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Zink-Transporter 8-Autoantikörper sind auch in Kindern ohne hereditäres Diabetes-Risiko in der Lage, das Erkrankungsrisiko zu stratifizieren, was auf eine ähnliche Pathophysiologie hinweist, und insbesondere in anderweitig als niedrig-risikobehaftet eingestuften und in IA-2A-negativen Individuen diejenigen identifiziert, die manifestieren werden.
ZnT8A sind zudem hilfreich in der Identifizierung eines autoimmun-vermittelten Diabetes mellitus im Erwachsenenalter, insbesondere bei phänotypisch als T2D eingestuften Patient*innen, sodass eine entsprechende Therapie und damit die Prognose sowie das Langzeit-Outcome in diesem Patientenkollektiv positiv beeinflusst werden kann.
Das entsprechend des SNP im kodierenden SLC30A8-Gen getriggerte Reaktionsmuster ist in T1D-Patient*innen und hoch-risikobehafteten Kindern mit überwiegend davon unabhängiger Autoantikörperantwort gegenüber der ZnT8WA-dominierenden Antwort in LADA-Patient*innen deutlich different, was die Hypothese unterschiedlicher Pathomechanismen dieser beiden Diabetesformen unterstützt.
Die zusätzliche Testung von ZnT8QA trägt nicht zu einer zusätzlichen Risikostratifizierung bei, sodass ein kombiniertes ZnT8A-Screening mit einem ZnT8-Arg325-Trp325-Hybridkonstrukt eine deutliche Zeit- und Kostenersparnis ohne Sensitivitätsverlust darstellt.
Für frühgeborene Kinder ist Muttermilch die empfohlene enterale Ernährung mit vielen bereits gut untersuchten positiven Effekten. Jedoch ist der Gehalt an Makronährstoffen zu niedrig, um die Bedürfnisse von Frühgeborenen zu decken. Zusätzlich zeigt native Muttermilch eine hohe inter- und intraindividuelle Variabilität der Makronährstoffe. Die Effizienz der allgemein verbreiteten Standardfortifizierung mit kommerziell erhältlichen Fortifiern ist durch diese Variabilität beeinträchtigt und kann so in einem Großteil der Muttermilchproben zu einer inadäquaten Nährstoffzufuhr führen, die zu niedrig, jedoch auch zu hoch ausfallen kann. Unzureichende Ernährung kann einen negativen Einfluss auf das Wachstum und die Körperzusammensetzung sowie Folgeerkrankungen im Erwachsenenalter haben.
Diese Studie zeigt anhand eines Datensatzes mit realen Messwerten zur Zusammensetzung der Muttermilch in über 3300 Proben, dass die Messung der Makronährstoffe in nativer Muttermilch und die anschließende, darauf basierende Targetfortifizierung mit der individuellen Ergänzung der fehlenden Makronährstoffen zu adäquaten Nährstoffeinträgen führt. Mit diesem Ansatz kann auf die Variabilität der nativen Muttermilch reagiert und die Variation der Makronährstoffeinfuhr signifikant verringert werden. In dieser Arbeit wurden drei verschiedene optimierte Standardfortifier entwickelt. Deren Zusammensetzung erhöht den Makronährstoffeintrag bereits unter Standardfortifizierung, aber noch mehr bei ein oder zwei Muttermilchanalysen pro Woche.
Weiterhin wurde in dieser Arbeit der Einfluss der durch die verschiedenen Fortifizierungsstrategien erzeugten Nährstoffzufuhren auf die Wachstumsraten berechnet, die für Standardfortifizierung ungenügende und für Targetfortifizierung hauptsächlich zufriedenstelle Ergebnisse zeigt.
Verschiedene Kombinationen von Pooling mit bis zu drei Proben oder von Pooling einer größeren Anzahl wie in einer Milchbank zu Verfügung stehenden Proben verringerten nicht die Variabilität der Nährstoffzufuhr. Ebenso zeigte die Gefriertrocknung keine zufriedenstellenden Ergebnisse für alle Makronährstoffkonzentrationen.
Die Ergebnisse dieser Arbeit verdeutlichen, dass standardfortifizierte Muttermilch trotz verschiedener Poolingstrategien keine adäquate Makronährstoffzufuhr für frühgeborene Kinder sicherstellt. Für den klinischen Alltag wird die Bedeutung der Targetfortifizierung deutlich, die mit regelmäßiger Muttermilchanalyse und unter Anwendung optimierter Standardfortifier zufriedenstellend gelingen kann und so zu physiologischen Wachstumsraten führen kann.
Einfluss der Plasmabehandlung auf das transepidermale Penetrationsverhalten von Arzneistoffen
(2021)
Zusammenfassung und Ausblick
Die Forschungshypothese, dass eine Plasmabehandlung der Haut mit kaltem
Atmosphärendruckplasma zu einer lokalen Änderung der physikochemischen Eigenschaften des
Stratum corneum und dessen Struktur und (Barriere-)Funktion führt, konnte bestätigt werden.
Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden morphologisch sichtbare Hautveränderungen, die
Penetrationseigenschaften verschiedener Substanzen vor und nach Plasmabehandlung sowie
Veränderungen der Lipidzusammensetzung des Stratum corneum auf molekularer Ebene analysiert.
Der wesentliche Erkenntnisgewinn der Arbeit besteht im qualitativen und quantitativen Nachweis der
gefahrlosen durch kaltes Atmosphärendruckplasma vermittelten Penetrationssteigerung von
Substanzen in die Haut mit speziellem Fokus auf das Stratum corneum.
Die Plasmabehandlung der Haut mit einem Plasmajet lockert abhängig von der
Plasmabehandlungszeit das aus Corneozyten und einer interzellulären Lipidmatrix bestehende
Stratum corneum auf. Die aufgelockerte Struktur des Stratum corneum ermöglicht eine beschleunigte
Penetration verschiedener, nach Plasmabehandlung applizierter Substanzen durch die Haut (Kapitel
4.2.). Die Penetrationssteigerung variiert dabei abhängig von den Stoffeigenschaften der
penetrierenden Substanz (zum Beispiel Molekülgröße und Lipophilie).
Die morphologische Auflockerung des Stratum corneum spiegelt sich im nach der Plasmabehandlung
veränderten Ceramid-Profil wieder. Die veränderten Barriereeigenschaften in den obersten Schichten
des Stratum corneum nach einer einminütigen Plasmabehandlung lassen sich über die Interaktion von
plasma-produzierten reaktiven Spezies mit Lipiden der Haut (insbesondere Triacylglycerolen) und
die dadurch vermittelte Bildung von Triacylglycerol-Oxidationsprodukten erklären (Kapitel 4.4.).
Eine Plasmabehandlung hat im Bereich der in der Dermatologie für den kINPen MED empfohlenen
Anwendungsdauer von 15 s/cm² bis 1 min/cm² keine negativen Auswirkungen auf die Haut (keine
gesteigerte Anzahl an Apoptosen im Stratum basale, Möglichkeit der Regeneration des
aufgelockerten Stratum corneum von basal, (Kapitel 4.3.)). Längere Behandlungszeiten von 2
min/cm² bis 5 min/cm² können jedoch zu Apoptosen in für die Zellregeneration bedeutenden
Schichten führen.
Im Gegensatz zu anderen Methoden zur transdermalen Penetrationssteigerung besteht bei der Plasma-
vermittelten Penetrationssteigerung auf Grund der antibakteriellen Plasmaeigenschaften und der
Penetrationsbeschleunigung von ausschließlich kleinen Stoffen (Größe unter 689 nm) ein geringeres
Risiko der Infektion der behandelten Hautbereiche durch die Einwanderung von Bakterien und
Pilzen. Die Plasmabehandlung stellt demnach eine zukunftsträchtige Möglichkeit zur gefahrlosen
Penetrationssteigerung von Arzneistoffen durch die Hautbarriere dar.
Da die in dieser Arbeit gewonnenen Daten in vitro mit Hilfe eines Schweineohrmodells ermittelt
wurden, ermöglichen sie einen ersten Einblick in die Reaktion der gesunden menschlichen Haut auf
die Plasmabehandlung, lassen sich jedoch nicht eins zu eins auf die in vivo-Situation am menschlichen
Körper übertragen. Zudem sollte bei der Plasmabehandlung in vivo beachtet werden, dass es am
menschlichen Körper große intra- und interindividuelle Unterschiede in der Beschaffenheit der
Hautbarriere gibt, welche zu unterschiedlich starken Effekten der Plasmabehandlung führen könnten.
Ein Vergleich der Penetrationseigenschaften weiterer Stoffe mit unterschiedlichen hydro- und
lipophilen Stoffeigenschaften sowie unterschiedlichen Molekülgrößen vor und nach
Plasmabehandlung wäre für weitere Forschungsarbeiten empfehlenswert. Auf diese Weise könnte
erforscht werden, auf welche Substanzen die Plasmabehandlung der Haut den größten Einfluss hat
und es wären weitere Rückschlüsse auf die Form der aufgelockerten Bindungen, sowie auf eine
eventuelle Interaktion modifizierter Stratum corneum-Bestandteile mit der penetrierenden Substanz
möglich. Gleichzeitig könnten die Versuche mit längeren Penetrationszeiten wiederholt werden, um
zu überprüfen, ob tatsächlich eine Rechtsverschiebung des Peaks der Konzentration der penetrierten
Substanzen (siehe Kapitel 3.4. und Kapitel 3.5.) in tiefere Hautbereiche stattfindet.
Ein direkter Vergleich penetrationssteigernder Methoden (beispielsweise Mikronadeln und
Plasmajet) wäre interessant, um die verschiedenen Systeme auch quantitativ vergleichen zu können
und zu analysieren, ob die Vorteile der plasmavermittelten Penetrationssteigerung gegenüber der
Mikronadelmethode durch die Menge an penetrierter Substanz ausgeglichen werden können.
Neben den Lipiden könnte auch die Modifikation weiterer Stratum-corneum-Bestandteile ursächlich
für die veränderten Barriereeigenschaften der Haut nach Plasmabehandlung sein. Interessant wäre
deshalb auch die Untersuchung der Stratum-corneum-Peptide und -Proteine vor und nach
Plasmabehandlung.
Um die Reaktion der Haut in vivo auf die Plasmabehandlung besser vorhersagen zu können und damit
die im Rahmen dieser Arbeit erlangten Erkenntnisse in die klinische Praxis übertragen zu können,
sind weitere Studien nötig. Diese könnten die in vitro-Experimente am Schweineohr beispielsweise
auf ein in vivo-Mäusehautmodell übertragen. An einem frischen Mäusehautmodell wäre auch die
Untersuchung längerer Penetrationszeiten sowie die Geschwindigkeit der Hautregeneration und dem
damit Verbundenen Wiederaufbau der Hautbarriere nach Plasmabehandlung möglich.
Nach einer Verifizierung der Ergebnisse in vivo könnten die im Rahmen dieses Projekts gewonnenen
Erkenntnisse in Zukunft auf den klinischen Alltag übertragen werden. Für Langzeittherapien bei
speziellen Patientengruppen mit Problemen bei der oralen Medikamentenaufnahme (beispielsweise
in Form von Resorptionsstörungen im Magen-Darm-Trakt) oder bei einem starken First-Pass-Effekt
des Medikaments in der Leber ist die transdermale Medikamentenapplikation eine
Ausweichmöglichkeit, welche durch eine vorherige Plasmabehandlung der Haut noch verbessert
werden würde.
Im Rahmen des bereits etablierten medizinischen Anwendungsfelds von kaltem
Atmosphärendruckplasma bei der Behandlung chronischer Wunden könnte eine Plasmabehandlung
der Wundränder und angrenzender gesunder Hautbereiche die Penetration von nach der Behandlung
applizierten wundheilungsfördernden Cremes und Gels im betroffenen Gebiet beschleunigen und so
die Heilungsaussichten noch weiter verbessern.
In der DDR wurde im Leistungssport staatlicherseits ein System entwickelt, welches sich unter anderem durch den Einsatz von leistungssteigernden Substanzen auszeichnete. Diese Substanzen zogen häufig schwere somatische Schäden nach sich. Die Sportler*innen wussten in den meisten Fällen nicht, dass sie diese Mittel erhielten und waren häufig minderjährig. Der Alltag der Sportler*innen war meist durch prekäre physische sowie psychische Trainingsbedingungen geprägt. Auf Grund von Schilderungen der Betroffenen, Berichten von Sporthistoriker*innen und Unterlagen des Ministeriums für Staatssicherheit lässt sich vermuten, dass ein erheblicher Teil der Sportler*innen unter psychischen Erkrankungen leidet. Daher sollte die psychische Verfassung überblickshaft dargestellt werden.
Vor diesem Hintergrund wurden Fragebogenpakete an 1200 Proband*innen verschickt, die sich bis zum Erhebungszeitpunkt ratsuchend an die Doping-Opfer-Hilfe e.V. gewendet hatten. Diese Pakete enthielten jeweils 13 Selbstbeurteilungsskalen zur psychischen Symptomatik bzw. Persönlichkeitsmerkmalen. Die Ergebnisse wurden mit einer nach Alter und Geschlecht parallelisierten Stichprobe (N=255) aus der Allgemeinbevölkerung verglichen.
Auf allen untersuchten Skalen konnten signifikante Unterschiede festgestellt werden. Der Großteil der betroffenen Sportlerinnen und Sportler wies eine klinisch-relevante psychische Belastung auf. Exemplarisch hierfür sind eine hohe Punktprävalenz für Posttraumatische Belastungsstörungen (21,1%) und eine klinisch relevante depressive Symptomatik (65,19%).
Vermutlich konnten die negativen Erlebnisse im Kindes- und Jugendalter auf zwei Arten pathogen wirken. Zum einen konnten sie direkt psychische Erkrankungen auslösen und zum anderen fand eine negative Beeinflussung der Entwicklung statt, welche bei den Betroffenen zu einer erhöhten Vulnerabilität gegenüber späteren Stressereignissen führen konnte. Aufgrund des Querschnittsdesigns der Studie müssen potenziell kausale Zusammenhänge jedoch mit Zurückhaltung diskutiert werden. Eine Berücksichtigung der Sportarten bei weiteren Untersuchungen könnte besondere Risikogruppen darstellen.
Modulation der biologischen Wirkung von MikroRNA-1 mittels chemischer Modifikation des RNA-Moleküls
(2021)
In vielen Malignitäten kann eine Dysregulation von miR beobachtet werden. Die reduzierte Expression dieser kleinen, nicht-codierenden RNA resultiert in verlängertem Tumorüberleben, einer gesteigerten Proliferationsrate, verbesserter Angiogenese und Metastasierung von Tumorzellen [1, 2]. Da miR-1 in ihrer Funktion als Tumorsuppressor mehrere onkogene Signal- und Effektorkaskaden supprimieren kann, ist die Erforschung ihres therapeutischen Potenzials von gesteigertem Interesse [1]. Dies zu realisieren eignen sich Prostatakarzinomzellen in besonderem Maße, da dort endogene miR-1 enorm herunterreguliert ist [157].
Die vorliegende Arbeit untersuchte die miR-1 Re-Expressionstherapie zur Hemmung der Tumorprogression auf molekularer Ebene an Prostatakarzinomzellen mit synthetischen miR-1 Molekülen. Darüber hinaus wurde die synthetische miR-1 durch unterschiedliche Substituenten modifiziert, um zu evaluieren ob diese Modifikationen Einfluss auf die biologische Wirkung auf die untersuchten Prostatakarzinomzelllinien haben. Ein weiterer Fokus lag dabei auf der Fragestellung, ob die Position und die chemischen Eigenschaften der Substituenten selbst einen Einfluss auf die miR-1 Effekte ausüben.
Es konnte gezeigt werden, dass die Wiederherstellung der intrazellulären miR-1 Spiegel durch die unmodifizierte, synthetische miR-1 bereits einen hemmenden Effekt auf das Tumorwachstum hatte. Ausserdem deuten die Ergebnisse darauf hin, dass die chemisch synthetisierte und modifizierte miR-1, der unveränderten, synthetischen miR-1 in ihrer tumorsupprimierenden Funktion überlegen sein kann.
Die antiproliferative Wirksamkeit der modifizierten miR-1 Moleküle hing jedoch eher von der Position, als von der Art des modifizierten Nukleotids ab. Es konnte gezeigt werden, dass, unabhängig vom Substituenten, Modifikationen an vermutlich kritischen Positionen sogar ein gesteigertes Tumorwachstum zur Folge hatten. Substituenten an ungünstigen Positionen konnten zu Reduktion der antiproliferativen Effekte von miR-1-Molekülen und somit sogar zu vermehrten Tumorwachstum führen. Dies bietet die Möglichkeit, durch die Auswahl gut charakterisierter miR mit hohem antiproliferativem Potenzial maßgeschneiderte, synthetisch modifizierte miR für die zukünftige, individualisierte Therapie verschiedener Krebsentitäten zu entwickeln.
Diese Studie liefert einen umfassenden Überblick über die Assoziationen der fünf Adipokine Adiponektin, Chemerin, Galektin-3, Leptin und Resistin mit der Menge unterschiedlicher Fettkompartimente sowie metabolischer Risikofaktoren und Phänotypen. Dafür wurden Daten von 4116 Teilnehmern der bevölkerungsbasierten SHIP-TREND-Studie mittels multivariabler linearer und logistischer Regressionsmodelle analysiert.
Adipöse Teilnehmer weisen verglichen mit normalgewichtigen Probanden höhere Chemerin-, Galektin-3- und Leptinkonzentrationen sowie niedrigere Adiponektinkonzentrationen auf. Der Leberfettgehalt sowie die Menge des subkutanen (SAT)- und viszeralen Fettgewebes (VAT) waren jeweils unabhängig voneinander invers mit der Adiponektinkonzentration assoziiert. Zusätzlich konnten unabhängige positive Assoziationen zwischen dem Leberfettgehalt, der Menge des SAT und der Chemerinkonzentration sowie zwischen SAT und der Galektin-3- und Leptinkonzentration beobachtet werden. Bei körperlich inaktiven Teilnehmern vs. körperlich aktiveren Probanden wurde eine höhere Chemerin- und Leptinkonzentration festgestellt. Darüber hinaus wiesen Raucher vs. Nichtraucher eine höhere Chemerin- und Galektin-3-Konzentration sowie eine niedrigere Leptin- und Adiponektinkonzentration auf. Der Alkoholkonsum war positiv mit dem Adiponektin- und invers mit dem Resistinspiegel assoziiert. Alle untersuchten Adipokine zeigten zudem signifikante Assoziationen mit mindestens einem Lipidmarker auf. Mit Ausnahme von Resistin wurden für alle untersuchten Adipokine signifikante Assoziationen mit dem Glukosestoffwechsel festgestellt. Insgesamt war eine hohe Adiponektinkonzentration mit einem vorteilhaften Stoffwechselprofil verbunden, wohingegen eine hohe Chemerin-, Galektin-3- bzw. Leptinkonzentration mit ungünstigen Stoffwechselbedingungen assoziiert war. Interessanterweise scheint eine hohe Leptinkonzentration aber hauptsächlich auf Übergewicht hinzuweisen, wohingegen eine hohe Adiponektin- oder Chemerinkonzentration mit einem breiteren Spektrum metabolischer Phänotypen assoziiert ist. Galektin-3 und Resistin scheinen dagegen nur eine untergeordnete Rolle in Zusammenhang mit metabolischen Phänotypen zu spielen.
