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Die vorliegende Arbeit ist eine retrospektive Analyse der Schusstodesfälle aus dem Sektionsgut des Instituts für Rechtsmedizin der Universität Würzburg aus dem Zeitraum 2002-2017.
Bei 173 Schusstodesfällen kam es zu 209 registrierten Einschüssen. Hierbei entfielen 83,2 % der Schusstoten auf Suizide, 10,4 % auf Homizide und 3,5 % auf Unfälle. Rund 80 % der Opfer waren 30-79 Jahre alt und zu 91,9 % männlich, zu 8,1 % weiblich, ein Verhältnis von 11:1. Schusstreffer fanden sich zu 75,1 % in der Kopfregion gefolgt von Brust (12,9 %) und Extremitäten (4,8 %). Zu über ¾ ist die Todesursache ein zentrales Regulationsversagen infolge eines Kopfschusses.
Der Schusswaffensuizident ist zu 98,6 % männlichen Geschlechts. Der Schusstod wird zu 95,9 % durch einen Nahschuss (meist absoluter Nahschuss) herbeigeführt. In 91,3 % ist die Einschussregion der Kopf in 8,7 % die Brust. Der Suizident ist zu 70,8 % 40-79 Jahre alt. Psychische Erkrankungen stellen das führende Tatmotiv dar. Die Tat findet zumeist im Frühjahr oder Sommer statt. Wenn die Blutalkoholkonzentration des Opfers erhoben wurde, war diese zu rund 50 % positiv.
In 61,1 % aller Homizide waren Frauen das Opfer. Die Schussabgabe erfolgte in 90,9 % seitens eines Familienmitgliedes, meist dem Partner bzw. Ex-Partner. Klammert man die Tötungen im Polizeieinsatz (4 Fälle) aus, waren 92,9 % aller Homizide Beziehungstaten, auf die eine schusswaffenbedingte Selbsttötung des Täters folgte. Das Homizidopfer war zu 77,8 % 5-49 Jahre alt. Bei den weiblichen Homiziden überwog zu 63,6 % der Nahschuss, bei den männlichen Opfern der Tötung von fremder Hand lag in den meisten Fällen ein Fernschuss vor.
In 26,1 % bestand nachweislich ein beruflich- oder freizeitbedingter Waffenbezug. Zu 64,2 % fand die Schussabgabe im häuslichen Umfeld statt. In 68,2 % aller Fälle wurde eine Kurzwaffe, meist Pistole (59,3 %) benutzt, in 32,8 % war das verwendete Munitionskaliber 9 mm/.357. 85,0 % aller abgegebenen Schüsse waren Nahschüsse, 63,2 % aller Schüsse waren Durchschüsse. In 89,0 % wurde ein einzelner Schuss abgegeben.
Die erhobenen Ergebnisse dieser Arbeit weißen viele Parallelen mit bereits bestehenden Publikationen, insbesondere aus dem deutschsprachigen Raum und dem nordeuropäischen Ausland auf, grenzen sich aber vor allem in Hinsicht auf den Todesumstand von anderen Ländern teils deutlich ab.
Assessing protein biomarkers to detect lethal acute traumatic brain injuries in cerebrospinal fluid
(2021)
Diagnosing traumatic brain injury (TBI) from body fluids in cases where there are no obvious external signs of impact would be useful for emergency physicians and forensic pathologists alike. None of the previous attempts has so far succeeded in establishing a single biomarker to reliably detect TBI with regards to the sensitivity: specificity ratio in a post mortem setting. This study investigated a combination of body fluid biomarkers (obtained post mortem), which may be a step towards increasing the accuracy of biochemical TBI detection. In this study, serum and cerebrospinal fluid (CSF) samples from 30 acute lethal TBI cases and 70 controls without a TBI-related cause of death were evaluated for the following eight TBI-related biomarkers: brain-derived neurotrophic factor (BDNF), ferritin, glial fibrillary acidic protein (GFAP), interleukin 6 (IL-6), lactate dehydrogenase, neutrophil gelatinase-associated lipocalin (NGAL), neuron-specific enolase and S100 calcium-binding protein B. Correlations among the individual TBI biomarkers were assessed, and a specificity-accentuated threshold value analysis was conducted for all biomarkers. Based on these values, a decision tree modelling approach was performed to assess the most accurate biomarker combination to detect acute lethal TBIs. The results showed that 92.45% of acute lethal TBIs were able to be diagnosed using a combination of IL-6 and GFAP in CSF. The probability of detecting an acute lethal TBI was moderately increased by GFAP alone and considerably increased by the remaining biomarkers. BDNF and NGAL were almost perfectly correlated (p = 0.002; R\(^2\) = 0.944). This study provides evidence that acute lethal TBIs can be detected to a high degree of statistical accuracy using forensic biochemistry. The high inter-individual correlations of biomarkers may help to estimate the CSF concentration of an unknown biomarker, using extrapolation techniques.
In this casuistry, two accidents from Germany and Switzerland are presented that happened during the shot of recoilless anti-tankweapons. In both cases, the injuries led to the death of two soldiers: A 22-year-old soldier in Germany was struck by the countermass of a so-called Davis gun which had been fired by a comrade during a firing exercise; he died from his severe injuries,especially in the abdominal part of the body. As a peculiarity of the wound morphology, it was found to be a thick-layered,metallic, gray material in the wound cavity, which corresponded to the material of the counter mass that was ejected opposite tothe shooting direction. The other case took place in Switzerland, where a 24-year-old soldier was seriously injured during anexercise with portable anti-tank rockets. At the time the shot was fired, he stood behind the launcher and was hit by the propulsionjet of the rocket motor. He died as well from his severe injuries, which were located at the chest done by the gas jet and by the veryhigh pressure. In both cases, two different causes of death were present: massive blunt violence in the first case versus a jet of hotgases of very high speed and temperature in the second case.
Decreased oligodendrocyte number in hippocampal subfield CA4 in schizophrenia: a replication study
(2022)
Hippocampus-related cognitive deficits in working and verbal memory are frequent in schizophrenia, and hippocampal volume loss, particularly in the cornu ammonis (CA) subregions, was shown by magnetic resonance imaging studies. However, the underlying cellular alterations remain elusive. By using unbiased design-based stereology, we reported a reduction in oligodendrocyte number in CA4 in schizophrenia and of granular neurons in the dentate gyrus (DG). Here, we aimed to replicate these findings in an independent sample. We used a stereological approach to investigate the numbers and densities of neurons, oligodendrocytes, and astrocytes in CA4 and of granular neurons in the DG of left and right hemispheres in 11 brains from men with schizophrenia and 11 brains from age- and sex-matched healthy controls. In schizophrenia, a decreased number and density of oligodendrocytes was detected in the left and right CA4, whereas mean volumes of CA4 and the DG and the numbers and density of neurons, astrocytes, and granular neurons were not different in patients and controls, even after adjustment of variables because of positive correlations with postmortem interval and age. Our results replicate the previously described decrease in oligodendrocytes bilaterally in CA4 in schizophrenia and point to a deficit in oligodendrocyte maturation or a loss of mature oligodendrocytes. These changes result in impaired myelination and neuronal decoupling, both of which are linked to altered functional connectivity and subsequent cognitive dysfunction in schizophrenia.
Routine coronal paraffin-sections through the dorsal frontal and parieto-occipital cortex of a total of sixty cases with divergent causes of death were immunohistochemically (IHC) stained with an antibody against TMEM119. Samples of cerebrospinal fluid (CSF) of the same cases were collected by suboccipital needle-puncture, subjected to centrifugation and processed as cytospin preparations stained with TMEM119. Both, cytospin preparations and sections were subjected to computer-assisted density measurements. The density of microglial TMEM119-positive cortical profiles correlated with that of cytospin results and with the density of TMEM119-positive microglial profiles in the medullary layer. There was no statistically significant correlation between the density of medullary TMEM119-positive profiles and the cytospin data. Cortical microglial cells were primarily encountered in supragranular layers I, II, and IIIa and in infragranular layers V and VI, the region of U-fibers and in circumscribed foci or spread in a diffuse manner and high density over the white matter. We have evidence that cortical microglia directly migrate into CSF without using the glympathic pathway. Microglia in the medullary layer shows a strong affinity to the adventitia of deep vessels in the myelin layer. Selected rapidly fatal cases including myocardial infarcts and drowning let us conclude that microglia in cortex and myelin layer can react rapidly and its reaction and migration is subject to pre-existing external and internal factors. Cytospin preparations proved to be a simple tool to analyze and assess complex changes in the CNS after rapid fatal damage. There is no statistically significant correlation between cytospin and postmortem interval. Therefore, the quantitative analyses of postmortem cytospins obviously reflect the neuropathology of the complete central nervous system. Cytospins provide forensic pathologists a rather simple and easy to perform method for the global assessment of CNS affliction.
