Institut für Rechtsmedizin
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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.
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 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.
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.
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.
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.
„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.
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.
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.
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.