610 Medizin und Gesundheit
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- Graduate School of Life Sciences (304)
- Institut für Virologie und Immunbiologie (295)
- Institut für Pharmakologie und Toxikologie (294)
Schriftenreihe
Sonstige beteiligte Institutionen
- Johns Hopkins School of Medicine (18)
- IZKF Nachwuchsgruppe Geweberegeneration für muskuloskelettale Erkrankungen (7)
- Clinical Trial Center (CTC) / Zentrale für Klinische Studien Würzburg (ZKSW) (5)
- Johns Hopkins University School of Medicine (5)
- Bernhard-Heine-Centrum für Bewegungsforschung (4)
- Johns Hopkins School of Medicine, Baltimore, MD, U.S. (4)
- Klinikum Fulda (3)
- Zentraleinheit Klinische Massenspektrometrie (3)
- CHC Würzburg (Comprehensive Hearing Center) (2)
- Center for Interdisciplinary Clinical Research, Würzburg University, Würzburg, Germany (2)
ResearcherID
- D-1221-2009 (1)
Durch ihre Aufgaben im Metabolismus der Schilddrüsenhormone kommt der Enzymfamilie der Deiodasen im feinregulierten Zusammenspiel der Aktivierung und Inaktivierung dieser signalgebenden Stoffe eine zentrale Rolle zu. Störungen in diesem System ziehen weitreichende Folgen auf der Ebene der Entwicklung und Steuerung des gesamten Organismus nach sich. Verminderte Aktivität der 5´DI, sei sie durch unzureichende Expression des Gens oder posttranskriptionelle Fehlsteuerung bedingt, geht dabei mit einer sogenannten „Konversionshemmung“ einher, die sich in erhöhten T4- und rT3-Spiegeln bei vermindertem Plasma-T3-Gehalt äußert. Diese Konstellation wird in Tiermodellen, bei denen ein 5´DI-Defekt auf molekularer Ebene bekannt ist, beobachtet. Ein derartiger Defekt ist jedoch beim Menschen bislang nicht festgestellt worden. Eine routinemäßige Untersuchung des 5´DI-Gens von Patienten, bei denen ein Enzymdefekt die Ursache ihrer Symptomatik sein könnte, ist mit Hilfe des hier aufgeführten Verfahrens unter einfachen Bedingungen möglich. In dieser Arbeit wird neben der Beschreibung eines stummen Polymorphismus im Exon 1 erstmals eine potentiell relevante Veränderung im translatierten Bereich des 5´DI-Gens beschrieben. Ausgewählte Patienten, deren Symptome den Verdacht auf eine Konversionshemmung aufkommen lassen, sind (bei sonst unveränderter Exonstruktur) heterozygot für eine Punktmutation im Codon 108 im Exon 1. Durch den Austausch von G durch A ergibt sich bei ihnen aus dem Codon UGG für die Aminosäure Tryptophan das Stop- beziehungsweise SeCys-Codon UGA. Im ersten Fall entsteht dadurch ein etwa um die Hälfte verkürztes und damit wohl funktionsunfähiges Protein, im zweiten ein in Konformation und Aktivität sicherlich beeinträchtigtes Enzym, vorausgesetzt, das im 3’-untranslatierten Bereich der mRNA befindliche SECIS-Element ist für dieses UGA-Codon wirksam. Bei beiden Varianten ist jedoch zu klären, ob der Defekt durch das zweite wildtypische Allel teilweise oder völlig kompensiert werden kann, wozu Untersuchungen von Gewebeproben aus Leber und Niere beziehungsweise die Expression des veränderten Gens in Zellkultur erforderlich wären.
Spinal muscular atrophy (SMA) is a disabling disease that affects not only the patient’s health-related quality of life (HRQoL), but also causes a high caregiver burden (CGB). The aim of this study was to evaluate HRQoL, CGB, and their predictors in SMA. In two prospective, cross-sectional, and multi-center studies, SMA patients (n = 39) and SMA patient/caregiver couples (n = 49) filled in the EuroQoL Five Dimension Five Level Scale (EQ-5D-5L) and the Short Form Health Survey 36 (SF-36). Caregivers (CGs) additionally answered the Zarit Burden Interview (ZBI) and the Hospital Anxiety and Depression Scale (HADS). Patients were clustered into two groups with either low or high HRQoL (EQ-5D-5L index value <0.259 or >0.679). The latter group was mostly composed of ambulatory type III patients with higher motor/functional scores. More severely affected patients reported low physical functioning but good mental health and vitality. The CGB (mean ZBI = 22/88) correlated negatively with patients’ motor/functional scores and age. Higher CGB was associated with a lower HRQoL, higher depression and anxiety, and more health impairments of the CGs. We conclude that patient and CG well-being levels interact closely, which highlights the need to consider the health of both parties while evaluating novel treatments.
In dieser Arbeit wurde gezeigt, dass aus uniparentalen, embryonalen
Stammzellen mit fehlender maternal geprägter Genexpression (AG-Zellen)
differenzierte neuronale Progenitorzellen (pNPCs) eine ähnliche neuronale
Kapazität wie wildtypische Progenitorzellen haben. Sie bilden nach
histomorphologischen Kriterien in vitro adulte Neurone mit Ausbildung eines
synaptischen Netzwerks. In elektrophysiologischen PatchClamp-
Untersuchungen wurde gezeigt, dass diese Zellen, ähnlich dem wildtypischen
Pendant, spannungsabhängige Natrium- und Kaliumkanälen besitzen, ein
negatives Membranpotential haben und bei Stimulation mit repetitiven
Aktionspotentialen reagieren. Nach Transplantation in einem Schädel-Hirn-
Trauma-Modell konnten nach drei Monaten in vivo Donorzellen mit neuraler
Morphologie und der Expression von jungen, neuronalen und glialen Proteinen
gefunden werden. Die Teratombildung ist im Vergleich zum Wildtyp unverändert,
eine maligne Entartung mit invasivem Wachstum oder ausgedehnter
Metastasierung konnte nicht gefunden werden. Aus AG-Zellen generierte
neuronale Progenitorzellen sind ein starkes Instrument, um neuronale
genomische Prägung zu untersuchen. Außerdem könnte die regenerative
Kapazität für eine patientenspezifische Zellersatztherapie genutzt werden.
Cannabinoide zeigen komplexe kardiovaskuläre Effekte. Das endogene Cannabinoid Anandamid (Arachidonylethanolamid) induziert in verschiedenen Organsystemen eine hauptsächlich über periphere CB1-Rezeptoren vermittelte Vasodilatation. Der Einfluss von Cannabinoiden auf die pulmonale Strombahn ist jedoch unklar. Am Modell einer isolierten, perfundierten und ventilierten Kaninchenlunge konnte gezeigt werden, dass die endogenen Cannabinoide Anandamid und 2-Arachidonylglycerol (2-AG) dosisabhängig den pulmonalarteriellen Druck erhöhen. Cannabinoide, die abweichend zu Anandamid und 2-AG keine Arachidonsäurestruktur haben, z.B. das synthetische HU-210 oder das pflanzliche Δ9-THC, erhöhen den pulmonalarteriellen Druck nicht. Im Gegensatz zu Anandamid und 2-AG führen die stoffwechselstabilen, gegen enzymatischen Abbau geschützten Analoga von Anandamid und 2-AG, R-Methanandamid und Noladinäther, zu keinem Anstieg des pulmonalarteriellen Druckes. Blockade des CB1-Rezeptors durch den spezifischen Antagonisten AM-251 verhindert die pulmonalarterielle Druckerhöhung nach Anandamidgabe nicht. Wir folgern daraus, dass Abbauprodukte von Anandamid und 2-AG für die Druckerhöhung verantwortlich sind. Erstmalig konnten wir quantitativ Anandamid und 2-AG mittels Flüssigkeitschromatographie / Massenspektrometrie in der Kaninchenlunge nachweisen. Dies legt eine physiologische Relevanz der beiden Endocannabinoide bei der Tonus-Regulation des Lungenkreislaufes nahe.
Background
Serotonin (5-hydroxytryptamin, 5-HT) is an indolamine platelet agonist, biochemically derived from tryptophan. 5-HT is secreted from the enterochromaffin cells into the gastrointestinal tract and blood. Blood 5-HT has been proposed to regulate hemostasis by acting as a vasoconstrictor and by triggering platelet signaling through 5-HT receptor 2A (5HTR2A). Although platelets do not synthetize 5-HT, they take 5-HT up from the blood and store it in their dense granules which are secreted upon platelet activation.
Objective
To identify the molecular composite of the 5-HT uptake system in platelets and elucidate the role of platelet released 5-HT in thrombosis and ischemic stroke. Methods: 5-HT transporter knockout mice (5Htt\(^{-/-}\)) were analyzed in different in vitro and in vivo assays and in a model of ischemic stroke.
Results
In 5Htt\(^{-/-}\) platelets, 5-HT uptake from the blood was completely abolished and agonist-induced Ca2+ influx through store operated Ca\(^{2+}\) entry (SOCE), integrin activation, degranulation and aggregation responses to glycoprotein VI (GPVI) and C-type lectin-like receptor 2 (CLEC-2) were reduced. These observed in vitro defects in 5Htt\(^{-/-}\) platelets could be normalized by the addition of exogenous 5-HT. Moreover, reduced 5-HT levels in the plasma, an increased bleeding time and the formation of unstable thrombi were observed ex vivo under flow and in vivo in the abdominal aorta and carotid artery of 5Htt\(^{-/-}\) mice. Surprisingly, in the transient middle cerebral artery occlusion (tMCAO) model of ischemic stroke 5Htt\(^{-/-}\) mice showed nearly normal infarct volume and the neurological outcome was comparable to control mice.
Conclusion
Although secreted platelet 5-HT does not appear to play a crucial role in the development of reperfusion injury after stroke, it is essential to amplify the second phase of platelet activation through SOCE and plays an important role in thrombus stabilization.
Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Überprüfung der bestehenden Leitlinien für die Kriterien einer stationären versus ambulanten Therapie von Patienten mit Anorexie oder Bulimie. Es zeigte sich, dass manche wichtige Kriterien noch nicht in den Leitlinien verankert sind. Außerdem sind zentrale Begriffe wie "kritisches Untergewicht" oder "häufige Frequenz an Ess-/Brechattacken" nicht ausreichend definiert.