Der DNA-analytischen Untersuchung von frischem und gelagertem Skelettmaterial kommt bei der Identifikation unbekannter Toter zunehmende Bedeutung zu, insbesondere in Fällen, in denen nur Skelettüberreste einer DNA-Analyse zur Verfügung stehen. Zur Aufklärung der praktischen Durchführbarkeit von Knochen-DNA-Typisierungen im rechtmedizinischen Laboralltag wurden 21 Knochenproben unterschiedlicher Liegezeit analysiert. 14 Knochenproben stammten aus Sektionsgut (Liegezeit von einer Stunde bis 41 Wochen), 7 Proben aus Skelett- bzw. Knochenfunden (geschätzte Liegezeit zwischen 10 und über 200 Jahren). Die DNA-Extraktion wurde mittels reversibler DNA-Bindung an einer Silica-Membran durchgeführt. Die Typisierung erfolgte im Rahmen eines Multiplex-PCR-Ansatzes unter Amplifizierung von neun STR-Loci und dem Amelogenin-Locus. Zusätzlich wurden drei besonders kurze, sog. vs-STRs bestimmt und exemplarisch für zwei Proben Bereiche des mt-Genoms sequenziert. Bei der Multiplex-Analyse ließ sich für 13 der 14 aus Sektionsgut gewonnenen Proben (93 %) ein komplettes, reproduzierbares Allelprofil gewinnen, an einer der Proben konnte nur eine molekulare Geschlechtszuordnung durchgeführt werden. Ebenso konnten alle drei vs-STR-Loci für 13 der 14 Proben reproduzierbar bestimmt werden; eine Probe war in einem der drei vs-STR-Loci typisierbar. Die sieben Proben aus Skelett- bzw. Knochenfunden waren bei der Multiplex-Analyse nicht reproduzierbar typisierbar, die Bestimmung der vs-STR-Loci führte im Fall der ältesten Probe zur Typisierung eines der drei Loci (TPOXvs). Bei zwei Proben, welche im Rahmen der nukleären DNA-Analyse kein reproduzierbares Ergebnis gebracht hatten, erfolgte die mt-DNA-Sequenzierung eines jeweils 234, bzw. 194 Nukleotide langen Segmentes der HV1-Region des mitochondrialen Genoms. Umwelteinflüsse und Lagerungsbedingungen haben mehr Einfluss auf den Erhaltungszustand der DNA in Knochenmaterial, als der Faktor Zeit. Die Analyse und Typisierung von Knochen-DNA hat sich als wichtiges Verfahren zur Identifizierung im rechtsmedizinischen Alltag etabliert, die unverändert unbefriedigenden Typisierungsergebnisse bei der Analyse älteren Knochenmaterials unterstreichen jedoch die Notwendigkeit der Weiterentwicklung zuverlässiger und effektiver Extraktions- und Aufreinigungsverfahren.
Im Mittelpunkt der Arbeit stand die Optimierung und Etablierung einer random amplified polymorphic DNA-PCR-Anwendung zum zweifelsfreien Nachweis der spurenverursachenden Spezies aus Blut- und Gewebespuren. Hierzu wurden verschiedene Verfahren zur Isolierung und Aufreinigung von DNA aus Spurenmaterial getestet. Die Kombination aus Chelex-100-Extraktion und DNA-Aufreinigung mittels Diatomeen erwies sich als besonders geeignet. Neben dem Hervorbringen einer ausreichend großen Menge an DNA-Material besticht diese Methodik durch einen sehr geringen Zeit- und Kostenaufwand, weshalb ein überaus ökonomisches Arbeiten gewährleistet werden kann. Der Ablauf der eingesetzten RAPD-PCR wurde nach verschiedenen Vorlagen aus der Literatur modifiziert und optimiert, so dass schlussendlich nahezu jede Amplifikation erfolgreich verlief. Im Laufe der Arbeit kamen verschiedene Primer zum Einsatz, wovon Primer I bei allen Spuren menschlicher bzw. tierischer Herkunft ein eindeutiges Ergebnis zu Tage brachte. Primer II konnte erfolgreich zur Differenzierung von verschiedenen Pflanzengeweben eingesetzt werden. Die Darstellung der Amplifizierungsprodukte erfolgte primär mittels einer horizontalen PAGE, woran sich eine hochauflösende Kapillarelektrophorese anschloss. In Einzelfällen kamen sowohl Agarosegelelektrophorese als auch Urea-PAGE zum Einsatz. Die aus der hochauflösenden Kapillarelektrophorese resultierenden Ergebnisse wurden in Datenmaterial umgewandelt und mittels der Software GeneScan ausgewertet. Es wurden Spuren von insgesamt 25 verschiedenen Tierarten, des Menschen sowie Pflanzengewebe untersucht. 22 der 25 untersuchten Tierarten konnte mittels der hochauflösenden Kapillarelektrophorese ein artspezifisches Fragmentmuster zugeordnet werden, ebenso dem Menschen und den unterschiedlichen Pflanzengeweben. Alle Tierarten konnten im Rahmen einer, mit unmarkiertem Primer I durchgeführten PAGE mit Hilfe einer Vergleichsprobe zweifelsfrei identifiziert bzw. differenziert werden. Im Rahmen eines aktuellen Falles von Pferdeschändung konnte die spurenverursachende Spezies mittels der angewendeten Methodik eindeutig als Pony identifiziert werden, womit die Anwendbarkeit des Verfahrens als erwiesen gilt.
In dieser Arbeit wurde überprüft, inwieweit sich verschiedene Lagerungsbedingungen von Zähnen auf die Verwertbarkeit von DNA im Zahninneren zur Gewinnung eines genetischen Fingerabdrucks auswirken. Die Untersuchungen an frisch extrahierten Zähnen ließen erkennen, dass die in dieser Arbeit verwendeten Methoden und DNA-Kits für die weitere Analyse der den unterschiedlichen Bedingungen ausgesetzten Zähne geeignet sind. Asensible Zähne weisen bereits bei der Zahnextraktion Zeichen von Degradation auf. Dagegen ist der kariöse Zerstörungsgrad an sich noch kein Ausschlusskriterium. Bei wurzelkanalbehandelten Zähnen konnten nur Systeme mit sehr kurzen Amplifikationsprodukten typisiert werden. Sie waren für eine genetische Identifizierung kaum geeignet. Bei der Analyse im Erdreich vergrabener Zähne nahm die Anzahl der typisierbaren Systeme nach einem Vierteljahr Liegezeit kontinuierlich ab, bis schließlich nach einem Jahr nur noch vereinzelt kleine Systeme detektiert werden konnten. Ein anderes Bild zeigte sich bei den in Wasser gelagerten Zähnen. Bis zu einem halben Jahr nach Versuchsbeginn konnte eine Typisierung aller Systeme durchgeführt werden. Erst nach einem Jahr war die Degradation so weit vorangeschritten, dass große Systeme keine Typisierung mehr erlaubten. Bei Zähnen, die der Sonnenstrahlung einen Monat ausgesetzt waren, war es dagegen problemlos möglich, einen vollständigen genetischen Fingerabdruck zu erfassen. Nach drei Monaten konnten allerdings nur noch vereinzelt sehr kleine Systeme gewonnen werden. Nach einem halben Jahr ergab lediglich der TPOX-vs eine erfolgreiche Typisierung. UV-Strahlung kann Zahnschmelz und –dentin durchdringen und DNA in recht kurzer Zeit degradieren. Die Zähne aus dem Sektionsgut des Instituts für Rechtsmedizin Würzburg lieferten unterschiedliche Ergebnisse, sodass hierzu keine generelle Aussage gemacht werden kann. Bei der Behandlung der Zähne mit Hitze von 200 °C konnte die DNA nur begrenzte Zeit vor Degradation geschützt werden. Bereits nach einer halben Stunde waren große Teile der Multiplex-Kits nicht mehr für eine Typisierung verwertbar. Das STR-System SE33 konnte allerdings noch ermittelt werden. Die Entnahmen zu späteren Zeitpunkten (60 min, 90 min und 120 min) lieferten fast nur noch einzelne STRSysteme. Eine knapp 30-jährige trockene Lagerung von Zähnen in einem Schrank mit Schutz vor Sonneneinstrahlung schadete der DNA-Analysierbarkeit kaum. Ein vollständiger Ausfall aller Systeme musste bei den Zahnproben von der Ausgrabung in Katzwang verzeichnet werden. Die Zähne dieser 380 bis 550 Jahre alten Schädel lieferten kein auswertbares DNA-Material mehr. Ebenso konnte mit diesen Untersuchungsmethoden aus den 2300 bis 2800 Jahre alten Zähnen aus der Dietersberghöhle kein analysierbares DNA-Material gewonnen werden. Es zeigte sich, dass Lagerbedingungen einen entscheidenden Einfluss auf die DNA-Qualität ausüben. Als DNA-schädigende Einflüsse können neben Mikroorganismen und Feuchtigkeit insbesondere UV-Strahlung und Hitze gelten. Der Faktor Zeit spielt bei günstigen Lagerbedingungen eine untergeordnete Rolle.
