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Background: Depression and anxiety are common and independent outcome predictors in patients with chronic heart failure (CHF). However, it is unclear whether CHF causes depression. Thus, we investigated whether mice develop anxiety- and depression-like behavior after induction of ischemic CHF by myocardial infarction (MI).
Methods and Results: In order to assess depression-like behavior, anhedonia was investigated by repeatedly testing sucrose preference for 8 weeks after coronary artery ligation or sham operation. Mice with large MI and increased left ventricular dimensions on echocardiography (termed CHF mice) showed reduced preference for sucrose, indicating depression-like behavior. 6 weeks after MI, mice were tested for exploratory activity, anxiety-like behavior and cognitive function using the elevated plus maze (EPM), light-dark box (LDB), open field (OF), and object recognition (OR) tests. In the EPM and OF, CHF mice exhibited diminished exploratory behavior and motivation despite similar movement capability. In the OR, CHF mice had reduced preference for novelty and impaired short-term memory. On histology, CHF mice had unaltered overall cerebral morphology. However, analysis of gene expression by RNA-sequencing in prefrontal cortical, hippocampal, and left ventricular tissue revealed changes in genes related to inflammation and cofactors of neuronal signal transduction in CHF mice, with Nr4a1 being dysregulated both in prefrontal cortex and myocardium after MI.
Conclusions: After induction of ischemic CHF, mice exhibited anhedonic behavior, decreased exploratory activity and interest in novelty, and cognitive impairment. Thus, ischemic CHF leads to distinct behavioral changes in mice analogous to symptoms observed in humans with CHF and comorbid depression.
Objectives: Since diastolic abnormalities are typical findings of cardiac amyloidosis (CA), we hypothesized that speckle-tracking-imaging (STI) derived longitudinal early diastolic strain rate (LSRdias) could predict outcome in CA patients with preserved left ventricular ejection fraction (LVEF >50%).
Background: Diastolic abnormalities including altered early filling are typical findings and are related to outcome in CA patients. Reduced longitudinal systolic strain (LSsys) assessed by STI predicts increased mortality in CA patients. It remains unknown if LSRdias also related to outcome in these patients.
Methods: Conventional echocardiography and STI were performed in 41 CA patients with preserved LVEF (25 male; mean age 65±9 years). Global and segmental LSsys and LSRdias were obtained in six LV segments from apical 4-chamber views.
Results: Nineteen (46%) out of 41 CA patients died during a median of 16 months (quartiles 5–35 months) follow-up. Baseline mitral annular plane systolic excursion (MAPSE, 6±2 vs. 8±3 mm), global LSRdias and basal-septal LSRdias were significantly lower in non-survivors than in survivors (all p<0.05). NYHA class, number of non-cardiac organs involved, MAPSE, mid-septal LSsys, global LSRdias, basal-septal LSRdias and E/LSRdias were the univariable predictors of all-cause death. Multivariable analysis showed that number of non-cardiac organs involved (hazard ratio [HR] = 1.96, 95% confidence interval [CI] 1.17–3.26, P = 0.010), global LSRdias (HR = 7.30, 95% CI 2.08–25.65, P = 0.002), and E/LSRdias (HR = 2.98, 95% CI 1.54–5.79, P = 0.001) remained independently predictive of increased mortality risk. The prognostic performance of global LSRdias was optimal at a cutoff value of 0.85 S−1 (sensitivity 68%, specificity 67%). Global LSRdias <0.85 S−1 predicted a 4-fold increased mortality in CA patients with preserved LVEF.
Conclusions: STI-derived early diastolic strain rate is a powerful independent predictor of survival in CA patients with preserved LVEF.