Retiniert und verlagerte Zähne und deren Behandlung sind schon seit langem ein sehr interessantes und viel diskutiertes Thema in der Zahnmedizin. Häufig erfordert die Behandlung des verlagerten Zahnes ein koordiniertes und nicht selten interdisziplinäres Vorgehen. Die Zielsetzung dieser vorliegenden Studie lag in einer Erfolgsbewertung der unterschiedlichen Freilegungsmethoden (offene bzw. geschlossene Elongation) im Rahmen einer kieferchirurgisch-kieferorthopädischen Behandlung retinierter und verlagerter Zähne. Zur Klärung der Fragestellung wurden die Unterlagen von 124 Patienten, die zwischen November 1995 und Februar 2001 kieferchirurgisch auf Grund einer Freilegung eines oder mehrerer Zähne behandelt wurden, herangezogen. Das Patientenkollektiv bestand aus 57 männlichen und 67 weiblichen Patienten mit insgesamt 160 retinierten und verlagerten Zähnen. 41 Patienten konnten nachuntersucht werden. Die Patienten waren zum Zeitpunkt der chirurgischen Freilegung durchschnittlich 14 Jahre und zwei Monate alt und befanden sich bereits im Schnitt ein Jahr und zehn Monate in kieferorthopädischer Behandlung. Zusätzlich zur Verlagerung konnten Platzmangel (52,3%), enge Keimlage (15.6%) und Nichtanlagen (11,3%; exkl. Weisheitszähne) am häufigsten als Nebenbefunde diagnostiziert werden. Die Achsenneigung der retinierten und verlagerten Zähne lag zu 65,6% im „schräg“ definierten Bereich zwischen 30 und 75 Grad bzw. über 105 Grad. Das Wurzelwachstum war bei 51,9% zu 2/3 bzw. bei 42.5% komplett abgeschlossen. Die kieferorthopädische Behandlung wurde nach dem operativen Eingriff durchschnittlich nach 15 Tagen fortgesetzt und im Schnitt nach zwei Jahren abgeschlossen. 90% der Zähne wurden mit ausschließlich festsitzenden Apparaturen eingestellt. Sechs Zähne mussten vor Abschluss der Behandlung extrahiert werden, da sie sich als nicht einstellbar erwiesen. Die Ergebnisse wurden hinsichtlich der dentalen Ausgangslage, der Behandlungsergebnisse, der zeitlichen Parameter und der parodontalen Verhältnisse betrachtet. Die wesentlichen Aussagen dieser retrospektiven Studie lassen sich wie folgt darstellen: Zähne, deren Achsenneigungen stärker als 45 Grad von der Durchbruchsrichtung abweichen, können erfolgreich eingeordnet werden, auch wenn dies mit einer evtl. längeren Einstellzeit verbunden ist. Die Behandlungsergebnisse, bezogen auf Einstellung in den Zahnbogen und physiologischen Kontakt zum Antagonisten, ergaben keinen signifikanten Unterschied hinsichtlich der beiden Freilegungsmethoden. Somit kann mit beiden Freilegungsmethoden ein funktionell gutes Ergebnis erzielt werden. Ein Zahn lässt sich, hinsichtlich der Zeit, umso schneller in den Zahnbogen einordnen, je senkrechter er zur Okklusionsebene steht. Molaren weisen in der Regel die kürzesten Einstellungszeiten nach chirurgischer Freilegung auf. 17,5% der operierten Zähne mussten revidiert werden. Es konnten keine Wurzelverkürzungen im Vergleich zur Ausgangssituation festgestellt werden. In 22,3% der Fälle kam es zu einer Resorption der behandelten Zähne bzw. in 31,3% zu einer Resorption der benachbarten Zähne. Die parodontalen Verhältnisse nach geschlossener Elongation stellen sich geringfügig, statistisch aber nicht signifikant besser dar als nach offener Elongation. Die Einordnung retinierter und verlagerter Zähne ist bis heute eine komplexe interdisziplinäre Behandlungsaufgabe und stellt für den Behandler eine Herausforderung dar, deren Ergebnis erheblich von der Ausgangslage bei Behandlungsbeginn abhängt Mit den Ergebnissen dieser Studie konnte gezeigt werden, dass die geschlossene Elongation gegenüber anderen Behandlungsmethoden einen geringen Vorteil im Hinblick auf die posttherapeutischen parodontalen Verhältnisse hat. Die vorliegende Arbeit bestätigt in wesentlichen Teilen die Aussagen der themenbezogenen wissenschaftlichen Literatur, die überwiegend der geschlossenen Methode zur Einstellung retinierter und verlagerter Zähne den Vorzug gibt.
Multifunctional calcium phosphate based coatings on titanium implants with integrated trace elements
(2020)
For decades, the main focus of titanium implants developed to restore bone functionality was on improved osseointegration. Additional antimicrobial properties have now become desirable, due to the risk that rising antibiotic resistance poses for implant-associated infections. To this end, the trace elements of copper and zinc were integrated into calcium phosphate based coatings by electrochemically assisted deposition. In addition to their antimicrobial activity, zinc is reported to attract bone progenitor cells through chemotaxis and thus increase osteogenic differentiation, and copper to stimulate angiogenesis. Quantities of up to 68.9 ± 0.1 μg cm\(^{-2}\) of copper and 56.6 ± 0.4 μg cm\(^{-2}\) of zinc were deposited; co-deposition of both ions did not influence the amount of zinc but slightly increased the amount of copper in the coatings. The release of deposited copper and zinc species was negligible in serum-free simulated body fluid. In protein-containing solutions, a burst release of up to 10 μg ml\(^{-1}\) was observed for copper, while zinc was released continuously for up to 14 days. The presence of zinc was beneficial for adhesion and growth of human mesenchymal stromal cells in a concentration-dependent manner, but cytotoxic effects were already visible for coatings with an intermediate copper content. However, co-deposited zinc could somewhat alleviate the adverse effects of copper. Antimicrobial tests with E. coli revealed a decrease in adherent bacteria on brushite without copper or zinc of 60%, but if the coating contained both ions there was almost no bacterial adhesion after 12 h. Coatings with high zinc content and intermediate copper content had the overall best multifunctional properties.
Der Einsatz weich bleibender UF-Materialien beschränkte sich in der Vergangenheit hauptsächlich auf eine kurzfristige Anwendung kaltpolymerisierender Acrylate. Die Entwicklung neuartiger A-Silikone und Adhäsivsysteme verspricht jedoch das problembehaftete Gebiet der weich bleibenden UF-Materialien revolutionär zu verändern. Ziel dieser klinischen Studie war die Untersuchung zweier weich bleibender UF-Materialien auf A-Silikonbasis, hinsichtlich Patientenakzeptanz und physikalischem Verhalten im Rahmen eines Untersuchungszeitraumes von 12 Wochen. Oberkiefer Totalprothesen von 18 Patienten wurden mit den weich bleibenden Materialien Ufi Gel C und SOFRELINER S unterfüttert. Unter Zuhilfenahme eines Patientenfragebogens sowie eines Bewertungsbogens über das physikalische Verhalten der Testmaterialien wurden in Anlehnung an den Cornell Medical Index sowie weiterer Parameter Informationen über die Zufriedenheit der Patienten sowie über das physikalische Langzeitverhalten der beiden weich bleibenden A-Silikone im Laufe von 3 Monten gesammelt. Recallsitzungen fanden statt nach 1 Woche, 2 Wochen, 4 Wochen, 8 Wochen und 12 Wochen. Die statistische Auswertung der Bewertungsbögen ergab im Vergleich zwischen den beiden Testmaterialien für Ufi Gel C in den Kategorien Pathologische Veränderungen der Schleimhaut, Aussehen sowie Plaqueanlagerung auf dem UF-Material schlechtere Ergebnisse als in der Vergleichsgruppe mit SOFRELINER S und wies signifikante Unterschiede auf. Die schlechteren Werte bei dem Material Ufi Gel C korrelieren mit einem ebenfalls schlechteren Plaque-Index in dieser Patientengruppe. Die statistische Auswertung innerhalb der einzelnen Testgruppen ergab bei SOFRELINER S-Unterfütterungen in der Kategorie Aussehen ein kontinuierliches Nachlassen der optischen Eigenschaften, welches möglicherweise mit schlechteren Werten in den Bereichen Farbe, Oberflächenbeschaffenheit sowie Physikalische Integrität in Zusammenhang gebracht werden kann. Aus den Ergebnissen der vorliegenden Studie lässt sich folglich der Schluss ziehen, dass sich beide getesteten Materialien insgesamt betrachtet über den Untersuchungszeitraum von 3 Monaten klinisch gut bewährt haben. Signifikante Unterschiede zwischen den Gruppen sowie innerhalb einer Patientengruppe lassen sich entweder durch die Einwirkung der Plaque erklären oder sind klinisch im nicht relevanten Bereich.
Hintergrund: Durch den Einsatz der Hochfrequenzoszillationsbeatmung (HFOV) kann das applizierte Tidalvolumen minimiert und dadurch das Risiko für alveolären Scherstress reduziert werden, allerdings resultieren höhere Oszillationsfrequenzen in einer insuffizienten CO2-Elimination mit Entstehung einer Hyperkapnie und respiratorischen Azidose. In dieser experimentellen Studie wurde die Auswirkung verschiedener Oszillationsfrequenzen bei der HFOV auf die CO2-Elimination mit und ohne die Hinzunahme einer arteriovenösen extrakorporalen Lungenassistenz (avECLA) im Großtier-ARDS-Modell untersucht. Unsere Hypothese: die Verwendung hoher Oszillationsfrequenzen und damit die Minimierung des Tidalvolumens erfordert die Kombination einer HFOV mit einer avECLA, um Normokapnie zu erhalten oder wiederherzustellen.
Methodik: Hierzu wurden acht gesunde Pietrain-Schweine (56,5 ± 4,4 kg) narkotisiert und intubiert und anschließend mittels pulmonaler Lavage ein schweres iatrogenes ARDS herbeigeführt. Nach einstündiger Stabilisierungsphase (PaO2 durchgehend < 80 mmHg) erfolgte ein Recruitment-Manöver und die Einstellung des mittleren Atemwegsdrucks auf 3 cmH2O über dem zuvor bestimmten unteren Inflektionspunkt. Anschließend wurden die Tiere der HFOV zugeführt, randomisiert und mit entweder auf- oder absteigenden Oszillationsfrequenzen jeweils 30 Minuten mit und ohne Hinzunahme der avECLA beatmet.
Ergebnisse: Ab Oszillationsfrequenzen von 9 Hz entwickelten die Versuchstiere ohne die Hinzunahme einer avECLA zügig eine Hyperkapnie, welcher nur durch die Hinzunahme der avECLA entgegengewirkt werden konnte. Durch das Recruitment-Manöver und die Einstellung des mittleren Atemwegsdrucks auf 3 cmH2O über dem unteren Inflektionspunkt konnte die Oxygenierung dauerhaft signifikant verbessert werden (p<0.05). Die Ergebnisse der beiden Gruppen (auf- vs. absteigende Oszillationsfrequenzen) unterschieden sich dabei nicht voneinander.
Zusammenfassung: Bei der Hochfrequenzoszillationsbeatmung (HFOV) konnte Normokapnie bei Oszillationsfrequenzen von 9 – 15 Hz nur durch die Kombination mit einer arteriovenösen extrakorporalen Lungenassistenz (avECLA) aufrecht erhalten werden. Zusätzlich konnte nach dem Recruitment-Manöver und der Einstellung des mittleren Atemwegsdrucks auf 3 cmH2O über dem unteren Inflektionspunkt auch noch bei sehr hohen Oszillationsfrequenzen eine dauerhafte, signifikante Verbesserung der Oxygenierung verzeichnet werden. Somit demaskiert die avECLA das lungenprotektive Potential der HFOV: die Minimierung der applizierten Tidalvolumina begrenzt nicht nur eine alveoläre Überblähung und damit Volutraumata, die Applikation höherer mittlerer Atemwegsdrücke ermöglicht darüber hinaus ein pulmonales Recruitment und schützt die Lunge damit vor Atelekttraumata.