Glukosetransporter spielen eine wichtige Rolle in der Versorgung des Gehirns mit Nährstoffen und somit für den Erhalt der physiologischen Zellintegrität. Glukose wird über die Blut-Hirn-Schranke (BHS) mittels spezifischen transmembranen Transportproteinen der SLC-Genfamilie (GLUT, SGLT) befördert. Dabei scheint während physiologischen Bedingungen hauptsächlich der Glukosetransporter GLUT1 (SLC2A1) für die Energieversorgung des Gehirns zuständig zu sein.
Die Erforschung der SGLT-Expression ist in den letzten Jahren ein wichtiger Ansatzpunkt für neue Behandlungsstrategien vieler Erkrankungen, wie Diabetes Mellitus, maligne Neoplasien oder eines Herzinfarkts, geworden. Jedoch ist über deren Expression und Funktion im menschlichen Gehirn nur wenig bekannt. Besonders die Lokalisation entlang der BHS bleibt fraglich. Ein Großteil bisheriger Forschungsarbeiten beschäftigt sich hauptsächlich mit der Expressionsanalyse des Transporters SGLT1 im tierischen Gehirn in vivo (Poppe et al. 1997; Balen et al. 2008; Yu et al. 2013). Es konnte aufgezeigt werden, dass SGLT1 mRNA exklusiv in Neuronen und nicht an der BHS exprimiert wird. Dies wird durch in vitro Analysen einer humanen Hirnendothelzelllinie bestätigt. Demnach kann kein SGLT1 unter physiologischen Bedingungen nachgewiesen werden (Sajja et al. 2014). Im menschlichen Hirngewebe besitzen SGLTs somit keine zentrale Funktion für den Glukosetransport an der BHS. Im Gegensatz dazu konnte eine Expression von SGLT sowohl in vivo als auch in vitro während hypoglykämischen Bedingungen belegt werden (Vemula et al. 2009; Sajja et al. 2014). Die Expression der SGLT-Transporter während einer ischämischen Hypoglykämie führt zu der Annahme, dass diese Transporter für die Aufrechterhaltung der Energieversorgung des geschädigten Hirngewebes notwendig sind. Um die physiologischen Mechanismen nach einem Glukosemangel zu untersuchen, wurden SHT-Modelle etabliert (Salvador et al. 2013). In einem experimentellen Modell des Schädel-Hirn-Traumas im Rahmen eines DFG-gefördertes Projekts ist ein Expressionsverlauf von Glukosetransportern im Maushirn und in Hirnendothelzellen erarbeitet worden (Wais 2012; Salvador et al. 2015). Somit könnten SGLTs als Ansatzpunkt für den Nachweis der Überlebenszeit nach einem SHT fungieren.
Die vorliegende Arbeit fokussiert sich auf die Expression der Natrium-abhängigen Glukosetransporter SGLT1 und SGLT2 im menschlichen Gehirn. Hierbei liegt das Hauptaugenmerk auf der Lokalisation dieser Transporter an der menschlichen BHS von post mortalem Hirngewebe. Weiterhin wird untersucht ob die Expressionsstärke von SGLT1 und SGLT2 eine Aussage über die Überlebenszeit von Verstorbenen nach einer traumatisch bedingten Hirnveränderung zulässt.
Die Lokalisation von SGLT1 und SGLT2 an der menschlichen BHS konnte durch die Etablierung eines Protokolls zur Isolation von Hirnkapillaren erfolgen. Vorab wurden alle verwendeten Antikörper auf ihre Spezifität mittels siRNA Transfektion und Blockierung der Immunfluoreszenzsignale mittels immunisierten Peptids getestet. Somit ist die Spezifität der detektierten SGLT1- und SGLT2-Expression in menschlichen Hirnkapillaren gewährleistet. Anschließend wird untersucht, in welchen zeitlichem Verlauf nach einer traumatisch bedingten Hirnveränderung die verschiedenen Formen der Glukosetransporter exprimiert werden und ob ggf. der Umfang und die Verteilung von SGLT1, SGLT2 und GLUT1 sowie das Verhältnis zueinander Auskünfte über eine vitale bzw. postmortale Entstehung eines Traumas bzw. dessen Überlebenszeit zulässt. Hierfür wird ein Expressionsschema der Glukosetransporter generiert, abhängig von Todeszeitpunkt und Todesursache. Es konnte festgestellt werden, dass GLUT1 nicht als Target für die Ermittlung der Überlebenszeit nach einem Trauma geeignet ist. Dahingegen zeigen SGLT1 und SGLT2 eine signifikante Änderung der Expressionsstärke im contusionalen Gewebe in Abhängigkeit von der Überlebenszeit. Obwohl diese vorläufigen Daten einen neuen Ansatzpunkt für die forensische Fragestellung aufzeigen, müssen weitere Experimente mit einem erhöhten Umfang der Probenanzahl und kürzere Zeitspannen der Überlebenszeiträume durchgeführt werden.
Forensische DNA-Analytik
(2002)
Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden verschiedene Möglichkeiten, die die mitochondriale DNA-Analytik für die Spurenkunde und die Populationsgenetik eröffnet, ausgelotet. Polymorphismen der beiden nichtcodierenden hypervariablen Regionen HV1 und HV2 wurden durch Sequenzierung erschlossen und ergaben zusammen für eine deutsche Populationsstichprobe (Unterfranken, n = 180) einen Diskriminationsindex (DI) von 0,99. Der DI betrug bei alleiniger Betrachtung der HV1 für eine deutsche (n = 198), türkische (n = 37), äthiopische (n = 65) und chinesische (n = 60) Populationsstichprobe jeweils 0,97, 0,97, 0,96 und 0,98. Lösungen für spezifische Sequenzierungsprobleme der mitochondrialen DNA wurden gefunden, so dass ein reibungsloser Einsatz in der Laborroutine gewährleistet ist. Die Mutationshäufigkeit in der HV1 und HV2 wurde mit einem Wert von ca. einem Basenaustausch bei 50 Generationswechseln festgestellt. Die Nützlichkeit der mitochondrialen DNA für rechtsmedizinische Belange hat sich bereits mehrfach bestätigt. Insbesondere bei der Untersuchung von Haarschäften und telogenen Haaren zeigte sich, dass mit Hilfe mitochondrialer DNA noch erfolgreiche Amplifikationen durchgeführt werden können, wenn die klassischen STR-Systeme bereits versagen. Die für spurenkundliche Analysen sinnvolle Sequenz-Analyse der HVs wurde für populationsgenetische Untersuchungen als ungeeignet erkannt. Untersuchungen auf Grund einer Einteilung in Haplogruppen erbrachten hingegen verwertbare Ergebnisse. Beim Vergleich der verschiedenen Populationen unter Zuhilfenahme weiterer, andernorts untersuchter Bevölkerungsgruppen zeigte sich, dass es durchaus möglich ist, an Hand der mitochondrialen DNA Populationen verschiedener Kontinente voneinander abzugrenzen. Innerhalb Europas (Kaukasier) ist eine derartige Abgrenzung hingegen nicht möglich, geschweige denn, dass Wanderungsbewegungen o.ä. nachweisbar wären. Dies gilt sowohl für Untersuchungen auf Grund der Sequenzen der hypervariablen Regionen, als auch basierend auf Untersuchungen der Haplogruppen. Andere variable Regionen der mitochondrialen DNA erwiesen sich als zu wenig aussagekräftig, als dass sie in der rechtsmedizinischen Praxis von besonderer Relevanz wären. Die Analyse des hochkonservierten Cytochrom b Genes kann dagegen als geeignetes Mittel zur Speziesidentifikation betrachtet werden. Unsicherheiten bei der RFLP-Darstellung machen jedoch unter Umständen eine Sequenzierung des Genes nötig. Ein im ersten Intron des X-Y homologen Amelogenin-Gens liegendes, geschlechtspezifisch polymorphes STR-System wurde eingeführt, welches auch für die automatisierte Auftrennung im Sequenz-Analysator geeignet ist. Die vier autosomalen STR-Systeme D3S1358, D8S1179, D18S51 und D21S11 wurden für die forensische Praxis als Einzelsysteme etabliert. Zu diesen Systemen wurden jeweils unterfränkische Populationsstichproben typisiert, um für diese Region relevantes Datenmaterial zu erhalten. Zur Erweiterung der bereits vorhandenen Y-chromosomalen STR-Spektrums wurde das aussagekräftige Mikrosatellitensystem DYS385 eingeführt. Auch mit diesem System wurde eine unterfränkische Populationsstichprobe typisiert. Die Mutationshäufigkeit verschiedener STR-Systeme wurde untersucht und die gefundenen Ergebnisse lagen im Vergleich mit anderen Arbeiten im erwarteten Rahmen. Für die DNA-Extraktion aus in Formalin fixiertem und in Paraffin eingebettetem Gewebe wurde eine geeignete Methode gefunden, auch aus Geweben, die sehr lange in Formalin fixiert wurden, noch typisierbare DNA zu extrahieren. Die untersuchten Extraktionsprotokolle für unbehandelte Gewebeproben zeigten untereinander keine gravierenden Unterschiede. Der begrenzende Faktor für eine erfolgreiche DNA-Extraktion ist hier vielmehr der Zersetzungsgrad des behandelten Gewebes und die damit einhergehende Degradation der DNA. Insofern ist es sinnvoll in Fällen, in denen unbehandeltes Gewebematerial längere Zeit unwirtlichen Bedingungen ausgesetzt war, gleich auf eine DNA-Extraktionsmethode aus Knochenmaterial, wie die in dieser Arbeit beschriebene, zurückzugreifen.
