610 Medizin und Gesundheit
Refine
Year of publication
Document Type
- Journal article (3869)
- Doctoral Thesis (3687)
- Conference Proceeding (33)
- Book article / Book chapter (18)
- Preprint (14)
- Review (9)
- Report (8)
- Book (7)
- Other (7)
- Master Thesis (2)
Language
- English (4191)
- German (3463)
- Multiple languages (1)
Keywords
- Toxikologie (119)
- Medizin (102)
- inflammation (87)
- apoptosis (65)
- depression (62)
- Herzinsuffizienz (57)
- cancer (56)
- therapy (52)
- COVID-19 (51)
- MRI (49)
Institute
- Medizinische Klinik und Poliklinik I (549)
- Medizinische Klinik und Poliklinik II (482)
- Neurologische Klinik und Poliklinik (444)
- Klinik und Poliklinik für Allgemein-, Viszeral-, Gefäß- und Kinderchirurgie (Chirurgische Klinik I) (412)
- Klinik und Poliklinik für Psychiatrie, Psychosomatik und Psychotherapie (383)
- Theodor-Boveri-Institut für Biowissenschaften (320)
- Klinik und Poliklinik für Anästhesiologie (ab 2004) (305)
- Graduate School of Life Sciences (301)
- Institut für Pharmakologie und Toxikologie (294)
- Institut für Virologie und Immunbiologie (293)
Schriftenreihe
Sonstige beteiligte Institutionen
- Johns Hopkins School of Medicine (18)
- IZKF Nachwuchsgruppe Geweberegeneration für muskuloskelettale Erkrankungen (7)
- Clinical Trial Center (CTC) / Zentrale für Klinische Studien Würzburg (ZKSW) (5)
- Johns Hopkins University School of Medicine (5)
- Bernhard-Heine-Centrum für Bewegungsforschung (4)
- Johns Hopkins School of Medicine, Baltimore, MD, U.S. (4)
- Klinikum Fulda (3)
- Zentraleinheit Klinische Massenspektrometrie (3)
- CHC Würzburg (Comprehensive Hearing Center) (2)
- Center for Interdisciplinary Clinical Research, Würzburg University, Würzburg, Germany (2)
ResearcherID
- D-1221-2009 (1)
FKBP5 stellt im Stresssystem der HPA-Achse ein zentrales Gen bei der Regulation der Sensitivität des Glukokortikoidrezeptors und somit der Reaktion auf Stress dar. Zur Adaptation an Umwelteinflüsse ist es selbst in ein komplexes System von Regulationsmechanismen eingebettet, die unter anderem epigenetische Modifikationen in Form von DNA-Methylierung umfassen. Bisherige Studien legen eine starke Assoziation von FKBP5 zu stressinduzierten psychischen Erkrankungen nahe und weisen auf eine Dysregulation der HPA-Achse als möglichen Pathomechanismus hin. Für die enge klinische Interaktion von Depression und Herzinsuffizienz sowie eine ebenfalls vermutete Rolle der HPA-Achse in der Pathogenese letzterer, könnte FKBP5 daher ein entscheidendes Bindeglied darstellen. Gleichzeitig bietet die Identifikation einer über FKBP5 ausgedrückten Dysregulation der HPA-Achse einen biologischen Befund, der als Marker für das Ansprechen einer antidepressiven Therapie herangezogen werden könnte. Ziel dieser Arbeit war daher die Untersuchung eines möglichen Einflusses regulatorischer Parameter von FKBP5 auf die Herzinsuffizienz sowie eine Prüfung dieser als mögliche Biomarker für einen Erfolg der antidepressiven Therapie.
Dazu wurden Blutproben von ProbandInnen der GEParD- bzw. DaCFail-Studie mit Depression, Herzinsuffizienz sowie gesunde Kontrollen untersucht. Durch Pyrosequenzierung bisulfitkonvertierter DNA erfolgte die Bestimmung der Methylierung regulatorischer CpGs. Die Messung der relativen mRNA-Expression erfolgte durch den Einsatz einer qPCR.
In der Auswertung fand sich keine differentielle mRNA-Expression oder Methylierung zwischen den vier Untersuchungsgruppen. Allerdings reagierten depressive PatientInnen verglichen mit der Kontrollgruppe mit einer geringeren Zunahme der mRNA-Expression als Reaktion auf den mDST. Das Therapieansprechen in der Depressionsgruppe wiederum war mit einer niedrigeren Methylierung auf CpG7 sowie einer höheren mRNA-Expression zu Therapiebeginn assoziiert. Im Behandlungsverlauf führte eine Abnahme der mRNA-Expression bei den Respondern zu einer Annäherung beider Gruppen.
