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Bei Tumoren von Kopf und Hals kann primär oder adjuvant durch Bestrahlung therapiert werden. Die Folgen dieser Behandlung können Xerostomie, Karies, Infektionen, Dysphagie oder Mundgeruch sein. Diese Nebenwirkungen vermindern die Lebensqualität des Patienten. Unterschiedliche Behandlungsansätze haben aufgrund von therapiebedingten Einschränkungen nicht den Weg in den klinischen Alltag gefunden. Eine Alternative zu den vorhandenen Behandlungsansätzen kann das Tissue Engineering sein. Das Ziel einer Normalisierung der Speichelproduktion nach Behandlung soll durch eine implantierbare, künstliche Speicheldrüse erreicht werden. Kann humanes natives Speicheldrüsengewebe der Parotis auf gradientenfreiem dreidimensional aufgebauten Polyurethan wachsen und seine Funktionalität beibehalten? Humane Parotiszellen wurden von 20 Patienten im Alter von 42 - 90 Jahren durch Operation entnommenen und in Polystyrol-Zellkulturflaschen mit dem Nährmedium BEGM herangezüchtet. Es erfolgte eine 2D-Zellverteilung der reinen Parotiskultur. Zur Kontrolle der Vitalität zwischen den Passagen wurde eine Trypan-Blau Färbung verwendet. Als Trägermaterial der Zellen wurde eine biokompatible, abbaubare Matrix aus ε-Polycaprolacton verarbeitet. Die Übertragung der humanen Parotiszellen wurde mit einer Kleberproteinlösung, bestehend aus den Hauptbestandteilen Aprotinin, Fibrinogen und der Thrombinlösung durchgeführt. 7,14 und 21 Tage nach Aufbringung wurde der Überstand der zeitgleich entnommenen Konstrukte zur Überprüfung des α-Amylase konserviert. Zusätzlich wurden an den 3 Untersuchungstagen Konstrukte für die Anfertigung von histologischen Schnitten, quantitativer PCR, indirekter Immunfluoreszenz und zur Elektronenmikroskopie entnommen. Zur Überprüfung der Funktionalität der angezüchteten Speicheldrüsenzellen wurde das Enzym α-Amylase und das Wasserkanalprotein Aquaporin 5 herangezogen. Bei der Kultivierung der humanen Speicheldrüsenzellen konnte durch den Vitalitätstest Trypan-Blau Färbung in Kombination mit einer Neubauerzählkammer eine konstant hohe Anzahl an vitalen Zellen bis zur 4. Passage nachgewiesen werden. Durch die Lebend/Tot Färbung auf FDA/EB Basis der Konstrukte über die Untersuchungszeit von 14 Tagen konnte keine Vermehrung von avitalen Zellen mikroskopisch festgestellt werden. Die statistische Auswertung mittels Boxplots des ELISA berechnete für den ersten Untersuchungstag einen Median auf niedrigem Niveau von 4,4 U/l und sank im weiteren Zeitverlauf am Untersuchungstag 21 auf die niedrigsten Median von 2,2 U/l ab. α-Amylase konnte an allen 3 Tagen mittels quantitativer PCR und indirekter Immunfluoreszenz belegt werden. Aquaporin 5 als Funktionsnachweis war in der vorliegenden Studie nicht signifikant durch quantitative PCR beweisbar. Die Rasterelektronenmikroskopie bildete adhärente Zellen in kugeliger Form aus den besiedelten Matrices nach 7 Tagen Kultivierung ab. Durch die Transmissionselektronenmikroskopie konnten Zellen, die Zellfortsätze ausgebildet hatten nach 14 Tagen beobachtet werden. Der Versuch, histologische Schnitte auf Grundlage der Paraffineinbettung oder Kryo-Konservierung zu erzeugen, musste frustran abgeschlossen werden. Eine Kultivierung von Speicheldrüsenzellen auf einer Matrix aus ε-Polycaprolacton ohne Gradienten ist eingeschränkt umsetzbar. Die Studie konnte zeigen, dass das Wachstum der Zellen auf konstant niedrigem Niveau über den Untersuchungszeitraum von 21 Tagen lag. Der Funktionsnachweis von α-Amylase auf absinkendem niedrigem Niveau sowie fehlender Bestätigung von Aquaporin 5 kann als stationäre Phase des Wachstums interpretiert werden. Zur Verbesserung der Zellentwicklung sollte die besiedelte Matrix zu einem 3D-Zellwachstum anregen. Bei sequenziell entstehender Polarität der Zellen käme es zu einer Verbesserung der Vitalität sowie der vermehrten Ausbildung von α-Amylase und Aquaporin 5. Dies könnte in einer Kombination der Zellkultur aus Parotiszellen mit Kokulturen aus humanen Myoepithelzellen und Parenchymzellen erreicht werden. Sehr gute Ergebnisse des Zellwachstums und der Zellfunktion konnten aktuell in anderen Studien auf der Trägersubstanz Matrigel oder durch Rebesiedelung von dezellularisierten Organen beobachtet werden.