Die quantitative Analyse der relativen DNA-Methylierung gilt als eine der vielversprechendsten Methoden der molekularen Altersschätzung. Viele Studien der letzten Jahre identifizierten geeignete Positionen im Genom, deren DNA-Methylierung sich altersabhängig verändert. Für den Einsatz dieser Methode in der Routine- bzw. Fallarbeit ist es von großer Bedeutung, angewandte Analysetechniken zu validieren. Als ein Teilaspekt dieser Validierung sollte die Vergleichbarkeit der Analyseergebnisse zur DNA-Methylierung mithilfe der Mini- und Pyrosequenzierung zwischen verschiedenen Laboren evaluiert werden. Die Arbeitsgruppe „Molekulare Altersschätzung“ der Deutschen Gesellschaft für Rechtsmedizin (DGRM) führte hierzu den ersten, technischen Ringversuch durch, der 4 Positionen in den Genen PDE4C, EDARADD, SST und KLF14 umfasste. Diese Marker waren in vorangegangenen Studien als altersabhängige Biomarker charakterisiert worden. Am Ringversuch nahmen 12 Labore teil, wobei jedes die Wahl zwischen der Minisequenzierung und/oder der Pyrosequenzierung für die quantitative Methylierungsanalyse hatte. Jedem teilnehmenden Labor wurden Blut- und Speichelproben von 3 Personen unterschiedlichen Alters übersandt. Die Wahl der Reagenzien für die Probenbearbeitung wurde den Teilnehmern freigestellt.
Die Ergebnisse der Minisequenzierung zeigten systematische Abweichungen zwischen den Laboren, die am ehesten auf die Verwendung unterschiedlicher Reagenzien und Analyseplattformen zurückzuführen sein können. Die Resultate der Pyrosequenzierung hingegen wiesen nicht auf systematische Abweichungen zwischen den Laboren hin, hier zeigte sich jedoch die Tendenz einer markerabhängigen Abweichung. Darüber hinaus konnten Unterschiede hinsichtlich technischer Probleme zwischen Laboren mit mehr Erfahrung in der jeweiligen Sequenzierungsmethode und Laboren mit weniger Erfahrung festgestellt werden. Sowohl die Beobachtung von systematischen als auch die von markerabhängigen Abweichungen lässt den Schluss zu, dass eine Übertragung von Analysemethoden zwischen Laboren grundsätzlich möglich ist, eine Anpassung des jeweiligen Modells zur Altersschätzung jedoch notwendig sein kann.
Mit der Entdeckung altersabhängiger epigenetischer Veränderungen, der DNA-Methylierung (DNAm), hat sich eine neue Möglichkeit aufgezeigt, das Alter eines Individuums zu schätzen. Die Methode wurde intensiv erforscht und ihre Anwendung in der forensischen Fallarbeit durch die Aktualisierung des § 81e der Strafprozessordnung (StPO) in Deutschland reguliert. Zur Untersuchung des DNAm-Grades müssen neue Techniken etabliert und validiert werden. Dies macht die Prüfung der Vergleichbarkeit von Messergebnissen aus verschiedenen forensischen Laboren erforderlich.
Hierzu führte die Arbeitsgruppe „Molekulare Altersschätzung“ der Deutschen Gesellschaft für Rechtsmedizin (DGRM) im Winter 2019/2020 den 2. Ringversuch (RV) zur quantitativen DNAm-Analyse mithilfe der Mini- und der Pyrosequenzierung durch. Dieser basierte auf den Erfahrungen des 1. RV 2018/2019, dessen Ergebnisse in dieser Ausgabe ebenfalls vorgestellt werden. Die aktuelle Studie umfasst Analyseergebnisse aus 12 Laboren (ingesamt 14 teilnehmende Labore), von denen einige beide Methoden angewandt haben. Zusätzlich führten 4 Labore eine Altersschätzung an den RV-Proben mit eigenen Markerkombinationen und Modellen durch. Da diese auf unterschiedlichen Referenzdaten und Markerkombinationen beruhen, erfolgte kein qualitativer Vergleich der Modelle, sondern das grundsätzliche Potenzial der Methodik wurde verdeutlicht. Ziele des RV waren die Evaluierung der Vergleichbarkeit der DNAm-Messungen und die Bewertung möglicher Einflussfaktoren, wie Extraktionsmethode und verwendetes Gerät.
Die Ergebnisse zeigen, dass sich die gemessenen DNAm-Werte der untersuchten Marker sowohl zwischen Mini- und Pyrosequenzierung als auch innerhalb der jeweiligen Methode zwischen den Laboren unterscheiden können, sodass mit Schwankungen gerechnet werden muss.
Die dieser Arbeit zugrundliegenden Untersuchungen am postmortalen Hirngewebe und an den korrespondierenden Proben postmortalen Liquor cerebrospinalis (CSF) konnten einen Zusammenhang der Dichte der parenchymalen TMEM119-positiven Mikroglia und der der CSF belegen. Innerhalb der analysierten Kompartimente bestehend aus Kortex, Marklager und CSF ergaben sich weit gefächerte Messwerte zur jeweiligen Dichte der immuno-positiven Mikroglia. Die Ergebnisse implizierten eine schnelle Reaktion der Mikroglia im Hirngewebe und einen zeitverzögerten Nachweis von immuno-positiven Mikroglia in der CSF. Signifikante Effekte von Alter, Geschlecht, Hirngewicht und insbesondere einem steigenden Postmortalintervall konnten als potenzielle Einflussfaktoren hinsichtlich der CSF-Intensität ausgeschlossen werden. Eine positive Korrelation ergab sich hingegen zwischen der Mikroglia-Dichte der CSF und den Angaben bezüglich erfolgter Reanimationsmaßnahmen der eingeschlossenen Sterbefälle als Hinweis auf einen relevanten Zusammenhang mit dem zerebralen Blutfluss.
Neben dem ursprünglich angestrebten isolierten Vergleich zwischen der TMEM119-positiven Mikroglia-Profildichte der CSF, des Kortex und der des Markraums ergaben sich nach Analyse weiterhin morphologische Auffälligkeiten der identifizierten Mikroglia und teils spezifische Verteilungsmuster. Die abschnittsweise laminäre Anordnung der Zellen in den kortikalen Gewebeanteilen wies insbesondere in den supragranulären Schichten nahe der Hirnoberfläche strukturell auffällige Mikroglia-Profile mit annähernd rundem Zellkörper und wenigen bis keinen Zellfortsätzen auf. Ein annähernd identisches Bild konnte im perivaskulären Marklager festgestellt werden und wies auf einen Zusammenhang zum Übertritt der Mikroglia in die CSF sowie eine Assoziation zu den medullären Gefäßen hin. Der erstmalige Nachweis des aktiven Übertritts der TMEM119-positiven Mikroglia durch die weiche Hirnhaut implizierte einen aktiven Zugangsweg der Zellen in die CSF unter Ausbildung eines amöboid erscheinenden Phänotyps neben einem lediglich diffusen und passiven Übertritt der Zellen unter pathologischen Bedingungen.