Die vorliegende prospektive Studie hatte zum Ziel, den Zusammenhang zwischen Depression und Mortalität einerseits und Lebensqualität und Mortalität andererseits bei chronischer Herzinsuffizienz zu untersuchen. Zusätzlich wurden Determinanten für Depression und Lebensqualität untersucht. Eine konsekutive Kohorte von 231 ambulanten Patienten mit chronischer Herzinsuffizienz wurde bei Studieneinschluss eingehend medizinisch untersucht und gebeten Fragebögen bezüglich Lebensqualität (KCCQ und SF-36) und Depression (PHQ) zu beantworten. Die Überlebensdaten wurden 2 bis 4 Jahre nach Studieneinschluss erhoben. In der vorliegenden Studie konnte ein Zusammenhang zwischen dem Vorliegen einer Major Depression und einer kürzeren Überlebenszeit nachgewiesen werden, der auch nach Kontrolle biomedizinischer prognostischer Faktoren bestand. Eine Minor Depression ging nicht mit einer kürzeren Überlebenszeit einher. Ferner kamen wir zu dem Ergebnis, dass der Schweregrad der NYHA-Klasse eine starke Determinante der Depression ist. Geschlecht, Alter und Ejektionsfraktion konnten nicht als Determinanten der Depression identifiziert werden. Auch die subjektiv empfundene Lebensqualität des Patienten steht im Zusammenhang mit der Überlebenszeit. Je höher die Lebensqualität, desto geringer ist das Risiko für Mortalität. Als Prädiktoren der Lebensqualität erwiesen sich Geschlecht, Alter, NYHA-Klasse und Depression, nicht jedoch die Ejektionsfraktion. Einschränkungen der Studie bestehen aufgrund der kleinen Stichprobe sowie des selektiven Patientenguts. Mögliche Mechanismen, die den Zusammenhang zwischen Depression und Überlebenszeit erklären können, sind verminderte Compliance des depressiven Patienten sowie unter anderem eine Dysregulation immunologischer Abläufe. Zur kausalen Klärung des Zusammenhangs von Depression bzw. Lebensqualität und Mortalität bedarf es zukünftig vor allem randomisierter Interventionsstudien.
The MuvB multiprotein complex, together with B-MYB and FOXM1 (MMB-FOXM1), plays an essential role in cell cycle progression by regulating the transcription of genes required for mitosis and cytokinesis. In many tumors, B-MYB and FOXM1 are overexpressed as part of the proliferation signature. However, the transcriptional targets that are important for oncogenesis have not been identified. Given that mitotic kinesins are highly expressed in cancer cells and that selected kinesins have been reported as target genes of MMB-FOXM1, we sought to determine which mitotic kinesins are directly regulated by MMB-FOXM1. We demonstrate that six mitotic kinesins and two microtubule-associated non-motor proteins (MAPs) CEP55 and PRC1 are direct transcriptional targets of MuvB, B-MYB and FOXM1 in breast cancer cells.
Suppression of KIF23 and PRC1 strongly suppressed proliferation of MDA-MB-231 cells. The set of MMB-FOXM1 regulated kinesins genes and 4 additional kinesins which we referred to as the mitotic kinesin signature (MKS) is linked to poor outcome in breast cancer patients. Thus, mitotic kinesins could be used as prognostic biomarker and could be potential therapeutic targets for the treatment of breast cancer.
BACKGROUND:
We observed a disproportional 18 F-fluorothymidine (F-FLT) uptake in follicular lymphoma (FL) relative to its low cell proliferation. We tested the hypothesis that the 'excess' uptake of 18 F-FLT in FL is related to error-prone DNA repair and investigated whether this also contributes to 18 F-FLT uptake in diffuse large B cell lymphoma (DLBCL).
METHODS:
We performed immunohistochemical stainings to assess the pure DNA replication marker MIB-1 as well as markers of both DNA replication and repair like PCNA, TK-1 and RPA1 on lymph node biopsies of 27 FLs and 35 DLBCLs. In 7 FL and 15 DLBCL patients, 18 F-FLT-PET had been performed.
RESULTS:
18 F-FLT uptake was lower in FL than in DLBCL (median SUVmax 5.7 vs. 8.9, p = 0,004), but the ratio of 18 F-FLT-SUVmax to percentage of MIB-1 positive cells was significantly higher in FL compared with DLBCL (p = 0.001). The median percentage of MIB-1 positive cells was 10% (range, 10% to 20%) in FL and 70% (40% to 80%) in DLBCL. In contrast, the median percentages of PCNA, TK-1 and RPA1 positive cells were 90% (range, 80 to 100), 90% (80 to 100) and 100% (80 to 100) in FL versus 90% (60 to 100), 90% (60 to 100) and 100% (80 to 100) in DLBCL, respectively.
CONCLUSIONS:
This is the first demonstration of a striking discordance between 18 F-FLT uptake in FL and tumour cell proliferation. High expression of DNA replication and repair markers compared with the pure proliferation marker MIB-1 in FL suggests that this discordance might be due to error-prone DNA repair. While DNA repair-related 18 F-FLT uptake considerably contributes to 18 F-FLT uptake in FL, its contribution to 18 F-FLT uptake in highly proliferative DLBCL is small. This apparently high contribution of DNA repair to the 18 F-FLT signal in FL may hamper studies where 18 F-FLT is used to assess response to cytostatic therapy or to distinguish between FL and transformed lymphoma.
Multiple myeloma is a bone marrow plasma cell tumor which is supported by the external growth factors APRIL and IL-6, among others. Recently, we identified eosinophils and megakaryocytes to be functional components of the micro-environmental niches of benign bone marrow plasma cells and to be important local sources of these cytokines. Here, we investigated whether eosinophils and megakaryocytes also support the growth of tumor plasma cells in the MOPC315. BM model for multiple myeloma. As it was shown for benign plasma cells and multiple myeloma cells, IL-6 and APRIL also supported MOPC315. BM cell growth in vitro, IL-5 had no effect. Depletion of eosinophils in vivo by IL-5 blockade led to a reduction of the early myeloma load. Consistent with this, myeloma growth in early stages was retarded in eosinophil-deficient Delta dblGATA-1 mice. Late myeloma stages were unaffected, possibly due to megakaryocytes compensating for the loss of eosinophils, since megakaryocytes were found to be in contact with myeloma cells in vivo and supported myeloma growth in vitro. We conclude that eosinophils and megakaryocytes in the niches for benign bone marrow plasma cells support the growth of malignant plasma cells. Further investigations are required to test whether perturbation of these niches represents a potential strategy for the treatment of multiple myeloma.
Diese Arbeit umfasst eine retrospektive Analyse von 108 Patienten mit leukozytoklastischer Vaskulitis (LcV), welche an der Universitätshautklinik Würzburg in den Jahren 2001-2007 behandelt wurden. Zunächst wurde eine Auswertung aller Patienten unter demographischen, labordiagnostischen wie auch therapeutischen Gesichtspunkten durchgeführt. Zusätzlich erfolgte eine Analyse von Patienten mit schwerem Krankheitsverlauf in fünf Patientengruppen (hämorrhagisch-nekrotisierende Vaskulitis (n=42), Vaskulitis oberhalb der Gürtellinie (n=62), Nierenbeteiligung (n=36), Rezidiv (n=19), prästationärer Krankheitsverlauf über drei Wochen (n=39)). Ziel dieser Arbeit war, Risikofaktoren für einen schwerwiegenden oder chronischen Verlauf der Erkrankung aufzuzeigen. Zusätzlich wurde ein weiterer Schwerpunkt auf die Analyse möglicher Auslöser einer LcV gelegt. Die Auswertung zeigte am häufigsten Infekte (68,3%) als Ursache einer LcV. Eher selten schienen maligne Erkrankungen (6,7%), Kollagenosen (5,8%) oder Medikamente (6,7%) an der Entwicklung der LcV beteiligt zu sein. In 12,5% der Fälle konnte trotz intensiver Focus-Suche und ausgedehnter Labordiagnostik keine Ursache für die Entstehung einer LcV gefunden werden. Die Ergebnisse widerlegen Angaben älterer Studien, die Medikamente als primären Auslöser einer LcV postulieren. Bei 21,74% der Patienten mit Rezidiv konnte keine Ursache für die LcV gefunden werden, im Vergleich zu 9,26% der Patienten ohne Rezidiv (p=0,075). So konnte gezeigt werden, dass eine intensive Infektfocussuche und deren anschließende Sanierung das Auftreten von Rezidiven der LcV reduziert. Risikofaktoren für einen schwerwiegenden oder chronischen Verlauf einer LcV werden in der Literatur bisher kontrovers diskutiert. In der vorliegenden Studie konnten folgende Korrelationen aufgezeigt werden: Patienten mit nekrotisierender Vaskulitis litten hoch signifikant (p=0,0001) und Patienten mit Nierenbeteiligung signifikant (p=0,016) häufiger an Diabetes mellitus. Zudem war bei Patienten mit systemischer Beteiligung der LcV (p=0,005) und schwerwiegendem Hautbefall (p=0,008) signifikant häufiger IgA im Serum erhöht. Als Risikofaktoren für einen schwerwiegenden Krankheitsverlauf wie für eine systemische Beteiligung der LcV konnten somit folgende Parameter erhoben werden: Diabetes mellitus (RR=1:1,95 (1,17-3,25)) und IgA-Erhöhung im Serum (RR=1:2,11 (1,28-3,48)). Bei Patienten mit chronischem Krankheitsverlauf waren signifikant häufiger B-Symptome (RR=1: 3,19 (1,27-3,19)), der Nachweis von Kryoglobulinen (RR=1: 4,12 (1,65-10,24)), eine Komplement-Erhöhung von C3/C4 (RR=1:4,88 (2,36-10,05)), ein prästationärer Verlauf von über 3 Wochen (RR=1:6,64 (2,37-18,60)) sowie eine Urtikaria-Vaskulitis (RR=1:3,33 (1,44-7,68)) zu beobachten. Die in dieser Arbeit ermittelten Risikofaktoren für einen schwerwiegenden oder chronisch-rezidivierenden Verlauf einer LcV könnten in Zukunft dazu beitragen, früher einen bestimmten Krankheitsverlauf abschätzen zu können und entsprechende Therapieoptionen einzuleiten.
Background
Human African Trypanosomiasis (HAT) also called sleeping sickness is an infectious disease in humans caused by an extracellular protozoan parasite. The disease, if left untreated, results in 100% mortality. Currently available drugs are full of severe drawbacks and fail to escape the fast development of trypanosoma resistance. Due to similarities in cell metabolism between cancerous tumors and trypanosoma cells, some of the current registered drugs against HAT have also been tested in cancer chemotherapy. Here we demonstrate for the first time that the simple ester, ethyl pyruvate, comprises such properties.
Results
The current study covers the efficacy and corresponding target evaluation of ethyl pyruvate on T. brucei cell lines using a combination of biochemical techniques including cell proliferation assays, enzyme kinetics, phasecontrast microscopic video imaging and ex vivo toxicity tests. We have shown that ethyl pyruvate effectively kills trypanosomes most probably by net ATP depletion through inhibition of pyruvate kinase (Ki = 3.0\(\pm\)0.29 mM). The potential of ethyl pyruvate as a trypanocidal compound is also strengthened by its fast acting property, killing cells within three hours post exposure. This has been demonstrated using video imaging of live cells as well as concentration and time dependency experiments. Most importantly, ethyl pyruvate produces minimal side effects in human red cells and is known to easily cross the blood-brain-barrier. This makes it a promising candidate for effective treatment of the two clinical stages of sleeping sickness. Trypanosome drug-resistance tests indicate irreversible cell death and a low incidence of resistance development under experimental conditions.
Conclusion
Our results present ethyl pyruvate as a safe and fast acting trypanocidal compound and show that it inhibits the enzyme pyruvate kinase. Competitive inhibition of this enzyme was found to cause ATP depletion and cell death. Due to its ability to easily cross the blood-brain-barrier, ethyl pyruvate could be considered as new candidate agent to treat the hemo-lymphatic as well as neurological stages of sleeping sickness.