Diese Arbeit konnte keine Hinweise für eine Rolle von FKBP5 in der Pathogenese der Herzinsuffizienz finden. Allerdings zeigten die Befunde zur Regulation des Gens bei Glukokortikoidstimulation eine hohe Konstanz zu vorherigen Ergebnissen. In diesen Kontext reihen sich auch die Ergebnisse für das Therapieansprechen ein, die aufgrund einer Herabregulation der HPA-Achse im Therapieverlauf die Idee einer ursächlichen HPA-Dysregulation in der Gruppe der Responder bekräftigen. Für sich allein genommen lassen sich mRNA-Expression und Methylierung aufgrund mangelnder Sensitivität und Spezifität nicht als Biomarker für das Therapieansprechen einsetzen. Die bisherigen Befunde bestärken aber eine mögliche Rolle in einer Batterie unterschiedlicher Biomarker auf verschiedenen Ebenen, wie Klinik, Psychometrie und Physiologie.
Die 2009 erstmals entdeckte Spezies C. auris erlangte binnen kürzester Zeit zunehmend weltweite Aufmerksamkeit. Vor allem die Tendenz der Multiresistenzentwicklung und das rasche Auslösen von nosokomialen Infektionen erschweren den Umgang und die Therapie von C. auris Infektionen im Vergleich zu anderen Candida Spezien. Diese Dissertationsarbeit umfasst eine systematische Resistenzanalyse der im NRZMyk vorhandenen Stammsammlung aus C. auris und C. parapsilosis Isolaten, um Aufschluss über den Wirkmechanismus von Amphotericin B in Hefepilzen zu erlangen. Anhand der zunächst durchgeführten Amphotericin B-Resistenztestungen kristallisierten sich CAU37 und CAU43 mit MHK-Werten bis zu 12 µg/ml als stark Amphotericin B-resistente Isolate heraus. Die Analyse der Sequenzierungsergebnisse zeigte bei beiden Stämmen eine Mutation im ERG4 Gen an Position 576, welche nicht eindeutig als alleinige Ursache für die verminderte Amphotericin B-Empfindlichkeit festgelegt werden konnte. Dennoch wurde im Rahmen eines Survival Assays bei beiden Amphotericin B-resistenten Isolaten anfänglich eine konzentrationsabhängige Aktivität gegenüber Amphotericin B festgestellt, bevor ein Nachwachsen der Kulturen beobachtet wurde. Somit wurde die Vermutung aufgestellt, dass lediglich ein Teil der aufgebrachten Candida-Zellen abgetötet wird und dies in einer Vermehrung der überlebenden Zellen resultiert. Des Weiteren konnte im Rahmen von Resistenztestungen mit dem Sphingolipidinhibitor Myriocin nachgewiesen werden, dass vor allem in Amphotericin B-resistenten Isolaten eine deutliche Wirkungsverstärkung des Polyens hervorgerufen wird. Diese Sensitivitätssteigerung ist allgemein bei allen C. auris Isolaten zu beobachten, fällt bei resistenten Stämmen jedoch deutlich stärker aus. Hierdurch kam die Annahme auf, dass Amphotericin B-Resistenzen auch in möglichen Veränderungen des Sphingolipid-Haushaltes begründet sein könnten. Darüber hinaus scheint Myriocin keinen Einfluss auf Fluconazol-resistente oder FKS-mutierte Echinocandin-resistente C. auris Stämme zu haben. Das ebenfalls untersuchte und von Myriocin abgeleitete Medikament Fingolimod hatte jedoch ebenfalls keinen wirkungsverstärkenden Effekt. Allerdings reagierte ein Großteil der C. auris Isolate (57,6 %) sensitiv gegenüber dem neusten medizinisch bekannten Triazol Isavuconazol und es konnte erstmalig ein ECV-Wert von 0,03125 µg/ml festgelegt werden. Ein valider Vergleich von C. auris zu C. parapsilosis war aufgrund der mangelnden Anzahl an C. parapsilosis Isolaten jedoch nicht möglich