Die Pseudoproteinkinase TRIB3 wurde als ein wichtiger Mediator der Insulinresistenz bei Typ 2 Diabetikern erkannt. Ein TRIB3 Knockdown führte in verschiedenen Zell- und Tiermodellen zu einer Verbesserung der Insulinsensitivität. Zudem wurde in einem Tierexperiment mit insulinresistenten Ratten gesehen, dass ein TRIB3 Knockdown zu einem Anstieg von SREBP-2 und HDL und somit zu einer Verbesserung der diabetischen Dyslipidämie führt.
In HepG2 Zellen wurde der Einfluss von TRIB3 auf die SREBP-2 Expression und weitere zentrale Regulatoren des reversen Cholesterintransportes untersucht.
Wir konnten zeigen, dass SREBP-2 durch einen TRIB3 Knockdown in insulinsensiblen Zellen induziert wird. Passend hierzu zeigte sich auch eine Modifikation von SREBP-1c, welches ebenfalls durch einen TRIB3 Knockdown induziert wird. Als weitere Möglichkeit der Beeinflussung der diabetischen Dyslipidämie haben wir Marker der Cholesterinsynthese, sowie des Cholesterin-Importes und –Exportes untersucht. Hierbei zeigte sich infolge eines TRIB3 Knockdowns ein Anstieg von SR-B1 und Apo-A1. Die Induktion von SR-B1 und Apo-A1 könnte über eine Förderung des reversen Cholesterintransportes und über eine vermehrte Ausscheidung von Cholesterin aus dem Körper zu einer Verbesserung der diabetischen Dyslipidämie und zu einer Reduktion der Atherosklerose beitragen.
Zur Induktion einer Insulinresistenz wurden HepG2 Zellen mit Palmitinsäure inkubiert. Hier zeigte sich sowohl ein Anstieg von TRIB3 wie auch von SREBP-2. Hingegen hatte eine alleinige Überexpression von TRIB3 keinen signifikanten Einfluss auf die SREBP-2 Expression.
Es konnte gezeigt werden, dass Palmitinsäure eine Insulinresistenz vor allem über ER-Stress induziert und in diesem Modell somit ein anderer molekularer Mechanismus der Insulinresistenz zugrunde liegt, als für die alimentäre Insulinresistenz postuliert wird. Die Inkubation mit Palmitinsäure führt zu einer Induktion von TRIB3, welche mit siRNA nicht antagonisiert werden konnte. Methodisch war es somit nicht möglich einen stabilen TRIB3 Knockdown in insulinresistenten HepG2 Zellen nach Palmitinsäure-Inkubation zu generieren, so dass eine Aussage über den Einfluss von TRIB3 auf die SREBP-2 Expression in diesem Modell nicht möglich ist.
Zusammenfassend kann man sagen, dass ein TRIB3 Knockdown in insulinsensiblen Zellen zu einer Induktion von SREBP-2, SREBP-1c, SR-B1 und Apo-A1 führt und somit Einfluss auf den Cholesterinstoffwechsel haben könnte. In den eingesetzten in vitro Modellen für eine Insulinresistenz haben wir jedoch keinen Hinweis auf einen günstigen Effekt eines TRIB3 Knockdowns finden können.
Acromegaly guidelines updated in 2010 revisited criteria of disease control: if applied, it is likely that a percentage of patients previously considered as cured might present postglucose GH nadir levels not adequately suppressed, with potential implications on management. This study explored GH secretion, as well as hormonal, clinical, neuroradiological, metabolic, and comorbid profile in a cohort of 40 acromegalic patients considered cured on the basis of the previous guidelines after a mean follow-up period of 17.2 years from remission, in order to assess the impact of the current criteria. At the last follow-up visit, in the presence of normal IGF-I concentrations, postglucose GH nadir was over 0.4 mu g/L in 11 patients (Group A) and below 0.4 mu g/L in 29 patients (Group B); moreover, Group A showed higher basal GH levels than Group B, whereas a significant decline of both GH and postglucose GH nadir levels during the follow-up was observed in Group B only. No differences in other evaluated parameters were found. These results seem to suggest that acromegalic patients considered cured on the basis of previous guidelines do not need a more intensive monitoring than patients who met the current criteria of disease control, supporting instead that the cut-off of 0.4 mcg/L might be too low for the currently used GH assay.