Das Tuberoinfundibuläre Peptid von 39 Aminosäuren (TIP39), ein kurzes Oligopeptid mit einer N-terminalen und einer C-terminalen alpha-Helix, wurde ursprünglich bei der Suche nach einem Liganden für den neu beschriebenen PTH2-Rezeptor aus einem Hypothalamus-Hypophysen-Extrakt isoliert. Aus der bisherigen Charakterisierung von TIP39 ist am meisten bekannt bezüglich der Expressions-Muster und der Interaktion am PTH2-Rezeptor. TIP39 ist der stärkste bekannte Aktivator des PTH2-Rezeptors und wirkt am PTH1-Rezeptor als funktioneller Antagonist. Inzwischen wurde auch das TIP39 Gen des Menschen und der Maus charakterisiert. Die physiologische Rolle von TIP39 ist dennoch bisher weitgehend ungeklärt, diskutiert werden Einflüsse auf den Kalzium-Phosphat-Haushalt, die Hypothalamus-Hypophysen-Achse oder die Nozizeption. Der Schwerpunkt dieser Arbeit lag auf der Untersuchung des TIP39 kodierenden Gens des Zebrafischs danio rerio. Die komplette cDNA konnte amplifiziert werden und wurde unter der Accession No. AF486190 in der GenBank veröffentlicht. Der Genlocus konnte mittels Radiation Hybrid Mapping auf Chromosom 17 lokalisiert werden. Die 3 charakterisierten Exons und 2 Introns umfassen zusammen ca. 3750 bp. Daneben wurde die Prozessierung des Genprodukts aufgeklärt: TIP39 wird beim Zebrafisch als Preprohormon translatiert, am N-terminalen Ende findet sich eine 25 Aminosäuren lange Signalsequenz, die für sezernierte Peptide typisch ist und welche für die Aufnahme in das Endoplasmatische Retikulum verantwortlich ist. In diesem Bereich finden sich eine weitgehende Übereinstimmungen zwischen den analysierten Spezies. Gefolgt wird die Zielsequenz von einem 93 Aminosäuren langen Zwischenpeptid, das sich als wenig konserviert zwischen den Spezies zeigt. Die eigentliche Sequenz von TIP39 beim Zebrafisch zeigte eine Sequenzhomologie von 59% zur humanen Sequenz und wurde mittels Blast Suche als hochkonserviert in allen 12 untersuchten Spezies wiedergefunden. Im genomischen Southern-Blot zeigte sich, dass TIP39 beim Zebrafisch im einfachen Chromosomensatz ein „single-copy“ Gen ist. Mittels RT-PCR konnte eine sehr frühe erste Expression von TIP39 bereits ab 16 Stunden nach Fertilisation gezeigt werden. Im Bereich des supraoptischen Trakts des Zebrafischhirn konnte eine scharf umschriebene Zellpopulation mit starker TIP39-Expression detektiert werden. Durch Knockdown-Experimente konnte beim Zebrafisch gezeigt werden, dass ein Fehlen von TIP39 Expression während der Embryogenese zu einer Fehlentwicklung des Frontalhirns führt und zudem mit einer Funktionsbeeinträchtigung der Schwanzmotorik einhergeht. Hierfür wurden gerade befruchteten Zebrafischeiern im Zwei-Zell-Stadium sogenannte „Morpholinos“ injiiziert, welche als Antisense-Nukleotide spezifisch die Translation von TIP39 hemmen. Ergänzend konnte im Mäusehirn die Expression von TIP39 mittels in-situ Hybridisierung bestimmt werden. Es zeigte sich eine Expression von TIP39 in einer Vielzahl von klar umschriebenen Neuronengruppen, so im Hypothalamus, dem limbischen System und in sensorischen Neuronen, ohne dass sich im Einzelfall jeweils sicher eine Funktion hieraus ableiten lässt. In der vorliegenden Arbeit konnte somit erstmals gezeigt werden, dass TIP39 zur korrekten Neurogenese bei der Entwicklung des Frontalhirns des Zebrafisches unabdingbar ist und auch die frühe Entwicklung der Motoneurone durch TIP39 beeinflusst wird. Die ermittelten Daten unterstützen die Vorstellung von TIP39 als ein sezerniertes Neuropeptid, das als Transmitter in der Sensorik, insbesondere der Nozizeption, wirkt. Auch eine Beeinflussung der zentralnervösen Steuerung der Motorik durch TIP39 wird angenommen. Die gute Lokalisations-Übereinstimmung der Expressionen von TIP39 mit seinem zugeordneten Rezeptor, dem PTH2-Rezeptor, lässt eine systemische endokrine Wirkung von TIP39 wenig wahrscheinlich erscheinen, sondern stärkt die Hypothese von TIP39 als einem para-, bzw. autokrin wirkenden Neurotransmitter.
Purpose
Machine learning based on radiomics features has seen huge success in a variety of clinical applications. However, the need for standardization and reproducibility has been increasingly recognized as a necessary step for future clinical translation. We developed a novel, intuitive open-source framework to facilitate all data analysis steps of a radiomics workflow in an easy and reproducible manner and evaluated it by reproducing classification results in eight available open-source datasets from different clinical entities.
Methods
The framework performs image preprocessing, feature extraction, feature selection, modeling, and model evaluation, and can automatically choose the optimal parameters for a given task. All analysis steps can be reproduced with a web application, which offers an interactive user interface and does not require programming skills. We evaluated our method in seven different clinical applications using eight public datasets: six datasets from the recently published WORC database, and two prostate MRI datasets—Prostate MRI and Ultrasound With Pathology and Coordinates of Tracked Biopsy (Prostate-UCLA) and PROSTATEx.
Results
In the analyzed datasets, AutoRadiomics successfully created and optimized models using radiomics features. For WORC datasets, we achieved AUCs ranging from 0.56 for lung melanoma metastases detection to 0.93 for liposarcoma detection and thereby managed to replicate the previously reported results. No significant overfitting between training and test sets was observed. For the prostate cancer detection task, results were better in the PROSTATEx dataset (AUC = 0.73 for prostate and 0.72 for lesion mask) than in the Prostate-UCLA dataset (AUC 0.61 for prostate and 0.65 for lesion mask), with external validation results varying from AUC = 0.51 to AUC = 0.77.
Conclusion
AutoRadiomics is a robust tool for radiomic studies, which can be used as a comprehensive solution, one of the analysis steps, or an exploratory tool. Its wide applicability was confirmed by the results obtained in the diverse analyzed datasets. The framework, as well as code for this analysis, are publicly available under https://github.com/pwoznicki/AutoRadiomics.
Objectives
Open-access cancer imaging datasets have become integral for evaluating novel AI approaches in radiology. However, their use in quantitative analysis with radiomics features presents unique challenges, such as incomplete documentation, low visibility, non-uniform data formats, data inhomogeneity, and complex preprocessing. These issues may cause problems with reproducibility and standardization in radiomics studies.
Methods
We systematically reviewed imaging datasets with public copyright licenses, published up to March 2023 across four large online cancer imaging archives. We included only datasets with tomographic images (CT, MRI, or PET), segmentations, and clinical annotations, specifically identifying those suitable for radiomics research. Reproducible preprocessing and feature extraction were performed for each dataset to enable their easy reuse.
Results
We discovered 29 datasets with corresponding segmentations and labels in the form of health outcomes, tumor pathology, staging, imaging-based scores, genetic markers, or repeated imaging. We compiled a repository encompassing 10,354 patients and 49,515 scans. Of the 29 datasets, 15 were licensed under Creative Commons licenses, allowing both non-commercial and commercial usage and redistribution, while others featured custom or restricted licenses. Studies spanned from the early 1990s to 2021, with the majority concluding after 2013. Seven different formats were used for the imaging data. Preprocessing and feature extraction were successfully performed for each dataset.
Conclusion
RadiomicsHub is a comprehensive public repository with radiomics features derived from a systematic review of public cancer imaging datasets. By converting all datasets to a standardized format and ensuring reproducible and traceable processing, RadiomicsHub addresses key reproducibility and standardization challenges in radiomics.
Critical relevance statement
This study critically addresses the challenges associated with locating, preprocessing, and extracting quantitative features from open-access datasets, to facilitate more robust and reliable evaluations of radiomics models.
Key points
- Through a systematic review, we identified 29 cancer imaging datasets suitable for radiomics research.
- A public repository with collection overview and radiomics features, encompassing 10,354 patients and 49,515 scans, was compiled.
- Most datasets can be shared, used, and built upon freely under a Creative Commons license.
- All 29 identified datasets have been converted into a common format to enable reproducible radiomics feature extraction.
(1) Background: To evaluate radiomics features as well as a combined model with clinical parameters for predicting overall survival in patients with bladder cancer (BCa). (2) Methods: This retrospective study included 301 BCa patients who received radical cystectomy (RC) and pelvic lymphadenectomy. Radiomics features were extracted from the regions of the primary tumor and pelvic lymph nodes as well as the peritumoral regions in preoperative CT scans. Cross-validation was performed in the training cohort, and a Cox regression model with an elastic net penalty was trained using radiomics features and clinical parameters. The models were evaluated with the time-dependent area under the ROC curve (AUC), Brier score and calibration curves. (3) Results: The median follow-up time was 56 months (95% CI: 48–74 months). In the follow-up period from 1 to 7 years after RC, radiomics models achieved comparable predictive performance to validated clinical parameters with an integrated AUC of 0.771 (95% CI: 0.657–0.869) compared to an integrated AUC of 0.761 (95% CI: 0.617–0.874) for the prediction of overall survival (p = 0.98). A combined clinical and radiomics model stratified patients into high-risk and low-risk groups with significantly different overall survival (p < 0.001). (4) Conclusions: Radiomics features based on preoperative CT scans have prognostic value in predicting overall survival before RC. Therefore, radiomics may guide early clinical decision-making.
Anhand des Krankengutes und der Nachbehandlung von 49 Kindern im Alter von drei bis 15 Jahren wird über die Behandlung mit der intramedullären Nagelung nach Prévot in der Kinderchirurgie der Chirurgischen Universitätskliniken Würzburg berichtet.In einem 5-Jahreszeitraum zwischen 1991 und 1995 wurden 50 Frakturen des Oberschenkels, des Oberarmes, des Unterarmes, sowie des Unterschenkels mit der intramedullären Nagelung versorgt.Der postoperative Verlauf der Oberschenkelfrakturen verlief außer einer Nageldislokation bei drei Kindern unauffällig. Auch bei der Versorgung der Ober- und Unterarmfrakturen kam es zu keinen postoperativen Auffälligkeiten.Wesentliche Bein- oder Armlängendifferenzen treten nach intramedullärer Nagelung nach Prévot nicht auf.