Die durchgeführten Untersuchungen belegen das enorme Potenzial der postmortalen CSF als Untersuchungsmedium insbesondere im Hinblick auf die Erhebung der Mikroglia-Dichte und die Analyse der Mikroglia-Morphologie in Bezug auf neuropathologische Beteiligung im ZNS und damit verbundenen Fragestellungen.
Intramuscular hemorrhages in the pathway of an electric current through the body - two case reports
(2023)
Intramuscular hemorrhages at autopsy can have a variety of traumatic as well as non-traumatic causes, but their recognition in electrical deaths is almost a rarity. We report on two autopsy cases of electrical fatalities, the first relating to a portion of the right upper human extremity, consisting (only) of the forearm and hand, while the other case relates to a female child who died after a high voltage electrical shock. In both cases, layered dissection of the upper limb revealed fresh intramuscular hemorrhages in the skeletal muscles that could be topographically related to the path taken by the current through the body. Externally visible electric marks were present in both cases. The hemorrhages were most likely caused by current-induced tetanic muscle contractions, producing an internal muscle trauma with rupture of fibers and bleedings. In complex situations, such as inconspicuous marks or a complete lack of visible signs on the body, the finding may be helpful in solving the case in consideration of the case history and circumstances. The vitality, topography, and pattern of the hemorrhages are discussed in the light of the available literature.
Neben der Frage nach dem Lebensalter als Kriterium zur Identifizierung unbekannter Leichen und menschlicher Überreste, wird der Bedarf einer Altersschätzung an lebenden Personen derzeit immer größer. Hinzu kommt die Hoffnung, aus Spuren Rückschlüsse auf das Alter des Spurenlegers ziehen zu können. Ziel dieser Arbeit war es, aus verschiedenen biologischen Materialien das Alter anhand der 4.977 bp-Deletion in menschlicher mitochondrialer DNA abschätzen zu können, wobei der Schwerpunkt auf Material von lebenden Personen lag. Hierzu wurde mit Hilfe geeigneter DNA-Extraktionsmethoden aus verschiedenen Gewebearten, venösem Vollblut, Mundschleimhautabstrichen und Haarwurzeln ausreichend DNA guter Qualität gewonnen. Die Schwierigkeit dieser Untersuchung lag in der Ermöglichung einer Quantifizierungsmethode zur Erfassung der 4.977 bp-Deletion. Dieses Problem wurde, nach der Wahl optimaler Primer und Amplifizierung spezifischer DNA-Fragmente, für die deletierte und die normale mtDNA unter optimierten PCR-Bedingungen im Multi-plex-Ansatz, mit Hilfe der Kapillarelektrophorese gelöst. Mit ihr konnte der Anteil der 4.977 bp-deletierten und der normalen mtDNA durch die computeranalysierten Peakflächen der beiden Fragmente bestimmt und miteinander in Verhältnis gesetzt werden. Dieses Verhältnis wurde durch den Quotienten IDel/INorm ausgedrückt. Die gewonnenen Ergebnisse wurden anschließend ausgedehnten statistischen Erhebungen unterzogen. Die 4.977 bp-Deletion zeigte in allen untersuchten Materialien eine eindeutige Altersabhängigkeit. Dies wurde an der Zunahme des Quotienten IDel/INorm mit steigendem Alter ersichtlich. Für die verschiedenen Gewebearten war die Abhängigkeit dieser Deletion vom Alter bereits aus der Literatur bekannt. Im Blut wurde diese jedoch erstmalig gezeigt, ebenso wie in den Mundschleimhautabstrichen, die bisher noch nie für Untersuchungen der 4.977 bp-Deletion herangezogen wurden. In den Haarwurzeln konnte die Deletion nicht nachgewiesen werden. Auffällig war hierbei, dass die Altersabhängigkeit von Material zu Material unterschiedlich ausgeprägt war. Der größte Anteil deletierter mtDNA fand sich im Gehirngewebe, gefolgt von Skelettmuskulatur, Herz, Lunge, Milz, Niere Leber und Haut. Für diese unterschiedliche Akkumulierung der 4.977 bp-Deletion finden sich zwei mögliche Erklärungsansätze, die Theorie einer unterschiedlichen Mitoserate und die einer unterschiedlichen Stoffwechselaktivität, die beide die gewonnene Rangfolge bestätigen. Des Weiteren wurde eine Abhängigkeit der 4.977 bp-Deletion von der in die PCR eingesetzten DNA-Menge festgestellt. Dieser Effekt muss im Zusammenhang mit der unterschiedlichen Amplifizierungseffizienz der beiden relevanten DNA-Fragmente gesehen werden, wodurch jedoch die Einschränkungen der angewandten unkontrollierten Multiplex-PCR mit anschließender semi-quantitativer Detektion der Amplifikations- produkte deutlich werden. Unter Berücksichtigung der Einschränkungen gelang anhand von Perzentilentabellen eine Altersschätzung mit der Angabe einer Altersspanne von ungefähr 30 Jahren. Um eine genauere Altersschätzung zu erreichen, wäre eine Optimierung der Methode, z. B. durch Anwendung einer real-time quantitativen PCR, und eine Einbeziehung einer noch größeren Probenzahl nötig.
In the last few years, quantitative analysis of metabolites in body fluids using LC/MS has become an established method in laboratory medicine and toxicology. By preparing metabolite profiles in biological specimens, we are able to understand pathophysiological mechanisms at the biochemical and thus the functional level. An innovative investigative method, which has not yet been used widely in the forensic context, is to use the clinical application of metabolomics. In a metabolomic analysis of 41 samples of postmortem cerebrospinal fluid (CSF) samples divided into cohorts of four different causes of death, namely, cardiovascular fatalities, isoIated torso trauma, traumatic brain injury, and multi-organ failure, we were able to identify relevant differences in the metabolite profile between these individual groups. According to this preliminary assessment, we assume that information on biochemical processes is not gained by differences in the concentration of individual metabolites in CSF, but by a combination of differently distributed metabolites forming the perspective of a new generation of biomarkers for diagnosing (fatal) TBI and associated neuropathological changes in the CNS using CSF samples.
In der vorliegenden Arbeit wurde der Versuch unternommen, eine Korrelation zwischen der Morphologie des Spurenmaterials Haar und der molekularbiologischen Untersuchung herzustellen. In der Rechtsmedizin waren Haare lange Zeit wegen der technisch schwierigen und zeitintensiven Untersuchungsmethoden eher von untergeordneter Bedeutung. Erst in den letzten Jahren wurden ausreichende wissenschaftliche Grundlagen geschaffen, um im Rahmen der forensischen Spurenkunde spezielle Fragestellungen anhand von molekularbiologischen Haaranalyseergebnissen mit größter Sicherheit zu beantworten. Humane Kopfhaut wurde aus der occipitalen Region entnommen. Nach ausgewählten Fixationen wurden die Gewebeschnitte mit der Hämatoxylin-Eosin- sowie der Methylgrün-Pyronin-Färbung behandelt. Morphologische Hinweise auf die Existenz von Cytoplasmastrukturen, die mit Nukleinsäuren assoziiert sein könnten, fanden sich nach abgeschlossener Keratinisierung ausschließlich im Bereich der Kutikula. Im Bereich des Markstranges oder anderen Abschnitten des Haares konnten nach den abgeschlossenen Keratinisierungsprozessen keine Strukturen gefunden werden, die auf das Vorhandensein von Nukleinsäuren schließen lassen. Des Weiteren wurden mit geeigneten Verfahren die Extraktion von DNA aus telogenen Haarwurzeln und Haarschäften durchgeführt. Mit der Chelex-100-Extraktionsmethode und der Kombination der anschließenden Reinigung der Extrakte mit Diatomeenerde, war der DNA-Nachweis in mehr als die Hälfte der untersuchten Haarwurzeln möglich. Die Phenol-Chloroform-Extraktionsmethode erlaubte einen erfolgreichen DNA-Nachweis in durchschnittlich 14,3 % der Fälle. Zur Typisierung der genomen DNA wurde die Polymerasen-Ketten-Reaktion (PCR) angewandt. Untersucht wurde dabei zwei in der forensischen Praxis gängige STR-Systeme, zum einen das auf Chromosom 5 lokalisierte System HumACTBP2 (SE33) zum anderen das auf Chromosom 12 gelegene System HumVWA. Zusätzlich wurde das Geschlechtsbestimmungssystem HumAMEL X/Y in die Untersuchung mit einbezogen. Die Ergebnisse lassen zukünftig auf ein gezieltes Vorgehen und die Anwendung spezieller Methoden für die Individualtypisierung am Spurenmaterial Haar hoffen. Da Keratinisierungsprozesse im wachsendem Haar wohl eine Schlüsselrolle über das Schicksal der Zellkerne und der darin enthaltenen Degenerationsgrad der DNA spielen, sollten sich zukünftige Untersuchungen in der Rechtsmedizin verstärkt dieser Thematik widmen.