In diese monozentrische retrospektive Studie eingeschlossen wurden insgesamt 132 Patienten mit Schock, darunter 75 Patienten mit kardiogenem- und 57 Patienten mit septischem Schock. Um potentielle Prädiktoren für die Krankenhaussterblichkeit zu finden, wurden folgende Paramater untersucht: Alter, Geschlecht, BMI, kardiovaskuläre Risikofaktoren und Vorerkrankungen, Vitalparameter bei Aufnahme inkl. Schockindex, laborchemische Parameter inkl. BGA, maximaler Laktatanstieg im Verlauf, Interventionen inklusive Reanimation, Beatmung, Akutrevaskularisation und Anlage von mechanischen Kreislaufunterstützungssystemen, Katecholamintherapie und hämodynamisches Monitoring mit dem PiCCO-Verfahren. Hauptergebnis unserer Studie ist eine erhebliche Krankenhaussterblichkeit von 50% bei einem mittleren Aufenthalt von 14 Tagen ohne signifikanten Unterschied zwischen kardiogenem- (45%) und septischem Schock (55%), obgleich Patienten mit kardiogenem Schock signifikant älter und häufiger kardiovaskulär vorerkrankt waren. Prädiktoren für die Krankenhaussterblichkeit waren bei Patienten mit kardiogenem Schock die Höhe des maximalen Laktatanstiegs, das Auftreten eines akuten Nierenversagens, die Höhe der Transaminasen als Marker einer Schockleber, die fehlende Möglichkeit einer Akutrevaskularisation und die Höhe des Troponins als Marker für das Ausmaß des Myokardschadens. Prädiktoren für die Krankenhaussterblichkeit im septischen Schock waren ebenfalls die Höhe des maximalen Laktatanstiegs, die Notwendigkeit einer Reanimation, sowie Höhe des ELWI. Die übrigen klinischen, laborchemischen und hämodynamischen Parameter waren weder beim kardiogenen- noch beim septischen Schock prädiktiv für die Mortalität. Die beste Strategie zur Senkung der hohen Mortalität beider Schockformen besteht in der Prophylaxe des jeweiligen Schockgeschehens. Bei bereits in Gang gesetzten Circulus vitiosus, müssen zukünftige Studien klären, welches hämodynamische Monitoring zusammen mit klinischen Befunden und ggf. Bildgebung ein optimiertes Volumen- und Katecholamin-Management erlaubt. Bei Patienten mit kardiogenem Schock bleibt zu klären, ob die in unserer Studie gefundene erhebliche Krankenhaussterblichkeit von 45% durch den gezielten Einsatz moderner, perkutan implantierbarer Kreislaufunterstützungssysteme gebessert werden kann. Bei Patienten mit septischem Schock ist insbesondere bei pneumogener Sepsis das rechtzeitige Erkennen und die Therapie eines ARDS eine bleibende Herausforderung. Zukünftige Studien an größeren Patientenkollektiven müssen klären, ob die Bestimmung des ELWI mit dem PiCCO-Verfahren hilfreich ist, die Entstehung eines ARDS frühzeitig erkennen und behandeln zu können.
Das Verständnis der Beziehung zwischen Arzt und Patient befindet sich im Wandel. Die Patientenorientiertheit gewinnt an Relevanz, wobei insbesondere die Arzt-Patienten-Kommunikation in den Fokus rückt. Es ist belegt, dass eine effektive Kommunikation einen positiven Einfluss auf den emotionalen und den physiologischen Zustand des Patienten hat. Folglich wurde in den letzten Jahren auch hierzulande der Bereich Kommunikation in der universitären Ausbildung von Ärzten zunehmend thematisiert - seit der Änderung der Approbationsordnung 2012 ist die Gesprächsführung offiziell Gegenstand der ärztlichen Ausbildung. Das Studium ist jedoch nach wie vor stark vom technisch-naturwissenschaftlichen Paradigma der Medizin geprägt.
Die Fähigkeit, sich selbst hinsichtlich seiner kommunikativen Fähigkeiten einzuschätzen, stellt ein wichtiges Merkmal angehender Ärzte dar. Bestehende Studien zeigen auf, dass bei Medizinstudenten Diskrepanzen zwischen der Selbst- und der Fremdeinschätzung in unterschiedlichen Kompetenzfeldern bestehen. Um aus Fehlern lernen zu können, benötigt es zum einen die Fähigkeit zur Eigenreflexion. Ergänzend wird ein regelmäßiger Abgleich der Selbsteinschätzung mit einer Fremdeinschätzung im Sinne einer „Realitätskonfrontation“ benötigt. Durch das Feedback können individuelle Differenzen hinsichtlich der kommunikativen Fähigkeiten aufgezeigt, um dadurch dem Studenten den Anreiz zu geben, eine fortwährende Weiterbildung der eigenen kommunikativen Fähigkeiten bereits im Studium zu etablieren.