Insgesamt trägt die vorliegende Untersuchung zu einem besseren Verständnis der Assoziationen von Adipokinen mit unterschiedlichen Fettkompartimenten, Verhaltensrisikofaktoren und metabolischen Phänotypen bei. Allerdings ist bisher sehr wenig über das gesamte Spektrum der komplexen Physiologie der Adipokine bekannt. Daher sind weitere Studien erforderlich, um Klarheit in diese Zusammenhänge zu bringen.
Da die Prävalenz von Übergewicht und Adipositas weiterhin ansteigt, wird die Prävention sowie die Behandlung von Adipositas und ihren Folgeerkrankungen in Zukunft eine entscheidende Rolle in der Medizin spielen.
Um jedoch passende Präventionsstrategien und Behandlungsmöglichkeiten zu entwickeln, ist es von großer Bedeutung, die pathophysiologischen Grundlagen dieser Volkskrankheit zu erforschen.
Da die Prävalenz erst in den letzten Jahren deutlich angestiegen ist, gibt es bislang nur wenige Langzeitstudien zu Adipositas und ihrem Effekt auf Hirnparameter.
Die vorliegende Studie verwendet jedoch einen Versuchsaufbau, der es ermöglicht strukturelle Adipositaseffekte des Gehirns über einen Zeitraum von durchschnittlich 4,9 Jahren zu dokumentieren. Gleichzeitig ermöglicht diese Arbeit die Beobachtung langfristiger Auswirkungen polygener Adipositas auf die graue Substanz.
Nach standardisierter Erhebung somatometrischer Daten von 502 Probanden, erfolgte die Durchführung von ebenfalls standardisierten MRT-Untersuchungen des Hirns an zwei Messzeitpunkten, jeweils unter den gleichen Bedingungen. Daraufhin erfolgte die statistische Auswertung dieser Daten unter Verwendung einer Zielregion- sowie Globalanalyse. Eine mögliche altersbedingte Verzerrung wurde durch die Adjustierung an das Alter verhindert. Es konnten strukturelle Unterschiede der grauen Substanz des Gehirns dokumentiert und bestätigt sowie eine mögliche Verbindung zwischen hohen BMI-Werten und einer konsekutiven Hirnatrophie formuliert werden.
Die Ergebnisse liefern erste Hinweise auf einen möglichen kausalen Zusammenhang struktureller Adipositas-Effekte auf das Gehirn.
Im Zuge dieser Arbeit wurde herausgefunden, dass hauptsächlich die kortikale Dicke sowie das Volumen des OFC und des AC-MPFC durch einen höheren Ausgangs-BMI-Wert negativ beeinflusst werden. Allerdings ergibt sich aus den vorliegenden Daten kein Hinweis auf einen Zusammenhang zwischen genetisch bedingter BMI-Erhöhung und Hirnatrophie.
Eine Vielzahl von unterschiedlichen Mechanismen könnten dabei eine mögliche Rolle bei der Entstehung einer Hirnatrophie bei adipösen Personen spielen. Um diese besser zu verstehen, sind weitere Studien notwendig und aufgrund der hohen Prävalenzen sicher auch von medizinischem, aber auch wirtschaftlichem Interesse.
Die ex-vivo Wirkung von Spermin und Spermidin auf T-Lymphozyten bei Patienten mit kognitivem Defizit
(2021)
Demenzerkrankungen stellen die Medizin und die Wissenschaft vor eine der größten Herausforderungen des 21. Jahrhunderts. Aufgrund des Fehlens kausaler Therapien werden neue Therapieansätze dringend für die Bewältigung dieser medizinisch herausfordernden Erkrankung benötigt. Vielversprechende Ergebnisse im Hinblick auf ein neues Therapeutikum liefert eine Klinische Studie (Smart-Age) mit einem polyaminreichen Pflanzenextrakt als Nahrungsergänzungsmittel, eingesetzt bei Patienten mit Subjektiver kognitiver Verschlechterung (engl. Subjective Cognitive Decline).
Da die genauen Wirkmechanismen der Polyamine Spermin und Spermidin auf die kognitive Gesundheit noch unzureichend verstanden sind und das Immunsystem eine zentralen Rolle in der Pathogenese der Alzheimer-Demenz einnimmt, war es das Ziel in der vorliegenden Dissertation die Wirkung der beiden genannten Polyamine auf die Aktivierung und Autophagie von T-Lymphozyten und die Zytokinsekretion von PBMC durchflusszytometrisch, anhand einer Studienkohorte kognitiv beeinträchtigter Patienten (Subjektive kognitive Verschlechterung SCD, milde kognitive Beeinträchtigung MCI, milde Alzheimer-Demenz) (n=22) und gesunder, altersäquivalente Kontrollprobanden (n=12), zu untersuchen.
Die Ergebnisse der Arbeit zeigen, dass Spermin und Spermidin die Aktivierung und die Autophagie von T-Lymphozyten dosisabhängig in der Patienten- und der Kontrollkohorte steigert. Spermin führte zu einer dosisabhängig verminderten Zytokinexpression aller 11 untersuchten Zytokine in der Patienten- und der Kontrollkohorte. Spermidin hingegen führte sowohl zu einer vermehrten als auch einer verminderten Expression einzelner Zytokine im Zellkulturüberstand.
In der vorliegenden explorativen Studie konnte somit erstmals prospektiv der Einfluss der Polyamine Spermin und Spermidin auf die T-Lymphozyten Aktivierung, Autophagie und die Zytokinexpression von Patienten im Frühstadium kognitiver Erkrankungen in in-vitro Experimenten gezeigt werden. Verglichen mit einer Kontrollkohorte kognitiv gesunder, altersentsprechender Probanden zeigten sich ähnliche Effekte von Spermin und Spermidin auf die untersuchten Parameter, wobei für einzelne Parameter der Untersuchung eine höhere Sensitivität der Polyaminbehandlung von T-Lymphozyten kognitiv erkrankter Patienten nachzuvollziehen war.
Die Daten dieser Dissertation liefern somit einen ersten Beitrag zur umfassenden Beleuchtung zellulärer Wirkmechanismen einer Polyaminsubstitution in humanen, peripheren Immunzellen bezüglich kognitiver Gesundheit, um hierdurch neue therapeutische Ansätze zur Behandlung dementieller Erkrankungen zu entwickeln.
Ziel:
Es wurde die Inzidenz knöcherner Hand- und Handgelenkverletzungen im WBCT in einem städtischen Traumazentrum der Maximalversorgung untersucht und die Dunkelziffer der übersehenen Frakturen in der primären radiologischen Diagnostik beschrieben. Außerdem wurden assoziierte Faktoren für das Auftreten und das Übersehen von knöcherner Hand- und Handgelenkverletzungen beleuchtet.
Material und Methoden:
Es handelt sich um eine retrospektive Kohortenstudie mit Screening aller WBCT in einem Zeitraum von insgesamt acht Monaten. Im ersten Schritt wurden die Hände- und Handgelenke in drei Ebenen mit einer Schichtdicke von 1-2mm rekonstruiert und diese durch einen unabhängigen Radiologen begutachtet. Anschließend wurden die primären Befunde mit dem Referenztest, der Reevaluation der WBCT, verglichen. Hieraus wurde die diagnostische Genauigkeit des WBCT im Rahmen der primären Befundung abgeleitet. Beeinflussende Faktoren (GCS, Artefakte, Trauma-Mechanismus, begleitende Verletzungen) wurden ermittelt und ein Algorithmus zur Verbesserung der Detektionsrate entwickelt.
Ergebnisse:
Insgesamt wurden 506 WBCT im genannten Zeitraum von 01/2020 bis 08/2020 in die Studie eingeschlossen. Es zeigten sich in 59 (11,7%) WBCT 92 knöcherne Hand- und Handgelenkverletzungen. Distale intraartikuläre Radiusfrakturen traten am häufigsten auf (n=24, 26,1%) und bei 22 Patienten (37,3%) kam es zu multiplen Verletzungen. 4 Fälle wurden primär korrekt als positiv gewertet, was einer äußerst geringen Sensitivität und einer hohen Spezifität des WBCT bei der Primärbefundung entspricht (Sensitivität 6,8%; 95% CI 1,9 - 16,5; Spezifität 100%; 95% CI 99,2 bis 100,0). Nach zusätzlicher, sekundärer Bildgebung und klinischer Neubewertung wurden 43 weitere positive Fälle (72,9%) identifiziert. Insgesamt 12 Verletzungen blieben unentdeckt (20,3%). Motorradunfälle prädisponierten für knöcherne Hand- und Handgelenkverletzungen (22% vs. 10,1% in einer Polytraumavergleichsgruppe ohne Hand-/Handgelenksfrakturen, p=0,006). In 98% der Fälle kam es zusätzlich zu weiteren Frakturen der Extremitäten, wobei nur 37% der Patienten ohne knöcherne Hand- und Handgelenkverletzungen zusätzliche Extremitätenfrakturen aufwiesen (p<0,001). Weitere Aspekte wie die Vigilanz und das Vorliegen von Artefakten stellten keine signifikanten Beeinflussungsfaktoren dar.
Schlussfolgerung:
Die Prävalenz knöcherner Hand- und Handgelenkverletzungen im WBCT nach einem Polytrauma betrug 11,7% in der Kohorte. 93,2% wurden in der Primäruntersuchung übersehen. Knöcherne Hand- und Handgelenkverletzungen gehen oft mit weiteren Frakturen der Extremitäten einher und treten häufiger nach Motorradunfällen auf. Durch wiederholte klinische Bewertungen und sekundäre radiologische Reevaluierung einer WBCT mit multiplanaren Rekonstruktionen der Hände kann die Zahl der übersehenen Frakturen bei Polytraumapatienten reduziert werden.
Pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC), due to its genomic heterogeneity and lack of development of effective therapies, will become the second leading cause of cancer-related death within 10 years. Therefore, identifying novel targets that can predict response to specific treatments is a key goal to personalize pancreatic cancer therapy and improve survival. Given that the occurrence of oncogenic KRAS mutations is a characteristic event in PDAC leading to genome instability, a better understanding of the role of DNA repair mechanisms in this process is desirable. The aim of our study was to investigate the role of the error-prone DNA double strand breaks (DSBs) repair pathway, alt-EJ in the presence of KRAS G12D mutation in pancreatic cancer formation. Our findings showed that oncogenic KRAS contributes to the activation of the alt-EJ mechanism by increasing the expression of Polθ, Lig3 and Mre11, key components of alt-EJ in both mouse and human PDAC models. In addition, we demonstrated that alt-EJ has increased activity in DNA DSBs repair pathway in a mouse and human model of PDAC bearing KRAS G12D mutation. We further focused on estimating the impact of alt-EJ inactivation by polymerase theta (Polθ) deletion on pancreatic cancer development and survival in genetically engineered mouse models (GEMMs). Here, we described that although deficiency of Polθ resulted in delayed cancer progression and prolonged survival of experimental mice, it can lead to full-blown PDAC. Our study showed that disabling one component of the alt-EJ may be insufficient to fully suppress pancreatic cancer progression and a complete understanding of all alt-EJ factors and their involvement in DSB repair and oncogenesis is required.
Bei einem seit vielen Jahren bekannten erhöhten Risiko für MS-Patient:innen epileptische Anfälle zu erleiden, untersuchten wir eine Gruppe von Patient:innen mit diesen beiden Voraussetzungen. Die epileptischen Anfälle können hier als Folge der MS auftreten, aber auch durch Erkrankungen in der Vorgeschichte der Patient:innen begünstigt werden. Für unsere Studie wählten wir einen retrospektiven populationsbasierten Ansatz.
Die finale Studiengruppe bestand aus 59 Personen mit epileptischen Anfällen und MS aus insgesamt 2285 MS-Patient:innen, die in den Zentren Greifswald und Rostock in diesem Zeitraum behandelt wurden. Es zeigte sich eine Prävalenz epileptischer Anfälle bei Patient:innen mit MS-Diagnose von 2,6%. Eine Aufteilung in zwei Subgruppen mit epileptischen Anfällen vor/nach MS-Diagnose, mit 22 vs. 37 Patient:innen, wurde anschließend durchgeführt. Die Patient:innen in der Subgruppe MS-E Gruppe waren durchschnittlich 9 Jahre älter und wiesen einen höheren EDSS aus, verglichen mit der Subgruppe E-MS. Bei 16,9% der Kohorte wurde der epileptische Anfall rückblickend als erstes MS-Symptom gewertet. In 50,8% der Studienpopulation bestanden epileptogene Risikofaktoren in der Vorgeschichte, mit 40,9% (9/22) vs. 56,8% (21/37) in den Subgruppen vor/nach MS-Diagnose. Die häufigsten konkurrierenden Ursachen bestanden in abgelaufenen Schädel-Hirn-Traumata und cerebralen Ischämien, zusammen in mehr als 30% der Fälle. Die Diagnosestellung der epileptischen Anfälle und Epilepsie erfolgte bei 18,6% ohne EEG-Diagnostik, bei erfolgter EEG-Diagnostik bestanden in 58,3% pathologische EEG-Muster. Bei einem Drittel der Patient:innen erfolgte die Diagnosestellung ohne direkte Beobachtung oder EEG-Auffälligkeiten.
Im Vergleich zur Normalbevölkerung zeigt sich in unserer Studienpopulation eine erhöhte Prävalenz epileptischer Anfälle. Die Bedeutung einer adäquaten Diagnostik der epileptischen Anfälle, auch wenn einmalig aufgetreten, stellt sich in unserer Studie dar. Hierbei ist es entscheidend, dass eine EEG-Diagnostik erfolgt und zusätzlich eine ausführliche semiologische Anamnese. Diese sollte idealerweise von Ärzt:innen oder Neurolog:innen mit epileptologischer Erfahrung durchgeführt werden um die Befunde gut einordnen zu können, am besten im Rahmen eines strukturierten Work-ups. Die epileptischen Anfälle können sowohl vor, als auch nach dem Beginn der MS-Symptomatik auftreten und auch die erste Manifestation der Erkrankung darstellen. Alternative Risikofaktoren für epileptische Anfälle sollten sorgfältig erfragt und dokumentiert werden, die Diagnosestellung und Behandlung einer Epilepsie aber nicht verzögern. Es stellte sich in unserer Kohorte kein signifikanter Unterschied in bestehenden Risikofaktoren zwischen den Sub¬gruppen vor/nach MS-Diagnose heraus. Dies spricht dafür, epileptische Anfälle als einen Teil der MS-Erkrankung zu betrachten, der durch Risikofaktoren aber auch die MS-Erkrankung selbst verursacht werden kann.
Die Sepsis stellt ein hoch komplexes, klinisch heterogenes Krankheitsbild dar, das die Medizin und Wissenschaft auf der ganzen Welt vor große Herausforderungen stellt. Obwohl nahezu jeder erfahrene Intensivmediziner Unterschiede zwischen einem Patienten mit abdomineller Sepsis und einem Patienten mit Urosepsis benennen könnte, haben nur sehr wenige Forschungsgruppen diese Unterschiede
weiter untersucht und beschrieben. Jede Sepsis beginnt in einem anatomischen Fokus der Infektion, der sich fast überall im menschlichen Körper befinden kann. Existieren Unterschiede zwischen Patienten mit unterschiedlichem Sepsisfokus? Ist Sepsis vielleicht nicht gleich Sepsis? Um diese Fragen zu beantworten, hat unsere Arbeitsgruppe über einen Zeitraum von acht Jahren die Daten von 816 Sepsispatienten ausgewertet, deren Fokus ausschließlich im Abdomen, Respirationstrakt, Urogenitaltrakt oder den Knochen und Weichteilen lag. Die Patienten wurden über den gesamten Studienzeitraum konsekutiv eingeschlossen und prospektiv auf das Vorliegen einer Sepsis gescreent. Wir verglichen klinische, mikrobiologische und laborchemische Daten zum Sepsiszeitpunkt zwischen den Fokusgruppen und konnten signifikante Unterschiede in allen drei Bereichen beobachten. Beispielsweise war die Inzidenz für das Auftreten eines septischen Schocks bei Patienten mit abdominellem und urogenitalem Fokus signifikant höher als bei den anderen Gruppen. In Bezug auf die mikrobiologischen Unterschiede waren die Urosepsis und die Knochen- und Weichteilsepsis mit deutlich höheren Blutkulturpositivitäten assoziiert. Außerdem unterschied sich das Erregerspektrum zwischen den Gruppen. Des Weiteren konnten wir Unterschiede in den Laborergebnissen der Patienten zum Sepsiszeitpunkt feststellen. Fast die Hälfte der Patienten mit Urosepsis zeigte pathologisch erhöhte PCT-Werte im Vergleich zu nur 15 % der respiratorischen Gruppe. Weiterhin hatten dreimal so viele Patienten mit Fokus im Bereich Knochen/Weichteile eine Hypoalbuminämie wie Patienten der urogenitalen und pulmonalen Gruppe. Darüber hinaus waren die verschiedenen Sepsisfokusse mit Unterschieden in den SOFA-Scores, SIRS-Kriterien und dem Auftreten von Organdysfunktionen zum Sepsisbeginn assoziiert. Die vorliegende Dissertation liefert eindeutige Hinweise auf klinische, laborchemische und mikrobiologische Unterschiede zwischen Sepsispatienten mit verschiedenen Sepsisfokussen zum Beginn der Sepsis. In großen randomisierten Studien sollte den deutlichen Unterschieden zwischen den verschiedenen Sepsisfokussen möglicherweise mehr Aufmerksamkeit geschenkt werden, damit therapeutische Ansätze, welche nur einer Subgruppe helfen, mit ausreichender Fallzahl herausgearbeitet werden können.
Background: COVID-19 lead to the adoption of containment measures including temporary closure of dental clinics. Despite the risk of infection transmission, dental emergencies have not ceased during this pandemic and had to be managed also in the lockdown period.
Aim: To analyze the profiles and offered management options of pediatric patients presenting with dental emergencies during a COVID-19 lockdown.