The aim of this study was to investigate if the biomarkers myelin basic protein (MBP) and neurofilament-H (NF-H) yielded informative value in forensic diagnostics when examining cadaveric cerebrospinal fluid (CSF) biochemically via an enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) and comparing the corresponding brain tissue in fatal traumatic brain injury (TBI) autopsy cases by immunocytochemistry versus immunohistochemistry. In 21 trauma and 19 control cases, CSF was collected semi-sterile after suboccipital puncture and brain specimens after preparation. The CSF MBP (p = 0.006) and NF-H (p = 0.0002) levels after TBI were significantly higher than those in cardiovascular controls. Immunohistochemical staining against MBP and against NF-H was performed on cortical and subcortical samples from also biochemically investigated cases (5 TBI cases/5 controls). Compared to the controls, the TBI cases showed a visually reduced staining reaction against MBP or repeatedly ruptured neurofilaments against NF-H. Immunocytochemical tests showed MBP-positive phagocytizing macrophages in CSF with a survival time of > 24 h. In addition, numerous TMEM119-positive microglia could be detected with different degrees of staining intensity in the CSF of trauma cases. As a result, we were able to document that elevated levels of MBP and NF-H in the CSF should be considered as useful neuroinjury biomarkers of traumatic brain injury.
Die vorliegende Arbeit befasste sich mit der Landmarke Pterion am menschlichen Schädel, morphometrisch untersucht wurden populationsspezifische und geschlechtsspezifische Unterschiede von vier verschiedenen Populationen.
Hierfür wurden digital vermessene Krotaphion-Sphenion-Distanzen (K-S-Distanz) für beide Seiten des Schädels von 124 afroamerikanischen Schädeln (männlich: 73, weiblich: 51), 664 euroamerikanischen Schädeln (männlich: 439, weiblich: 225), 89 deutschen Schädeln (männlich: 61, weiblich: 28) und 98 ruandischen Schädeln (männlich: 61, weiblich: 37) miteinander verglichen, um zu untersuchen, ob es einen statistisch signifikanten Unterschied bei der K-S-Distanz gibt. Dabei stellte sich heraus, dass es zwischen den Geschlechtern und den verschiedenen untersuchten Ethnien einen statistisch signifikanten Unterschied bei der K-S-Distanz gibt. Bei den weiblichen Schädeln zeigte die linke Seite mit einem Mittelwert von 13,28 mm (SD 5,25) und die rechte Seite mit einem Mittelwert von 12,5 mm (SD 4.80) eine kürzere Distanz als bei den männlichen Schädeln (links: 14,17 mm, SD 5,23, rechts: 13,53 mm, SD 5,22 mm). Im Independent T-Test zeigte sich auf beiden Seiten mit einem p-Wert < 0,05 ein statisch signifikanter geschlechtsspezifischer Unterschied.
Bei dem Vergleich zwischen den Ethnien zeigten die Schädel der deutschen Population die größte Asymmetrie, der Mittelwert für die K-S Distanz lag rechts bei 14,5 mm und links bei 15,6 mm. Somit ergibt sich eine Differenz von 1,1 mm. Die ruandische Population wies die kleinste mittlere K-S-Distanz bei einem Mittelwert für rechts und links von jeweils 8,7 mm auf und zeigten somit die stärkste Symmetrie in Bezug auf die K-S-Länge. Die ANOVA Analyse, die in dieser Studie durchgeführt wurde, ergab einen statistisch signifikanten Unterschied zwischen den einzelnen Populationen, sowohl auf der linken als auch auf der rechten Seite des Schädels. Überprüfte man in weiteren Analysen (Turkey HSD und Games-Howell-Test), wie die Gruppen abschneiden, wenn sie untereinander verglichen, so sah man, dass die afroamerikanische und die ruandische Population sich entweder von allen Gruppen oder nur von der euroamerikanischen und der deutschen Population unterscheiden. Genauso unterscheiden sich die euroamerikanische und deutsche Population entweder von allen Gruppen oder nur von der afroamerikanischen und ruandischen Population. Dieser Trend zeigt sich sowohl auf der rechten als auch auf der linken Seite.
Die durch diese Studie analysierten Unterschiede bei der K-S-Distanz bezüglich des Geschlechts und der Herkunft könnten in der weiteren Forschung hilfreich sein, um die Aussagekraft und Praktikabilität der Geschlechts- und Herkunftsdifferenzierung am Pterion zu verbessern. Gestützt von weiterer Forschung wäre ein Einsatz der K-S-Distanz für die Geschlechts- und Herkunftsdifferenzierung in Zweifelsfällen indiziert oder dann, wenn nur noch Reste des Schädels vorhanden sind. Auch wäre ein Einsatz möglich, wenn nur die Schläfe eines Schädels und damit das Pterion als Ganzes vorhanden wären.
Quantifizierung des postmortalen RNA-Status im Gehirn mittels Real-time-PCR: Ein Beitrag zur Bestimmung der Leichenliegezeit Der postmortale Nukleinsäureabbau verläuft unterschiedlich: während DNA im Allgemeinen als stabil angesehen wird und erst mit Einsetzen von Fäulniserscheinungen stärkerer Degradation unterliegt, wird RNA mit dem Sistieren der Kreislauftätigkeit relativ rasch abgebaut. Eine Reihe von Studien hat aber gezeigt, dass RNA in bestimmten Geweben eine höhere Stabilität besitzt als ursprünglich angenommen. Dies könnte Bedeutung für die molekulare Medizinforschung besitzen, die auf Genexpressionsstudien in postmortalem Gewebe angewiesen ist. Außerdem könnte eine Quantifizierung der RNA-Degradation z.B. durch Real-time-PCR zur Eingrenzung der Leichenliegezeit genutzt werden. In dieser Studie wurde ein quantitativer Vergleich verschiedener sog. Haushaltsgene (u.a. GAPDH, ß-Actin, FASN) in Gehirngewebe mit einer Leichenliegezeit zwischen 0 und 96 Stunden und unter alternativen Ansätzen zur reversen Transkription (oligo-(dT)-Primer mit und ohne sog. Anker, Random Hexamer Primer) durchgeführt. Zunächst erfolgten systematische Untersuchungen zur Effektivität der RNA-Isolierung, reversen Transkription und der PCR im Hinblick auf eine möglichst präzise Quantifizierung. Es zeigte sich, dass die Resultate der Real-time-PCR ein Maß für die ursprünglich in der Probe vorhandene mRNA-Menge darstellen. Weiterhin stellte sich heraus, dass eine deutliche und evtl. auch zur Liegezeitbestimmung nutzbare RNA-Degradation erst nach 24h einsetzt. Ein wesentlicher Unterschied zwischen Random- und oligo-(dT)-priming der reversen Transkription war dabei nicht festzustellen. Diese Ergebnisse belegen zum einen, dass RNA im frühen postmortalen Intervall relativ stabil ist und als Substrat für quantitative Untersuchungen dienen kann, zum anderen, dass ein zeitabhängiger Abbau besteht, der eine Eingrenzung der Leichenliegezeit z.B. mittels Grenzwerten in ein frühes und mittleres Postmortalintervall zulässt.
The aim of this pilot study was to investigate the diagnostic potential of TMEM119 as a useful microglia-specific marker in combination with immunostainings for phagocytic function and infiltrating capacity of monocytes in cases of lethal monosubstance intoxications by morphine (MOR), methamphetamine (METH), and of ethanol-associated death (ETH) respectively. Human brain tissue samples were obtained from forensic autopsies of cases with single substance abuse (MOR, n = 8; ETH, n = 10; METH, n = 9) and then compared to a cohort of cardiovascular fatalities as controls (n = 9). Brain tissue samples of cortex, white matter, and hippocampus were collected and stained immunohistochemically with antibodies against TMEM119, CD68KiM1P, and CCR2. We could document the lowest density of TMEM119-positive cells in MOR deaths with highly significant differences to the control densities in all three regions investigated. In ETH and METH deaths, the expression of TMEM119 was comparable to cell densities in controls. The results indicate that the immunoreaction in brain tissue is different in these groups depending on the drug type used for abuse.