In der vorliegenden Studie wurde daher untersucht, inwieweit die Selbsteinschätzung von einem Studenten nach einem Anamnesegespräch mit der Fremdeinschätzung übereinstimmt. Hierfür wurde ein Anamnesegespräch mit einem Schauspielpatienten durch den Studenten, einen Experten sowie den betroffenen Schauspielpatienten bewertet. Mittels Cohens Kappa wurde die Übereinstimmung zwischen den Raterpaaren Student und Experte, Student und Schauspielpatient sowie der Fremdeinschätzung zwischen Schauspielpatient und Experte berechnet. Ergänzend wurde der Einfluss der Variablen Selbstwirksamkeit (allgemein und spezifisch hinsichtlich der Anamneseerhebung), Empathie, Geschlecht, Alter und berufliche Vorerfahrung auf die Übereinstimmung von Selbst- und Fremdeinschätzung untersucht. Es konnte eine geringe Übereinstimmung zwischen allen drei Raterpaaren (Student & Experte, Student & Schauspielpatient sowie Schauspielpatient & Experte) nachgewiesen werden. Die geringste Übereinstimmung zeigte sich zwischen der Selbst- und Fremdeinschätzung von Student und Experte, die größte Übereinstimmung in der Fremdeinschätzung zwischen Schauspielpatient und Experte. Die Hypothese bezüglich der Überschätzung der Studenten im Vergleich zur Fremdeinschätzung wurde nicht bestätigt. Weiter konnte eine höhere Übereinstimmung zwischen Selbst- und Fremdeinschätzung des Schauspielpatienten bei Studenten mit einem höheren Maß an Empathie gezeigt werden. Bezüglich des Geschlechterunterschiedes konnte nachgewiesen werden, dass weibliche Studenten eine höhere Übereinstimmung zwischen Selbst- und Fremdeinschätzung mit Schauspielpatienten aufweisen. Auch in der Fremdeinschätzung durch Schauspielpatienten und Experten ist bei weiblichen Studenten eine höhere Übereinstimmung zu finden. Die Variablen Selbstwirksamkeit, Alter, berufliche Vorerfahrung sowie Selbstwirksamkeit hinsichtlich der Anamneseerhebung zeigen keine statistisch signifikanten Zusammenhänge mit der Übereinstimmung zwischen Selbst- und Fremdeinschätzung. Der Vergleich zwischen der Gruppe, die ein Anamnesegespräch führte, und derjenigen, die kein Anamnesegespräch führte, zeigte, dass Studenten mit einer höheren Selbstwirksamkeit eher ein Gespräch führten.
Die Ergebnisse dieser Arbeit verdeutlichen, dass angehende Ärzte Rückmeldung bezüglich ihrer kommunikativen Kompetenz benötigen, um durch die Fremdeinschätzung das Selbstbild ihrer Kompetenz erweitern zu können. Über etwaige Diskrepanzen zwischen Fremdeinschätzung und Selbsteinschätzung erhalten sie konkretes Feedback, so dass das Kommunikationstraining an ihre individuellen Lernbedarfe angepasst werden kann. Hierfür ist der Vergleich der Selbsteinschätzung eines Schauspielpatientengespräches mit der Fremdeinschätzung eine gut in der Ausbildungspraxis einzusetzende Methode.
Das MM ist eine maligne Erkrankung, die von biologischer und klinischer Heterogenität geprägt ist. Sie ist durch die monoklonale Vermehrung von Plasmazellen charakterisiert. In vorangegangenen Studien wurde eine Häufung von Mutationen in RTK nachgewiesen. Diese gingen mit einem negativen Einfluss auf das Überleben von MM Patientinnen und Patienten einher.
Im Rahmen dieser Arbeit wurde der Einfluss des IGF1R an HMZL mittels siRNA-vermitteltem IGF1R-Knockdown untersucht und dessen Effekt auf das Signalnetzwerk mittels Western Blot Analysen ermittelt. Um die Heterogenität des MM besser abzubilden, wurden sechs verschiedenen HMZL ausgewählt.