Design: Retrospective analysis of patient records of children seeking emergency dental treatment during a 7-week lockdown period in 2020 in a university pedodontics clinic in Germany, compared to a similar cohort from 2019. Data on patient level, tooth level, and session level were collected. An analysis of the digital records after 6 months follow-up was performed for the patients who received Non-Aerosol Generating Procedures (NAGP) as management for dental emergency in the lockdown period in 2020.
Results: The 2020 cohort consisted of 83 patients, while the 2019 cohort included 46 patients showing 45% higher necessity for emergency treatment in 2020. Most common chief complaint was oral mucosal conditions in 2020 (26.4%), and irreversible pulpitis in 2019 (25.5%). Dental caries (without spontaneous pain) was the second most chief complaint in both cohorts (20.7% and 23.4% respectively). Most interventions in 2020 were Minimally Invasive Treatments such as the hall technique and silver diammine fluoride (20.3%), which were in 2019 not considered, followed by pharmacological treatment (16.9%), which were in 2019 also highly used (35.9%). The 6 months follow up for the NAGP revealed benefit in management of the acute dental problem, by either direct treatment or by postponing the treatment need to a later time period.
Conclusion: The COVID-19 pandemic led to increase in emergency pediatric dental visits and shifted treatment options towards less invasive procedures.
In challenging situations, where aerosols increase the risk of infection transmission, NAPD are a viable option in the management of dental emergencies, especially in pediatric dentistry.
Frontotemporal lobar degeneration (FTLD) is likely to be the second-most common cause of dementia in individuals under 65 years of age. Pathognomonic changes in personality, behavior and motivation are known to lead to high caregiver stress and burden, with little support being available. The aim of this work is to present the current state of knowledge on the characteristics, challenges and unmet needs of caregivers as well as on possible interventions.
Two scoping reviews on caregiver burden using the PRISMA checklist for scoping reviews were conducted using PubMed, Web of Science and ScienceDirect in April 2017 and November 2019, respectively. A total of 107 articles were considered eligible and were analyzed qualitatively and summarized.
Our results show that caregivers of patients with FTLD are often female, spouses of the PwD, younger in age, have underage children and provide care at home. Behavioral and motivational disturbances in the PwD are perceived to be the most burdensome aspects of caregiving. Those caring for an individual with the bvFTD subtype thus report higher levels of burden than caregivers of an individual with a form of PPA. With rising dementia severity, caregivers report higher levels of burden. Many caregivers experience a decline in their own physical and mental health as well as a significant financial burden resulting from care duties. The deterioration of the relationship between the PwD and their caregivers is a main burdensome aspect. Only few interventions were conducted so far, and none of those that were identified were designed as an RCT. The most efficacious interventions were those aimed directly at caregivers, whereas interventions aiming at the amelioration of symptoms in the PwD showed little effect.
Further research should reproduce and validate efficacious interventions and establish new interventional approaches. Another focus should be set on the situation of underage children of individuals with FTLD and relatives of a person with hereditary FTD. More research from non-Western countries is needed in order to identify culture-specific factors of caregiver burden. Along those lines, support structures for FTLD caregivers should be assessed on a local basis and extended accordingly. So far, no study has assessed the relationship between caregiver burden and possible consequences for the quality of care provided to the PwD in FTLD specifically. Awareness both in the wider population and among healthcare professionals is an urgent need for the future since FTLD is often misdiagnosed, leading to a delay in obtaining the correct diagnosis and access to suitable support.
Zusammenfassend wurde festgestellt, dass eine Epilepsie im Kindes- und Jugendalter eine insgesamt gute Prognose hat. Von den untersuchten 666 Patienten wurden 65,3 % der Patienten während des Studienzeitraumes anfallsfrei, 29,1 % zeigten eine klinische Besserung.
Den größten prognostischen Vorhersagewert hatte dabei das EEG. Wurde ein normales EEG erreicht, dann wurden auch 96,0 % klinisch anfallsfrei oder verbesserten sich. Ebenfalls betrachtet wurden die initialen EEGs. Es stellte sich heraus, dass Patienten ohne Allgemeinveränderungen im initialen EEG einen besseren Therapieerfolg aufwiesen (85,6 % anfallsfrei oder verbessert).
An zweiter Stelle steht der mentale Status. Kinder mit einer normalen Intelligenz zeigten ein besseres Outcome als Kinder mit einer Lern- oder geistigen Behinderung. Eine IQ-Wert-Veränderung nach Medikamenteneinnahme konnte nicht nachgewiesen werden.
Ebenfalls einen signifikanten Einfluss hatte die Anzahl der Versuche. Die besten Ergebnisse wurden nach dem ersten Versuch erzielt. Mit steigender Versuchszahl verringerte sich der prozentuale Erfolg, aber auch mit mehr als 4 Versuchen konnten noch Verbesserungen oder auch Anfallsfreiheit erzielt werden.
Es zeigte sich, dass auch die Ätiologie einen gewissen Voraussagewert hat. Patienten mit einer idiopathischen Epilepsie hatten eine bessere Prognose als Kinder mit symptomati-schen oder kryptogenen Anfällen. Dabei spielte auch die Art der Epilepsie eine große Rolle, denn darauf bezieht sich die medikamentöse Behandlung. Die besten Ergebnisse zeigten sich bei den benignen Partialepilepsien (90,1% anfallsfrei oder verbessert), den Absencen (65,2 % anfallsfrei oder verbessert) und den primären Grand mal Anfällen (71,4 % anfallsfrei oder verbessert). Schlechter zu behandeln waren die fokalen und die sekundären Grand Mal Anfälle und die größten Schwierigkeiten fand man bei den syndromalen Epilepsien wie BNS-Anfällen und das Lennox-Gastaut Syndrom.
Die am häufigsten verwendeten Medikamente waren Valproat, Lamotrigin, Sultiam, Topi-ramat und Levetiracetam. Eine besonders gute Wirksamkeit zeigte bei Absencen Ethosu-ximid (74,1 % anfallsfrei oder verbessert), bei den benignen Partialepilepsien Sultiam (94,9 % anfallsfrei oder verbessert), bei fokalen Anfällen Oxcarbazepin (71,5 % anfallsfrei oder verbessert) und bei Grand mal Epilepsien Valproat (76,5 % anfallsfrei oder verbessert). Valproat besitzt ein breites Wirkspektrum und führte bei fast allen Anfallsarten zur klinischen Verbesserung oder Anfallsfreiheit. Allerdings zeigte es auch die meisten Nebenwirkungen (31,6 % aller Nebenwirkungen) zu denen Gewichtszunahme, negative Verhaltensänderungen und Sedierung zählten. Insgesamt sind traten in 21,7 % aller medikamentösen Therapieversuchen Nebenwirkungen auf.
Auch die Anzahl der Medikamente spielt eine Rolle bezüglich Prognose und Erfolg. Die besten Ergebnisse zeigten sich unter einer Monotherapie (98,6 % der Patienten mit einer Monotherapie wurden anfallsfrei oder verbesserten sich).
Die neuen Antiepileptika (69,7 % anfallsfrei oder verbessert) haben einen ähnlichen Be-handlungserfolg wie die alten Antiepileptika (71,6 % anfallsfrei oder verbessert). Bei einigen Anfallsarten sind die neuen Medikamente eine Verbesserung 68, 69, 70, 71 und zeigen vor allem einen Vorteil im Nebenwirkungsprofil. Allerdings bestehen noch Lücken in der Zulassung und sie haben höhere Therapiekosten. Vigabatrin wird vor allem bei BNS Anfällen und cortikalen Dysplasien angewendet. Lamotrigin sticht durch das breite Anwendungsspektrum mit wenig Nebenwirkungen hervor. Levetiracetam zeigt im EEG positive Resultate und auch klinisch vor allem bei Grand Mal Anfällen. Es hat keine Interaktionen und im Gegensatz zu Valproat kaum Teratogenität. Oxcarbazepin ist durch weniger Nebenwirkungen bei fokalen Anfällen eine gute Alternative. Aber trotz der höheren Nebenwirkungen sind die alten Antiepileptika unverzichtbar. Sultiam ist weiterhin das Medikament der ersten Wahl bei benignen Partialepilepsien mit einem sehr guten Erfolg.
Es wurde festgestellt, dass in der Kinder- und Jugendklinik der Universitätsmedizin Greifswald eine weitgehend gute Einstellung der Epilepsie erfolgen konnte. Ein Teil der Patienten konnte aber trotz mehrerer Versuche und Medikamente bis zum Ende des Studienzeitpunktes nicht zufriedenstellend behandelt werden. Dies und auch die bestehenden Nebenwirkungen zeigen, dass eine stetige Weiterentwicklung der antikonvulsiven Therapie wichtig ist und angestrebt werden sollte.
Universal products provide an axiomatic framework to study noncommutative independences general enough to include, besides the well known "single-faced" case (i.e., tensor, free, Boolean, monotone and antimonotone independence), also more recent "multi-faced" examples like bifree independence. Questions concerning classification have been fully answered in the single-faced case, but are in general still open in the multi-faced case. In this thesis we discuss how one can use insights in the relation between universal products and their associated moment-cumulant formula as a starting point towards a combinatorial approach to (multi-faced) universal products. We define certain classes of partitions and discuss why the defining axioms are sufficient to associate to each of them a multi-faced universal product. For the two-faced case we present our result that every positive and symmetric universal product can be produced in this fashion and we outline how these results might contribute to a classification of positive and symmetric universal products.
Primary tooth trauma occurs commonly during the development of motor coordination. Its consequences do not only affect the traumatized primary tooth but may affect the underlying permanent successor as well. Its management may involve very high costs on patients and insurance companies and complicated injuries can have negative effects on the quality of life of preschool children. Investigating the causes and patterns of trauma in primary teeth are highly needed to aim for preventive measures. This retrospective study compared the patterns of dental trauma injuries at the trauma center at Greifswald University/Germany for a recent pediatric cohort (2014-16, 103 children) with a historic one before the German unification and the health care system reformation (1974-1989, n=120). The data contained details on etiology, injury types and treatment delivered for 450 injured teeth (247 historic, 203 recent). In both cohorts, the occurrence was more common in males than females (63%/55%, resp.) with an age peak from 2 to 6 years. Maxillary incisors were most affected (89.6%/88.6%, resp.) and periodontal ligament injuries dominated (77.8%/90.3%, resp.).
Almost half of the injuries occurred at home (46.6%), mostly due to falling (48.5%) or during playing (37.8%) in the recent pediatric cohort which provided better forensic data due to insurance issues and potential concern about child abuse. Advice and follow up was the most common approach in the recent pediatric cohort (76%).
Trauma patterns in the primary dentition seem to be rather universal due to the activities of small children and their anatomic conditions. Trauma to primary dentition occurred mostly at home or in the nurseries and possibly is hard to avoid due to falls or accidents during normal playing. Even after 30 years and a change in the health care system due to German unification, the patterns remain similar.
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Therapeutische Antikörper können unerwartete Wirkungen verursachen, wenn das Zielantigen nicht nur auf den Zielzellen exprimiert wird. Ein gegen das CD38-Antigen gerichteter Antikörper, Daratumumab (DARA), wurde für die Behandlung des multiplen Myeloms entwickelt. Allerdings beeinträchtigt dieser Antikörper erheblich die Verträglichkeitsuntersuchungen zwischen Blutkonserve und Patientenplasma vor der Transfusion von Erythrozytenkonzentraten.
CD38 wird auch auf Erythrozyten (RBCs) exprimiert. Durch die Bindung von DARA an die Spendererythrozyten wird im indirekten Antihumanglobulintest (IAT) eine in vitro Unverträglichkeit mit allen Testerythrozyten angezeigt. Dies wird dadurch verursacht, dass das erforderliche Antihumanglubulin (AHG) humanes IgG bindet, unabhängig davon, welches Zielantigen dieser Antikörper hat. Infolgedessen können Agglutinationen durch transfusionsrelevante Antikörper im Patientenplasma von DARA-induzieretn Agglutinationen nicht unterschieden werden, wodurch das Risiko für akute hämolytische Transfusionsreaktionen steigt.
Daraus ergab sich die Fragestellung für meine Arbeit – eine Modifikation für den IAT zu finden, der diese Interferenz auflöst. Ich habe zwei neue Strategien verfolgt: i) die Adsorption von DARA aus dem Patientenplasma mit CD38-exprimierenden peripheren Blutzellen, ii) die Blockung der DARA-Bindungsstelle auf Erythrozyten, ohne dass die Bindung von transfusionsrelevanten erythrozytären Antikörpern behindert wird.
Für den ersten Ansatz konnte ich PBMCs als die Zellen identifizieren, die die höchste CD38 Expression zeigten. Leider konnte die Inkubation von DARA-gespiktem Plasma selbst nach mehreren Adsorptionsschritten die Interferenz im IAT nicht vollständig beseitigen. Auch die Durchführung der Methode erwies sich als nicht praktikabel für ein Routine-Diagnostiklabor. Für den zweiten Ansatz habe ich mit Hilfe von Pepsin F(ab‘)2 Fragmente von DARA hergestellt um damit die DARA-Bindungsstelle auf den Erythrozyten zu blockieren, damit das AHG nur an gebundene transfusionsrelevante Antikörper bindet. Die Zugabe von DARA F(ab´)2 Fragmenten zu den Testerythrozyten konnte die DARA-induzierten Agglutinationen im IAT verhindern und im Plasma vorhandene erythrozytäre Alloantikörper sichtbar und differenzierbar machen. Weiterhin konnte ich nachweisen, dass die Zugabe von DARA (Fab´)2 Fragmenten nicht die Sensitivität der Teste im Gelzentrifugationstest und im Capture® beeinträchtigt. Experimente mit Plasma von Myelom-Patienten vor und nach der DARA-Infusion bestätigten die Ergebnisse. Die Verwendung von F(ab‘)2 Fragmenten ist ein vielversprechendes Verfahren, um Interferenzen von therapeutischen Antikörpern im IAT der prätransfusionellen Diagnostik aufzulösen - nicht nur für Daratumumab.
Hintergrund: Das gemeinsame Auftreten von verhaltensbasierten Risikofaktoren, speziell das Tabakrauchen, der gesundheitsriskante Alkoholkonsum, Übergewicht/Adipositas und mangelnde körperliche Aktivität stellt eine enorme Herausforderung für die öffentliche Gesundheit dar. Aktuell ist deren Verbreitung sowie deren soziodemografische Prädiktoren bei Krankenhauspatient*innen mit nicht-übertragbaren Erkrankungen unzureichend beschrieben.
Ziel: Zum einen untersuchte diese Arbeit die Verbreitung der vier verhaltensbasierten Risikofaktoren bei Krankenhauspatient*innen. Zum anderen wurden soziodemografische Prädiktoren der verhaltensbasierten Risikofaktoren bei Krankenhauspatient*innen mit nicht-übertragbaren Erkrankungen, d.h. mit kardiovaskulären Erkrankungen, Krebserkrankungen, chronischen Erkrankungen des Atmungssystems sowie Diabetes mellitus Typ II, untersucht.
Methode: An einem Universitätsklinikum in Vorpommern wurde über 17 Monate hinweg ein systematisches Patientenscreening hinsichtlich derer verhaltensbasierten Risikofaktoren sowie soziodemografischen Faktoren durchgeführt. Insgesamt konnten 5.762 Patient*innen im Alter von 18 bis 64 Jahren in die Studie eingeschlossen werden. Zur Feststellung der Verbreitung von verhaltensbasierten Risikofaktoren wurden Häufigkeiten sowie 95%-Konfidenzintervalle ermittelt. Zur Untersuchung von Prädiktoren verhaltensbasierter Risikofaktoren wurden logistische Regressionen durchgeführt.
Ergebnisse: Von allen Krankenhauspatient*innen litten über die Hälfte an nicht-übertragbaren Erkrankungen (n=3.214, 55,7 %). Insgesamt wiesen in allen vier untersuchten Fachabteilungen des Krankenhauses 96,2 % der Patient*innen (58,6 % männlich) mindestens einen und 71,4 % zwei oder mehr verhaltensbasierte Risikofaktoren auf. In der Subgruppe der Krankenhauspatient*innen mit nicht-übertragbaren Erkrankungen waren die Häufigkeiten vergleichbar. Über fast alle Erkrankungsgruppen hinweg zeigte sich, dass es bei den verhaltensbasierten Risikofaktoren zu einem eher homogenen Auftreten hinsichtlich ihrer soziodemografischen Prädiktoren kam.
Diskussion: Es besteht ein ausgesprochener Bedarf an systematischen Screening- sowie Interventionsmaßnahmen bei Krankenhauspatient*innen hinsichtlich ihrer verhaltensbasierten Risikofaktoren. Dabei sollten v.a. multiple Risikoverhaltensmuster gleichzeitig adressiert werden. Maßnahmen zur Prävention sollten zielgruppenorientiert entwickelt und umgesetzt werden, wobei soziodemografische Unterschiede bei verhaltensbasierten Risikofaktoren zu berücksichtigen sind. Im Sinne der Primär-, Sekundär- sowie Tertiärprävention sollte das Auftreten nicht-übertragbarer Erkrankungen bei bislang noch nicht erkrankten Patient*innen verhindert und der Behandlungserfolg sowie die Prognose bei bereits erkrankten Patient*innen verbessert werden.
Die gestörte Glukosetoleranz (engl. impaired glucose tolerance, IGT) ist eines der präsymptomatischen Zustände des Typ-2-Diabetes mellitus (T2DM) und erfordert zur Diagnose einen oralen Glukosetoleranztest (oGTT). Ziele dieser Arbeit waren:
1) die Identifikation einer Metabolitsignatur zur Vorhersage einer IGT,
2) die pathophysiologische Einordnung der bedeutendsten Assoziationen und
3) die Identifizierung von Untergruppen innerhalb der IGT-Population, um so erste
Hinweise auf eine Patientenstratifizierung anhand objektivierbarer Metabolitmarker im
Blut zu erlangen.