Der wesentliche Dosis limitierende Faktor einer Strahlentherapie thorakaler Malignome ist die Strahlenempfindlichkeit des Lungenparenchymes, da sich mit einer Häufigkeit von 25-75 % aller Patienten ein Strahlenschaden des Lungengewebes entwickeln kann. Die Inzidenz einer Lungenfibrose nach 6- 12 Monaten liegt bei 15-30%. Die Kombination zytostatischer Medikamente mit ionisierender Strahlung kann die Ansprechraten verbessern, kann andererseits die Inzidenz einer Pneumonitis erhöhen. Die konkreten Mechanismen, die zu einer Pneumonitis und einer strahleninduzierten Fibrose führen, sind bislang noch nicht vollständig bekannt. Es wird vermutet, daß die ortsständigen Zellen der Lunge eine aktivere Rolle in der Pathogenese als bisher angenommen, einnehmen. Tiermodelle der Strahlenschädiung der Lunge zeigten ein sehr frühe Expression von TGF-ß-mRNA and fibronectin-mRNA nach Bestrahlung. TGF-ß und Fibronectin sind in der BALF und Serum von an thorakalen Malignomen erkrankten, strahlentherapeutisch behandelten Patienten erhöht. Neben Makrophagen und Typ II Pneumocyten als zelluläre Quellen der genannten Cytokine, sind Fibroblasten in der Lage beide Agentien in erheblichem Umfang zu synthetisieren. Ziele Um die aktive Rolle von Fibroblasten in der Pathogenese der strahleninduzierten Lungenfibrose in Abwesenheit von Entzündungszellen zu untersuchen, bestrahlten wir Lungenfibroblasten in vitro und beobachteten folgende Parameter. 1. Zellwachstum 2. Synthese von Fibronectin 3. Synthese von Kollagen ( Procollagen-I-Peptid) 4. Synthese von TGF-ß1 Methoden Humane fetale Lungenfibroblasten (MRC-5 ,ICN Biochemicals Eschwege ,Deutschland) wurden in DME Medium kultiviert unter Zugabe von 10% FCS plus L-Glutamine, Penicillin G , Amphotericin B und Gentamycin; Luftfeuchtigkeit 100% , Temperatur 37°, CO2 5%, Medienwechsel erfolgten zweimal wöchentlich und 24 Stunden vor den Messungen. 24h nach der Aussaat der Zellen erfolgte die Strahlenapplikation (CO 60; 4.5, 7.5, 10.5 Gy ). Messungen erfolgten an den Tagen 3,6,9,12,15 nach Bestrahlung. Hierfür wurden folgende Materialien verwandt. Fibronectin (ELISA), Takara TGF beta (ELISA), DPC Biermann Procollagen-I-Peptide (ELISA), Takara LDH ( kinetischer Assay), Sigma Cell counts (Zählkammer) Alle Messungen wurden zweimal unternommen. Ergebnisse: 1. Das Zellwachstum wurde dosisabhängig gehemmt. 2. Beginnend am 3 Tag stieg die Syntheserate des Fibronectin dosisabhängig. 3. Ähnliche Beobachtungen wurde bzgl der Procollagen-I-Peptid Synthese beobachtet. 4. TGF-ß Spiegel fanden sich nach Bestrahlung ab Tag 6 bis zum 4-fachen über dem Ausgangswert erhöht und kehrten ziwschen den Tagen 9 und 15 auf das Ausgangsniveau zurück. 5. Eine Erhöhung des LDH wurde nicht beobachtet. Dies zeigte, dass eine Zytolyse kein wesentlichen Einfluß hatte. Disskusion: Bei Bestrahlung humaner fetaler Lungenfibroblasten wird das Zellwachstum dosisabhängig limitiert. Dies wurde nicht durch einen strahlenbedingt erhöhten Zelltod hervorgerufen , da das bestimmte LDH ( ein Marker der Zytolyse) in den Zellkulturüberständen nicht erhöht war. Wir vermuten, das durch Bestrahlung eine Differenzierung von Progenitor Fibroblasten zu postmitotischen Fibrocyten erfolgte, wie auch bereits von anderen Arbeitsgruppen berichtet. TGF-ß fand sich nach Bestrahlung in den Zellkulturüberständen deutlich erhöht. Es wird angenommen , daß TGF-ß eine Schlüsselrolle in der Pathogenese fibrosierender Erkrankungen der Lunge, der Leber, der Niere spielt und ebenso in die Enstehung der durch ionisierende Bestrahlung hervorgerufene Lungenfibrose eingebunden ist. Unsere Experimente haben gezeigt , daß Fibroblasten in der Lage sind große Mengen TGF-ß and Fibronectin - sogar in Abwesenheit von Entzündungszellen- zu erzeugen und sich vermutlich autokrin stimulieren können. Dieser Mechanismus wird als wichtiger Co-Faktor in der Pathobiologie verschiedener zur Fibrose führender Lungenerkrankungen angenommen. Schlussfolgerung Fibroblasten produzieren erhöhte Mengen TGF-ß und Fibronectin nach Applikation ionisierender Strahlung. Sie könnten in der Pathogenese der Strahlenschädigung der Lunge eine aktivere Rolle spielen als bisher angenommen.
The synthetic compound dendritic polyglycerol sulfate (dPGS) is a pleiotropic acting molecule but shows a high binding affinity to immunological active molecules as L‐/P‐selectin or complement proteins leading to well described anti‐inflammatory properties in various mouse models. In order to make a comprehensive evaluation of the direct effect on the innate immune system, macrophage polarization is analyzed in the presence of dPGS on a phenotypic but also metabolic level. dPGS administered macrophages show a significant increase of MCP1 production paralleled by a reduction of IL‐10 secretion. Metabolic analysis reveals that dPGS could potently enhance the glycolysis and mitochondrial respiration in M0 macrophages as well as decrease the mitochondrial respiration of M2 macrophages. In summary the data indicate that dPGS polarizes macrophages into a pro‐inflammatory phenotype in a metabolic pathway‐dependent manner.
T cell exhaustion is a hallmark of cancer and persistent infections, marked by inhibitory receptor upregulation, diminished cytokine secretion, and impaired cytolytic activity. Terminally exhausted T cells are steadily replenished by a precursor population (Tpex), but the metabolic principles governing Tpex maintenance and the regulatory circuits that control their exhaustion remain incompletely understood. Using a combination of gene-deficient mice, single-cell transcriptomics, and metabolomic analyses, we show that mitochondrial insufficiency is a cell-intrinsic trigger that initiates the functional exhaustion of T cells. At the molecular level, we find that mitochondrial dysfunction causes redox stress, which inhibits the proteasomal degradation of hypoxia-inducible factor 1α (HIF-1α) and promotes the transcriptional and metabolic reprogramming of Tpex cells into terminally exhausted T cells. Our findings also bear clinical significance, as metabolic engineering of chimeric antigen receptor (CAR) T cells is a promising strategy to enhance the stemness and functionality of Tpex cells for cancer immunotherapy.
Integrins are transmembrane receptors transmitting mechanical signals from the extracellular matrix (ECM) to the cytoskeleton (outside-in-signaling). Many molecular defects in the link between cytoskeleton and ECM are known to induce cardiomyopathies. alpha v integrin appears to play a major role in several processes relevant to remodeling, such as binding and activation of matrix metalloproteinases as well as regulation of cell proliferation, migration, and differentiation. We hypothesized that alpha v integrin-mediated signaling is required for the compensatory hypertrophy after aortic banding (AB) and associated with the modulation of ECM protein expression. Mice were treated in vivo with a specific integrin alpha v inhibitor or vehicle via osmotic minipumps starting 1 day prior to aortic banding (AB). At day 2 and day 7 following AB or sham-operation, the mice were examined by echocardiography and hemodynamic analyses were performed. Treatment of alpha v Integrin inhibitor led to a dilated cardiomyopathy and congestive heart failure in AB mice (dilated left ventricle, depressed LV function, and pulmonary congestion), but not to hypertrophy as observed in mice without inhibitor treatment. Investigation of downstream signaling revealed significant activation of the p38 Mitogen-Activated Protein Kinase (MAPK), the Extracellular signal-Regulated Kinases 1 and 2 (Erk 1/2), Focal Adhesion Kinase (FAK) and tyrosine-phosphorylation of c-Src in mice 7 days after AB. This response was blunted in mice treated with integrin alpha v inhibitor. Microarrays probing for a total of 96 cell adhesion and ECM genes identified various genomic targets of integrin alpha v mediated signalling. 7 days after AB 18 ECM genes were up-regulated more than 2-fold (n=6), e.g. collagen (8.11 ± 2.2), fibronectin (2.32 ± 0.94), secreted protein, acidic and rich in cysteine (SPARC, 3.78 ± 0.12), A disintegrin-like and metalloprotease (reprolysin type) with trombospondin type 1 (Adamts-1, 3.51 ± 0.81) and Tissue inhibitor of metalloproteinase 2 (TIMP2, 2.23 ± 0.98), whereas this up-regulation was abolished in mice that were treatd by integrin alpha v inhibitor via mini pumps. We conclude that signaling downstream of integrin alpha v is mediated by the MAPK, FAK and c-Src pathways leading to an up-regulation of extracelluar matrix components necessary for the compensatory response of the heart under a condition of pressure overload.
Die Blut-Hirn-Schranke (BHS) stellt eine selektiv durchlässige Barriere dar, die den Austausch von Stoffen zwischen Blut und ZNS kontrolliert und so neuroprotektiv wirkt. Sie verhindert allerdings nicht nur die Passage toxischer Metaboliten, sondern verwehrt auch vielen therapeutischen Wirkstoffen den Zugang zum Gehirn. Die Forschung an Methoden zum Erreichen höherer Arzneimittelkonzentrationen im Gehirn ist deshalb essenziell für die Behandlung zerebraler Erkrankungen wie dem zerebral metastasierten Mammakarzinom. Ziel dieser Arbeit war es deshalb, Wirkstoffe zu identifizieren, die die Permeabilität der BHS erhöhen.
Die Substanzdatenbank LO1208 von Sigma-Aldrich wurde im Rahmen eines HTS auf ihre permeabilitätsbeeinflussenden Eigenschaften untersucht. Hierbei konnten
31 Substanzen identifiziert werden, welche die Permeabilität von BLECs um mindestens 50 % erhöhen. Aus diesen wurden 4-Amino-1,8-naphthalimid (PARP-Inhibitor) und GW2974 (TKI) für eine genauere Analyse ausgewählt. Als dritter Wirkstoff wurde Ibuilast (Inhibitor der PDE4, des MIF sowie des Toll-like-Rezeptor-4) untersucht, wobei dieser keine signifikante Veränderung der Permeabilität bewirkt. Die Messung des TEERs und der Permeabilität für Fluorescein bestätigten die Ergebnisse aus dem HTS, welches demnach zukünftig für Permeabilitätstests eingesetzt werden kann. Die Zellviabilität wird durch 4 Amino-1,8-naphthalmid nicht beeinflusst. GW2974 und Ibudilast zeigen bei
500 µM einen toxischen Einfluss auf MCF-7-Zellen. BLECs werden durch 100 µM GW2974 gehemmt. Es konnte gezeigt werden, dass die erhöhte Permeabilität mit einer Veränderung der TJ-Proteinexpression einhergeht. 4-Amino-1,8-naphthalimid senkt die Expression von Occludin auf mRNA- und Proteinebene. GW2974 vermindert zusätzlich die Expression von VE-Cadherin, Claudin-5 und ZO-1. Darüber hinaus wurde die Wirkung auf Effluxpumpen untersucht. Die Ergebnisse der mRNA- und Protein-expression weichen voneinander ab, weshalb eine genauere Untersuchung der Translationsvorgänge sinnvoll erscheint. Glut-1 wird in GW2974 behandelten Zellen überexprimiert, was auf eine erhöhte Aktivität der BLECs hinweist.
GW2974 und 4-Amino-1,8-naphthalimid könnten durch ihre permeabilitätssteigernde Wirkung die Ansprechrate einer systemischen Behandlung von PatientInnen mit einem zerebral metastasierten Mammakarzinom erhöhen und somit ihre Prognose verbessern. Detaillierte Studien zu Kombinationstherapien, den notwendigen Wirkstoff-konzentrationen und eventuellen negativen neurologischen Wirkungen sollten erwogen werden.