Der IGF1R-Knockdown war in allen HMZL sowohl anhand der Reduktion der IGF1R-Expression als auch der IGF1R-Aktivierung deutlich nachweisbar. Stellvertretend für den PI3K/AKT Signalweg wurde die AKT-Aktivierung untersucht, welche nach IGF1R-Knockdown in allen Linien abnahm. Im Ras/Raf/MEK/ERK Signalweg fiel eine deutliche Reduktion der ERK1/2- und MEK-Aktivierung in den von PCL stammenden HMZL L-363 und MM.1S, sowie in JJN-3 mit der Hochrisikotranslokation t(14;16) auf. Entsprechend der Beobachtungen für die AKT-Aktivierung, nahm die PYK2-Aktivierung in allen HMZL nach IGF1R-Knockdown ab, was auf ein Zusammenspiel von IGF1R, PYK2 und AKT in allen HMZL hindeutet.
Zukünftige Untersuchungen werden zeigen, ob IGF1R Inhibitoren alleine oder in Kombination mit z.B. AKT, PYK2 oder Proteasomen-Inhibitoren in bestimmten molekularen MM Subgruppen ein effektives therapeutisches Ziel sind.
During the last few years, several new drugs have been introduced for treatment of patients with multiple myeloma, which have significantly improved the treatment outcome. All of these novel substances differ at least in part in their mode of action from similar drugs of the same drug class, or are representatives of new drug classes, and as such present with very specific side effect profiles. In this review, we summarize these adverse events, provide information on their prevention, and give practical guidance for monitoring of patients and for management of adverse events.
Clinical relevance of systematic phenotyping and exome sequencing in patients with short stature
(2018)
Purpose
Short stature is a common condition of great concern to patients and their families. Mostly genetic in origin, the underlying cause often remains elusive due to clinical and genetic heterogeneity.
Methods
We systematically phenotyped 565 patients where common nongenetic causes of short stature were excluded, selected 200 representative patients for whole-exome sequencing, and analyzed the identified variants for pathogenicity and the affected genes regarding their functional relevance for growth.
Results
By standard targeted diagnostic and phenotype assessment, we identified a known disease cause in only 13.6% of the 565 patients. Whole-exome sequencing in 200 patients identified additional mutations in known short-stature genes in 16.5% of these patients who manifested only part of the symptomatology. In 15.5% of the 200 patients our findings were of significant clinical relevance. Heterozygous carriers of recessive skeletal dysplasia alleles represented 3.5% of the cases.
Conclusion
A combined approach of systematic phenotyping, targeted genetic testing, and whole-exome sequencing allows the identification of the underlying cause of short stature in at least 33% of cases, enabling physicians to improve diagnosis, treatment, and genetic counseling. Exome sequencing significantly increases the diagnostic yield and consequently care in patients with short stature.
The clustering of different types of B-cell malignancies in families raises the possibility of shared aetiology. To examine this, we performed cross-trait linkage disequilibrium (LD)-score regression of multiple myeloma (MM) and chronic lymphocytic leukaemia (CLL) genome-wide association study (GWAS) data sets, totalling 11,734 cases and 29,468 controls. A significant genetic correlation between these two B-cell malignancies was shown (Rg = 0.4, P = 0.0046). Furthermore, four of the 45 known CLL risk loci were shown to associate with MM risk and five of the 23 known MM risk loci associate with CLL risk. By integrating eQTL, Hi-C and ChIP-seq data, we show that these pleiotropic risk loci are enriched for B-cell regulatory elements and implicate B-cell developmental genes. These data identify shared biological pathways influencing the development of CLL and, MM and further our understanding of the aetiological basis of these B-cell malignancies.
A shear-dependent NO-cGMP-cGKI cascade in platelets acts as an auto-regulatory brake of thrombosis
(2018)
Mechanisms that limit thrombosis are poorly defined. One of the few known endogenous platelet inhibitors is nitric oxide (NO). NO activates NO sensitive guanylyl cyclase (NO-GC) in platelets, resulting in an increase of cyclic guanosine monophosphate (cGMP). Here we show, using cGMP sensor mice to study spatiotemporal dynamics of platelet cGMP, that NO-induced cGMP production in pre-activated platelets is strongly shear-dependent. We delineate a new mode of platelet-inhibitory mechanotransduction via shear-activated NO-GC followed by cGMP synthesis, activation of cGMP-dependent protein kinase I (cGKI), and suppression of Ca2+ signaling. Correlative profiling of cGMP dynamics and thrombus formation in vivo indicates that high cGMP concentrations in shear-exposed platelets at the thrombus periphery limit thrombosis, primarily through facilitation of thrombus dissolution. We propose that an increase in shear stress during thrombus growth activates the NO-cGMP-cGKI pathway, which acts as an auto-regulatory brake to prevent vessel occlusion, while preserving wound closure under low shear.