Dazu dienten Metabolomdaten basierend auf Massenspektrometrie und Kernspinresonanzspektroskopie von 827 Teilnehmern der Study of Health in Pomerania (SHIP)-TREND. Durch einen targeted und non-targeted Anlayseansatz konnte ein breites Spektrum an Metaboliten erfasst und mithilfe statistischer und bioinformatischer Methoden die Assoziationen zum oGTT-Outcome, zur 2-Stunden Insulinkonzentration und daraus abgeleitet zur IGT, ausgewertet werden. Aus über 100 assoziierten Molekülen konnten beteiligte Stoffwechselwege, wie etwa der Katabolismus von verzweigtkettigen Aminosäuren und Veränderungen im Lipoprotein- und Fettstoffwechsel herausgearbeitet werden. Zudem konnte eine integrative Signatur zur Vorhersage einer IGT abgeleitet werden. Es wurde ein verbessertes IGT-Prädiktionsmodell etabliert, welches auf einer Kombination von Metaboliten und klinischen Merkmalen basiert. Diese Befunde sind jedoch in klinischen Studien zu prüfen. Über Verfahren des maschinellen Lernens konnten zwei Cluster innerhalb der IGT-Population identifiziert werden. Die IGT-Cluster spiegeln möglicherweise unterschiedlich fortgeschrittene IGT-Stadien oder verschiedene Ätiopathogenesen wider. Metabolitsignaturen könnten demnach gegebenenfalls eine frühzeitige Patientenstratifizierung ermöglichen. Somit wären bereits IGT-Patienten einem Risikoprofil zuzuordnen, was eine zuverlässigere T2DM- Risikoprognose erlauben würde. Durch rechtzeitige Präventivmaßnahmen bei IGT-betroffenen Personen könnte die Manifestation eines T2DM unter Umständen verhindert werden.
Die hier vorgestellten Befunde sind jedoch als vorläufig zu betrachten und bedürfen einer Replikation in unabhängigen Studien. Die Subtypen-Klassifizierung sollte idealerweise in einer längsschnittlichen Follow-up-Studie examiniert werden, um eine tatsächliche klinische Relevanz zu belegen. Von besonderer Bedeutung wäre dabei die Untersuchung der IGT-Cluster im Follow-up hinsichtlich eines Ansprechens auf allgemeine Interventionsmaßnahmen wie z.B. Lebensstiländerungen aber auch hinsichtlich einer spontanen IGT-Regredienz oder Progression zu einem T2DM und damit einhergehenden Komplikationen.
Die Grundlamelle der mittleren Nasenmuschel – dreidimensionale Struktur und klinische Anatomie
(2021)
Die Basallamelle der mittleren Nasenmuschel (3BL) ist eine anatomische Landmarkenstruktur, welche in der endoskopischen transnasalen Schädelbasischirurgie verstanden werden muss. Sie besteht aus einem vorderen vertikalen und einem hinteren horizontalen Anteil und erscheint in ihrer einfachsten Darstellung – wenn man sie von der Seite betrachtet – „L“-förmig. In dieser Studie analysierten wir ihre dreidimensionale (3D) Morphologie sowie Variationen mit Fokus auf eine präzise und systematische Beschreibung der angewandten Anatomie.
Digitale Volumentomographien (DVT) von 25 Erwachsenen, 19 Kadaver und 6 Schädeln (insgesamt: 100 Kopfhälften) wurden mit der 3DSlicer-Software untersucht und somit 3D-Modelle der 3BL erstellt. Wir haben eine geometrische Klassifizierung der Form der 3BL eingeführt, basierend auf Segmenten. Wir analysierten ihre Parameter und Beziehung zu benachbarten anatomischen Strukturen.
Bei seitlicher Betrachtung gab es kein konsistentes „L“-förmiges Erscheinungsbild der 3BL, wie es sonst oft zitiert wird. Zur Beschreibung der 3BL wurde eine Klassifikation von 9 Segmentarten verwendet. Die 3BL hatten durchschnittlich 2,95 ± 0,70 Segmente (Median: 3), am häufigsten war die Horizontalplatte (23,05 % aller Segmente), danach die konkav-konvexe Platte (22,71 %) und die Sigmaplatte (22,37 %). Weitere Arten waren selten. Wir identifizierten eine Horizontalplatte in 68 % der Basallamellen, während 32 % der 3BL vertikal gerichtet waren. Die sigma – konkav-konvex – horizontale trisegmentale 3BL war der häufigste Phänotyp (27 %). Insgesamt war das sigma – konkav-konvexe Muster in 42 % erkennbar. 87 % der 3BL hafteten an der Bulla ethmoidalis.
Die Segmentierungsmethode erschien geeignet, die Morphologie der 3BL adäquat zu beschreiben. Diese Studie kann helfen, durch die Klassifizierung der anatomischen Variationen die intraoperative Orientierung während der Siebbeindissektion zu verbessern.
Diese kumulative Doktorarbeit fasst unsere kürzlich erschienene Publikation zusammen [1].
Die Messung der endexspiratorischen Ammoniakkonzentration bei Patienten mit terminaler Niereninsuffizienz während der Dialyse stellt eine neue nicht-invasive Methode zur Evaluation des Dialyseerfolges dar.
Ziel dieser Studie ist es die endexspiratorische Ammoniakkonzentration von Patienten mit terminaler Niereninsuffizienz während der Dialyse zu messen, um einen signifikanten Abfall der endexspiratorischen Ammoniakkonzentration während des Dialysevorganges nachzuweisen. Des Weiteren gilt es Einflussfaktoren auf die endexspiratorische Ammoniakkonzentration vor der Dialyse zu finden sowie eine mögliche positive Korrelation zwischen der endexspiratorischen Ammoniakkonzentration und der Harnstoffkonzentration im Blut zu untersuchen.
Insgesamt wurden 45 Dialysepatienten (22 Frauen, 23 Männer) im Alter zwischen
dem 28. und dem 85. Lebensjahren für diese Studie rekrutiert. Es erfolgte eine standardisierte Befragung der Patienten bezüglich ihrer Vorerkrankungen und kardiovaskulären Risikofaktoren. Die restlichen relevanten Diagnosen wurden aus den Krankenunterlagen entnommen. Neben der Messung der endexspiratorischen Ammoniakkonzentration erfolgten laborchemische Bestimmungen der Ammoniakkonzentration im EDTA-Blut ebenfalls vor und nach der Dialyse. Auch weitere Laborparameter, wie Aspartataminotransferase, Alaninaminotransferase, Gamma-Glutamyl-Transferase, Harnstoff, Kreatinin sowie Hämoglobin HbA1c wurden mitbestimmt. Die Analyse der endexspiratorischen Ammoniakkonzentration erfolgte mittels des durchstimmbaren Infrarotdiodenlasers unter der Anwendung der Absorptionsspektroskopie als eine hoch sensitive und selektive Methode zur Bestimmung der organischen Atembestandteile.
Die Ergebnisse dieser Studie zeigen einen signifikanten Abfall der endexspiratorischen Ammoniakkonzentrationen im Verlauf der Dialyse (mediane Werte: von 236,3 ppb
auf 120,6 ppb (p < 0,001)). Beim genaueren Betrachten des individuellen Verlaufs von Dialysepatienten fällt auf, dass 18 Patienten mit einer hohen endexspiratorischen Ammoniakkonzentration vor der Dialyse (über 300 ppb) einen deutlichen Abfall (> 100 ppb) im Verlauf der Behandlung aufweisen. Von den Patienten, bei denen vor der Dialyse ein niedriger Atemammoniakspiegel (< 300 ppb) erfasst wurde, zeigten sich bei fünf Probanden ein deutlichen Abfall, bei elf Probanden ein geringerer Abfall (< 100 ppb), bei vier Probanden keine signifikante Veränderung (±10 ppb) und bei sieben Teilnehmern eine Erhöhung der endexspiratorischen Ammoniakkonzentration während der Dialyse.
Die statistische Analyse ergab weiterhin eine deutlich positive Korrelation zwischen den Ammoniakkonzentrationen im Blut vor der Dialyse mit den Blutammoniakwerten nach der Dialyse und eine mäßig positive Korrelation zwischen den endexspiratorischen Ammoniakkonzentrationen vor der Dialyse mit den Ammoniakspiegel im Atem nach der Dialyse. Eine schwach positive Korrelation wurde zwischen den endexspiratorischen Ammoniakwerten nach der Dialyse mit den Blutammoniakwerten nach der Dialyse gefunden. Die lineare Regressionsanalyse ergab eine signifikante Assoziation von Nephrektomie und Restdiurese mit den endexspiratorischen Ammoniakwerten, welche vor der Dialyse gemessen wurden. Damit wird verdeutlich, das nephrektomierte Patienten und Patienten mit einer höheren Restdiurese einen deutlichen Abfall der endexspiratorischen Ammoniakkonzentrationen während der Dialyse aufzeigten und somit vermehrt von der Dialyse als Behandlung profitieren.
In Anlehnung an die Ergebnisse dieser Studie, dass im Verlauf der Dialyse ein signifikanter Abfall der endexspiratorischen Ammoniakkonzentration vorliegt, wird eine klinische Etablierung der nicht-invasiven Ammoniakkonzentrationsmessung vor und nach der Dialyse als eine gute Möglichkeit der Überwachung einer Dialysesitzung empfohlen. Aus unserer Sicht sollte am besten die Messung nicht offline mittels Sammelns der Atemproben im Tedlar-Beutel, sondern durch direktes Ausatmen in das Messsystem erfolgen, um den Verlust von an der Oberfläche des Beutels haftenden Ammoniaks zu verhindern. Falls jedoch die offline Methode bevorzugt werden sollte, müsste gewährleistet werden, dass die Atemgasproben so schnell wie möglich analysiert werden, um die Messgenauigkeit zu stärken.
Hand- und Unterarmverletzungen zählen zu den häufig übersehenen Verletzungen bei Polytraumapatienten. Sie sind selten lebensbedrohlich, können jedoch zu dauerhafter Funktionseinschränkung und Einbußen an Lebensqualität führen. Goldstandard für die Diagnostik von Patienten mit Verdacht auf Polytrauma ist ein CT von Kopf, Hals und Körperstamm. Ein einheitliches Protokoll zur Lagerung der Arme ist dabei bisher nicht etabliert. Die Lagerung der Arme wurde bisher vornehmlich nicht im Hinblick auf den Nutzen für die Diagnostik von Verletzungen in diesem Bereich, sondern auf ihre negativen Auswirkungen wie vermehrte abdominelle Bildartefakte und erhöhte Strahlenbelastung betrachtet. Mittel der Wahl zur Diagnostik von Handfrakturen ist gemäß aktueller S3-Leitlinie das konventionelle Röntgen.
Diese Studie stellt unseres Wissens die erste systematische Untersuchung des diagnostischen Potentials des PCT für Hand- und Unterarmfrakturen bei Polytraumapatienten dar. An zwei überregionalen Traumazentren wurden demografische, klinische und Bildgebungsdaten von 426 intubierten Patienten mit der Arbeitsdiagnose Polytrauma analysiert, von denen 66 (15,5 %) Hand- oder Unterarmfrakturen aufwiesen. Rund 75 % der Hand- und Unterarmfrakturen wurden bereits im initialen PCT diagnostiziert. Bei weiteren 14 % erfolgte die Diagnose mittels konventioneller Röntgenaufnahmen innerhalb der ersten 24 Stunden nach Aufnahme. 12 % der Frakturen wurden nach mehr als 24 Stunden, bis zu 40 Tage nach Aufnahme, diagnostiziert. Klinisch auffällige Frakturen sowie solche, die in vollständig abgebildeten Regionen lagen, wurden signifikant häufiger im PCT diagnostiziert, auch wenn fast alle Frakturen selbst im Scanfeld enthalten waren. Eine besonders vollständige Abbildung der oberen Extremität wurde bei Lagerung der Hände auf dem Abdomen beobachtet.
Diese Ergebnisse zeigen eindrücklich, dass das PCT schon jetzt zur frühzeitigen Diagnostik von Hand- und Unterarmfrakturen geeignet ist, insbesondere bei Lagerung der Hände auf dem Abdomen. Vor allem klinisch unauffällige Frakturen, die entsprechend den Leitlinien keine weitere Diagnostik erfahren würden, können durch eine aufmerksame Befundung frühzeitig identifiziert und einer adäquaten Therapie zugeführt werden. Auf Basis der technischen Weiterentwicklungen hinsichtlich Strahlendosis und Bildartefakte sowie der neuen Erkenntnisse hinsichtlich des diagnostischen Potentials des PCT bei Hand- und Unterarmfrakturen sollte die PCT-Diagnostik auch die obere Extremität mit einbeziehen und könnte zusätzliche Röntgenaufnahmen in Zukunft obsolet werden lassen.
Palliative Sedierung (PS) kommt zum Einsatz, wenn schwere Symptome am Ende des Lebens anderweitig nicht gelindert werden können und nimmt in der Palliativmedizin einen immer höheren Stellenwert ein. Es ist nur wenig über die Aufklärung der Patienten und die Durchführung der PS in Deutschland bekannt.
Ziel der Arbeit war es, in einer beobachtenden prospektiven Querschnittsstudie Daten zur Vorbereitung und zum Ablauf der PS auf der Palliativstation und im Hospiz der Universitätsmedizin Greifswald sowie im Rahmen einer spezialisierten ambulanten Palliativversorgung (SAPV) über ein Jahr zu erheben. Dazu wurden in den einzelnen Institutionen einheitliche Aufklärungs- und Dokumentationsbögen eingeführt.
Im Erhebungszeitraum wurden 1124 Patienten behandelt. Insgesamt erhielten 5,25% (n=59) der Patienten eine PS. Es wurden Unterschiede in der Häufigkeit zwischen den Institutionen festgestellt (Palliativstation: 7,65%; Hospiz: 1,85%; SAPV: 4,59%). Sedierte Patienten auf der Palliativstation waren signifikant jünger als nicht sedierte (65,6 vs. 71,1 Jahre) und lebten signifikant häufiger in einer festen Partnerschaft. Die meistgenannte Indikation zur PS war Unruhe, gefolgt von Angst, Delir und fehlender Lebensqualität. Oft war es der Wunsch des Patienten und seiner Angehörigen, eine PS zu starten. Ging es um die Fragen nach dem Beginn der PS, der Tiefe und der Medikation, wurde der Patient deutlich seltener in den Entscheidungsprozess einbezogen als seine Angehörigen. Durchschnittlich dauerten die PS ca. vier Tage mit einer Spannweite von vier Stunden bis 23 Tage. Das am häufigsten genutzte Sedativum war Midazolam, selten in Kombination mit anderen Sedativa. Oft wurden zur Symptomreduktion weitere Medikamente (z.B. Analgetika, Antiemetika, Antipsychotika) verabreicht.
Viele Aspekte sind in den Leitlinien nicht einheitlich definiert und werden in der Literatur kontrovers diskutiert, z.B. psychische Symptome als Indikation für eine PS, künstliche Nahrungs- und Flüssigkeitszufuhr während der PS, sowie die angemessene Tiefe und Beurteilung einer PS. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, worauf die Behandler bei der Planung einer PS besonderes Augenmerk legen sollten. Eine frühzeitige Aufklärung des Patienten und seiner Familie mit einer klaren Abgrenzung der PS von der Sterbehilfe ist neben der ständigen Weiterbildung aller Palliativmediziner und Pflegekräfte äußerst wichtig.
Background: Highly accurate detection of intracranial hemorrhages (ICH) on head computed tomography (HCT) scans can prove challenging at high-volume centers. This study aimed to determine the number of additional ICHs detected by an artificial intelligence (AI) algorithm and to evaluate reasons for erroneous results at a level I trauma center with teleradiology services.
Methods: In a retrospective multi-center cohort study, consecutive emergency non-contrast HCT scans were analyzed by a commercially available ICH detection software (AIDOC, Tel Aviv, Israel). Discrepancies between AI analysis and initial radiology report (RR) were reviewed by a blinded neuroradiologist to determine the number of additional ICHs detected and evaluate reasons leading to errors.
Results: 4946 HCT (05/2020-09/2020) from 18 hospitals were included in the analysis. 205 reports (4.1%) were classified as hemorrhages by both radiology report and AI. Out of a total of 162 (3.3%) discrepant reports, 62 were confirmed as hemorrhages by the reference neuroradiologist. 33 ICHs were identified exclusively via RRs. The AI algorithm detected an additional 29 instances of ICH, missed 12.4% of ICH and overcalled 1.9%; RRs missed 10.9% of ICHs and overcalled 0.2%. Many of the ICHs missed by the AI algorithm were located in the subarachnoid space (42.4%) and under the calvaria (48.5%). 85% of ICHs missed by RRs occurred outside of regular working-hours. Calcifications (39.3%), beam-hardening artifacts (18%), tumors (15.7%), and blood vessels (7.9%) were the most common reasons for AI overcalls. ICH size, image quality, and primary examiner experience were not found to be significantly associated with likelihood of incorrect AI results.
Conclusion: Complementing human expertise with AI resulted in a 12.2% increase in ICH detection. The AI algorithm overcalled 1.9% HCT.
Trial registration: German Clinical Trials Register (DRKS-ID: DRKS00023593).
Hintergrund
Akupunktur wurde 2007 für die Indikationen chronische Knie- und Rückenschmerzen in den Leistungskatalog der gesetzlichen Krankenversicherung aufgenommen. Die Studie untersucht, wer Akupunktur erhält, wer Akupunktur anbietet und ob es zeitliche und regionale Unterschiede gibt.
Methoden
Für die retrospektive Beobachtungsstudie wurde eine knapp vier Millionen große Stichprobe anonymisierter GKV-Abrechnungsdaten verwendet. Diese ist für das Jahr 2013 gemäß Alter und Geschlecht repräsentativ für Deutschland.
Ergebnisse
Rückenschmerzen war die am häufigsten kodierte Indikation (86 %) für die Abrechnung von Akupunktur. Überwiegend Frauen nahmen Akupunktur in Anspruch, das mittlere Alter lag bei 61,1 Jahren. Bei 63 % der Versicherten mit Akupunktur in 2014 wurde jene erstmals abgerechnet, 37 % nahmen bereits in 2012 oder 2013 Akupunktur in Anspruch. Der Anteil an Versicherten mit frühzeitiger Beendigung (< 6 Sitzungen) ihres ersten Akupunkturbehandlungszyklus in 2014 betrug bei Knieschmerzpatienten 14 % und bei Rückenschmerzpatienten 21 %. Von 2008 bis 2015 ließ sich ein signifikant abnehmender Trend der Inanspruchnahme nachweisen. Es zeigten sich deutliche regionale Unterschiede zwischen den neuen und alten Bundesländern sowie den Stadtstaaten. Knapp 11 % aller durchführenden Ärzte rechneten die Hälfte aller erbrachten Sitzungen in 2014 ab.
Diskussion
Dass überwiegend Frauen im höheren Alter Akupunktur in Anspruch nehmen entspricht der Epidemiologie von Rücken- und Knieschmerzen sowie ihrer höheren Präferenz für komplementäre Behandlungsverfahren. Der hohe Anteil von Patienten, die Akupunktur wiederholt in Anspruch nehmen, deutet auf einen wahrgenommenen Nutzen in einer Teilgruppe hin. Dem gegenüber stehen die geringe und kontinuierlich abnehmende Inanspruchnahme sowie der hohe Anteil an frühzeitigen Beendigungen.