Neuromelanin granules (NMGs) are organelle-like structures present in the human substantia nigra pars compacta. In addition to neuromelanin, NMGs contain proteins, lipids and metals. As NMG-containing dopaminergic neurons are preferentially lost in Parkinson’s disease and dementia with Lewy bodies (DLB), it is assumed that NMGs may play a role in neurodegenerative processes. Until now, this role is not completely understood and needs further investigation. We therefore set up an exploratory proteomic study to identify differences in the proteomic profile of NMGs from DLB patients (n = 5) compared to healthy controls (CTRL, n = 5). We applied a laser microdissection and mass-spectrometry-based approach, in which we used targeted mass spectrometric experiments for validation. In NMG-surrounding (SN\(_{Surr.}\)) tissue of DLB patients, we found evidence for ongoing oxidative damage and an impairment of protein degradation. As a potentially disease-related mechanism, we found α-synuclein and protein S100A9 to be enriched in NMGs of DLB cases, while the abundance of several ribosomal proteins was significantly decreased. As S100A9 is known to be able to enhance the formation of toxic α-synuclein fibrils, this finding points towards an involvement of NMGs in pathogenesis, however the exact role of NMGs as either neuroprotective or neurotoxic needs to be further investigated. Nevertheless, our study provides evidence for an impairment of protein degradation, ongoing oxidative damage and accumulation of potentially neurotoxic protein aggregates to be central mechanisms of neurodegeneration in DLB.
Breast cancer etiology is associated with both proliferation and DNA damage induced by estrogens. Breast cancer risk factors (BCRF) such as body mass index (BMI), smoking, and intake of estrogen-active drugs were recently shown to influence intratissue estrogen levels. Thus, the aim of the present study was to investigate the influence of BCRF on estrogen-induced proliferation and DNA damage in 41 well-characterized breast glandular tissues derived from women without breast cancer. Influence of intramammary estrogen levels and BCRF on estrogen receptor (ESR) activation, ESR-related proliferation (indicated by levels of marker transcripts), oxidative stress (indicated by levels of GCLC transcript and oxidative derivatives of cholesterol), and levels of transcripts encoding enzymes involved in estrogen biotransformation was identified by multiple linear regression models. Metabolic fluxes to adducts of estrogens with DNA (E-DNA) were assessed by a metabolic network model (MNM) which was validated by comparison of calculated fluxes with data on methoxylated and glucuronidated estrogens determined by GC- and UHPLC-MS/MS. Intratissue estrogen levels significantly influenced ESR activation and fluxes to E-DNA within the MNM. Likewise, all BCRF directly and/or indirectly influenced ESR activation, proliferation, and key flux constraints influencing E-DNA (i.e., levels of estrogens, CYP1B1, SULT1A1, SULT1A2, and GSTP1). However, no unambiguous total effect of BCRF on proliferation became apparent. Furthermore, BMI was the only BCRF to indeed influence fluxes to E-DNA (via congruent adverse influence on levels of estrogens, CYP1B1 and SULT1A2).
Bei den Endothelinen, einer Familie bestehend aus 21-Aminosäure-Peptiden, handelt es sich um potente Vasokonstriktoren, die mit der Pathogenese verschiedener kardiovaskulärer Krankheiten (z.B. Hypertonie) in Verbindung gebracht werden. Die Wirkung der Endotheline wird durch zwei G-Protein-gekoppelte, transmembran lokalisierte Rezeptoren (ETA- und ETB-Rezeptor) vermittelt [26;27]. Die Zellen der glatten Gefäßmuskulatur exprimieren hauptsächlich ETA-Rezeptoren, die den direkten vasokonstriktorischen Effekt der Endotheline übertragen [87], wohingegen Endothelzellen überwiegend ETB-Rezeptoren exprimieren, die eine Endothel-abhängige Vasodilatation mittels NO und Prostacyclin vermitteln. Die Tatsache, dass Mäuse, denen der EndothelinB-Rezeptor fehlt kurz nach Geburt an den Folgen einer kongenitalen intestinalen Aganglionose versterben [204-206], erschwerte bisher die Untersuchung des ETB-Rezeptors durch dieses Versuchsmodell. Überlebensfähige, ETB-Rezeptor defiziente Mäuse konnten jedoch durch den Einsatz eines Dopamin-Hydroxylase-ETB-Transgens gezüchtet werden [159]. Ziel dieser Arbeit war es, am ETB-Rezeptor defizienten Maus-Modell die Bedeutung des ETB-Rezeptors für die Endothelfunktion und für die Pathogenese einer Salz-induzierten Hypertonie zu untersuchen. Dazu wurden ETB-ko-Mäuse mit einem absoluten Mangel an vaskulären ETB-Rezeptoren parallel zu ihren Wildtyp Geschwistertieren für 15 Tage bei jeweiliger Fütterung eines Salz-angereicherten (4% NaCl) bzw. eines Standard-Futters (0,2% NaCl) gehalten. Der systolische Blutdruck wurde alle 5 Tage unblutig mittels Tail-Cuff-Methode gemessen. An Tag 15 erfolgte nach thorako-abdominaler Eröffnung und Entnahme der Aorta die Untersuchung der Endothel-abhängigen und -unabhängigen Gefäßreaktion als Dosis-abhängige Relaxation an isolierten vorgespannten Segmenten der Aorta descendens auf Acetylcholin bzw. Natrium-Nitroprussid in der Organkammer. Es folgte die Analyse der Dosis-abhängigen Kontraktion der isolierten Gefäßringe auf Endothelin-1 mit und ohne Vorinkubation mit spezifischen ETA- und ETB-Rezeptor-Antagonisten. Des Weiteren wurde die Dosis-abhängige Kontraktion auf Norepinephrin ermittelt. Zu Beginn der Studie konnte in Bezug auf die Blutdruckmessung kein Unterschied der systolischen Blutdruckwerte zwischen den ETB-ko-Mäusen und deren Wildtyp Geschwistertieren detektiert werden. Ein signifikanter Unterschied konnte im Verlauf der Studie nur innerhalb der Gruppe der ETB-ko-Mäuse belegt werden. Hierbei war der systolische Blutdruck der ETB-ko-Mäuse unter erhöhter Salzzufuhr (4% NaCl) signifikant erhöht, sowohl gegenüber den Wildtyp Geschwistertieren unter Fütterung mit Salz-angereichertem Futter (4% NaCl) als auch gegenüber den ETB-ko-Mäusen und deren Wildtyp Geschwistertieren unter Fütterung mit Standard-Futter (0,2% NaCl). Insofern bedingt der Defekt des ETB-Rezeptors nicht automatisch die Entwicklung einer Hypertonie. In der vorliegenden Versuchsreihe bedarf es für eine Ausbildung einer Hypertonie zusätzlich zur ETB-Rezeptor-Defizienz noch eines weiteren Faktor in Form einer erhöhten Salzaufnahme. Die Endothel-abhängige Relaxation der ETB-ko-Mäusen war unabhängig vom Salzgehalt der Nahrung gegenüber ihren Wildtyp Geschwistertieren signifikant reduziert. Daraus lässt sich schlussfolgern, dass die Salz-induzierte Hypertonie in diesem Modell nicht in ursächlichem Zusammenhang mit der endothelialen Dysfunktion steht. Die Evaluation des Einflusses weiterer Mechanismen auf die Pathogenese der Salz-induzierten Hypertonie, wie beispielsweise des Natriumstoffwechsels in der Niere, bedarf zusätzlicher Studien.
Bei der Multiplen Sklerose (MS) handelt es sich um eine Autoimmunerkrankung des zentralen Nervensystems (ZNS). Abhängig von der betroffenen ZNS-Region kann es zu vielfältigen Symptomen kommen. Neben neurologischen Symptomen verursacht durch ZNS-Läsionen leidet ein Großteil der MS-Patienten auch unter gastrointestinalen Funktionsstörungen. Diese gastrointestinalen Symptome wurden bisher eher auf Läsionen im Rückenmark zurückgeführt und nicht direkt in Verbindung mit der autoimmunen Ätiologie der Erkrankung gebracht.
In dieser Studie wurde das enterische Nervensystem (ENS) in einem B-Zell- und Antikörper-abhängigen Mausmodell der MS untersucht. Dafür wurde der Autoimmunprozess durch Immunisierung mit MP4, einem Fusionsprotein aus dem Myelin-Basischen-Protein (MBP) und dem Proteolipid-Protein (PLP), ausgelöst. Das ZNS und ENS wurden in den unterschiedlichen Erkrankungsstadien immunhistochemisch und elektronenmikroskopisch analysiert. Neben der Immunpathologie des ZNS konnte dabei eine Degeneration des ENS schon vor dem Einsetzen der ersten neurologischen Defizite nachgewiesen werden. Die ENS-Pathologie war antikörper-mediiert und ging einher mit einer verringerten gastrointestinalen Motilität sowie mit einer Gliose und Neurodegeneration des ENS.
Mithilfe von Immunpräzipitation und Massenspektrometrie konnten im ENS vier mögliche Zielstrukturen des Autoimmunprozesses identifiziert werden, was auf sog. epitope spreading hindeutet. Auch im Plasma von MS-Patienten konnten Antikörper gegen drei dieser Antigene nachgewiesen werden. Des Weiteren zeigten sich in Kolon-Resektaten von MS-Patienten erste Ansätze einer Neurodegeneration und Gliose des ENS.
In dieser Studie wurde zum ersten Mal ein direkter Zusammenhang zwischen der Autoimmunreaktion gegen das ZNS und einer simultanen Reaktion gegen das ENS gezeigt. Dies kann einen Paradigmenwechsel im Verständnis der Immunpathogenese der MS anstoßen und neue therapeutische und diagnostische Ansätze initiieren.
As soon as Peripheral Blood Mononuclear Cells (PBMC) are isolated from whole blood, some cells begin dying. The rate of apoptotic cell death is increased when PBMC are shipped, cryopreserved, or stored under suboptimal conditions. Apoptotic cells secrete cytokines that suppress inflammation while promoting phagocytosis. Increased numbers of apoptotic cells in PBMC may modulate T cell functions in antigen-triggered T cell assays. We assessed the effect of apoptotic bystander cells on a T cell ELISPOT assay by selectively inducing B cell apoptosis using α-CD20 mAbs. The presence of large numbers of apoptotic B cells did not affect T cell functionality. In contrast, when PBMC were stored under unfavorable conditions, leading to damage and apoptosis in the T cells as well as bystander cells, T cell functionality was greatly impaired. We observed that measuring the number of apoptotic cells before plating the PBMC into an ELISPOT assay did not reflect the extent of PBMC injury, but measuring apoptotic cell frequencies at the end of the assay did. Our data suggest that measuring the numbers of apoptotic cells prior to and post T cell assays may provide more stringent PBMC quality acceptance criteria than measurements done only prior to the start of the assay.
Purpose
Rescue missions during terrorist attacks are extremely challenging for all rescue forces (police as well as non-police forces) involved. To improve the quality and safety of the rescue missions during an active killing event, it is obligatory to adapt common rescue mission goals and strategies.
Methods
After the recent attacks in Europe, the Federal Office of Civil Protection and Disaster Assistance started an evaluation process on behalf of the Federal Ministry of the Interior and the Federal Ministry of Health. This was done to identify weaknesses, lessons learned and to formulate new adapted guidelines.