A single, specific, sensitive biochemical biomarker that can reliably diagnose a traumatic brain injury (TBI) has not yet been found, but combining different biomarkers would be the most promising approach in clinical and postmortem settings. In addition, identifying new biomarkers and developing laboratory tests can be time-consuming and economically challenging. As such, it would be efficient to use established clinical diagnostic assays for postmortem biochemistry. In this study, postmortem cerebrospinal fluid samples from 45 lethal TBI cases and 47 controls were analyzed using commercially available blood-validated assays for creatine kinase (CK) activity and its heart-type isoenzyme (CK–MB). TBI cases with a survival time of up to two hours showed an increase in both CK and CK–MB with moderate (CK–MB: AUC = 0.788, p < 0.001) to high (CK: AUC = 0.811, p < 0.001) diagnostic accuracy. This reflected the excessive increase of the brain-type CK isoenzyme (CK–BB) following a TBI. The results provide evidence that CK immunoassays can be used as an adjunct quantitative test aid in diagnosing acute TBI-related fatalities.
Targeting molecular alterations as an effective treatment for isocitrate dehydrogenase-wildtype glioblastoma (GBM) patients has not yet been established. Sterol-O-Acyl Transferase 1 (SOAT1), a key enzyme in the conversion of endoplasmic reticulum cholesterol to esters for storage in lipid droplets (LD), serves as a target for the orphan drug mitotane to treat adrenocortical carcinoma. Inhibition of SOAT1 also suppresses GBM growth. Here, we refined SOAT1-expression in GBM and IDH-mutant astrocytoma, CNS WHO grade 4 (HGA), and assessed the distribution of LD in these tumors. Twenty-seven GBM and three HGA specimens were evaluated by multiple GFAP, Iba1, IDH1 R132H, and SOAT1 immunofluorescence labeling as well as Oil Red O staining. To a small extent SOAT1 was expressed by tumor cells in both tumor entities. In contrast, strong expression was observed in glioma-associated macrophages. Triple immunofluorescence labeling revealed, for the first time, evidence for SOAT1 colocalization with Iba1 and IDH1 R132H, respectively. Furthermore, a notable difference in the amount of LD between GBM and HGA was observed. Therefore, SOAT1 suppression might be a therapeutic option to target GBM and HGA growth and invasiveness. In addition, the high expression in cells related to neuroinflammation could be beneficial for a concomitant suppression of protumoral microglia/macrophages.
Die geringe DNA-Menge von telogenen Haaren ist ein in der Literatur bekanntes Problem. Aufgrund des bekannten Wachstumszyklus menschlicher Haare ist eine mögliche Sicherung an Tatorten sehr wahrscheinlich.
Das Ziel dieser vergleichenden, experimentellen Studie war die Evaluation sechs gängiger Extraktionsverfahren im Vergleich zu einer noch nicht etablierten chinesischen Methode.
Der originäre, chinesische Lysepuffer setzt sich aus einer optimalen Kombination und Konzentration folgender Einzelkomponenten zusammen: 10mmol (Tris)-HCl (Tris(hydroxymethyl)aminomethan) (pH 8,0), 2mmol EDTA (Ethylendiamintetraessigsäure) (pH 8,0), 0,2mol NaCl und 200µg/ml Proteinase K. Dem Ansatz wurde hoc loco das nicht-ionische Tensid Triton X-100 in einer 3%-igen Konzentration zugefügt. Darüber hinaus wurde im Rahmen einer initialen Screeninguntersuchung (Harris Hämatoxylin – und DAPI-Fluoreszenzfärbung) versucht, eine möglichst verlässliche Aussage über den Typisierungserfolg eines einzelnen telogenen Haars zu geben.
Durch mehrere Versuchsreihen ergaben sich keine signifikanten Unterschiede durch den Zusatz des Oberflächentensids, noch durch eine Verlängerung der originären 30-minütigen Inkubationszeit. Die Untersuchungen der fluoreszenzgefärbten, telogenen Haare ergaben eine Korrelation zwischen der Menge der sichtbaren Zellkerne und dem Typisierungserfolg.
In forensic science determination of the origin and sex of skeletal remains is an important task for identification purposes. In this study we investigated the krotaphion-sphenion distance (K‑S distance) in the pterion region of German, Euro-American, African-American and Rwandan skulls of modern individuals from the nineteenth to the twenty-first century to look for statistically significant differences in sex and ancestry. We found a statistically significant sex-specific difference in the K‑S distance, which was greater in male skulls than in female skulls for both sides of the skull. Our study also showed that there is a statistically significant difference in the K‑S distance between the four populations studied. Landmarks and morphometric parameters measured in our investigations, which were not used for the present examination were provided to the software program Fordisc for its reference data to enhance the range of its usability for identification of unknown skulls or partial skulls of European individuals.
Ziel dieser Dissertation ist es, etwaige Gemeinsamkeiten und Unterschiede hinsichtlich der Distribution und Intensität von Brandverletzungen bei suizidaler Selbstverbrennung im Freien in Abhängigkeit von der jeweiligen Körperposition zum Auffindezeitpunkt anhand der Aktenlage herauszuarbeiten. Das Studienkollektiv umfasst 38 Fälle
aus 9 deutschen rechtsmedizinischen Instituten, darunter 13 (34,2 %) weibliche und 25
(65,8 %) männliche Suizidenten/-innen im Alter von 18 – 77 Jahren. Neben einer deskriptiven visuellen Analyse erfolgt die Auswertung der Verteilung der Verbrennungen mittels
der Software BurnCase 3D, die es ermöglicht, eine Sortierung der einzelnen Körperbereiche nach deren durchschnittlicher Verbrennungsintensität innerhalb verschiedener
Cluster für die unterschiedlichen Auffindepositionen am Tatort (Rückenlage, Bauchlage,
Seitenlage, Aufrecht, Sitzend) vorzunehmen.
Am ehesten auf das in aufrechter Haltung beginnende Brandgeschehen zurückzuführen ist eine clusterübergreifend auftretende, intensive und nach kranial an Intensität
abnehmende Verbrennung des Halses sowie der lateralen und perioralen Kopfbereiche.
Geringe Verbrennungsfolgen weisen die distalen unteren Extremitäten sowie die Auflageflächen des Körpers auf dem Untergrund auf. Es zeigt sich eine Beeinflussung der lokalen Verbrennungstiefe durch ein hohes Fettgewebevorkommen. Ebenfalls clusterübergreifend können verstärkte Brandwirkungen an den Oberschenkelinnenseiten festgestellt
werden. In Rücken- und Bauchlage liegt zudem eine höhere Verbrennungsintensität an
den Flanken, den Arminnenseiten und im Unterbauchbereich vor. Bei in Seitenlage verbrannten Körpern ergeben sich Hinweise darauf, dass die nach oben gerichtete Körperseite vermehrt Verbrennungen aufweist. In aufrechter und sitzender Position konzentriert
sich der Brandfokus überwiegend auf Torso, Hals und Kopf. Zusätzlich wurde eine Betrachtung des Entstehungsmusters kutaner Hitzerisse durchgeführt. Hier ergaben sich
Übereinstimmungen u.a. mit dem Verlauf der Hautfaltlinien nach Pinkus. Ein Körperschema mit Abbildung der beobachteten Orientierungen der Risse wurde angefertigt.
Die wichtigsten Limitationen ergeben sich aus einer geringen Fallzahl, einer fotografischen Dokumentation, die nicht alle Körperbereiche in ausreichender Qualität und
Detailliertheit abdeckt, sowie dem subjektiven Bias hinsichtlich der Bewertung der Verbrennungsintensitäten.
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 aim of this study was to provide a comprehensive overview of the frontal bone in the forensic context with special emphasis on its shape. Analyses on 19th and 20th century Euro-American and German crania were performed in terms of population differences, sexual dimorphism, secular change, and metopism.
It could clearly be seen that the frontal bone on its own already provides a lot of information toward the biological profile of an individual. Overall, using size and shape combined for analyses would always produce the best results, followed by shape only and then size only. Nevertheless, Log_Centroid_Size was the best sex-discriminating variable in the size-shape combined analyses for both populations. Population differences as well as sexual dimorphism could both be assessed (with varying accuracy) using size only and shape only respectively.