Cardiovascular disease poses a major challenge for the 21st century, exacerbated by the pandemics of obesity, metabolic syndrome and type 2 diabetes. While best standards of care, including high-dose statins, can ameliorate the risk of vascular complications, patients remain at high risk of cardiovascular events. The Residual Risk Reduction Initiative (R(3)i) has previously highlighted atherogenic dyslipidaemia, defined as the imbalance between proatherogenic triglyceride-rich apolipoprotein B-containing-lipoproteins and antiatherogenic apolipoprotein A-I-lipoproteins (as in high-density lipoprotein, HDL), as an important modifiable contributor to lipid-related residual cardiovascular risk, especially in insulin-resistant conditions. As part of its mission to improve awareness and clinical management of atherogenic dyslipidaemia, the R(3)i has identified three key priorities for action: i) to improve recognition of atherogenic dyslipidaemia in patients at high cardiometabolic risk with or without diabetes; ii) to improve implementation and adherence to guideline-based therapies; and iii) to improve therapeutic strategies for managing atherogenic dyslipidaemia. The R(3)i believes that monitoring of non-HDL cholesterol provides a simple, practical tool for treatment decisions regarding the management of lipid-related residual cardiovascular risk. Addition of a fibrate, niacin (North and South America), omega-3 fatty acids or ezetimibe are all options for combination with a statin to further reduce non-HDL cholesterol, although lacking in hard evidence for cardiovascular outcome benefits. Several emerging treatments may offer promise. These include the next generation peroxisome proliferator-activated receptor alpha agonists, cholesteryl ester transfer protein inhibitors and monoclonal antibody therapy targeting proprotein convertase subtilisin/kexin type 9. However, long-term outcomes and safety data are clearly needed. In conclusion, the R(3)i believes that ongoing trials with these novel treatments may help to define the optimal management of atherogenic dyslipidaemia to reduce the clinical and socioeconomic burden of residual cardiovascular risk.
Protein binding prevents uremic toxins from removal by conventional extracorporeal therapies leading to accumulation in maintenance dialysis patients. Weakening of the protein binding may enhance the dialytic elimination of these toxins. In ultrafiltration and equilibrium dialysis experiments, different measures to modify the plasma binding affinity and capacity were tested: (i), increasing the sodium chloride (NaCl) concentration to achieve a higher ionic strength; (ii), increasing the temperature; and (iii), dilution. The effects on the dissociation constant K-D and the protein bound fraction of the prototypical uremic toxin indoxyl sulfate (IS) in plasma of healthy and uremic individuals were studied. Binding of IS corresponded to one site binding in normal plasma. K-D increased linearly with the NaCl concentration between 0.15 (K-D = 13.2 +/- 3.7 mu M) and 0.75 M (K-D = 56.2 +/- 2.0 mu M). Plasma dilution further reduced the protein bound toxin fraction by lowering the protein binding capacity of the plasma. Higher temperatures also decreased the protein bound fraction of IS in human plasma. Increasing the NaCl concentration was effective to weaken the binding of IS also in uremic plasma: the protein bound fraction decreased from 89% +/- 3% to 81% +/- 3% at 0.15 and 0.75 M NaCl, respectively. Dilution and increasing the ionic strength and temperature enhance the free fraction of IS allowing better removal of the substance during dialysis. Applied during clinical dialysis, this may have beneficial effects on the long-term outcome of maintenance dialysis patients.
Association of Autoimmune Addison's Disease with Alleles of STAT4 and GATA3 in European Cohorts
(2014)
Background: Gene variants known to contribute to Autoimmune Addison's disease (AAD) susceptibility include those at the MHC, MICA, CIITA, CTLA4, PTPN22, CYP27B1, NLRP-1 and CD274 loci. The majority of the genetic component to disease susceptibility has yet to be accounted for.