Die Prävalenz von Übergewicht und Adipositas im Kindes- und Jugendalter ist hoch und hat in den letzten 4 Jahrzehnten in den westlichen Ländern zugenommen [44]. Laut Angaben der WHO waren im Jahr 2016 weltweit rund 124 Millionen Kinder und Jugendliche übergewichtig oder adipös. Im Vergleich zur ersten KiGGS-Datenerhebung vor rund 15 Jahren stagnierte die Übergewichts- (8,5%) und Adipositas- (5,9%) Prävalenz 2014 bis 2017 in Deutschland auf hohem Niveau.
Mit diesem epidemiologischen Phänomen stieg auch die Inzidenz assoziierter Risikofaktoren und Folgeerkrankungen bei adipösen Kindern und Jugendlichen (Dyslipidämie, Diabetes mellitus, arterielle Hypertonie, Steatosis hepatis, erhöhte inflammatorische Aktivität, verminderte Lebensqualität und Wohlbefinden, depressive Verstimmung), die mit einer erhöhten Mortalität und Berufseinschränkungen im Erwachsenenalter einhergehen [121]. Morbidität und Mortalität sind umso höher, je früher die Adipositas im Kindesalter einsetzt.
Um die gesundheitlichen und wirtschaftlichen Folgen dieser Entwicklung positiv zu beeinflussen, empfiehlt die Arbeitsgemeinschaft für Adipositas im Kindes- und Jugendalter (AGA) die Anwendung strukturierter Behandlungs- und Schulungsprogramme (SBSP) zur dauerhaften Gewichtsreduktion und -stabilisierung adipöser Kinder und Jugendlicher. Deren Wirksamkeit konnte bereits in zahlreichen Adipositastherapie-Studien mit hohen Teilnehmerzahlen belegt werden. Bei der Mehrzahl der Patienten konnten durch entsprechende Programme mit geschultem Personal und einem spezialisierten, interdisziplinären Setting langfristige Effekte wie Übergewichtsreduktion und Verbesserung des kardiovaskulären Risikoprofils durch Körperfettverlust nachgewiesen werden. Die Abnahme des BMI-SDS um bereits 0,25 Basispunkte zeigte in Studien bereits eine signifikante Verbesserung der kardiovaskulären Risikofaktoren, sogar noch 1 Jahr nach Interventionsende [200].
Aufgrund dessen war es das Ziel der vorliegenden Studie, das Risikoprofil von übergewichtigen und adipösen Kindern zu identifizieren und deren Beeinflussung durch das an der MEDIGREIF Inselklinik Heringsdorf (Haus Gothensee) angewendete SBSP zu analysieren.
Die Ergebnisse der aktuellen Studie zeigen: Mehr als zwei Drittel aller adipösen Kinder und Jugendlichen wiesen zu Beginn des SBSP bereits mindestens einen Risikofaktor oder eine Folgeerkrankung auf. Insbesondere hinsichtlich folgenden, bedeutsamen Parametern zeigten die untersuchten Teilnehmer bereits manifeste Pathologien für arterielle Hypertonie (79%), sehr wahrscheinliche Insulinresistenz mit HOMA-Index ≥ 2,5 (67%), erhöhtes LDL-Cholesterin (61%), Steatosis hepatis (54%), erhöhte Carotis-Intima-Media-Dicke (34%) und erhöhte Entzündungsaktivität (39%).
In der multivariaten Analysen stellte sich das Körpergewicht bzw. der BMI als wichtigster Einflussfaktor für den Blutdruck, die Carotis-Intima-Media-Dicke und Insulinresistenz (HOMA-Index) heraus. Zudem korrelierten die Befunde arterielle Hypertonie, erhöhte CIM-Dicke sowie Steatosis hepatis neben dem BMI mit dem HOMA-Index. Für das CrP, als Marker der Entzündungsaktivität, konnte die stärkste Assoziation zur Fettmasse gezeigt werden. Dies spiegelt die Rolle des Fettgewebes als endokrines Organ mit Ausschüttung proinflammatorischer Zytokine und deren Bedeutung in der Herabsetzung der Insulinwirkung und Arterioskleroseentwicklung wider.
Nach Teilnahme am fünfwöchigen SBSP konnte unter allen Teilnehmern eine signifikante mittlere Gewichtsreduktion von 4,25 kg, begleitet von einer Reduktion des BMI um 1,6 Basispunkte, sowie des BMI-SDS um 0,16 Basispunkte erreicht werden. Darüber hinaus ergab sich eine Abnahme der Körperfettmasse um 4,5 kg. Im Gegensatz dazu nahm die fettfreie Masse um 0,3 kg zu. Diese Veränderungen waren mit einem positiven Einfluss auf die untersuchten Parameter verbunden und zeigten eine signifikante Abnahme des Anteils von Patienten mit sehr wahrscheinlicher Insulinresistenz (HOMA-Index ≥ 2,5) auf 60 %, erhöhtem LDL-Cholesterin auf 23 % und erhöhter Entzündungsaktivität auf 19 %.
Die Ergebnisse korrelieren gut mit den Daten der durchgeführten Literaturrecherche und weisen auf die gemeinsamen Pathomechanismen der Adipositas-folgeerscheinungen hin. Ein höherer BMI geht häufig mit Dyslipidämie, Hyperglykämie und Insulinresistenz sowie Entzündung und oxidativem Stress einher [88, 232, 233]. Aufgrund der zu kurzen Nachbeobachtungszeit konnten Verbesserungen der sonographischen Dichte der Leber, des Blutdrucks oder der Dicke der Carotis-Intima-Media nicht untersucht werden.
Zusammenfassend zeigt die vorliegende Studie, dass die interne Rehabilitation zu einer wirksamen Gewichts- bzw. BMI-Reduktion bei Kindern und Jugendlichen mit Übergewicht und Adipositas führt. Darüber hinaus weisen übergewichtige und adipöse Kinder und Jugendliche bereits eine Vielzahl von metabolischen und kardiovaskulären Risikofaktoren und Erkrankungen wie arterielle Hypertonie, Insulinresistenz und Steatosis hepatis auf. Neben der Gewichtsreduktion ließ sich auch eine Verbesserung hinsichtlich der Risikoparameter Insulinresistenz, Dyslipidämie, Leberwerten und CrP nachweisen.
Wegen des guten Nutzen-Risiko-Verhältnisses sollte demnach jeder Betroffene flächendeckend die Möglichkeit zur Adipositasbehandlung - nach entsprechender Indikationsstellung durch den betreuenden Kinderarzt bzw. Hausarzt anhand festgelegter Kriterien - erhalten. Grundlage jeder Adipositasbehandlung in allen Altersstufen sollte ein multimodales Programm aus den Komponenten Ernährungs-, Bewegungs- und Verhaltenstherapie sein [121] .
Die alleinige Orientierung auf einen Bereich hat langfristig nur geringe Effekte [131]. Die kombinierten Schulungsprogramme müssen familienorientiert ausgerichtet sein und eine individuell zugeschnittene Intensität und Gestaltung je nach Geschlecht, Alter, sozioökonomischem und kulturellem Hintergrund sowie angestrebten Zielparametern besitzen [234]. Als „chronische Krankheit“ bedarf die Adipositas einer kontinuierlichen langfristigen Behandlung [235]. Stationäre Maßnahmen in spezialisierten Rehabilitationskliniken müssen deshalb durch eine intensive Vor- und Nachbetreuung im ambulanten Bereich ergänzt werden [177]. Bisher fehlen breite Daten zum langfristigen Nutzen dieser spezifischen Behandlungsmaßnahmen über mehrere Jahre. Weitere kontrollierte longitudinale Studien, wie die aktuelle LIFE-Studie aus Leipzig, sind deshalb obligat, um die Langzeitwirkung in Bezug auf Körpergewicht und BMI (BMI-SDS) sowie die assoziierten Risikoprofile und Erkrankungen aufzuklären. Dabei kommen im Rahmen der zunehmenden Individualisierung der Medizin auch auf den einzelnen Patienten orientierte Angebote zum Einsatz [236]. Damit Adipositas erst gar nicht entsteht, stellt zudem die Ableitung effektiver Präventivstrategien aus prognostizierbaren Gewichtsverläufen und Risikofaktoren ein weiteres großes Ziel wissenschaftlicher Forschungsarbeit dar.
Drainage has commonly been a pre-requisite for the productive use of peatlands. The biased focus on agriculture, forestry and peat extraction has long ignored the destructive effects of drainage and the successive degradation of ecosystem functions of wet peatlands. Accelerated by the climate crisis, the finite nature of drainage-based peatland use is increasingly recognised. Consequently, productive land use options for wet or rewetted peatlands (paludiculture) are required as sustainable alternatives. A wide range of paludiculture plants and options of biomass utilisation are identified as suitable and promising. Despite the growing interest, experiences with and research on the economic viability of paludiculture are still rare.
This thesis addresses the lack of knowledge on paludiculture in terms of practical feasibility, costs and benefits at the farm level, market prospects and framework conditions. I selected the two currently most advanced paludicultural practices in Europe: a) Harvesting natural reed beds as a traditional ‘low-input’ paludiculture, i. e. the utilisation of existing ‘wild’ vegetation stands; b) ‘Sphagnum farming’ as a novel ‘high-input’ paludiculture including stand establishment and water management required for the active transformation from drainage-based peatland use to paludiculture. In both cases, I investigate three different biomass utilisation avenues. This thesis adds to the fields of problem-driven sustainability and land-use science. Procedures and costs of paludiculture were studied in transdisciplinary research projects in close cooperation with practitioners. Due to the novelty of the topic, I put special emphasis on the triangulation of methods and data sources: pilot trials, field measurements, semi-structured expert interviews, structured questionnaires, secondary data from trade statistics and literature. To account for uncertainty related to costs and revenues, I conduct stochastic scenario analysis (Monte Carlo simulation) for the extended contribution margin accounting of harvesting reeds and sensitivity analysis for the investment appraisal of Sphagnum farming.
Paludiculture on fens: harvesting reeds
Paper I investigates harvesting procedures for reed-dominated (Phragmites australis) vegetation stands. In many European countries special-purpose tracked machinery is applied for large-scale conservation management and the commercial harvest of thatching reed. Stochastic scenario analysis reveals a wide range of possible economic outcomes (ca. € -1000 to € 1500 ha-1 a-1) and identifies material use of reed superior to its use as a source of energy. Winter harvest of high-quality thatching reed in bundles is the most profitable option. Winter harvest of bales for direct combustion is suitable for low-quality stands and has a limited risk of loss. In the case of summer harvest, revenues for green chaff for biogas production cannot cover harvesting costs but non-market income via subsidies and agri-environmental payments may ensure profitability. While biomass for energy generation is limited to a local market, thatching reed is traded as an international commodity. The market situation for thatching reed is investigated for Europe (Paper II) and Germany (Paper III). The major reed consuming countries in Western Europe (Netherlands, Germany, UK, Denmark) rely on imports of up to 85 % of the national consumption, with reed being imported from Eastern and Southern Europe and since 2005 also from China. The total market volume for reed for thatching in Northern Germany is estimated with 3 ± 0.8 million bundles of reed with a monetary value at sales prices of € 11.6 ± 2.8 million. Most of the thatchers (70 %) did not promote reed of regional origin to their customers due to insufficient availability in the first place and a lack in quality as second reason. The cultivation of reed in paludiculture may improve quantity and quality of domestic thatching reed. An area of 6000 ± 1600 ha with an average yield of 500 bundles per hectare would allow covering the current total demand of 3 million bundles of the German thatching reed market (Paper III).
Paludiculture on bogs: Sphagnum farming
Sphagnum farming provides an alternative to peatland degradation in two ways: Firstly, Sphagnum mosses can be cultivated as new agricultural crops on rewetted peatlands. Secondly, the produced Sphagnum biomass is a high-quality raw material suitable to replace peat in horticultural growing media (Paper V). Pilot trials have demonstrated the practical feasibility of establishing Sphagnum cultures on former bog grassland, cut-over bogs and mats floating on acidic waters bodies; Paper IV compares for the three types of production sites the specific procedures, costs and area potential in Germany. Water-based Sphagnum farming is not recommended for large-scale implementation due to highest establishment costs, major cultivation risks and limited area potential. For soil-based Sphagnum farming, the most important cost positions were Sphagnum shoots to set up pilots, investment for water management and regular weed management. Bog grassland has the highest area potential, i. e. 90,000 ha in NW Germany. Paper V assesses the profitability of Sphagnum farming on former bog grassland based on extrapolating five years of field experience data (establishment ņ management ņ harvest) to a total cultivation time of twenty years. Cultivating Sphagnum biomass as founder material for Sphagnum farming or restoration was profitable even in pessimistic scenarios with high costs, high bulk density and low yields. Selling Sphagnum for orchid production was economically viable in the case of medium to high yields with a low bulk density. Cost-covering prices for Sphagnum biomass substituting peat seem achievable if end consumers pay a surcharge of 10 % on the peat-free cultivated horticultural end-product. An area of 35,000 ha of Sphagnum farming suffices to meet the annual demand of the German growing media industry for slightly decomposed Sphagnum peat.
Framework conditions affecting feasibility of paludiculture
The relation of revenues from selling biomass to its production costs is an important piece of the paludiculture feasibility puzzle. Further aspects effecting the economic viability and competitiveness of paludiculture encompass the market demand, the availability of mature technology, legal restrictions, the eligibility for agricultural subsidies, a remuneration of external benefits and the opportunity costs of present farming activities (Paper I, V). Legal and policy regulations are of major importance for land use decisions on peatlands – both for keeping up drainage and for shifting to paludiculture.
Conclusion and Outlook
This thesis provides a first assessment of the costs and profitability of large-scale harvesting of reeds and Sphagnum farming based on real-life data. The paludicultural practices investigated may be a solution for a minor share of the more than 1 million ha of peatlands drained for agriculture in Germany. Future research should also address other biomass utilisation options and other crops. Large-scale pilots are required to improve technical maturity of procedures and machinery, gather reliable data to replace assumptions on costs and revenues and study long-term effects on economics and ecosystem services. The micro-economic perspective needs to be complemented by the societal perspective quantifying and monetising external effects of peatland restoration, paludiculture and drainage-based peatland use. There is a high need for intensified research, large-scale implementation and accelerated adaption of the policy and legal framework to develop paludiculture as an economically viable option for degraded peatlands.
80% of chronic kidney diseases are caused by the loss and the damage of a differentiated and postmitotic cell type, the podocytes. The size-selectivity of the blood filtration barrier is highly dependent on the complex interdigitation of the podocyte foot processes as well as of the slit membrane which is spanned in between. Changes of this specific morphology as well as a detachment of podocytes lead to the clinical hallmark of a nephrotic syndrome e.g. proteinuria and oedema formation.
Since specific drugs or therapies are usually not available, patients are often dependent on dialysis and transplantation. Therefore, intensive studies are necessary to understand the pathogenesis of glomerulopathies as well as to identify specific drugs. In the past, it was already demonstrated that the zebrafish is an ideal model to study kidney function and to screen for drugs, since the larvae quickly develop a simple glomerulus that is comparable to the glomeruli of mice, rat and human.
In the present work, a zebrafish model was established to study a specific glomerulopathy named focal segmental glomerulosclerosis (FSGS). FSGS is mainly characterized by histology of the glomeruli which shows segmental scar formation and matrix deposition due to an activation of parietal epithelial cells (PEC) lining the Bowman’s capsule. For this purpose, we used the nitroreductase/metronidazole (NTR/MTZ) system, in which a cytotoxic agent is exclusively generated in podocytes by the enzyme NTR resulting in apoptosis of cells. Firstly, the parameters for development of an FSGS-like disease were evaluated and the glomerular response to podocyte depletion was examined during three days after the induction of podocyte damage. Using classic histological techniques, immunofluorescence staining and transmission electron microscopy, it was possible to demonstrate that zebrafish larvae phenocopy human FSGS in important characteristics after partial podocyte depletion. Secondly, by intravascular injection of fluorescence-labeled high molecular weight dextran, we found that the filtration barrier became leaky. Moreover, we identified a severe podocyte foot process effacement, formation of subpodocyte space pseudocysts and loss of the slit membrane protein podocin. Morphometrical, histological and ultrastructural analysis revealed an enlargement of the glomerulus, proliferation of cuboidal PECs and intraglomerular deposition of extracellular matrix components, all typical hallmarks of FSGS. Further, we observed adhesions between the parietal and the visceral glomerular cell layer forming sclerotic lesions. However, it remains still unclear whether an inflammatory response is involved in the development of sclerotic lesions. Our microscopic analysis provided some evidence for immigration of immunocompetent cells like neutrophils, presumably due to induction of apoptosis in our model.
Taken together, in the present work a zebrafish model was established with characteristics of mammals FSGS which will be useful for pathomechanism studies as well as for drug screening.
Epileptische Anfälle zählen weltweit zu den häufigsten neurologischen Symptomen. Obwohl bereits sehr viele Daten belegen, dass andere neurologische, akut die Hirnfunktion beein-trächtigende Erkrankungen, wie der Schlaganfall, zu einer systemisch peripheren Immunal-teration führen, existieren bisher wenige humane Daten über den Einfluss epileptischer An-fälle auf das erworbene und angeborene Immunsystem. Ziel der vorliegenden Arbeit war es herauszufinden, ob ein epileptischer Anfall ebenfalls zu Veränderungen der erworbenen und angeborenen Immunantwort führt.
Im Rahmen dieser explorativ prospektiven Kohortenstudie wurden Immunparameter im EDTA-Blut von 31 Patient*innen an Tag 0 und 1 nach einem gesicherten epileptischen An-fall (fokale Anfälle oder generalisiert tonisch-klonische Anfälle) analysiert. Als Kontroll-gruppe (n = 18) dienten mehrheitlich Patient*innen mit Kopfschmerzen ohne entzündliche Genese sowie Patient*innen vor einer Katarakt Operation. Die Analyse von Quantitäts-, Charakterisierungs- und Aktivierungszustand der Lymphozyten, Monozyten und Granulozy-ten erfolgte mittels fluoreszenzmarkierter Antikörper (verwendete Marker: CD3, CD4, CD8, HLA-DR, CD32, CD14, CD16 und CD62-L). Zusätzlich wurden die Werte mit bereits publizierten Daten von Patient*innen nach einem Mediainfarkt, die nach demselben Protokoll untersucht wurden, verglichen. Die Auswertung der Facs-Rohdaten erfolgte mittels der Flow-Jo10-Software. Als statistische Tests dienten der Kruskal-Wallis-Test sowie der Dunns-Test als Post-Hoc-Test. (GraphPad Prism 6.0).
