610 Medizin und Gesundheit
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Die Fähigkeit der spezifischen und kontextabhängigen zellulären Adaption auf intrinsische und/oder extrinsische Signale ist das Fundament zellulärer Homöostase. Verschiedene Signale werden von Membranrezeptoren oder intrazellulären Rezeptoren erkannt und ermöglichen die molekulare Anpassung zellulärer Prozesse. Komplexe, ineinandergreifende Proteinnetzwerke sind dabei elementar in der Regulation der Zelle. Proteine und deren Funktionen werden dabei nach Bedarf reguliert und unterliegen einem ständigen proteolytischen Umsatz.
Die stimulusabhängige Gentranskription und/oder Proteintranslation nimmt hier eine zentrale Stellung ein, da die zugrundeliegende Maschinerie die Komposition und Funktion der Proteinnetzwerke entsprechend anpassen kann. Zusätzlich zur Regulation der Proteinabundanz werden Proteine posttranslational modifiziert, um deren Eigenschaften rasch zu ändern. Zu posttranslationalen Modifikationen zählen die Ubiquitinierung und/oder Phosphorylierung, welche die Proteinfunktionen hochdynamisch regulieren. Deregulierte Proteinnetzwerke werden oft mit Neurodegeneration und Autoimmun- oder Krebserkrankungen assoziiert. Auch Infektionen mit humanpathogenen Bakterien greifen stark in den Regulierungsprozess von Proteinnetzwerken und deren Funktionen ein. Die zelluläre Homöostase wird dadurch herausgefordert.
Bakterien der Gattung Salmonella sind zoonotische, gramnegative, fakultativ intrazelluläre Pathogene, welche weltweit millionenfach Salmonellen-erkrankungen hervorrufen. Von besonderer Bedeutung ist dabei Salmonella enterica serovar Typhimurium (hiernach Salmonella), welches im Menschen, meist durch mangelnde Hygienemaßnahmen, Gastroenteritis auslöst.
Immunität in Epithelzellen wird über das angeborene Immunsystem vermittelt und dient der Pathogenerkennung und -bekämpfung. Die Toll-like Rezeptoren (TLR) gehören zu den Mustererkennungsrezeptoren (pattern recognition receptors), welche spezifische mikrobielle Strukturen detektieren und eine kontextabhängige zelluläre Antwort generieren. Danger-Rezeptoren erkennen hingegen nicht direkt das Pathogen, sondern zelluläre Perturbationen, welche durch Zellschäden oder bakterielle Invasionen verursacht werden. Die intrinsische Fähigkeit der Wirtszelle, sich gegen Infektionen/Gefahren zu wehren wird dabei als zellautonome Immunität bezeichnet. Dabei nehmen induzierte proinflammatorische Signalwege und zelluläre Stressantworten eine wichtige Stellung ein. Die zelluläre Stressantwort aktiviert unter anderem die selektive Autophagie. Diese kann spezifisch aberrante Organelle, Proteine und invasive Pathogene abbauen. Ein weiterer Stresssignalweg ist die integrated stress response (ISR), welche eine selektive Proteintranslation erlaubt und damit die Auflösung des proteintoxischen Stresses ermöglicht.
Zur Penetration von Epithelzellen benötigt Salmonella ein komplexes System an Virulenzfaktoren, welches die bakterielle Internalisierung und Proliferation in der Wirtszelle ermöglicht. Salmonella nutzt dazu ein Typ-III-Sekretionssystem. Das System sekretiert bakterielle Virulenzfaktoren in die Zelle, sodass eine hochspezifische Modulierung des Wirtes erzwungen wird.
Die Virulenzfaktoren SopE und SopE2 spielen dabei eine Schlüsselrolle, da sie die Pathogenität von Salmonella maßgeblich vermitteln. Durch molekulare Mimikry von Wirts GTP (Guanosintriphosphat) -Austauschfaktoren aktivieren SopE und SopE2 die Rho GTPasen CDC42 und Rac1. GTP-geladenes CDC42 und Rac1 wiederum aktivieren das Aktinzytoskelett und stimulieren die Polymerisierung von Aktinfilamenten über den Arp2/3-Komplex an der Invasionsstelle. Das Pathogen wird dadurch in ein membranumhülltes Vesikel, die sogenannte Salmonella-containing Vakuole (SCV), aufgenommen. Die SCV stellt eine protektive, replikative, intrazelluläre Nische des Pathogens dar und wird permanent durch verschiedene Virulenzfaktoren moduliert.