Aim: To investigate the role of 19 candidate genes in AAD susceptibility in six European case-control cohorts.
Methods: A sequential association study design was employed with genotyping using Sequenom iPlex technology. In phase one, 85 SNPs in 19 genes were genotyped in UK and Norwegian AAD cohorts (691 AAD, 715 controls). In phase two, 21 SNPs in 11 genes were genotyped in German, Swedish, Italian and Polish cohorts (1264 AAD, 1221 controls). In phase three, to explore association of GATA3 polymorphisms with AAD and to determine if this association extended to other autoimmune conditions, 15 SNPs in GATA3 were studied in UK and Norwegian AAD cohorts, 1195 type 1 diabetes patients from Norway, 650 rheumatoid arthritis patients from New Zealand and in 283 UK Graves' disease patients. Meta-analysis was used to compare genotype frequencies between the participating centres, allowing for heterogeneity.
Results: We report significant association with alleles of two STAT4 markers in AAD cohorts (rs4274624: P = 0.00016; rs10931481: P = 0.0007). In addition, nominal association of AAD with alleles at GATA3 was found in 3 patient cohorts and supported by meta-analysis. Association of AAD with CYP27B1 alleles was also confirmed, which replicates previous published data. Finally, nominal association was found at SNPs in both the NF-kappa B1 and IL23A genes in the UK and Italian cohorts respectively.
Conclusions: Variants in the STAT4 gene, previously associated with other autoimmune conditions, confer susceptibility to AAD. Additionally, we report association of GATA3 variants with AAD: this adds to the recent report of association of GATA3 variants with rheumatoid arthritis.
FAPα ist ein Membranglykoprotein mit Dipeptidyl-Peptidase- und Typ I Kollagenase-Aktivität, das eine wichtige Rolle im Rahmen des Gewebeumbaus und der Angiogenese spielt. Die Expression von FAPα wurde für eine Reihe von Geweben gezeigt. So konnte bereits gezeigt werden, dass FAPα nach Myokardinfarkt auf humanen kardialen Fibroblasten (HCF) verstärkt exprimiert wird. Ausgehend von der Erkenntnis, dass eine im Blut zirkulierende Form von FAPα, APCE, gefunden wurde, sollte in der vorliegenden Arbeit eine mögliche Assoziation des in HCF exprimierten FAPα mit dem zirkulierenden APCE untersucht werden. Hierfür wurden ebenfalls die Signalwege, die zur Induktion von FAPα führen, näher untersucht. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit konnte gezeigt werden, dass das von humanen kardialen Fibroblasten exprimierte FAPα ebenfalls im Zellkulturüberstand nachgewiesen werden kann. Wie bereits beschrieben, führte eine Stimulation mit TGFβ1 zur Expression von FAPα. Diese ist abhängig von Smad-3 und konnte durch Zugabe des Inhibitors SB431542 blockiert werden. Auch Smad-2 scheint die FAPα-Expression zu beeinflussen. Ein Effekt von EGR-1, CTGF und TNFα auf die FAPα-Expression konnte hingegen nicht nachgewiesen werden. Darüber hinaus wurde im Rahmen der vorliegenden Arbeit ein ELISA zur Messung von humanem FAPα im Plasma erstmalig etabliert. In der Evaluation des ELISA wurden die Grenzwerte für die Detektion und Quantifizierung bestimmt, die Intra- und Intervariabilität des ELISAs berechnet und die Linearität der Wiederfindung von humanem rekombinantem FAPα bewertet, sowie die Stabilität von FAPα nach mehrfachen Einfrier-Auftau-Zyklen und nach der Lagerung bei verschiedenen Temperaturen evaluiert. Da hier nur kommerziell erwerbliche Materialien verwendet wurden, ist eine Anwendung durch Dritte leicht durchführbar. Es wurde weiterhin eine klinische Studie zur Messung der FAPα-Plasmaspiegel in 101 gesunden Blutspendern und 407 Patienten mit akutem Koronarsyndrom (ACS) sowie von 25 Patienten mit stabiler koronarer Herzerkrankung (KHK) durchgeführt. Hierbei konnten erstmals Referenzwerte für zirkulierendes FAPα im Plasma beschrieben werden. Die FAPα-Plasmaspiegel der gesunden Kontrollgruppe unterschieden sich nicht von denen der Patienten mit stabiler KHK. Bei Patienten mit akutem Koronarsyndrom war die FAPα-Konzentration im Vergleich mit den FAPα-Plasmaspiegeln der Kontrollgruppe hingegen signifikant erniedrigt. Auch zeigte sich bei den Patienten mit FAPα-Spiegeln im kleinsten Quartil eine erhöhte Mortalität. Die biologische Funktion von FAPα bzw. dessen mögliche Pathophysiologie im Rahmen eines ACS sowie die mit niedrigen FAPα-Spiegeln assoziierte Mortalität sind noch unklar und bleiben Gegenstand der weiteren Forschung.