Very little secular change between the 19th and 20th century was found for the frontal in both groups respectively, with the secular change that could be seen mostly being shape variation.
Metopism analysis was only performed on German crania, because the presence or absence of a metopic suture was not documented for the Euro-American crania. Unfortunately, the results of these analyses were very limited due to too small sample sizes for the overall low percentage of metopism. The metopic frontal was once again found to be short in relation to its width and presenting a more rounded frontal curvature. The attempt of creating a formula to morphometrically assess the presence of metopism was not successful.
The results of this thesis suggest that forensic case work on skeletal remains would greatly benefit from a broader application of Geometric Morphometrics and consequently from larger databases containing shape data as well as more advanced and user-friendly software for this type of analyses.
The aim of the present study was a refined analysis of neuroinflammation including TMEM119 as a useful microglia-specific marker in forensic assessments of traumatic causes of death, e.g., traumatic brain injury (TBI). Human brain tissue samples were obtained from autopsies and divided into cases with lethal TBI (n = 25) and subdivided into three groups according to their trauma survival time and compared with an age-, gender-, and postmortem interval-matched cohort of sudden cardiovascular fatalities as controls (n = 23). Brain tissue samples next to cortex contusions and surrounding white matter as well as samples of the ipsilateral uninjured brain stem and cerebellum were collected and stained immunohistochemically with antibodies against TMEM119, CD206, and CCR2. We could document the highest number of TMEM119-positive cells in acute TBI death with highly significant differences to the control numbers. CCR2-positive monocytes showed a significantly higher cell count in the cortex samples of TBI cases than in the controls with an increasing number of immunopositive cells over time. The number of CD206-positive M2 microglial cells increased survival time-dependent. After 3 days of survival, the cell number increased significantly in all four regions investigated compared with controls. In sum, we validate a specific and robustly expressed as well as fast reacting microglia marker, TMEM119, which distinguishes microglia from resident and infiltrating macrophages and thus offers a great potential for the estimation of the minimum survival time after TBI.
Intrakranielle Blutungen sind im Säuglingsalter seltene, aber lebensbedrohende Ereignisse. Neben Gefäßmissbildungen, Stoffwechseldefekten sowie Störungen der Blutgerinnung kommen v. a. nichtakzidentielle Traumata, Schütteltrauma in Betracht. Die klinische Diagnostik umfasst hinsichtlich der Blutungsgenese neben Sonographie und MRT als apparatives Verfahren auch eine Fundoskopie sowie laborchemische Analysen, insbesondere der Gerinnungsparameter. Für die Blutgerinnung ist das fettlösliche Vitamin K essenziell: Frühe, klassische und späte Vitamin-K-Mangel-Blutungen werden dabei unterschieden. Um ein gehäuftes Wiederauftreten von Vitamin-K-Mangel-Blutungen bei Neugeborenen und jungen Säuglingen zu verhindern, bedarf es einer hinreichenden Aufklärung der Eltern. Eine Verweigerung der Prophylaxe scheint Folge einer weltanschaulich begründeten Ablehnung der Schulmedizin und ein zunehmendes Phänomen in wohlhabenden Industrieländern zu sein.
In der vorliegenden Arbeit wurde der Archivbestand des Instituts für Rechtsmedizin der Universität Würzburg aus den Jahren 2002 bis 2012 untersucht. 696 Fälle mit Beteiligung stumpfer Gewalt, wurden statistisch erfasst. Darin eingeschlossen waren 622 Sektionsprotokolle und 74 Akten von Lebenduntersuchungen. Erfasst wurden dabei 94 Opfer von Gewalttaten und 598 Unfallopfer. Ziel der Arbeit war es, folgenden Fragestellungen nachzugehen: Welche Rückschlüsse im Hinblick auf deren Entstehung erlauben Art, Anzahl und Lokalisation von Gesichtsverletzungen im Einzelnen? Kann anhand dieser entschieden werden, ob es sich um einen Unfall oder ein Gewaltdelikt handelte? In diesem Zusammenhang wurden ausschließlich Fälle von stumpfer Gewalt bzw. stumpfer Gewalteinwirkung berücksichtigt. Folgende Kriterien wurden in einer Excel -Tabelle er- fasst und anschließend mittels SPSS [36] statistisch ausgewertet: Geschlecht, Alter, Verletzungsursache, die Blutalkoholkonzentration und, falls zutreffend, die Todesursache. Des Weiteren wurden folgende Verletzungsmerkmale registriert: Weichteilverletzungen und Frakturen der Nasen, des Ober- und Unterkiefers, Läsionen der Mundschleimhaut, der Ohren und des postaurikulären Bereichs. Außerdem die Anzahl von Verletzungen pro Opfer und Ursache. Um Aussagen über Fälle, in denen ein Verkehrsunfall oder zumindest ein Insassenunfall ausgeschlossen werden konnte, treffen zu können, wurden drei Untersuchungsgruppen gebildet. Ein Gesamtkollektiv, eine Gruppe speziell ohne Insassenverkehrsunfälle und ein Kollektiv generell ohne Verkehrsunfälle.
Das Gesamtkollektiv bestand aus 486 männlichen Geschädigten und 208 weiblichen Opfern. Männer waren häufiger Opfer von Unfällen als Frauen (m:w = 2,8:1). Bei Gewaltdelikten war das Verhältnis ausgeglichen (m:w = 1:1).
Die häufigste Unfallursache war der Insassenverkehrsunfall, gefolgt von unfall- bedingten Stürzen. Gewaltformen waren (in absteigender Reihenfolge) multiple
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Gewalteinwirkungen bzw. Misshandlungen, Schläge mit stumpfen Gegenständen, Schläge mit der Hand und durch Stöße verursachte Stürze. Die häufigste Todesursache war das Schädel-Hirn-Trauma.
Die Analyse der Ausprägung verschiedener Verletzungen ergab, dass im Kollektiv ohne VU mehrere gleichzeitig auftretende Verletzungen eher für ein Gewaltdelikt sprechen. Zudem zeigte sich, dass explizit Sturzereignisse durchschnittlich signifikant weniger Verletzungen aufweisen als Misshandlungen bzw. multiple stumpfe Gewaltanwendungen. Verletzungen der Nasenweichteile und der Ober- und Unterkiefermundschleimhäute wurden sowohl bei Unfällen als auch bei Gewalttaten in allen Kollektiven als die Häufigsten identifiziert. Frakturen der Mandibula, Maxilla, des Os nasale und Zahnverletzungen zeigten keine signifikant unterschiedlichen Ausprägungen. Es konnte nachgewiesen werden, dass sich Mundschleimhautverletzungen insbesondere des Oberkiefers, Verletzungen der Nasenweichteile, der Ohrmuschel und der Haut hinter den Ohren signifikant häufiger bei Delikten stumpfer Gewalt präsentierten als dies bei Unfällen bzw. Sturzgeschehen der Fall war. Obwohl ein deutliches statistisches Übergewicht der Unfallzahlen im Vergleich zu Gewalttaten vorlag, zeigte sich, dass unter allen Ohrverletzungen (sowie Läsionen der Haut h. d. Ohren) mehr als die Hälfte durch eine Gewalttat verursacht wurden. Es wurde festgestellt, dass Kopfverletzungen durch stumpfe Gewalt, welche in der Literatur als typisch für Kindesmisshandlungen beschrieben werden, auch in Fällen von Gewalt gegen Erwachsene signifikant häufiger bei stumpfen Gewaltdelikten auftreten. Somit könnten diese auch als Prädiktor für vorliegende Gewalttaten dienen. Eine entsprechende Datenbank könnte als sinnvolle Ergänzung zu den bekannten Mitteln der Rechtsmedizin bzw. medizinischen Kriminalistik Verwendung finden, um Unfälle von Delikten stumpfer Gewalt zu unterscheiden.
„Black esophagus“ oder „akute Ösophagusnekrose“ (AÖN) ist eine seltene Erkrankung, die sich makroskopisch durch eine zirkumferente Schwarzverfärbung der Ösophagusmukosa mit abruptem Ende am gastroösophagealen Übergang auszeichnet. Die genaue Pathogenese ist unbekannt; es werden multifaktorielle Einflüsse wie z. B. Säurereflux, Ischämie und verringerte Schutzmechanismen der Mukosa als mögliche Ursachen diskutiert.
Vorgestellt werden 2 Obduktionsfälle, die typische Befunde einer AÖN aufwiesen. Zusätzlich hatten Fall 1 eine Candida-Infektion und Fall 2 eine Appendizitis, sodass eine infektiöse Genese in beiden Fällen eine Rolle gespielt haben könnte.