Die E-Zigarette gewinnt in den letzten Jahren immer mehr an Popularität. Die Frage der Toxizität ist jedoch noch nicht abschließend geklärt, und es besteht weltweite Unsicherheit bei der Verwendung der E-Zigarette. Die vorliegende Arbeit untersucht menschliche Nasenschleimhautzellen nach Dampfexposition mit Propylenglykol, einem Hauptbestandteil der Liquide, auf mögliche akute Entzündungsreaktionen, zytotoxische und genotoxische Wirkungen. Die Nasenschleimhautzellen von 10 Probanden wurden im Air-Liquid-Interface kultiviert und anschließend verschiedenen Konzentrationen von Propylenglykol ausgesetzt. Die Analyse erfolgte unter Verwendung eines Trypanblau-Tests, eines Comet-Assays, eines Mikrokern-Tests und eines IL-6- und IL-8-Sandwich-ELISAs. Der Trypanblau-Test zeigte keine Reduktion der Vitalität. Im Sandwich-ELISA konnte kein Anstieg der IL-6- und IL-8-Konzentrationen festgestellt werden. Im Comet-Assay zeigte das Olive Tail Moment in allen untersuchten Konzentrationen eine Schädigung im Vergleich zur Negativkontrolle. Es zeigte sich auch eine dosisabhängige Schädigung. Ein Unterschied zwischen der Reinsubstanz und der Negativkontrolle konnte im Mikrokern-Test festgestellt werden. Es wurden reparierbare Schäden im Comet-Assay gefunden. Im Mikrokern-Test konnten diese nur in der Reinsubstanzkonzentration bestätigt werden. Die E-Zigarette sollte restriktiv verwendet werden, bis Langzeitstudien vorliegen. Darüber hinaus sollten die Hersteller die Inhaltsstoffe der Flüssigkeiten eindeutig angeben.

We review the role of oscillations in the brain and in the auditory system showing that the ability of humans to distinguish changes in pitch can be explained as a precise analysis of temporal information in auditory signals by neural oscillations. The connections between auditory brain stem chopper neurons construct neural oscillators, which discharge spikes at various constant intervals that are integer multiples of 0.4 ms, contributing to the temporal processing of auditory cochlear output. This is subsequently spatially mapped in the inferior colliculus. Electrophysiological measurements of auditory chopper neurons in different species show oscillations with periods which are integer multiples of 0.4 ms. The constant intervals of 0.4 ms can be attributed to the smallest synaptic delay between interconnected simulated chopper neurons. We also note the patterns of similarities between microcircuits in the brain stem and other parts of the brain (e.g., the pallidum, reticular formation, locus coeruleus, oculomotor nuclei, limbic system, amygdala, hippocampus, basal ganglia and substantia nigra), dedicated to the processing of temporal information. Similarities in microcircuits across the brain reflect the importance of one of the key mechanisms in the information processing in the brain, namely the temporal coupling of different neural events via coincidence detection.

Die fünf Tubulin-bindenden Kofaktoren (TBC) sind an der Tubulinsynthese und der Bildung von Mikrotubuli beteiligt. Ihre Bedeutung wird durch verschiedene Krankheiten und Syndrome hervorgehoben, die durch Funktionsstörungen oder Mutationen dieser Proteine verursacht werden. Posttranslationale Modifikationen (PTMs) von Tubulin fördern verschiedene Eigenschaften, einschließlich stabilitätsfördernder Subpopulationen von Tubulin. Die zell- und zeitspezifische Verteilung der PTMs ist bisher nur im Corti-Organ bei Gerbils untersucht worden. Ziel der vorliegenden Studie war es, die zelltyp- und zeitspezifischen Expressionsmuster von TBC-Proteinen und PTMs erstmals in der murinen Cochlea über mehrere Entwicklungsstadien hinweg zu untersuchen. Dazu wurden murine Cochleae im postnatalen (P) Alter P1, P7 und P14 mittels Immunfluoreszenzanalyse untersucht. Die Untersuchungen zeigten mehrere erhebliche Interspezies-Unterschiede in der Verteilung der PTMs zwischen Gerbil und Maus. Darüber hinaus ist dies die erste Studie, die die räumlich-zeitliche Verteilung von TBCs in einem Gewebe beschreibt, das ein volatiles Expressionsmuster aufweist. Die Expressionsanalyse von TBC-Proteinen und PTMs des Tubulins zeigt, dass diese Proteine eine wichtige Rolle bei der physiologischen Entwicklung der Cochlea spielen und für das Hören essentiell sein könnten.

For all sensory organs, the establishment of spatial and temporal cortical resolution is assumed to be initiated by the first sensory experience and a BDNF-dependent increase in intracortical inhibition. To address the potential of cortical BDNF for sound processing, we used mice with a conditional deletion of BDNF in which Cre expression was under the control of the Pax2 or TrkC promoter. BDNF deletion profiles between these mice differ in the organ of Corti (BDNF \(^{Pax2}\) -KO) versus the auditory cortex and hippocampus (BDNF \(^{TrkC}\) -KO). We demonstrate that BDNF \(^{Pax2}\) -KO but not BDNF \(^{TrkC}\) -KO mice exhibit reduced sound-evoked suprathreshold ABR waves at the level of the auditory nerve (wave I) and inferior colliculus (IC) (wave IV), indicating that BDNF in lower brain regions but not in the auditory cortex improves sound sensitivity during hearing onset. Extracellular recording of IC neurons of BDNF \(^{Pax2}\) mutant mice revealed that the reduced sensitivity of auditory fibers in these mice went hand in hand with elevated thresholds, reduced dynamic range, prolonged latency, and increased inhibitory strength in IC neurons. Reduced parvalbumin-positive contacts were found in the ascending auditory circuit, including the auditory cortex and hippocampus of BDNF \(^{Pax2}\) -KO, but not of BDNF \(^{TrkC}\) -KO mice. Also, BDNF \(^{Pax2}\) -WT but not BDNF \(^{Pax2}\) -KO mice did lose basal inhibitory strength in IC neurons after acoustic trauma. These findings suggest that BDNF in the lower parts of the auditory system drives auditory fidelity along the entire ascending pathway up to the cortex by increasing inhibitory strength in behaviorally relevant frequency regions. Fidelity and inhibitory strength can be lost following auditory nerve injury leading to diminished sensory outcome and increased central noise.