Regulatorische T-Zellen und Glukokortikoide – bei Gesunden und bei Nebennierenkarzinompatienten
(2014)
Das Nebennierenkarzinom ist eine seltene Erkrankung mit einer limitierten Prognose. Bei zahlreichen Tumorentitäten wurde gezeigt, dass das Immunsystem entscheidenden Einfluss auf den Erkrankungsverlauf und die Prognose hat. Aufgrund der geringen Prävalenz gab es entsprechende Studien beim Nebennierenkarzinom bisher nicht. Dabei lag die Vermutung nahe, dass die Interaktion Tumor - Immunsystem beim Nebennierenkarzinom besonders ausgeprägt ist, da dieses häufig Glukokortikoide sezerniert, die bekanntermaßen stark die unterschiedlichen Immunzellen beeinflussen.
Im ersten Teil der Arbeit zeigte sich, dass Patienten mit Nebennierenkarzinom (n=163) im Vergleich zu gesunden Probanden (n=19) eine signifikant erhöhte Frequenz regulatorischer T-Zellen im peripheren Blut aufweisen (9,25% vs. 4,4%). Das Ausmaß des Glukokortikoid-Exzesses dagegen hatte keinen signifikanten Einfluss auf die Anzahl dieser Immunzellen. Bezogen auf die Prognose war eine größere Anzahl regulatorischer T-Zellen im Blut mit einer schlechteren Prognose beim Nebennierenkarzinom assoziiert (HR für Tod: 1,8854 (95% CI 1,088-3,158), p=0,023).
Bei der Analyse des Tumorimmuninfiltrats (n=58) zeigte sich, dass Nebennierenkarzinome, ihre Rezidive und Metastasen durch CD8 positive zytotoxische T-Zellen, CD4 positive T-Helfer-Zellen, FoxP3 positive regulatorische T-Zellen und CD209 positive dendritische Zellen infiltriert werden. Insgesamt ist die Anzahl der Immunzellen im Tumor allerdings als relativ gering anzusehen. In der Korrelation des Immuninfiltrats mit dem Gesamt- und Rezidiv-freien Überleben zeigten sich keine signifikanten Ergebnisse. Es zeigte sich lediglich bei den T-Helferzellen ein leichter Trend zu einem längeren Überleben, je größer das Immuninfiltrat war (HR für Tod 0,63 (95% CI: 0,305-1,291), p=0,205).