CD8 T cells protect the liver against viral infection, but can also cause severe liver damage that may even lead to organ failure. Given the lack of mechanistic insights and specific treatment options in patients with acute fulminant hepatitis, we develop a mouse model reflecting a severe acute virus-induced CD8 T cell-mediated hepatitis. Here we show that antigen-specific CD8 T cells induce liver damage in a perforin-dependent manner, yet liver failure is not caused by effector responses targeting virus-infected hepatocytes alone. Additionally, CD8 T cell mediated elimination of cross-presenting liver sinusoidal endothelial cells causes endothelial damage that leads to a dramatically impaired sinusoidal perfusion and indirectly to hepatocyte death. With the identification of perforin-mediated killing as a critical pathophysiologic mechanism of liver failure and the protective function of a new class of perforin inhibitor, our study opens new potential therapeutic angles for fulminant viral hepatitis.
Soft tissue tumors of infancy encompass an overlapping spectrum of diseases that pose unique diagnostic and clinical challenges. We studied genomes and transcriptomes of cryptogenic congenital mesoblastic nephroma (CMN), and extended our findings to five anatomically or histologically related soft tissue tumors: infantile fibrosarcoma (IFS), nephroblastomatosis, Wilms tumor, malignant rhabdoid tumor, and clear cell sarcoma of the kidney. A key finding is recurrent mutation of EGFR in CMN by internal tandem duplication of the kinase domain, thus delineating CMN from other childhood renal tumors. Furthermore, we identify BRAF intragenic rearrangements in CMN and IFS. Collectively these findings reveal novel diagnostic markers and therapeutic strategies and highlight a prominent role of isolated intragenic rearrangements as drivers of infant tumors.
Patients with newly diagnosed multiple myeloma (NDMM) with high-risk disease are in need of new treatment strategies to improve the outcomes. Multiple clinical, cytogenetic, or gene expression features have been used to identify high-risk patients, each of which has significant weaknesses. Inclusion of molecular features into risk stratification could resolve the current challenges. In a genome-wide analysis of the largest set of molecular and clinical data established to date from NDMM, as part of the Myeloma Genome Project, we have defined DNA drivers of aggressive clinical behavior. Whole-genome and exome data from 1273 NDMM patients identified genetic factors that contribute significantly to progression free survival (PFS) and overall survival (OS) (cumulative R2 = 18.4% and 25.2%, respectively). Integrating DNA drivers and clinical data into a Cox model using 784 patients with ISS, age, PFS, OS, and genomic data, the model has a cumlative R2 of 34.3% for PFS and 46.5% for OS. A high-risk subgroup was defined by recursive partitioning using either a) bi-allelic TP53 inactivation or b) amplification (≥4 copies) of CKS1B (1q21) on the background of International Staging System III, comprising 6.1% of the population (median PFS = 15.4 months; OS = 20.7 months) that was validated in an independent dataset. Double-Hit patients have a dire prognosis despite modern therapies and should be considered for novel therapeutic approaches.
T regulatory (Treg) cells maintain immunological tolerance and organ homeostasis. Activated Treg cells differentiate into effector Treg subsets that acquire tissue-specific functions. Ca2+ influx via Ca2+ release-activated Ca2+ (CRAC) channels formed by STIM and ORAI proteins is required for the thymic development of Treg cells, but its function in mature Treg cells remains unclear. Here we show that deletion of Stim1 and Stim2 genes in mature Treg cells abolishes Ca2+ signaling and prevents their differentiation into follicular Treg and tissue-resident Treg cells. Transcriptional profiling of STIM1/STIM2-deficient Treg cells reveals that Ca2+ signaling regulates transcription factors and signaling pathways that control the identity and effector differentiation of Treg cells. In the absence of STIM1/STIM2 in Treg cells, mice develop a broad spectrum of autoantibodies and fatal multiorgan inflammation. Our findings establish a critical role of CRAC channels in controlling lineage identity and effector functions of Treg cells.