Results
The presented bullet point recommendations summarise the basic and most important results of the ongoing evaluation process for the Federal Republic of Germany. The safety of all the rescue forces and survival of the greatest possible number of casualties are the priority goals. Furthermore, the preservation and re-establishment of the socio-political integrity are the overarching goals of the management of active killing events. Strategic incident priorities are to stop the killing and to save as much lives as possible. The early identification and prioritised transportation of casualties with life-threatening non-controllable bleeding are major tasks and the shortest possible on-scene time is an important requirement with respect to safety issues.
Conclusion
With respect to hazard prevention tactics within Germany, we attributed the highest priority impact to the bullet points. The focus of the process has now shifted to intense work about possible solutions for the identified deficits and implementation strategies of such solutions during mass killing incidents.
Mass critical care caused by the severe acute respiratory syndrome corona virus 2 pandemic poses an extreme challenge to hospitals. The primary goal of hospital disaster preparedness and response is to maintain conventional or contingency care for as long as possible. Crisis care must be delayed as long as possible by appropriate measures. Increasing the intensive care unit (ICU) capacities is essential. In order to adjust surge capacity, the reduction of planned, elective patient care is an adequate response. However, this involves numerous problems that must be solved with a sense of proportion. This paper summarises preparedness and response measures recommended to acute care hospitals.
Background
Patients with cardiac arrest have lower survival rates, when resuscitation performance is low. In In-hospital settings the first responders on scene are usually nursing staff without rhythm analysing skills. In such cases Automated External Defibrillators (AED) might help guiding resuscitation performance. At the Wuerzburg University Hospital (Germany) an AED-program was initiated in 2007.
Aim of the presented study was to monitor the impact of Automated External Defibrillators on the management of in-hospital cardiac arrest events.
Methods
The data acquisition was part of a continuous quality improvement process of the Wuerzburg University Hospital. For analysing the CPR performance, the chest compression rate (CCR), compression depth (CCD), the no flow fraction (NFF), time interval from AED-activation to the first compression (TtC), the time interval from AED-activation to the first shock (TtS) and the post schock pause (TtCS) were determined by AED captured data. A questionnaire was completed by the first responders.
Results
From 2010 to 2012 there were 359 emergency calls. From these 53 were cardiac arrests with an AED-application. Complete data were available in 46 cases. The TtC was 34 (32–52) seconds (median and IQR).The TtS was 30 (28–32) seconds (median and IQR) . The TtCS was 4 (3–6) seconds (median and IQR) . The CCD was 5.5 ± 1 cm while the CCR was 107 ± 11/min. The NFF was calculated as 41 %.
ROSC was achieved in 21 patients (45 %), 8 patients (17 %) died on scene and 17 patients (37 %) were transferred under ongoing CPR to an Intensive Care Unit (ICU).
Conclusion
The TtS and TtC indicate that there is an AED-user dependent time loss. These time intervals can be markedly reduced, when the user is trained to interrupt the AED’s “chain of advices” by placing the electrode-paddles immediately on the patient’s thorax. At this time the AED switches directly to the analysing mode. Intensive training and adaption of the training contents is needed to optimize the handling of the AED in order to maximize its advantages and to minimize its disadvantages.
Anhand konsekutiver Zellzyklen wird das Proliferationsmuster PHA-stimulierter Lymphozyten bei Fanconi Anämie (FA), Ataxia teleangiectasia (AT), AT-verwandter Syndrome und Aplastischer Anämie untersucht und die Zellzyklusdaten als Funktion von Probandenalter und klinischer Diagnose dargestellt. Die Ergebnisse der Arbeit zeigen, dass die Alterseinflüsse auf die Zellkinetik sehr viel geringer sind als die Einflüsse von Genotyp und Krankheitstyp. Die Methode der mehrparametrigen Duchflußzytometrie konnte in der Differentialdiagnostik der aplastischen Anämien des Kindesalters sowie in der Erfassung der Genotypen mit erhöhter Sensitivität gegenüber ionisierender Strahlung validiert werden.
Background
Atrial fibrillation (AF) is present in 15–20% of patients with acute ischemic stroke. Oral anticoagulation reduces the risk of AF-related recurrent stroke but clinical guideline recommendations are rather vague regarding its use in the acute phase of stroke. We aimed to assess the current clinical practice of medical stroke prevention in AF patients during the acute phase of ischemic stroke.
Methods
In April 2017, a standardized anonymous questionnaire was sent to clinical leads of all 298 certified stroke units in Germany.
Results
Overall, 154 stroke unit leads participated (response rate 52%). Anticoagulation in the acute phase of stroke is considered feasible in more than 90% of AF patients with ischemic stroke. Clinicians assume that about two thirds of all AF patients (range 20–100%) are discharged on oral anticoagulation. According to local preferences, acetylsalicylic acid is given orally in the majority of patients with delayed initiation of oral anticoagulation. A non-vitamin K-dependent oral anticoagulant (NOAC) is more often prescribed than a vitamin K-dependent oral anticoagulant (VKA). VKA is more often chosen in patients with previous VKA intake than in VKA naive patients. In the minority of patients, stroke unit leads discuss the prescription of a specific oral anticoagulant with the treating general practitioner. Adherence to medical stroke prevention after hospital discharge is not assessed on a regular basis in any patient by the majority of participating stroke centers.
Conclusions
Early secondary stroke prevention in AF patients in German stroke units is based on OAC use but prescription modalities vary in clinical practice.
Das maligne Melanom, eine der seltensten, aber gleichzeitig auch die tödlichste dermatologische Malignität, gekennzeichnet durch die Neigung zu einer frühen Metastasierung sowie die rasche Entwicklung von Therapieresistenzen, zählt zu den Tumorentitäten mit dem höchsten Anstieg der Inzidenz weltweit. Mausmodelle werden häufig verwendet, um die Melanomagenese zu erforschen und neue effektive therapeutische Strategien zu entwickeln, spiegeln die menschliche Physiologie allerdings nur unzureichend wider. In zweidimensionalen (2D) Zellkulturen mangelt es dagegen an wichtigen Komponenten der Mikroumgebung des Tumors und dem dreidimensionalen Gewebekontext. Um dieses Manko zu beheben und die Entwicklung von auf den Menschen übertragbaren Tumormodellen in der onkologischen Forschung voranzutreiben, wurde als Alternative zu Zellkulturen und Tierversuchen humane organotypische dreidimensionale (3D) Melanom-Modelle als in vitro Testsystem für die Bewertung der Wirksamkeit von anti-Tumor Therapeutika entwickelt.
Im Zuge dieser Arbeit konnte das in vitro Melanom-Modell entscheidend weiterentwickelt werden. So konnten Modelle unterschiedlichster Komplexität etabliert werden, wobei abhängig von der Fragestellung einfachere epidermale bis hin zu unterschiedlich komplexen Vollhautmodellen Anwendung finden. Durch Simulation der Tumor-Mikroumgebung eignen sich diese zur präklinischen Validierung neuer Tumor-Therapeutika, sowie der Erforschung pathologischer Vorgänge, von der Tumor-Formierung bis zur Metastasierung. Zudem konnten erfolgreich unterschiedlichste humane Melanomzelllinien ins Modell integriert werden; dadurch, dass sich diese durch ihre Treibermutationen, die zur Krankheitsentstehung beitragen, unterscheiden, stellen sie unterschiedliche Ansprüche an potentielle therapeutische Angriffspunkte und ermöglichen das Widerspiegeln vieler Melanom-Subtypen im Modell. Ferner ist es möglich, verschiedene Stadien der Tumor-Entwicklung über die Zugabe von Melanomzellen in Einzelsuspension bzw. von Melanom-Sphäroiden widerzuspiegeln. Es konnte für bestimmte Therapie-Ansätze, wie zielgerichtete Therapien, z.B. die Gabe von sich in der Klinik im Einsatz befindlicher BRAF-/MEK-Inhibitoren, gezeigt werden, dass sich die etablierten Modelle hervorragend als präklinische Testsysteme zur Wirksamkeitsbewertung eignen. Zudem bieten sich einzigartige Möglichkeiten, um die Interaktion humaner Tumorzellen und gesunder Zellen in einem Gewebeverband zu untersuchen. Ferner konnten drei neue technische Analyse-Verfahren zur nicht-invasiven Detektion der Tumor- Pro- und Regression, Beurteilung der Wirksamkeit von potenziellen Anti-Tumor-Therapien sowie der Evaluierung des Tumor-Metabolismusses implementiert werden. Perspektivisch ermöglichen immun-kompetente Melanom-Modelle die Austestung neuer Immun- und Zelltherapien in einem voll humanen System; gleichzeitig leisten die etablierten Modelle einen signifikanten Beitrag zur Reduktion von Tierexperimenten.
The host defense derived peptide was assessed in different model systems with increasing complexity employing the highly aggressive NRAS mutated melanoma metastases cell line MUG-Mel2. Amongst others, fluorescence microscopy and spectroscopy, as well as cell death studies were applied for liposomal, 2D and 3D in vitro models including tumor spheroids without or within skin models and in vivo mouse xenografts. Summarized, MUG-Mel2 cells were shown to significantly expose the negatively charged lipid phosphatidylserine on their plasma membranes, showing they are successfully targeted by RDP22. The peptide was able to induce cell death in MUG-Mel2 2D and 3D cultures, where it was able to kill tumor cells even inside the core of tumor spheroids or inside a melanoma organotypic model. In vitro studies indicated cell death by apoptosis upon peptide treatment with an LC\(_{50}\) of 8.5 µM and seven-fold specificity for the melanoma cell line MUG-Mel2 over normal dermal fibroblasts. In vivo studies in mice xenografts revealed effective tumor regression upon intratumoral peptide injection, indicated by the strong clearance of pigmented tumor cells and tremendous reduction in tumor size and proliferation, which was determined histologically. The peptide RDP22 has clearly shown high potential against the melanoma cell line MUG-Mel2 in vitro and in vivo.
Die Proliferation von in der Subgranulärzone des Gyrus dentatus ansässigen neuralen Stammzellen ist der erste Schritt der Neuentstehung von Nervenzellen im adulten Organismus, der so genannten adulten Neurogenese, die in bestimmten neurogenen Nischen des ZNS von Säugetieren und des Menschen vorkommt. Die vorliegende Arbeit zeigt, dass das Enzym endotheliale Stickstoffmonoxidsynthase (NOS-III bzw. eNOS) bzw. durch NOS-III gebildetes Stickstoffmonoxid (NO) die Proliferation neuraler Stamm- bzw. Vorläuferzellen im Gyrus dentatus des Hippokampus positiv reguliert, da Mäuse, bei denen das Gen für dieses Enzym deletiert ist, über eine signifikant erniedrigte Stammzellproliferation verfügen. NOS-III-Knockout-Mäuse zeigen außerdem erhöhte Volumina von Substrukturen des Gyrus dentatus. Biometrische Faktoren, wie z. B. Alter, Geschlecht, Körpergewicht, Umgebungsbedingungen, hatten dagegen keinen signifikanten Einfluss auf die adulte Neurogenese. Die Abnahme der adulten Neurogenese bei NOS-III-Knockout-Tieren ist fast vollständig auf die Reduktion der Stammzellproliferation in der Subgranulärzone des Gyrus dentatus zurückzuführen. Ein Netto-Zuwachs an neu gebildeten Neuronen 4 Wochen nach Proliferation kann jedoch durch NOS-III nicht bewirkt werden, was auf eine komplexe Regulation der adulten Neurogenese hinweist. Die Stammzellproliferation im adulten murinen Gyrus dentatus wird jedoch vermutlich unter anderem über im Endothel gebildetes NO (als gasförmiges, parakrines Signalmolekül) vermittelt.
