furthermore the transmission analysis in GD and HT families revealed no differences in alleles transmission for rs1990760 IFIH1 from parents with or without HLA risk haplotype DQ2 to the affected offspring. In contrast, by dividing the HT parents according to the presence or absence of thyroid Ab titers, mothers and fathers both positive for TPOAb/TgAb overtransmitted the allele A of IFIH1 rs1990760 to their HT affected offspring (61.8% vs 38.2%;p=0.05;corrected p [pc]=0.1). However, these associations did not remain statistically significant after correction of the p-values. Conclusion: In conclusion, our data suggest, no contribution from IFIH1 rs1990760 polymorphism to the pathogenesis of either Graves' disease, Hashimoto's thyroiditis or Addison's disease in our study populations. However, in order to exclude a possible influence of the studied polymorphism in specified subgroups within patients with autoimmune thyroid disease, further investigations in larger populations are needed.
Background Multimorbidity is a highly frequent condition in older people, but well designed longitudinal studies on the impact of multimorbidity on patients and the health care system have been remarkably scarce in numbers until today. Little is known about the long term impact of multimorbidity on the patients' life expectancy, functional status and quality of life as well as health care utilization over time. As a consequence, there is little help for GPs in adjusting care for these patients, even though studies suggest that adhering to present clinical practice guidelines in the care of patients with multimorbidity may have adverse effects. Methods The study is designed as a multicentre prospective, observational cohort study of 3.050 patients aged 65 to 85 at baseline with at least three different diagnoses out of a list of 29 illnesses and syndromes. The patients will be recruited in approx. 120 to 150 GP surgeries in 8 study centres distributed across Germany. Information about the patients' morbidity will be collected mainly in GP interviews and from chart reviews. Functional status, resources/risk factors, health care utilization and additional morbidity data will be assessed in patient interviews, in which a multitude of well established standardized questionnaires and tests will be performed. Discussion The main aim of the cohort study is to monitor the course of the illness process and to analyse for which reasons medical conditions are stable, deteriorating or only temporarily present. First, clusters of combinations of diseases/disorders (multimorbidity patterns) with a comparable impact (e.g. on quality of life and/or functional status) will be identified. Then the development of these clusters over time will be analysed, especially with regard to prognostic variables and the somatic, psychological and social consequences as well as the utilization of health care resources. The results will allow the development of an instrument for prediction of the deterioration of the illness process and point at possibilities of prevention. The practical consequences of the study results for primary care will be analysed in expert focus groups in order to develop strategies for the inclusion of the aspects of multimorbidity in primary care guidelines.
TNFAIP3 (A20) is a tumor suppressor gene in Hodgkin lymphoma and primary mediastinal B cell lymphoma
(2009)
Proliferation and survival of Hodgkin and Reed/Sternberg (HRS) cells, the malignant cells of classical Hodgkin lymphoma (cHL), are dependent on constitutive activation of nuclear factor {kappa}B (NF-{kappa}B). NF-{kappa}B activation through various stimuli is negatively regulated by the zinc finger protein A20. To determine whether A20 contributes to the pathogenesis of cHL, we sequenced TNFAIP3, encoding A20, in HL cell lines and laser-microdissected HRS cells from cHL biopsies. We detected somatic mutations in 16 out of 36 cHLs (44%), including missense mutations in 2 out of 16 Epstein-Barr virus–positive (EBV+) cHLs and a missense mutation, nonsense mutations, and frameshift-causing insertions or deletions in 14 out of 20 EBV– cHLs. In most mutated cases, both TNFAIP3 alleles were inactivated, including frequent chromosomal deletions of TNFAIP3. Reconstitution of wild-type TNFAIP3 in A20-deficient cHL cell lines revealed a significant decrease in transcripts of selected NF-{kappa}B target genes and caused cytotoxicity. Extending the mutation analysis to primary mediastinal B cell lymphoma (PMBL), another lymphoma with constitutive NF-{kappa}B activity, revealed destructive mutations in 5 out of 14 PMBLs (36%). This report identifies TNFAIP3 (A20), a key regulator of NF-{kappa}B activity, as a novel tumor suppressor gene in cHL and PMBL. The significantly higher frequency of TNFAIP3 mutations in EBV– than EBV+ cHL suggests complementing functions of TNFAIP3 inactivation and EBV infection in cHL pathogenesis.
Introduction Impaired renal function and/or pre-existing atherosclerosis in the deceased donor increase the risk of delayed graft function and impaired long-term renal function in kidney transplant recipients. Case presentation We report delayed graft function occurring simultaneously in two kidney transplant recipients, aged 57-years-old and 39-years-old, who received renal allografts from the same deceased donor. The 62-year-old donor died of cardiac arrest during an asthmatic state. Renal-allograft biopsies performed in both kidney recipients because of delayed graft function revealed cholesterol-crystal embolism. An empiric statin therapy in addition to low-dose acetylsalicylic acid was initiated. After 10 and 6 hemodialysis sessions every 48 hours, respectively, both renal allografts started to function. Glomerular filtration rates at discharge were 26 ml/min/1.73 m2 and 23.9 ml/min/1.73 m2, and remained stable in follow-up examinations. Possible donor and surgical procedure-dependent causes for cholesterol-crystal embolism are discussed. Conclusion Cholesterol-crystal embolism should be considered as a cause for delayed graft function and long-term impaired renal allograft function, especially in the older donor population.
Zielsetzung: Ziel des Projekts ist es, ein longitudinales Modell-Curriculum "Kommunikative und soziale Kompetenzen" für die medizinische Ausbildung zur Diskussion zu stellen. Vorgehen und Ergebnisse: Auf einem 2-tägigen Workshop wurde interfakultär und interdisziplinär auf der Grundlage des "Basler Consensus Statements: Kommunikative und soziale Kompetenzen im Medizinstudium" ein Curriculum entwickelt, das deutschsprachigen Fakultäten bei der Planung und Implementierung als Vorlage dienen kann. Das Modell lässt sich als Gesamt-Curriculum oder in Teilmodulen implementieren. Es kann auch bei der Umstellung auf Bachelor- und Masterstudiengänge genutzt werden. Das longitudinale Modell-Curriculum weist neben 131 definierten Ausbildungszielen geeignete didaktische Konzepte und Prüfungsformate auf und gibt Vorschläge, zu welchem Zeitpunkt die verschiedenen Fächer die entsprechenden Lernziele vermitteln können. Fazit: Mit diesem longitudinalen "Modell-Curriculum Kommunikative und Soziale Kompetenzen" liegt für den deutschen Sprachraum erstmalig ein curriculares Instrument vor, das breite Anwendung an einer Vielzahl deutscher, österreichischer und schweizerischer Fakultäten finden und eine Umsetzung des Bologna-Prozesses auch fakultätsübergreifend vereinfachen kann. Schlüsselwörter: Modell-Curriculum, kommunikative/soziale Kompetenzen, Basler Consensus Statement, medizinische Ausbildung, Didaktik, Prüfung, Bologna-Prozess