Im zweiten Teil der Arbeit wurde speziell die Rolle von Glukokortikoiden in vivo auf regulatorische T-Zellen untersucht. Hierbei zeigte sich in einem Mausmodell, entgegen der Hypothese, dass Glukokortikoide Treg induzieren, dass die Behandlung gesunder Mäuse mit Dexamethason zu einem dosisabhängigen Abfall der absoluten Zahl der regulatorischen T-Zellen führte (z. B. im Blut nach 3 Tagen: 1,3x104 in der 0,8 mg/kg Kohorte vs. 0,07x104 in der 100 mg/kg Kohorte), und sich dies auch bei der relativen Zahl der FOXP3-positiven T-Zellen bestätigte. Ähnlich fielen dann auch die Ergebnisse bei immunkompetenten Menschen aus. Hierbei kam es durch die 14-tägige Steroidgabe zwar zu einer milden T-Zell-Lymphozytose, allerdings war keine relevante Veränderung der Anzahl der zirkulierenden regulatorischen T-Zellen zu erkennen; insbesondere kein Anstieg der Selben (z. B. Anteil der FOXP3-positiven T-Zellen 4,0% vs. 3,4%; p<0.05). Damit widerlegen diese in vivo Daten die weitläufige Vermutung, dass eine kurzfristige Glukokortikoid-Gabe zu einer Induktion von regulatorischen T-Zellen führt.
Zusammenfassend zeigt diese Arbeit, dass - wie bei anderen Tumoren auch - regulatorische T-Zellen bei Patienten mit Nebennierenkarzinom gehäuft vorkommen. Allerdings spielt hierbei der Glukokortikoid-Exzess der Tumore scheinbar keine wesentliche Rolle. Diese fehlende Interaktion zwischen den Steroiden und dieser Immunzell-Subpopulation bestätigt sich dann auch bei den in vivo Arbeiten an gesunden Mäusen und Menschen. Aus diesem Grund ist der Einfluss von Glukokortikoiden auf regulatorische T-Zellen zumindest teilweise neu zu bewerten.
Background: Evidence concerning the importance of glucose lowering in the prevention of cardiovascular (CV) outcomes remains controversial. Given the multi-faceted pathogenesis of atherosclerosis in diabetes, it is likely that any intervention to mitigate this risk must address CV risk factors beyond glycemia alone. The SGLT-2 inhibitor empagliflozin improves glucose control, body weight and blood pressure when used as monotherapy or add-on to other antihyperglycemic agents in patients with type 2 diabetes. The aim of the ongoing EMPA-REG OUTCOME (TM) trial is to determine the long-term CV safety of empagliflozin, as well as investigating potential benefits on macro-/microvascular outcomes.
Methods: Patients who were drug naive (HbA(1c) >= 7.0% and <= 9.0%), or on background glucose-lowering therapy (HbA(1c) >= 7.0% and <= 10.0%), and were at high risk of CV events, were randomized (1:1:1) and treated with empagliflozin 10 mg, empagliflozin 25 mg, or placebo (double blind, double dummy) superimposed upon the standard of care. The primary outcome is time to first occurrence of CV death, non-fatal myocardial infarction, or non-fatal stroke. CV events will be prospectively adjudicated by an independent Clinical Events Committee. The trial will continue until >= 691 confirmed primary outcome events have occurred, providing a power of 90% to yield an upper limit of the adjusted 95% CI for a hazard ratio of <1.3 with a one-sided a of 0.025, assuming equal risks between placebo and empagliflozin (both doses pooled). Hierarchical testing for superiority will follow for the primary outcome and key secondary outcomes (time to first occurrence of CV death, non-fatal myocardial infarction, non-fatal stroke or hospitalization for unstable angina pectoris) where non-inferiority is achieved.
Results: Between Sept 2010 and April 2013, 592 clinical sites randomized and treated 7034 patients (41% from Europe, 20% from North America, and 19% from Asia). At baseline, the mean age was 63 +/- 9 years, BMI 30.6 +/- 5.3 kg/m(2), HbA1c 8.1 +/- 0.8%, and eGFR 74 +/- 21 ml/min/1.73 m(2). The study is expected to report in 2015.
Discussion: EMPA REG OUTCOME (TM) will determine the CV safety of empagliflozin in a cohort of patients with type 2 diabetes and high CV risk, with the potential to show cardioprotection.