Parallel zum Schlaganfall traten nach einem epileptischen Anfall eine Reduktion der Lym-phozytenzahl, eine Monozytose, eine reduzierte monozytäre HLA-DR-Expressionsdichte sowie eine erhöhte Expressionsdichte des Rezeptors CD32 auf. Unterschiede in der Immun-antwort nach Schlaganfall und epileptischem Anfall bestanden in der zeitlichen Dauer der Veränderungen sowie der Zusammensetzung der Monozyten-Subpopulationen.
Diese Studie liefert Daten zu strukturellen und molekularen Veränderungen der unmittelba-ren Immunantwort nach einem epileptischen Anfall. Die erworbene und angeborene postik-tale Immunreaktion ist abhängig von der Art der Anfälle. Sie scheint aber unabhängig davon zu sein, ob ein erstmaliger Anfall oder eine bereits diagnostizierte Epilepsie vorliegt. Lym-phozyten, Monozyten und Granulozyten sind essentielle Elemente der humanen Immunab-wehr. Gezeigte Immunalterationen durch epileptische Anfälle könnten bei Patient*innen zu einer passager reduzierten Abwehrlage führen. Ausgehend von diesen grundlegenden Er-kenntnissen können in Folgestudien umfassendere Zellfunktionsanalysen durchgeführt wer-den, um die tatsächliche klinische Relevanz und Folgen dieser beobachteten Immunalterati-onen zu prüfen.
Immunogenität von Hautkrebszellen und dem Modellprotein Ovalbumin nach einer Kaltplasma-Behandlung
(2021)
Eine Behandlung von Tumoren mit physikalischem Kaltplasma zeigt eine erhöhte Toxizität und ein reduziertes Tumorwachstum. Zeitgleich werden während einer Behandlung mit Plasma eine Vielzahl an reaktiven Sauerstoff- und Stickstoffspezies (RONS) generiert, welche Immunzellen stimulieren können. Viele neue Therapieansätze bestreben nicht nur eine Tumortoxizität, sondern auch eine Förderung der körpereigenen, da diese häufig durch Mechanismen der Tumorzellen unterdrückt wird. Zu solchen Therapien zählen checkpoint inhibitoren, Vakzinierungen oder ein adaptiver Zelltransfer mit transgenen oder vor-stimulierten Zellen. Die dadurch geförderte Antitumor-Immunantwort basiert grundlegend auf einem mehrphasigen Prozess. Dieser beginnt mit einer Antigen-unspezifischen frühen Phase, in der das innate Immunsystem aktiviert wird und zu einer Vermehrung und Differenzierung von Antigen-spezifischen CD4+ und CD8+ T-Zellen führt. Da während einer Entzündungsreaktion viele RONS gebildet werden, um Fremdkörper zu eliminieren und Immunzellen zu rekrutieren, ist eine Therapie mit RONS naheliegend. Durch die Anwendung von Kaltplasma können die gebildeten RONS zum Entzündungsgeschehen beitragen und Zellen des innaten und adaptiven Immunsystems stimulieren. Eine veränderte Immunogenität von Tumorzellen sowie eine daraus resultierende direkte Aktivierung von Immunzellen im Kontext einer Antitumor-Immunantwort wurden nach einer Behandlung mit Jet-Plasmen bislang nicht untersucht.
In der vorliegenden Arbeit wurde die Kaltplasma-Behandlung von Hautkrebszellen und eines Modellantigens unter Berücksichtigung einer Antitumor-Immunantwort durch natürliche Killerzellen des innaten Immunsystems sowie adaptive Immunzellen in vitro und in vivo untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass eine Behandlung mit Kaltplasma zu einer erhöhten Tumortoxizität führt und das Repertoire der Oberflächenmoleküle auf Tumorzellen verändert. In vivo wurde eine vermehrte Infiltration von Immunzellen in das Tumormikromilieu beobachtet, welche mit einer erhöhten Aktivierung von Lymphozyten und Konzentrationen immunstimulatorischer Zytokine einherging. Durch die zeitgleich reduzierten Tumorgrößen, ist eine durch Immunzellen vermittelte Tumortoxizität als Erklärung naheliegend. In zwei Vakzinierungsstudien konnte die Immunogenität von Plasma-behandelter Tumorzellen und einem Tumorassoziierten Modellantigen bestätigt werden.
Der Wachstumsfaktor BDNF ist nicht allein neuronenspezifisch. Bisherige Studien zeigten einen starken Zusammenhang der BDNF-Konzentration mit körperlicher Aktivität sowie den Nachweis einer BDNF-Sekretion durch kontrahierende Skelettmuskelzellen.
Weiterführend untersuchten nur wenige Studien den möglichen Zusammenhang zwischen der BDNF-Konzentration und der kardiorespiratorischen Fitness. Hier zeigten sich in den bisherigen Studien heterogene Ergebnisse, sodass der Zusammenhang zwischen BDNF und der kardiorespiratorischen Fitness weitestgehend ungeklärt ist.
In unserer Analyse aus der Allgemeinbevölkerung (n = 1.607, 51 % weiblich) konnte in geschlechtsstratifizierten Regressionsmodellen gezeigt werden, dass nur bei Frauen eine erhöhte BDNF-Konzentration mit erhöhter VO2peak, VO2@AT sowie VO2peak/kg assoziiert sind. Eine mögliche Erklärung bisheriger heterogener Ergebnisse beruht auf unterschiedlichen Studienpopulationen mit auffällig geringem bis fehlendem Frauenanteil in bisherigen Studien, individueller Korrektur von Störfaktoren sowie individueller Erfassung der körperlichen Aktivität und kardiorespiratorischer Fitness. Zur Darstellung der geschlechtsspezifischen Ergebnisse zwischen BDNF und der kardiorespiratorischen Fitness bedarf es weiterer Untersuchungen. Beispielsweise gilt es spezifische Skelettmuskelfasertypen sowie den Einfluss der konkreten Östrogenmenge zu betrachten.
Der ischämische Schlaganfall ist die zweithäufigste Todesursache weltweit und eine der führenden Ursachen für Behinderung im Erwachsenenalter. Adipositas ist eine weltweite Epidemie mit steigender Prävalenz und einhergehender Komorbiditäten und Einschränkung der Lebensqualität. Sowohl ein Schlaganfall als auch Adipositas verändert den Aktivierungsstatus des Immunsystems.
Um den Zusammenhang zwischen Schlaganfall, Körpergewicht, Immunsystem und Adipositas zu untersuchen wurde die LIPS-Studie konzipiert. Von Juli 2015 bis Juni 2016 wurden 40 Schlaganfallpatient*innen und 16 Kontrollproband*innen an der Universitätsmedizin Greifswald eingeschlossen zur Untersuchung des Fett- und Immunstatus. An Tag 0, 1, 2, 3, 4, 5 und 7 wurde das Körpergewicht, der Körperfettgehalt und die Armfaltendicke gemessen, der NIHSS bestimmt und Blut- und Urinentnahmen erfolgten. Außer an Tag 0 erfolgte außerdem eine indirekte Kalorimetrie. Das abdominelle Fett, der Leberfettgehalt und die Infarktgröße wurden mittels MRT an zwei Zeitpunkten zu Beginn und Ende des stationären Aufenthalts gemessen. In einer Langzeitstudie erfolgten Körpergewichts-, Körperfettgehalts- und Armfaltenmessung, sowie Blut- und Urinentnahme und Bestimmung des NIHSS an Tag 30, 90, 180. Die Langzeitstudie und die indirekte Kalorimetrie wurden im Verlauf abgebrochen.
In der Gesamtkohorte und in der Unterteilung in Untergruppen zeigt sich eine statistisch signifikante Veränderung des Körpergewichts und teilweise des Körperfettgehalts. Die Armfaltendicke und Messungen des abdominellen Fetts mittels MRT ergaben zu keinem Zeitpunkt eine Veränderung. Die Auswertung bezüglich des Immunstatus sind einer weiteren Dissertation von Dr. med. Carl Witt zu entnehmen.
Die größte Limitation der Studie ist der geringe Stichprobenumfang, sowie eingeschränkte Vergleichbarkeit der Daten von Tag 0 auf Tag 1. Die Hypothese des kurzfristigen Gewichtsverlusts nach Schlaganfall konnte bestätigt werden. Weiterhin zeigte sich ein Einfluss des BMI auf den Gewichtsverlust, wonach dieser bei adipösen Patient*innen geringer ausfällt.
Die LIPS-Studie gibt Hinweise darauf, dass auch beim Menschen nach Schlaganfall eine frühe und schnelle Lipolyse stattfindet, ohne dass in dem kurzen Beobachtungszeitraum ein Effekt des Fettstatus auf den klinischen Verlauf bestätigt werden konnte.
Sepsis wird als eine lebensbedrohliche Organdysfunktion aufgrund einer fehlregulierten Reaktion des Organismus auf eine Infektion definiert (Sepsis-3) (23). Trotz der Fortschritte in der modernen Medizintechnik und der Entwicklung neuer Medikamente bleibt die Sepsis weiterhin eine der häufigsten Todesursachen auf Intensivstationen weltweit. Hinzu kommt, dass zukünftig von einer steigenden Letalität auszugehen ist. Gründe hierfür sind neben dem zunehmenden Anteil älterer und chronisch kranker Patienten die zunehmende Invasivität vieler diagnostischer und operativer Eingriffe und die steigende Antibiotikaresistenz der Erreger (35). Der rasante Anstieg resistenter Krankheitserreger weltweit stellt die Sepsisbehandlung vor neue Herausforderungen. Entscheidend für die Senkung der Letalität ist eine schnelle Diagnostik und eine zielgerichtete Therapie. Die auf kulturellen Verfahren basierte vorherrschende mikrobiologische Standarddiagnostik ist zu zeitintensiv, daher werden aktuell molekular-basierte Verfahren entwickelt die eine schnelle Diagnostik ermöglichen.
Ziel dieser Arbeit war herauszufinden, ob sich der Organismus in einer Sepsis mit dem invasivem Krankheitserreger auseinandersetzt und eine humorale Immunantwort generiert und ob diese Immunantwort erregerspezifisch ist.
Zur Beantwortung dieser Fragen wurde in dieser Arbeit ein Verfahren entwickelt, um die Antikörper-Bindung an verschiedene bakterielle Proteine zu quantifizieren.
Dafür wurden humane Plasmen von Sepsispatienten aus einer prospektiven klinischen Studie (VYOO-Studie, Greifswald) mittels automatisiertem 1D-Western Blot Verfahren (Simple WesternTM assay) auf ihren erregerspezifischen Antikörper-Gehalt untersucht. Das Erregerspektrum wurde durch die extrazellulären Proteine häufiger Sepsiserreger
(Enterococcus faecium, Enterococcus faecalis, Staphylococcus haemolyticus, Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, Serratia marcescens und Escherichia coli) bereitgestellt. Alle Bakterienisolate, mit Ausnahme von S. aureus (USA300 Δspa), stammen aus Wundabstrichen, Trachealsekreten und Blutkulturen der Sepsispatienten und wurden in der Medizinischen Mikrobiologie des Greifswalder Universitätsklinikums aufbewahrt und für die Kultivierung zur Verfügung gestellt. Mit Hilfe des automatisierten, eindimensionalen Western Blot (1D-WB) wurde die Bindung der extrahierten extrazellulären Proteine (ec-stat) verschiedener Sepsiserreger an humanen Serumantikörpern untersucht.
Die Ergebnisse dieser Arbeit stellen heraus, dass immunkompetente Patienten während einer systemischen Infektion eine adaptive Immunantwort generieren. Um herauszufinden ob diese Immunantwort erregerspezifisch ist, wurden die Patientenplasmen nicht nur gegen extrazelluläre Proteine (ec-stat) des jeweiligen invasiven Erregers getestet, sondern auch gegen ec-stat anderer Bakterienspezies. Bei jedem der untersuchten Erreger konnten Patienten mit einem Antikörperanstieg identifiziert werden. Bei keinem Patienten stiegen Antikörper gegen alle untersuchten Erreger an. Schlussfolgernd beruht der Antikörperanstieg auf einer spezifischen Reaktion des Immunsystems auf bakterielle Invasion und ist demzufolge erregerspezifisch.
Es zeigte sich, dass v.a. bei Patienten mit einer abdominellen Sepsis die Antikörpertiter gegen mehrere Darmbakterienspezies ansteigen. Diese Befunde deuten darauf hin, dass sich das Immunsystem mit multiplen Erregern auseinandergesetzt hat, selbst wenn mikrobiologisch nur ein Erreger nachgewiesen wurde. Dies könnte relevant für die Antibiotikatherapie sein.
Des Weiteren konnte beobachtet werden, dass trotz mikrobiologisch nachgewiesenem Erreger bei einigen Patienten keine Immunantwort gegen den Keim generiert wurde.
Insgesamt zeigen die Daten, dass viele Patienten bereits vor einer Infektion spezifische Antikörper gebildet haben. Schlussfolgernd hat sich das adaptive Immunsystem schon seit längerer Zeit (vor Infektion) mit dem Krankheitserreger auseinander gesetzt.
Mit Hilfe einer immunologischen Sepsisserologie, wie der Verwendung des in dieser Arbeit genutzten Simple WesternTM Assays, lassen sich wichtige Informationen über die Pathogenese der Sepsis und die Reaktion des Immunsystems gewinnen. Diese ergänzen die konventionelle mikrobiologische Diagnostik. Ein besseres Verständnis der Immunantwort bei Sepsis ist eine Voraussetzung für die Entwicklung neuer therapeutische Ansätze. In wie weit der Simple WesternTM Assay - jedoch das diagnostische Portfolio bei Sepsis erweitern kann, müssen weitere Untersuchungen zur Sensitivität und Reproduzierbarkeit adressieren.
Staphylococcus aureus (S. aureus) is among the most common infectious agents, burdening the
global health care system and challenging physicians. Thus, the demand for vaccination is
increasing, and despite many attempts, no vaccine is currently available. The iron-regulated
surface determinant protein B (IsdB) is a highly conserved surface protein of S. aureus. It has
an essential role in bacterial iron acquisition and cell attachment, functioning as a fitness factor.
It has been shown that IsdB is critical for S. aureus virulence and growth in iron-restricted
conditions, such as the human host. Therefore, IsdB was studied as a vaccine candidate. A nonadjuvant vaccine (V710) was developed based on IsdB, which showed promising results in the
preclinical, phase I, and phase IIa trials. Unexpectedly, in a phase IIb/III, in cardiothoracic
surgery patients that were infected by S. aureus, mortality was significantly higher in the
vaccinated group than the placebo. Despite increased antibody levels against IsdB in the
vaccinated patients, V710 failed to prevent S. aureus infection. Therefore, a better
understanding of the interaction between S. aureus and the immune system is required.
We have discovered that IsdB has an important role in host-pathogen interaction. This bacterial
protein activated human monocytes and murine bone marrow-derived dendritic cells
(mBMDCs) to produce proinflammatory cytokines, such as IL-6, TNF-α, IL-12, IL-23, IL-33,
and IL-1β. In silico molecular docking and DimPlot analysis predicted that IsdB binds to -TLR4
via non-covalent interactions. Microscale thermophoresis confirmed that IsdB has a high
affinity to recombinant human TLR4 in the nanomolar range. Inhibition of TLR4 completely
abolished the production of all the cytokines mentioned above in both cell types. Furthermore,
we characterized the TLR4 signaling pathway triggered by IsdB. In human monocytes, blocking
the myeloid differentiation factor 88 (MyD88) adaptor protein and NF-κβ transcription factor
caused complete abrogation of proinflammatory cytokines in response to IsdB, revealing that
IsdB induces cytokine release via the TLR4-MyD88-NF-κβ dependent pathway.
The consistent release of IL-1β suggested that IsdB induced activation of the inflammasome, a
multi-molecular complex known to play a crucial role in innate immunity. We corroborated our
observations in human monocytes and mBMDCs by inhibiting essential components of the
NLRP3 inflammasome. Blocking NLRP3, caspases in general and caspase-1 completely
inhibited the release of IL-1β. In monocytes, IsdB alone was sufficient to induce NLRPdependent IL-1β release, suggesting an alternative pathway of inflammasome activation. In
contrast, mBMDCs required an additional stimulus, such as ATP or MSU (known stress
signals) besides IsdB, to release IL-1β, indicating a classical inflammasome activation. These
results demonstrate that IsdB induces the release of IL-1β via the TLR4-NLRP3-Caspase-1
axis. Next, we addressed the molecular mechanisms involved in IsdB-induced IL-1β in monocytes.
A low concentration of intracellular potassium (K+) resulting from K+ efflux is known to trigger the NLRP3 inflammasome-mediated IL-1β release. We demonstrated that blocking potassium efflux by inhibition of ion channels, such as pannexin channels (P2X)7, and addition of extracellular KCl significantly reduced IsdB-induced IL-1β. Other common inflammasome activators, such as phagolysosome rupture and reactive oxygen species (ROS), did not contribute to the release of IL-1β in response to IsdB. In summary, we revealed yet another role of IsdB beyond iron acquisition from Hb and attachment to the host cells via vitronectin and integrins. It is conceivable that IsdB’s interaction with innate immune cells modulates the quality of the adaptive immune response, showing a new facet in the pathogen-host relationship of S. aureus that should be considered in future
vaccine development.
Zusammenfassung
In der vorliegenden Studie wurde die Morphologie des N. opticus von Tupaia belangeri untersucht. Grundlage dieser Untersuchung waren die MRT-Datensätze von 20 adulten Köpfen von Tupaia belangeri beiderlei Geschlechts. Die MRT Schichtaufnahmen erfolgten mit einem 7 Tesla ClinScan Kernspintomographen der Firma Bruker. Ausgehend von diesen MRT-Datensätzen wurden Volumenmessungen des N. opticus, lineare Streckenmessungen des N. opticus und der A. centralis retinae sowie Flächenmessungen der Retina vorgenommen.
Die Ergebnisse dieser Studie verdeutlichen, dass mit Hilfe der magnetresonanztomographischer Bilddiagnostik Messungen des N. opticus, der A. centralis retinae und der Fläche der Retina bei Tupaia belangeri vorgenommen werden können. Der Vorteil bei der Magnetresonanztomographie besteht in der detailreichen Qualität der Schichtaufnahmen mit exzellentem Weichteilkontrast.
Zwischen den beiden Geschlechtern von Tupaia belangeri besteht bezüglich des Volumens des N. opticus kein signifikanter Geschlechtsdimorphismus. Mit steigendem Alter wird bei beiden Geschlechtern eine Zunahme des Volumens des N. opticus deutlich. Die Länge des N. opticus vergrößert sich mit steigendem Alter der Tiere bei beiden Geschlechtern ohne erkennbaren Geschlechtsdimorphismus. Beim Durchmesser des N. opticus zeigten sich ebenfalls keine signifikaten Unterschiede bezogen auf das Geschlecht und auf das Alter der Tiere.