Obsessive-compulsive disorder (OCD) is a common neuropsychiatric disease affecting about 2% of the general population. It is characterized by persistent intrusive thoughts and repetitive ritualized behaviors. While gene variations, malfunction of cortico-striato-thalamo-cortical (CSTC) circuits, and dysregulated synaptic transmission have been implicated in the pathogenesis of OCD, the underlying mechanisms remain largely unknown. Here we show that OCD-like behavior in mice is caused by deficiency of SPRED2, a protein expressed in various brain regions and a potent inhibitor of Ras/ERK-MAPK signaling. Excessive self-grooming, reflecting OCD-like behavior in rodents, resulted in facial skin lesions in SPRED2 knockout (KO) mice. This was alleviated by treatment with the selective serotonin reuptake inhibitor fluoxetine. In addition to the previously suggested involvement of cortico-striatal circuits, electrophysiological measurements revealed altered transmission at thalamo-amygdala synapses and morphological differences in lateral amygdala neurons of SPRED2 KO mice. Changes in synaptic function were accompanied by dysregulated expression of various pre- and postsynaptic proteins in the amygdala. This was a result of altered gene transcription and triggered upstream by upregulated tropomyosin receptor kinase B (TrkB)/ERK-MAPK signaling in the amygdala of SPRED2 KO mice. Pathway overactivation was mediated by increased activity of TrkB, Ras, and ERK as a specific result of SPRED2 deficiency and not elicited by elevated brain-derived neurotrophic factor levels. Using the MEK inhibitor selumetinib, we suppressed TrkB/ERK-MAPK pathway activity in vivo and reduced OCD-like grooming in SPRED2 KO mice. Altogether, this study identifies SPRED2 as a promising new regulator, TrkB/ERK-MAPK signaling as a novel mediating mechanism, and thalamo-amygdala synapses as critical circuitry involved in the pathogenesis of OCD.
In vitro co-cultures of different primary human cell types are pivotal for the testing and evaluation of biomaterials under conditions that are closer to the human in vivo situation. Especially co-cultures of macrophages and mesenchymal stem cells (MSCs) are of interest, as they are both present and involved in tissue regeneration and inflammatory reactions and play crucial roles in the immediate inflammatory reactions and the onset of regenerative processes, thus reflecting the decisive early phase of biomaterial contact with the host. A co-culture system of these cell types might thus allow for the assessment of the biocompatibility of biomaterials. The establishment of such a co-culture is challenging due to the different in vitro cell culture conditions. For human macrophages, medium is usually supplemented with human serum (hS), whereas hMSC culture is mostly performed using fetal calf serum (FCS), and these conditions are disadvantageous for the respective other cell type. We demonstrate that human platelet lysate (hPL) can replace hS in macrophage cultivation and appears to be the best option for co-cultivation of human macrophages with hMSCs. In contrast to FCS and hS, hPL maintained the phenotype of both cell types, comparable to that of their respective standard culture serum, as well as the percentage of each cell population. Moreover, the expression profile and phagocytosis activity of macrophages was similar to hS.
Knowledge on trauma survival time prior to death following a lethal traumatic brain injury (TBI) may be essential for legal purposes. Immunohistochemistry studies might allow to narrow down this survival interval. The biomarkers interleukin-6 (IL-6) and glial fibrillary acidic protein (GFAP) are well known in the clinical setting for their usability in TBI prediction. Here, both proteins were chosen in forensics to determine whether neuronal or glial expression in various brain regions may be associated with the cause of death and the survival time prior to death following TBI. IL-6 positive neurons, glial cells and GFAP positive astrocytes all concordantly increase with longer trauma survival time, with statistically significant changes being evident from three days post-TBI (p < 0.05) in the pericontusional zone, irrespective of its definite cortical localization. IL-6 staining in neurons increases significantly in the cerebellum after trauma, whereas increasing GFAP positivity is also detected in the cortex contralateral to the focal lesion. These systematic chronological changes in biomarkers of pericontusional neurons and glial cells allow for an estimation of trauma survival time. Higher numbers of IL-6 and GFAP-stained cells above threshold values in the pericontusional zone substantiate the existence of fatal traumatic changes in the brain with reasonable certainty.