Background
Herpesviruses can infect a wide range of animal species. Herpes simplex virus 1 (HSV-1) is one of the eight herpesviruses that can infect humans and is prevalent worldwide. Herpesviruses have evolved multiple ways to adapt the infected cells to their needs, but knowledge about these transcriptional and post-transcriptional modifications is sparse.
Results
Here, we show that HSV-1 induces the expression of about 1000 antisense transcripts from the human host cell genome. A subset of these is also activated by the closely related varicella zoster virus. Antisense transcripts originate either at gene promoters or within the gene body, and they show different susceptibility to the inhibition of early and immediate early viral gene expression. Overexpression of the major viral transcription factor ICP4 is sufficient to turn on a subset of antisense transcripts. Histone marks around transcription start sites of HSV-1-induced and constitutively transcribed antisense transcripts are highly similar, indicating that the genetic loci are already poised to transcribe these novel RNAs. Furthermore, an antisense transcript overlapping with the BBC3 gene (also known as PUMA) transcriptionally silences this potent inducer of apoptosis in cis.
Conclusions
We show for the first time that a virus induces widespread antisense transcription of the host cell genome. We provide evidence that HSV-1 uses this to downregulate a strong inducer of apoptosis. Our findings open new perspectives on global and specific alterations of host cell transcription by viruses.
In der vorliegenden Studie wurde der mögliche Einfluß von heterophilen Antikörpern auf die Thyreoglobulinbestimmung in der Nachsorge beim Patienten mit differenziertem Schilddrüsenkarzinom untersucht. Dazu wurde bei 201 Patientenseren der Thyreoglobulinwert auf herkömmliche Weise und in einer Parallelbestimmung nach Vorbehandlung mit heterophilen Antikörper blocking tubes bestimmt. Dieses Vorgehen ermöglichte es, einen direkten Vergleich beider Messergebnisse anzustellen und einen möglichen Einfluß heterophiler Antikörper aufzudecken. Darüber hinaus wurde das selbe Verfahren bei einer heterogenen Kontrollgruppe angewandt. In 99% der Proben ergab sich kein signifikanter Unterschied zwischen den beiden Messergebnissen. Somit ist ein Einfluß von heterophilen Antikörpern auf die Thyreoglobulinbestimmung bei Patienten mit differenziertem Schilddrüsenkarzinom unwahrscheinlich.
Neurophysiologische Evidenz für eine Störung des impliziten Gedächtnis bei Alkoholabhängigkeit
(2011)
Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden 21 reine Alkoholpatienten, 6 polytoxikomane Alkoholpatienten und 18 gesunde Kontrollen neurophysiologisch untersucht. Basierend auf einem Paradigma zu Negativem Priming wurden Unterschiede zwischen den genannten Kollektiven bezüglich der Amplitude und Latenz der P300 im EEG untersucht. Kontrollpersonen zeigten in dieser Studie generell eine signifikant kürzere Latenz der P3a als beide Patientenkollektive, was als Hinweis auf eine kognitive Ineffizienz bei Alkoholpatienten gesehen werden kann. Darüber hinaus konnte gezeigt werden, dass reine Alkoholpatienten und polytoxikomane Alkoholpatienten bezüglich der Veränderungen der P300 getrennt betrachtet werden müssen, da sich signifikante Unterschiede bezüglich Latenz und Amplitude zwischen den beiden Patientenkollektiven zeigten. Ebenso gibt es Hinweise darauf, dass bei Studien zur P300 Geschlechterunterschiede berücksichtigt werden müssen. Mit vorliegender Studie konnte zudem die Theorie einer prominenten frontocentralen Verteilung der P3a unterstützt werden.
Im Rahmen dieser retrospektiven Studie wurden 23 Patienten mit Erkrankungen aus dem rheumatischen Formenkreis, überwiegend rheumatoide Arthritis und 22 Kontrollpersonen mit degenerativ bedingter Omarthrose, welchen zwischen 1993 und 2005 eine Schulterendoprothese unterschiedlichen Typs implantiert worden war, durchschnittlich 28 Monate postoperativ klinisch und radiologisch nachuntersucht. Das Alter zum Zeitpunkt der Operation betrug im Mittel 65 Jahre. Die Ergebnisse wurden anhand des Constant Score erhoben. Durch die Operation verbesserten die 23 Patienten mit Erkrankungen aus dem rheumatischen Formenkreis ihren Constant Score von durchschnittlich 21,7% auf 79,9%. Die Kontrollgruppe wies sowohl präoperativ (28,7%) als auch postoperativ (96,3%) eine signifikant bessere Schulterfunktion auf. Innerhalb beider Kollektive waren ca. 95% der Patienten mit dem Operationsergebnis sehr zufrieden bzw. zufrieden.
Aims
Chronic heart failure (CHF) can be caused by autoantibodies stimulating the heart via binding to first and/or second extracellular loops of cardiac β1-adrenoceptors. Allosteric receptor activation depends on conformational features of the autoantibody binding site. Elucidating these features will pave the way for the development of specific diagnostics and therapeutics. Our aim was (i) to fine-map the conformational epitope within the second extracellular loop of the human β\(_1\)-adrenoceptor (β1ECII) that is targeted by stimulating β\(_1\)-receptor (auto)antibodies and (ii) to generate competitive cyclopeptide inhibitors of allosteric receptor activation, which faithfully conserve the conformational auto-epitope.
Methods and results
Non-conserved amino acids within the β\(_1\)EC\(_{II}\) loop (compared with the amino acids constituting the ECII loop of the β\(_2\)-adrenoceptor) were one by one replaced with alanine; potential intra-loop disulfide bridges were probed by cysteine–serine exchanges. Effects on antibody binding and allosteric receptor activation were assessed (i) by (auto)antibody neutralization using cyclopeptides mimicking β1ECII ± the above replacements, and (ii) by (auto)antibody stimulation of human β\(_1\)-adrenoceptors bearing corresponding point mutations. With the use of stimulating β\(_1\)-receptor (auto)antibodies raised in mice, rats, or rabbits and isolated from exemplary dilated cardiomyopathy patients, our series of experiments unmasked two features of the β\(_1\)EC\(_{II}\) loop essential for (auto)antibody binding and allosteric receptor activation: (i) the NDPK\(^{211–214}\) motif and (ii) the intra-loop disulfide bond C\(^{209}\)↔C\(^{215}\). Of note, aberrant intra-loop disulfide bond C\(^{209}\)↔C\(^{216}\) almost fully disrupted the functional auto-epitope in cyclopeptides.
Conclusions
The conformational auto-epitope targeted by cardio-pathogenic β\(_1\)-receptor autoantibodies is faithfully conserved in cyclopeptide homologues of the β\(_1\)EC\(_{II}\) loop bearing the NDPK\(^{211–214}\) motif and the C\(^{209}\)↔C\(^{215}\) bridge while lacking cysteine C216. Such molecules provide promising tools for novel diagnostic and therapeutic approaches in β\(_1\)-autoantibodypositive CHF.
Die Werbung suggeriert dem Schwerhörigen, dass er, ähnlich wie er sich eine Brille gegen seine Sehschwäche kaufen kann, durch den Kauf eines digitalen Hörgerätes seine Hörbehinderung einfach und schnell korrigieren kann. „Genießen sie Hören ganz neu – vom ersten Tag an. Stellen Sie sich vor: schon nach Ihrem ersten Besuch beim Hörgeräteakustiker tragen Sie bereits Ihr CONFORMA2 mit seiner fortschrittlichen, 100% digitalen Klangverarbeitung.“ Wir haben mit dem HSM Satztest das Hörgerät in einem Hörgeräteakustikerladen getestet. Dabei haben wir mit dem HSM-Satztest eine realistische Hörsituation mit dem Einfluss von Störlärm zur Verfügung gehabt, mit dem die hörabhängige Kommunikationsfähigkeit in Alltagssituationen gut eingeschätzt werden kann. Denn erst bei störenden Nebengeräuschen wie sie in unserem alltäglichen Leben vorkommen zeigt sich der wahre Nutzen eines Hörgerätes. Den 29 Versuchsteilnehmer wurde das Hörgerät angepasst und mitgegeben. Nach 1 Woche haben wir den HSM-Satztest mit und ohne dem Hörgerät durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen, dass das digitale Hörgerät dem Patienten keinen Nutzen gebracht hat. Nahezu alle Testteilnehmer haben mit dem Hörgerät bei unsrem Test schlechter gehört, als ohne Hörgerät, das Alter oder die Höhe des Hörverlustes hatte auf dieses Ergebnis keinen Einfluß. Auch wenn einige Testteilnehmer nach 1 Woche berichteten, dass sie gut zurecht gekommen wären, haben die Tests gezeigt, dass den Patienten leider zu viel von der digitalen Technik versprochen wird.
Langzeitbetreuung von Kindern und Jugendlichen mit Erkrankungen aus dem rheumatischen Formenkreis
(2012)
Die juvenilen rheumatischen Erkrankungen sind häufiger, als von Laien angenommen wird. In der vorliegenden Studie werden Patienten der Kinderklinik und Polyklinik der Universität Würzburg genauer betrachtet um mögliche Verlaufsparameter retrospektiv auswerten zu können. Es zeigt sich, dass weibliche Patienten als häufiger von JIA-Erkrankungen betroffene länger therapiert wurden als die männlichen Patienten. Dabei erhielten sie länger NSAR und Steroide sowie häufiger MTX. Die Wahrscheinlichkeit eine Remission zu erreichen war im untersuchten Kollektiv nicht per se vom Geschlecht abhängig, jedoch geschätzt nach Kaplan und Meier zu Ungunsten der Mädchen, wie laut Literatur zu erwarten. Nicht bestätigen ließ sich ein negativer Zusammenhang zwischen erhöhten Entzündungswerten zu Beginn der Erkrankung und einer Remission im Verlauf. Weiterhin nicht bestätigen ließ sich eine generell geringere Remissionswahrscheinlichkeit bei Polyarthritis. Als prädiktive Marker für eine häufigere Remission können nach unseren Ergebnissen nun theoretisch das männliche Geschlecht (nach Kaplan und Meier) sowie erhöhte Entzündungswerte zu Beginn der Erkrankung angenommen werden. Wobei eine Remission häufiger auftrat, je schneller nach Krankheitsbeginn der Patient „an der richtigen Adresse“ vorgestellt wurde.
Organoids derived from human pluripotent stem cells are interesting models to study mechanisms of morphogenesis and promising platforms for disease modeling and drug screening. However, they mostly remain incomplete as they lack stroma, tissue resident immune cells and in particular vasculature, which create important niches during development and disease. We propose, that the directed incorporation of mesodermal progenitor cells (MPCs) into organoids will overcome the aforementioned limitations. In order to demonstrate the feasibility of the method, we generated complex human tumor as well as neural organoids. We show that the formed blood vessels display a hierarchic organization and mural cells are assembled into the vessel wall. Moreover, we demonstrate a typical blood vessel ultrastructure including endothelial cell-cell junctions, a basement membrane as well as luminal caveolae and microvesicles. We observe a high plasticity in the endothelial network, which expands, while the organoids grow and is responsive to anti-angiogenic compounds and pro-angiogenic conditions such as hypoxia. We show that vessels within tumor organoids connect to host vessels following transplantation. Remarkably, MPCs also deliver Iba1\(^+\) cells that infiltrate the neural tissue in a microglia-like manner.