Im Allgemeinen führt die Aktivierung von Mustererkennungsrezeptoren und Danger-Rezeptoren also zu einer zellulären Stressantwort und Entzündungsreaktion, wodurch es zur Bekämpfung der Infektion kommt. Inflammatorische Signalwege werden meist über den zentralen Transkriptionsfaktor NF-κB (nuclear factor 'kappa-light-chain-enhancer' of activated B-cells) vermittelt. NF-κB bewirkt die Induktion von proinflammatorischen Effektoren und Stressgenen. Zellautonome Immunität wird zusätzlich durch antibakterielle Autophagie ermöglicht, wobei Salmonella selektiv über das lysosomale System abgebaut werden. Das bakterielle Typ-III-Sekretionssystem verursacht an einigen wenigen SCVs Membranschäden, sodass Salmonella das Wirtszytosol penetrieren. Zytosolische Bakterien werden dabei spezifisch ubiquitiniert. Dies erlaubt die Erkennung durch die Autophagie-Maschinerie.
In der vorliegenden Arbeit wurde die zellautonome Immunität von Epithelzellen während einer akuten Salmonella Infektion durch quantitative Proteomik untersucht...
Deutschland hat in der Pandemie von seinem Gesundheitssystem profitiert – darin sind sich Experten von Goethe-Universität und Universitätsklinikum Frankfurt einig. Sie sehen allerdings in einigen Bereichen dringenden Nachholbedarf, etwa in der Struktur des Gesundheitssystems und bei der Digitalisierung. Nur so können wir uns gegen kommende Krisen wie den Klimawandel wappnen.
Background: To investigate patients’ perspectives on polypharmacy and the use of a digital decision support system to assist general practitioners (GPs) in performing medication reviews. Methods: Qualitative interviews with patients or informal caregivers recruited from participants in a cluster-randomized controlled clinical trial (cRCT). The interviews were transcribed verbatim and analyzed using thematic analysis. Results: We conducted 13 interviews and identified the following seven themes: the patients successfully integrated medication use in their everyday lives, used medication plans, had both good and bad personal experiences with their drugs, regarded their healthcare providers as the main source of medication-related information, discussed medication changes with their GPs, had trusting relationships with them, and viewed the use of digital decision support tools for medication reviews positively. No unwanted adverse effects were reported. Conclusions: Despite drug-related problems, patients appeared to cope well with their medications. They also trusted their GPs, despite acknowledging polypharmacy to be a complex field for them. The use of a digital support system was appreciated and linked to the hope that reasons for selecting specific medication regimens would become more comprehensible. Further research with a more diverse sampling might add more patient perspectives.
'Skelettfund' im Keller
(2021)
Bei der Identifizierung einer unbekannten, stark verwesten Leiche oder eines Skelettes ohne Hinweise auf die Identität durch die Auffindesituation spielt die Erstellung des sog. biologischen Profils eine entscheidende Rolle. Vorgestellt wird ein Leichenfund in einem mehr oder weniger frei zugänglichen Kellerabteil eines Mehrfamilienhauses. Der Leichnam war weitgehend skelettiert, das Skelett jedoch durch mumifizierte Weichteilreste noch nahezu vollständig zusammengehalten. Bei den Hinweisen auf die Identität ergaben sich insbesondere in der Altersschätzung scheinbare Widersprüche, die jedoch zufällig eine relativ genau zutreffende Schätzung lieferten. Die Überreste konnten mittels forensischer DNA-Analyse einer seit 4 Jahren vermissten 49-Jährigen zugeordnet werden. Als Todesursache wurde ein Kältetod diskutiert.
Der Fall wies eine außergewöhnliche Auffindesituation auf, die an Bilder von „Skelettfunden“ in Kriminalverfilmungen erinnerte. Derartige Befunde dürften jedoch in der Realität wohl nur sehr selten vorkommen. Darüber hinaus werden die Wichtigkeit und die Probleme der forensisch-osteologischen Untersuchungen bei der Identifizierung eines stark verwesten, unbekannten Leichnams demonstriert.