The diagnosis of Parkinson’s disease (PD) occurs after pathogenesis is advanced and many substantia nigra (SN) dopamine neurons have already died. Now that therapies to block this neuronal loss are under development, it is imperative that the disease be diagnosed at earlier stages and that the response to therapies is monitored. Recent studies suggest this can be accomplished by magnetic resonance imaging (MRI) detection of neuromelanin (NM), the characteristic pigment of SN dopaminergic, and locus coeruleus (LC) noradrenergic neurons. NM is an autophagic product synthesized via oxidation of catecholamines and subsequent reactions, and in the SN and LC it increases linearly during normal aging. In PD, however, the pigment is lost when SN and LC neurons die. As shown nearly 25 years ago by Zecca and colleagues, NM’s avid binding of iron provides a paramagnetic source to enable electron and nuclear magnetic resonance detection, and thus a means for safe and noninvasive measure in living human brain. Recent technical improvements now provide a means for MRI to differentiate between PD patients and age-matched healthy controls, and should be able to identify changes in SN NM with age in individuals. We discuss how MRI detects NM and how this approach might be improved. We suggest that MRI of NM can be used to confirm PD diagnosis and monitor disease progression. We recommend that for subjects at risk for PD, and perhaps generally for older people, that MRI sequences performed at regular intervals can provide a pre-clinical means to detect presymptomatic PD.
Bacterial coinfection restrains antiviral CD8 T-cell response via LPS-induced inhibitory NK cells
(2018)
Infection of specific pathogen-free mice with lymphocytic choriomeningitis virus (LCMV) is a widely used model to study antiviral T-cell immunity. Infections in the real world, however, are often accompanied by coinfections with unrelated pathogens. Here we show that in mice, systemic coinfection with E. coli suppresses the LCMV-specific cytotoxic T-lymphocyte (CTL) response and virus elimination in a NK cell- and TLR2/4-dependent manner. Soluble TLR4 ligand LPS also induces NK cell-mediated negative CTL regulation during LCMV infection. NK cells in LPS-treated mice suppress clonal expansion of LCMV-specific CTLs by a NKG2D- or NCR1-independent but perforin-dependent mechanism. These results suggest a TLR4-mediated immunoregulatory role of NK cells during viral-bacterial coinfections.
Sensory processing and attention allocation are shaped by threat, but the role of trait-anxiety in sensory processing as a function of threat predictability remains incompletely understood. Therefore, we measured steady-state visual evoked potentials (ssVEPs) as an index of sensory processing of predictable and unpredictable threat cues in 29 low (LA) and 29 high (HA) trait-anxious participants during a modified NPU-paradigm followed by an extinction phase. Three different contextual cues indicated safety (N), predictable (P) or unpredictable threat (U), while foreground cues signalled shocks in the P-condition only. All participants allocated increased attentional resources to the central P-threat cue, replicating previous findings. Importantly, LA individuals exhibited larger ssVEP amplitudes to contextual threat (U and P) than to contextual safety cues, while HA individuals did not differentiate among contextual cues in general. Further, HA exhibited higher aversive ratings of all contexts compared to LA. These results suggest that high trait-anxious individuals might be worse at discriminating contextual threat stimuli and accordingly overestimate the probability and aversiveness of unpredictable threat. These findings support the notion of aberrant sensory processing of unpredictable threat in anxiety disorders, as this processing pattern is already evident in individuals at risk of these disorders.
Cell adhesion in the multiple myeloma (MM) microenvironment has been recognized as a major mechanism of MM cell survival and the development of drug resistance. Here we addressed the hypothesis that the protein junctional adhesion molecule-A (JAM-A) may represent a novel target and a clinical biomarker in MM. We evaluated JAM-A expression in MM cell lines and in 147 MM patient bone marrow aspirates and biopsies at different disease stages. Elevated JAM-A levels in patient-derived plasma cells were correlated with poor prognosis. Moreover, circulating soluble JAM-A (sJAM-A) levels were significantly increased in MM patients as compared with controls. Notably, in vitro JAM-A inhibition impaired MM migration, colony formation, chemotaxis, proliferation and viability. In vivo treatment with an anti-JAM-A monoclonal antibody (αJAM-A moAb) impaired tumor progression in a murine xenograft MM model. These results demonstrate that therapeutic targeting of JAM-A has the potential to prevent MM progression, and lead us to propose JAM-A as a biomarker in MM, and sJAM-A as a serum-based marker for clinical stratification.