Die Längenmessungen des Durchmessers der A. centralis retinae von Tupaia belangeri zeigten keine signifikanten Unterschiede zwischen dem Geschlecht und dem Alter der Tiere. Bei den Flächenmessungen der Retina wurden keine signifikaten Zusammenhänge zwischen dem Geschlecht der Tiere deutlich. Eine Flächenabnahme der Retina wurde hingegen mit steigendem Alter der Tiere erkennbar.
Um mögliche Merkmalszusammenhänge zwischen dem Volumen, der Länge und dem Durchmesser des N. opticus sowie dem Durchmesser der A. centralis retinae und der Fläche der Retina darzustellen, wurde eine Korrelations- und Regressionsanalyse durchgeführt. Die Korrelationsanalysen zeigten signifikante Zusammenhänge zwischen dem Volumen des N. opticus und der Fläche der Retina und dem Volumen des N. opticus und dem Alter der Tiere. Außerdem konnte ein signifikanter Zusammenhang zwischen dem Volumen des N. opticus und seiner Länge festgestellt werden. Signifikante Korrelationen zwischen der A. centralis retinae und dem Volumen des N. opticus, zwischen der A centralis retinae und dem Durchmesser des N. opticus und zwischen der A. centralis retinae und der Fläche der Retina konnten nicht festgestellt werden.
Die MRT-Schichtaufnahmen von Tupaia belangeri mit dem 7-Tesla-Kleintier-MRT erlauben eine ausgezeichnete bilddiagnostische Befundung von anatomischen Strukturen innerhalb der Orbita und deren Topographie zueinander. Durch die hohe Auflösung der Bilder können die zu untersuchenden Regionen exakt analysiert und mit klinischen Daten in Bezug gesetzt werden. Mit Hilfe der Magnetresonanztomographie kann der zu vermessende anatomische Bereich abgegrenzt und in ein 3D-Rekonstruktionsmodell umgewandelt werden. Die vorliegende Studie liefert erstmalig detaillierte Größenangaben zum Volumen, der Länge und dem Durchmesser des N. opticus bei Tupaia belangeri. Die hier durchgeführten anatomischen Untersuchungen des N. opticus der Ordnung Scandentia können einen wesentlichen Beitrag zum besseren Verständnis der Morphologie der Kopfregion von Primaten darstellen.
Malignomerkrankungen gehen mit einer erhöhten Inzidenz thrombembolischer
Ereignisse einher, wobei GBM-Patienten am meisten gefährdet sind. Die genauen
Ursachen des hohen prokoagulativen Potentials von GBM-Patienten sind wenig
untersucht. Diese Dissertationsarbeit beschreibt zum ersten Mal die primäre
Hämostase in einer homogenen Gruppe von GBM Patienten. Gemessen wurde die
Thrombozytenaktivierung und -reaktivität von jeweils 21 GBM-Patienten und
gesunden Kontrollprobanden. Dabei zeigten die Thrombozyten der GBM-Patienten
eine stärkere Aktivierung, weil in den Messungen die Oberflächenexpression von
CD63, sowie die Sekretion von P-Selektin ins Plasma erhöht waren. Durch eine
gesteigerte Fibrinogenanbindung an den aktivierten GPIIb/IIIa-Rezeptor bzw.
erhöhte Oberflächenexpression von CD63, zeigten die Thrombozyten der GBMPatienten
nach ex vivo Stimulation mit ADP und TRAP eine erhöhte Reaktivität.
Eine erhöhte Bildung von Thrombozyten-Leukozyten-Konjugaten konnte trotz
gesteigerter Thrombozytenaktivität in der GBM-Patienten-Gruppe nicht beobachtet
werden. Tendenziell war die Konjugatbildung in der Monozytenpopulation sogar
vermindert. Dieser Zusammenhang lässt sich nicht in den Kontext der gängigen
Literatur bringen, insbesondere da sich die Funktion der Leukozyten gleichwertig als
unbeeinträchtigt zwischen GBM-Patienten und Kontrollprobanden zeigte. Um diesen
Sachverhalt zu erklären, müssen weitere Untersuchungen, wie die Studie zur
Untersuchung des PSGL-1 auf Leukozyten, durchgeführt werden. Darüber hinaus ist
unklar, wie es zu den hier beschriebenen Veränderungen kommt. Interaktionen
zwischen dem GBM und seinem Tumormikromilieu (TAM) wurden bereits
untersucht, aber eine aktive Beeinflussung von Zellen außerhalb seines Mikromilieus
ist für das GBM noch nicht beschrieben worden, jedoch wäre es ein denkbarer
Erklärungsansatz. Die S1P-Spiegel im PRP von GBM-Patienten zeigten sich signifikant
reduziert gegenüber denen der Kontrollprobanden, was einen systemischen
Ausdruck des antiinflammatorischen Status des GBM darstellen könnte. Die globale
Hämostase zeigte sich bei GBM-Patienten und Kontrollprobanden in der
vorliegenden Dissertation uneingeschränkt, wobei dies nicht der zentrale
Gegenstand der Arbeit war.
In einer stetig alternden Gesellschaft mit einem immer größeren Bedarf an
medizinischer Versorgung und mit fortschreitendem Fachärztemangel, stellen
teledermatologische Systeme wie das an der Hautklinik Greifswald entwickelte
System Mobil Skin® und die dazugehörige App mSkin® einen innovativen und
kostensparenden Lösungsansatz dar. Die Etablierung eines solchen Systems
basiert auf der Zufriedenheit seiner Nutzer.
Ziel dieser Studie war es zu überprüfen, wie zufrieden Patienten, Notärzte und
Hautärzte mit dem System im Rahmen der notärztlichen Behandlung in der ZNA
Greifswald waren und welche Faktoren speziell Einfluss auf die Zufriedenheit der
Patienten hatten.
Zu diesem Zweck erfolgte eine retrospektive schriftliche Befragung mit Hilfe von
Fragebögen und auf der Basis zusätzlicher patientenbezogenen Informationen.
Das für die Studie ausgewählte Kollektiv bestand aus allen Patienten, die sich im
Zeitraum vom 01.03.2016 bis 31.12.2018 in der ZNA Greifswald mit einer
Hautkrankheit vorgestellt hatten und dort mit Hilfe der App mSkin® behandelt
wurden, sowie aus den an dieser Behandlung beteiligten Ärzten.
Es nahmen 73 Patienten sowie 13 Ärzte der ZNA Greifswald und 4 Ärzte der
Hautklinik Greifswald an der Befragung teil. Die Zufriedenheit wurde u. a. in Form
eines sog. Zufriedenheitsscores ausgedrückt. Dieser lag bei den Patienten bei
23,85 (von 30), bei den Ärzten der ZNA bei 17,23 (von 30) und bei den Ärzten
der Hautklinik bei 22 (von 30). Zusätzlich wurden Alter, Geschlecht, Diagnose,
Behandlungsverlauf, DLQI-Score und Beschwerdescore der Patienten mit dem
Zufriedenheitsscore sowie mit ausgewählten Zufriedenheitsfragen der Patienten
korreliert. Einen Einfluss auf die Patientenzufriedenheit hatten leicht signifikant
das Alter (p=0,052) und signifikant der DLQI-Score (p=0,025) sowie der
Beschwerdescore (p= 0,045). Die Ergebnisse unterstreichen die im allgemeinen
hohe Akzeptanz und Zufriedenheit mit teledermatologischen Anwendungen
insbesondere auf Patientenseite. Die der Zufriedenheit zugrunde liegenden
Mechanismen bedürfen jedoch weiterer Untersuchungen.
Zusammenfassung
Zielsetzung: Eine Analyse des Hygienestatus im Rettungsdienst in Deutschland ergab eine Reihe von Defiziten (Groß 2010). Die sich daraus ergebenden Schlussfolgerungen wurden zunächst publiziert (Groß et al. 2010, Kramer et al. 2013), fanden 2014 Eingang in die Leitlinie der AWMF zu „Hygienemaßnahmen beim Patiententransport“ und wurden 2019 bei der Aktualisierung der Leitlinie berücksichtigt, wobei die ursprünglichen Schlussfolgerungen der o.g. Arbeit nicht an Gültigkeit eingebüßt haben. Um die Situation in einem ganzen Land zu analysieren, wurde Island als kleines Land ausgewählt.
Methode: Im Juli 2011 wurde eine Islandweite flächendeckende Umfrage in Form eines Fragebogens durchgeführt und an alle Rettungswachen verteilt, die am Krankentransport und Rettungsdienst beteiligt sind und 24-Stunden Bereitschaftsdienst haben. Ein Fragebogen mit 43 Fragen richtete sich an die Wachleiter*innen, ein separater Fragebogen mit 35 Fragen an das Personal.
Ergebnisse: 33 Fragebögen der Wachleiter*innen und 94 Fragebögen des Personals wurden vollständig beantwortet und ausgewertet.
Es kann auf beinahe allen befragten Themengebieten ein Defizit in der Gesetzeslage bzw. in Bezug auf Vorschriften und Leitlinien festgestellt werden. Das hat einen mangelhaften Wissensstand des Personals des Rettungsdiensts und Krankentransports zur Folge. Die Personalhygiene (Hände, Kleidung, Impfungen), der Fahrzeuge, Schutzmaßnahmen gegen multiresistente Erreger, die Qualitätssicherung und die Schulung bedürfen einer durchgreifenden Verbesserung. Gerade wenn vor allem in ländlichen Regionen Islands nur wenige Krankentransporte durchgeführt werden, entbindet das nicht von der Einhaltung der Basishygiene.
Schlussfolgerung: In der rasch globalisiert wachsenden Welt muss eine einheitliche landesübergreifende Regelung hygienischer Verfahrensweisen zum Schutz des Personals und der Patienten*innen im Rettungsdienst und Krankentransport in Island ausgearbeitet und unterrichtet werden.
Da es nur wenig offizielle und v.a. länderübergreifende Empfehlungen bzw. Verfahrensanweisungen gibt, wird zur Verbesserung ein Maßnahmenkatalog vorgeschlagen, der der Nationalen Gesundheitsbehörde übergeben wurde.
VER155008 konkurriert als ATP-Analogon um die Bindung an HSP70 und agiert hierbei als
spezifischer Inhibitor dieses Hitzeschockproteins. Bisherige Studien konnten einen
zytotoxischen Effekt von VER155008 auf verschiedene Tumorentitäten zeigen, die
vielfältigen Wirkmechanismen bleiben bisher allerdings noch weitgehend ungeklärt.
Hitzeschockproteine (HSPs) sind molekulare Chaperone, sie vermitteln korrekte Faltung,
Stabilisierung, Transport und Abbau von Proteinen, regulieren Transkriptionsfaktoren und
können auf Zellsignalkaskaden Einfluss nehmen. Diverse Tumorentitäten, wie auch das
Prostatakarzinom (PCa) zeigen eine gesteigerte HSP-Expression. HSPs tragen durch
antiapoptotische Effekte zur Proliferation, Invasion und Metastasierung des Tumors bei und
können Resistenzmechanismen gegenüber Therapeutika im PCa vermitteln.
Diese Arbeit konnte zunächst einen wachstumshemmenden, konzentrationsabhängigen
Effekt des HSP70-Inhibitors VER155008 auf die PCa-Zelllinien PC-3 und LNCaP nachweisen.
Geeignete Wirkstoffkonzentrationen, um einen halbmaximalen inhibitorischen Effekt (IC50)
zu erzielen wurden in PC-3-Zellen bei 3μM und LNCaP-Zellen bei 10μM VER155008 ermittelt.
Anschließende Proteinanalysen zeigten eine Modulation der Expression verschiedener HSPs,
sowie des Androgenrezeptors (AR), einem zentralen Proliferationsfaktor des PCa, als
Reaktion auf die HSP70-Inhibition. Untersucht wurde die Expression von HSP27, HSP70,
HSP90α/ß, sowie der Co-Chaperone HSP40, HSP60 und HOP und des AR. Die Expression von
HSP90ß, dem Bindungspartner des AR im AR-Multi-Chaperonkomplex, sowie HOP, seinem
Co-Chaperon, wurde in beiden PCa-Zelllinien um bis zu 50% signifikant supprimiert.
Zusätzlich zeigt sich eine um bis zu 70% supprimierte Expression von HSP27 nach
VER155008-Behandlung beider PCa-Zelllinien im Vergleich zur Kontrolle. HSP27 ist ein
wichtiges zytoprotektives Chaperon, dessen vermehrte Expression mit Therapieresistenzen
gegenüber Docetaxel, sowie einer schlechten Prognose des PCa assoziiert wird. Es vermittelt
die Translokation des AR in den Zellkern und reguliert dadurch die proliferative Wirkung der
AR-Aktivierung. Die HSP70-Inhibierung zeigte zusätzlich eine signifikante Reduktion des AR
um 40% in LNCaP-Zellen.
VER155008 zeigt sich als effektiver Wachstumsinhibitor des Prostatakarzinoms, der sowohl
in der hormonsensitiven LNCaP-, als auch in der kastrationsresistenten PC-3-Zelllinie
antiproliferative Wirkung zeigt, die unter anderem durch eine Modulation der Expression
von Hitzeschockproteinen und des Androgenrezeptors vermittelt wird.
Das Mammakarzinom ist die häufigste maligne Tumorerkrankung bei Frauen. In verschiedenen Studien konnte bereits gezeigt werden, dass Heparin einen Einfluss auf das Überleben von Tumorpatienten hat. Heparin ist ein stark negativ geladenes Molekül, dadurch kann es Komplexe mit basischen Proteinen bilden. Neben seiner Wirkung auf die Blutgerinnung wurden bei Heparin antikanzerogene Effekte beobachtet, wobei diese nicht in Zusammenhang mit den antikoagulatorischen Eigenschaften zu stehen scheinen.
Zytokine, kleine lösliche Proteine, können Einfluss auf die Interaktion und Kommunikation von Zellen nehmen. Des Weiteren sind sie an der Immunantwort unseres Körpers beteiligt.
In dieser Arbeit wurde der Einfluss von unfraktioniertem Heparin auf die Proliferation, Zytokinsekretion, Invasion und Migration von humanen Mammakarzinomzelllinien untersucht. Es wurden die humanen Mammakarzinomzelllinien MDA-MB-231 und MCF-7 eingesetzt. Die Zellen wurden ohne bzw. mit unfraktioniertem Heparin in der Dosierung 5 µg/ml sowie mit den Stimulationsfaktoren HGF, EGF, SDF-1α und TGF-β in den Dosierungen 10 ng/ml und 100 ng/ml inkubiert. Im Anschluss erfolgte zunächst mittels Cell Titer Blue® eine Bestimmung der relativen Zellzahl, um Rückschlüsse auf die Spontanproliferation erhalten zu können. Des Weiteren wurden mittels ELISA die Zytokinsekretion von IL-8, IL-11, RANTES, MCP-1, IP-10 und MIG sowie mittels real-time RT-PCR die Zytokinexpression von IL-8 untersucht. Darüber hinaus wurden der Einfluss von Heparin auf das Invasionsverhalten ermittelt und, zur Echtzeit-Beobachtung der Zellen unter unterschiedlichen Bedingungen, ein Wound-Healing-Assay (Scratch-Assay) durchgeführt.
Weder die eingesetzten Stimulationsfaktoren HGF, EGF, SDF-1α und TGF-β noch Heparin hatten einen signifikanten Einfluss auf die Spontanproliferation der MDA-MB-231-Zellen. Bei den MCF-7-Zellen konnte sowohl durch HGF als auch durch Heparin die Zellzahl im Vergleich zur unbehandelten Kontrollgruppe innerhalb von 48 Stunden gesteigert werden.
Heparin konnte die Zytokinsekretion sowohl auf Protein- als auch auf Genebene beeinflussen, dieser Effekt war zelllinien- sowie zytokinspezifisch. Bei den MDA-MB-231-Zellen konnte das eingesetzte Heparin die Zytokinsekretion von IL-8 signifikant und von IL-11 in der Tendenz herabregulieren. Für die MCF-7-Zellen konnte eine basale Sekretion von RANTES nachgewiesen werden, wobei diese nicht durch Heparin oder die Stimulationsfaktoren beeinflusst wurde.
Für IL-8 wurde diese Beobachtung zudem mittels real-time RT-PCR untersucht. Die größten Effekte konnten hier bei den MDA-MB-231-Zellen nach vier und acht Stunden festgestellt werden. Bei den MCF-7-Zellen zeigte sich dahingegen eine unzureichende IL-8-Expression auf Genebene.
Das eingesetzte Heparin hatte keinen wesentlichen Einfluss auf das Invasionsverhalten der MDA-MB-231-Zellen. Auch der Einsatz der Stimulationsfaktoren konnte das Invasionsverhalten der Zellen nicht verstärken. Bei den MCF-7-Zellen konnte innerhalb von 72 Stunden kein Invasionsverhalten beobachtet werden.
Im Wound-Healing-Assay konnten für die MDA-MB-231-Zellen keine signifikanten Ergebnisse erreicht werden, wobei Heparin ohne weitere Zusätze in der Tendenz den größten Effekt auf das Migrationsverhalten der Zellen hatte und dieses steigerte. Bei den MCF-7-Zellen konnte dahingegen kein Migrationsverhalten, sondern lediglich Zellproliferation beobachtet werden.
Heparin konnte sowohl die Spontanproliferation, die Zytokinsekretion sowie das Migrationsverhalten der verwendeten humanen Mammakarzinomzelllinien MDA-MB-231 und MCF-7 zelllinienspezifisch modulieren. Hiermit konnte gezeigt werden, dass Heparin in der Lage ist, das Tumormikromilieu humaner Mammakarzinomzelllinien zu beeinflussen. Heparin kann somit wiederum sowohl in das Tumorwachstum selbst als auch in den Metastasierungsprozess eingreifen.
Zum weiteren Verständnis, wie Heparin auch weitere Prozesse der Karzinogenese beeinflussen kann, müssten weitere, an diese Arbeit anknüpfende Untersuchungen erfolgen. Es konnte aber gezeigt werden, dass Heparin in der Lage ist, unabhängig von seinen antikoagulatorischen Eigenschaften, auf viele Schritte der Tumorentstehung, des Tumorwachstums und der Ausbreitung der Karzinomzellen Einfluss zu nehmen.