Epoxyeicosatrienoic acids (EET) facilitate regeneration in different tissues, and their benefit in dermal wound healing has been proven under normal conditions. In this study, we investigated the effect of 11,12 EET on dermal wound healing in diabetes. We induced diabetes by i.p. injection of streptozotocin 2 weeks prior to wound creation on the dorsal side of the mouse ear. 11,12 EET was applied every second day on the wound, whereas the control groups received only solvent. Epithelialization was monitored every second day intravitally up to wound closure. Wounds were stained for VEGF, CD31, TGF-β, TNF-α, SDF-1α, NF-κB, and Ki-67, and fibroblasts were counted after hematoxylin-eosin stain on days 3, 6, 9, and 16 after wounding. After induction of diabetes, wounds closed on day 13.00 ± 2.20 standard deviation (SD). Local 11,12 ETT application improved wound closure significantly to day 8.40 ± 1.39 SD. EET treatment enhanced VEGF and CD31 expression in wounds on day 3. It also seemed to raise TNF-α level on all days investigated as well as TGF-β level on days 3 and 6. A decrease in NF-κB could be observed on days 9 and 16 after EET application. The latter findings were not significant. SDF-1α expression was not influenced by EET application, and Ki-67 was significantly less in the EET group on day 9 after EET application. The number of fibroblasts was significantly increased on day 9 after the 11,12 EET application. 11,12 EET improve deteriorated wound healing in diabetes by enhancing neoangiogenesis, especially in the early phase of wound healing. Furthermore, they contribute to the dissolution of the initial inflammatory reaction, allowing the crucial transition from the inflammatory to proliferative phase in wound healing.
The SARS-CoV-2 (SCoV-2) virus is the causative agent of the ongoing COVID-19 pandemic. It contains a positive sense single-stranded RNA genome and belongs to the genus of Betacoronaviruses. The 5′- and 3′-genomic ends of the 30 kb SCoV-2 genome are potential antiviral drug targets. Major parts of these sequences are highly conserved among Betacoronaviruses and contain cis-acting RNA elements that affect RNA translation and replication. The 31 nucleotide (nt) long highly conserved stem-loop 5a (SL5a) is located within the 5′-untranslated region (5′-UTR) important for viral replication. SL5a features a U-rich asymmetric bulge and is capped with a 5′-UUUCGU-3′ hexaloop, which is also found in stem-loop 5b (SL5b). We herein report the extensive 1H, 13C and 15N resonance assignment of SL5a as basis for in-depth structural studies by solution NMR spectroscopy.
The SARS-CoV-2 virus is the cause of the respiratory disease COVID-19. As of today, therapeutic interventions in severe COVID-19 cases are still not available as no effective therapeutics have been developed so far. Despite the ongoing development of a number of effective vaccines, therapeutics to fight the disease once it has been contracted will still be required. Promising targets for the development of antiviral agents against SARS-CoV-2 can be found in the viral RNA genome. The 5′- and 3′-genomic ends of the 30 kb SCoV-2 genome are highly conserved among Betacoronaviruses and contain structured RNA elements involved in the translation and replication of the viral genome. The 40 nucleotides (nt) long highly conserved stem-loop 4 (5_SL4) is located within the 5′-untranslated region (5′-UTR) important for viral replication. 5_SL4 features an extended stem structure disrupted by several pyrimidine mismatches and is capped by a pentaloop. Here, we report extensive 1H, 13C, 15N and 31P resonance assignments of 5_SL4 as the basis for in-depth structural and ligand screening studies by solution NMR spectroscopy.
Introduction: The treatment of carious lesions is one of the most fundamental competencies in daily dental practice. However, many commercially available training models lack in reality regarding the simulation of pathologies such as carious lesions. 3D printed models could provide a more realistic simulation. This study provides an exemplary description of the fabrication of 3D printed dental models with carious lesions and assesses their educational value compared to commercially available models in conservative dentistry.
Materials and Methods: A single-stage, controlled cohort study was conducted within the context of a curricular course. A stereolithographic model was obtained from an intraoral scan and then printed using fused deposition modelling. These models were first piloted by experts and then implemented and compared against commercial models in a conservative dentistry course. Experts and students evaluated both models using a validated questionnaire. Additionally, a cost analysis for both models was carried out.
Results: Thirteen dentists and twenty-seven 5th year dental students participated in the study. The 3D printed models were rated significantly more realistic in many test areas. In particular, the different tactility and the distinction in colour was rated positively in the 3D printed models. At 28.29€ (compared to 112.36€), the 3D printed models were exceptionally cost-efficient.
Conclusions: 3D printed dental models present a more realistic and cost-efficient alternative to commercial models in the undergraduate training of conservative dentistry.
Popular media now often present 3D printing as a widely employed technology for the production of dental prostheses. This article aims to show, based on factual information, to what extent 3D printing can be used in dental laboratories and dental practices at present. It attempts to present a rational evaluation of todays´ applications of 3D printing technology in the context of dental restorations. In addition, the article discusses future perspectives and examines the ongoing viability of traditional dental laboratory services and manufacturing processes. It also shows which expertise is needed for the digital additive manufacturing of dental restorations.