Zusammenfassung
Im Rahmen immunologischer Erkrankungen, wie Autoimmun- oder inflammatorischer Erkrankungen, Erkrankungen des zentralen Nervensystems oder Krebserkrankungen spielen Peptidasen eine wichtige Rolle [1, 2]. Die Exopeptidasen Membran-Alanyl-Aminopeptidase N (APN/CD13) und Dipeptidylpeptidase IV (DP IV/CD26) sind essentiell für die Regulation vieler biologischer Prozesse, insbesondere für die Autoimmunität und die Inflammation [3-5]. Literaturdaten und Vorarbeiten verschiedener Arbeitsgruppen belegen immunmodulatorische Eigenschaften von Inhibitoren der enzymatischen Aktivität der APN. Sowohl in vitro als auch in verschiedenen Krankheitsmodellen der Maus in vivo, zeigten sich therapeutisch relevante immunsuppressive Effekte dieser Inhibitoren [7, 11]. Mechanistisch liegen diesen positiven Wirkungen unter anderem eine Hemmung der Produktion und Sekretion proinflammatorischer Zytokine, sowie die Verstärkung der Produktion und Sekretion immunsuppressiver Zytokine zu Grunde [5]. Die Inhibitoren scheinen auch einen immunmodulatorischen Einfluss auf den Wnt Signalweg zu haben, der als Signaltransduktionsweg wichtige Aufgaben in der Regulation von Zellmigration, Polarität, interzellulärer Kontakte und für die frühe Embryonalentwicklung übernimmt [47]. Im Rahmen dieser Arbeit wurde sowohl der Einfluss verschiedener Inhibitoren der APN als auch des genetischen CD13-Knockouts in Mäusen auf die Aktivierung verschiedener Mikrogliazellpopulationen und auf die Expression von Komponenten des Wnt Signalweges untersucht. In Abhängigkeit von der Aktivierung war sowohl eine gesteigerte Expression proinflammatorischer Zytokine, als auch eine Hemmung der Komponenten des Wnt Signalweges in BV2 Mikrogliazellen zu beobachten. In BV2 Mikrogliazellen konnten keine signifikanten Einflüsse durch die Inhibitoren A1.002 und IP10.C9 detektiert werden. Lediglich durch den CD13-Antikörper My 7 konnten immunsuppressive Effekte in aktivierten BV2 Mikrgoliazellen beobachtet werden. In CD13-Knockout Mäusen konnte eine signifikante Reduktion der Wnt 10b positiven Mikrogliazellen gezeigt werden. In der Zusammenschau aller Ergebnisse lassen sich regulatorische Zusammenhänge zwischen der Aktivität der Mikrogliazellen, sowie der APN und dem Wnt Signalweg aufzeigen. Daher erscheinen weiterführende Analysen in primären isolierten Mikrogliazellen sinnvoll, um die Bedeutung von Inhibitoren der APN in neuronalen Zellen zu ermitteln. Dabei spielen nicht nur die Inhibitoren selbst, sondern auch deren Inkubationsbedingungen im Verhältnis zur LPS-vermittelten Zellaktivierung eine entscheidende Rolle.
Der Todesfall im Wasser gilt als sehr vielgestaltiger Sachverhalt innerhalb der forensischen Pathologie und stellt deshalb für den Rechtsmediziner eine Herausforderung dar. Zur Feststellung der Todesursache Ertrinken werden in der Literatur verschiedene innere und äußere Ertrinkungszeichen beschrieben, die durch rechtsmedizinische Zusatzuntersuchungen ergänzt werden können. Andere Befunde geben Anhalt für einen Aufenthalt des Leichnams im Wasser. Alle Zeichen stehen jedoch unter mutmaßlicher Beeinflussung durch zahlreiche Faktoren, die die Aussagekraft der Befunde einschränken.
Ziel der Untersuchung war es, Todesfälle im Wasser exemplarisch anhand des Obduktionsgutes des Instituts für Rechtsmedizin Greifswald zu charakterisieren, um Erkenntnisse für die rechtsmedizinische Praxis abzuleiten. Dabei sollten die häufigsten Todesumstände herausgearbeitet, erhobene Sektionsbefunde im Kontext der Literatur eingeordnet, und mögliche Beeinflussungsfaktoren identifiziert werden. Dafür wurden die Sektionsprotokolle aller Todesfälle im Wasser im Zeitraum von 1997 bis 2017 gesichtet und systematisch ausgewertet.
In der Untersuchung stellte sich heraus, dass von den dominierenden akzidentellen Todesumständen insbesondere alkoholisierte, junge Männer betroffen waren. Frauen hatten zum Todeszeitpunkt durchschnittlich ein höheres Lebensalter erreicht und bei ihnen waren Suizide überrepräsentiert. Die Ertrinkungsraten im Senium waren ebenfalls beachtlich. Diese Altersgruppe könnte bei Vorfällen im Wasser durch (kardiale) Vorerkrankungen und Multimedikation zusätzlich bedroht sein, da der Ertrinkungsvorgang dadurch wahrscheinlich beschleunigt wird. Ferner ließ sich in der Untersuchung aufzeigen, dass nur ein äußerer Schaumpilz (beobachtet unmittelbar nach Bergung des Leichnams) mit hinreichender Signifikanz exklusiv beim Tod durch Ertrinken auftrat. Für alle anderen untersuchten Ertrinkungszeichen, die zusätzlich durch Faktoren wie Reanimation, verlängertes postmortales Intervall und Fäulnis beeinflusst wurden, muss eine eingeschränkte Spezifität für die Diagnostik des Ertrinkungstodes angenommen werden.
Letztlich sind eine hohe Expertise und die Nutzung aller diagnostischen Möglichkeiten bei der Aufklärung von Todesfällen im Wasser entscheidend. Diese Erfahrung kann durch die regelmäßige Sektion derartiger Todesfälle gesteigert werden.
Ziel:
Diese populationsbasierte Studie untersucht sowohl die Prävalenz adipöser Schwangerer und deren Geburtsoutcome als auch den Einfluss der Adipositas auf das Outcome des Neugeborenen. Sie beschreibt die Bedeutung der Gewichtsentwicklung in der Schwangerschaft für Mutter und Kind.
Material/Methode:
Insgesamt wurden n=4593 Mütter und ihre Kinder in der populationsbasierten SNiP Studie, Survey of Neonates in Pomerania untersucht. Die Datenerhebung erfolgte im Zeitraum von März 2003 bis November 2008 in Universitäts- und Kreiskrankenhäusern im Nordosten von Mecklenburg-Vorpommern nach standardisierten Fragebögen, Erhebung von Laborparametern und klinischer Dokumentationen. Zur Beurteilung der Schwangerschaftskomplikationen und des Schwangerschaftsausganges wurden die Schwangeren in einzelne BMI Gruppen eingeteilt. Die individuelle Gewichtzunahme wurde ermittelt. Als Outcomeparameter wurden prä- und perinatale Erkrankungen, Pathologien und Risiken bei der Schwangeren und dem Neugeborenen ermittelt und ausgewertet. Hierbei wurden auch sozioökonomischen Faktoren erhoben und ausgewertet.
Ergebnis:
Adipositas ist eine Volkskrankheit. Die mit dieser Volkskrankheit im Zusammenhang stehenden gesundheitlichen Risiken treten nicht nur im Alter auf, sondern es entstehen auch zunehmend Gefährdungen junger Menschen. Hier sind besonders schwangere Frauen mit ihren Neugeborenen betroffen. Mehr als ¼ der schwangeren Frauen im Studiengebiet OVP sind präadipös (BMI 25-29,9) oder adipös (BMI ≥ 30).
Adipöse Schwangere finden sich dem weltweiten Trend entsprechend in der unteren sozialen Bevölkerungsschicht.
Eine Adipositas der Mutter beinhaltet Risiken für Mutter und Kind. Das Risiko einer adipösen Mutter (BMI ≥ 30) an einem Gestationsdiabetes zu erkranken gegenüber einer normalgewichtigen Mutter (BMI 19-24,9) steigt auf das 4,5fache. Das Risiko, eine Gestose auszubilden, steigt auf das 3fache.
Das Risiko des Auftretens mehr als einer Schwangerschaftskomplikation verdoppelt sich bei adipösen Müttern gegenüber normalgewichtigen Müttern. Dies kann unter der Geburt zu höheren Komplikationsraten führen. Häufiger ist bei adipösen Müttern eine primäre oder sekundäre Sectio indiziert. Für die Mütter beinhaltet eine Sectio die allgemeinen Risiken einer Operation (Thrombose/Embolie- Risiko, Blutungen, Wundinfektionen und Bildungen von Verwachsungen) bis hin zur Unfruchtbarkeit.
Zusätzlich stellt sich negativ heraus, dass die Fruchtwasserqualität mit zunehmender Adipositas schlechter wird. Es zeigt sich häufiger Mekonium im Fruchtwasser als Ausdruck einer Hypoxie mit Hyperperistaltik des kindlichen Darms. Durch die Sauerstoffunterernährung kann es vor oder während der Geburt zur Meconiumaspiration kommen, die Obstruktionen und chemische Schädigungen der Lunge verursachen können.
Bei der Betrachtung der Ergebnisse stellt sich allerdings immer wieder heraus, dass die Gewichtszunahme während der Schwangerschaft bei der Beurteilung des Geburtsoutcomes eine untergeordnete Rolle spielt. Allenfalls ist sie ein Parameter zur Abschätzung der Körpermaße des Kindes.
Der BMI eignet sich besser zur Abwägung von Risiken für Mutter und Kind.
Zuletzt ist zu vermerken:
Dennoch sollten untergewichtige Frauen auch nicht außer Acht gelassen werden.
Untergewichtige Frauen haben häufiger Fehlgeburten oder gebären häufiger Frühgeborene mit fehlenden Reifezeichen.
Schlussfolgerung:
Schwangerschaften von adipösen Schwangeren sind mit deutlich erhöhten prä- und perinatalen Schwangerschaftsrisiken für Mutter und Kind behaftet. Daher ist es sinnvoll, schon frühzeitig (am besten vor der Schwangerschaft bei Kinderwunsch) die werdende Mutter bei bestehender Disposition über die Folgen einer Adipositas aufzuklären und durch geeignete Maßnahmen (Diätberatung, Ernährungsumstellung) der Adipositas entgegen zu wirken. Die Beratung sollte jedoch nicht mit der Geburt des Kindes enden. So sollte nach der Geburt das Stillen des Kindes für einen gewissen Zeitraum empfohlen werden, um das spätere Adipositasrisiko des Neugeborenen zu verringern.
Der soziale Status spielt bei der Bekämpfung der Adipositas eine besondere Rolle.
Bildung kann zu einem großen Teil das Auftreten von Adipositas vermeiden.
HINTERGRUND:
Die chirurgische Resektion von Kavernomen oder kavernösen Malformationen (CM) in eloquenten Arealen ist heutzutage möglich und wird mit gutem Ergebnis berichtet. Die Lebensqualität der Patienten postoperativ ist hingegen nicht genug untersucht.
ZIELSETUNG:
Analyse der langfristigen Lebensqualität nach ZNS-Kavernomresektion
METHODEN:
Daten für Patienten mit ZNS-Kavernom, die zwischen 2000 und 2016 mikrochirurgisch in einem tertiären medizinischen Zentrum behandelt wurden, wurden retrospektiv überprüft. Es wurden nur Patienten mit histopathologischer Sicherung des Kavernoms und mit vollständigen Dateninformationen eingeschlossen. Die klinischen Daten wurden analysiert. Zwischen 2017 und 2019 wurde ein Follow-up durchgeführt.
Die eloquenten Areale wurden nach Spazler-Martin-Definition definiert. Die Lebensqualität (QoL) wurde mit dem Short Form-12-Fragebogen (SF12) bewertet.
ERGEBNISSE:
Insgesamt 69 Patienten (39 Männer, 30 Frauen) wurden in die Studie eingeschlossen.
41 Läsionen befanden sich in einem eloquenten Bereich. Die Verteilung war wie folgt: Hirnstamm n = 8, Sensomotorisch n = 14, Sprachzentrum n = 8, Sehbahnen n = 5, tiefe Kleinhirnkerne oder Kleinhirnstiele n = 4 und Basalganglien n = 2.
22 Läsionen wurden in einem nicht eloquenten Bereich gefunden. 3 Läsionen befanden sich im Orbit und 3 im Rückenmark. 8 Patienten hatten multiple Kavernome.
42,0% der Patienten hatten fokale neurologische Defizite (FND), 34,8% hatten Anfälle und 11,6% hatten beide Symptome. Die postoperative Verschlechterung der modifizierten Rankin-Skala (mRS) betrug 19,5% für die Eloquente-Gruppe (EG) gegenüber 4,5% für die Nicht-Eloquente-Gruppe (NEG).
Nach einer mittleren Nachbeobachtungszeit von 6,5 Jahren war der neurologische Status besser oder unverändert bei 85,4% der EG und bei 100% der NEG im Vergleich zum Ausgangswert.
44 Patienten (EG n = 27, NEG n = 14) konnten an der letzten Nachuntersuchung teilnehmen. Die EG hatte mit Ausnahme der physischen Rolle (RP) größtenteils vergleichbare QoL-Ergebnisse, die mit der NEG übereinstimmten. Die Studienpopulation schnitt im Vergleich zu den Normen nur bei der Hälfte der Parameter von SF12 gut ab. Die allgemeine Gesundheit (GH), Vitalität, körperliche (RP) und emotionale Rolle (RE) waren jedoch signifikant schlechter.
FAZIT:
Bei einem späten Follow-up war die chirurgische Morbidität in der NEG vorübergehend und erholte sich größtenteils in der EG. In Bezug auf die Lebensqualität berichteten Patienten nach eloquenter Kavernomresektion in den meisten SF12-Domänen (mit Ausnahme der physischen Rolle) im Vergleich zur NEG über eine nicht minderwertige Lebensqualität. Sie berichteten jedoch über eine „Allgemeine Gesundheitswahrnehmung (GH)“, die unterhalb der Normstichprobe lag und von den eingeschränkten physisch bedingten (RP) und emotional bedingten Rollenfunktionen (RE) beeinflusst wurde.
Glioblastoma multiforme (GBM) is the most common and most aggressive malignant tumor of the central nervous system in adults. The median survival time of patients suffering from GBM is only 14-15 months. Despite a great progress in the technique of resection, radiation therapy, and chemotherapeutic drugs, survival time has not been significantly prolonged. Interestingly, the progression of GBM has been associated with intratumoral immune dysfunction states, and the GBM tissue represents a complex formation of tumor cells itself and diverse non-malignant cells such as endothelial cells, microglia or immunocompetent cells from peripheral blood. In that regard, accumulating evidence supports that Sphingosine 1-phosphate (S1P) acts as a key signal in the cancer extracellular milieu. S1P has been intensively discussed to be an important pro-tumoral molecule, since it is involved in proliferation, migration and invasion of both healthy and malignant cells. An increase in S1P has been associated with proliferation and invasion of GBM and other cancers that display a propensity for brain metastasis. S1P binds to five different cell surface G protein-coupled receptors called S1P receptor 1-5 (S1PR1-5), it has been shown in previous studies that particularly the S1PR1 and 2 are involved in regulating proliferation, metastasis, invasion, vascular angiogenesis and maturation of GBM cells and thus play an important role in tumorigenesis. Therefore, we used S1PR1 (ACT-209905, W146) and S1PR2 modulators/antagonists (Compound 16, JTE013) to investigate the role of these S1P receptor subtypes in the growth of human (prGBM, LN18) and murine (GL261) GBM cells to gain insight into the molecular processes of the pro-tumorigenic S1P signaling cascade in GBM cells. Further, we analyzed the influence of the human monocytic cell line THP-1 on GBM cell growth by co-culture experiments together with simultaneous application of S1PR1/S1PR2 modulators/antagonists to determine the role played by S1PR1 and S1PR2 signaling pathways in the interaction between tumor and immune cells. We found that all tested S1PR1/2 modulators (ACT-209905, W146, Compound 16, JTE013) significantly reduced the viability (Resazurine assay) and vitality (Crystal violet assay) as well as the migration and invasion of prGBM, LN18 and GL261 cells in a concentration dependent manner. The growth inhibitory effect of S1PR1 blocking by ACT-209905 was accompanied by the induction of apoptosis in GBM cells seen by increased caspase 3 activity. When S1PR1 antagonist (ACT-209905, W146) was co-administered with S1PR2 antagonist (Compound 16, JTE013) the inhibitory effect was much stronger compared to the single administration. Further, single and dual application of S1PR1 modulator and S1PR2 antagonist caused a stronger inhibition of GBM cell viability and vitality compared to 100 μM Temozolomide (TMZ) as the standard chemotherapeutic for GBM. These results suggest that both S1PR1 and S1PR2 are involved in the growth of GBM cells and that a simultaneous inhibition of both receptors has synergistic effects. In addition, the influence of THP-1 cells as a model for human monocytes/macrophages on GBM cell growth was analyzed since it has been shown that S1P signaling polarizes macrophages to the pro-tumoral M2 phenotype and S1PR1 has been linked to macrophage activation. Co-culture of GBM cells with THP-1 cells or THP-1 conditioned medium significantly enhanced the viability and vitality as well as the migration and invasion of GBM cells in a cell number dependent manner suggesting that THP-1 cells might secrete to date unknown pro-tumoral molecules which stimulate the pro-invasive growth of GBM cells. Our FACS analyses showed that THP-1 cells express not only the CD11b macrophage marker but also CD163 and CD206 as marker for the pro-tumorigenic M2 phenotype. Interestingly, the concomitant application of the S1PR1 modulator ACT-209905 had a significant inhibitory effect on the THP-1 induced increase of GBM cell growth and migration, which argues for a role of S1PR1 in the pro-tumoral characteristic of THP-1 on GBM cells. Immunoblot analyses further showed that blocking of the S1PR1 pathway leads to a reduced activation of several kinases including p38, AKT1 and ERK1/2 whereas THP-1 cells and THP-1 conditioned medium caused an activation of these kinases. To clarify the role of p38, AKT1 and ERK1/2 in the inhibitory effects of S1PR1 antagonists on GBM proliferation and migration in detail further studies are needed. Beside an impact on growth promoting kinases, S1PR1 blocking by ACT-209905 diminished surface expression (Median Fluorescence Intensity measured by FACS) of the pro-migratory molecules CD54 (ICAM-1) and CD166 (ALCAM), and reduced the percentage of CD62P (P-Selectin) positive GBM cells. In contrast, co-culture with THP-1 cells increased ICAM-1 and P-Selectin content of GBM cells which was reversed by ACT-209905 arguing for a role of ICAM-1 and P-Selectin in the migration of GBM cells. In conclusion, our study suggests a role of S1PR1 and S1PR2 signaling pathways in the growth and progression of GBM, improves our understanding of the complex mechanisms of S1P signaling in GBM cells, and gives at least a partial explanation for the pro-tumorigenic effects that macrophages might have on GBM cells combined with potential underlying mechanisms. Thus, this study argues for a further preclinical and clinical evaluation of a pharmacological modulation of S1PR1 and S1PR2 as a new or adjunctive therapeutic principle in GBM.
Etwa jeder zehnte Deutsche leidet an einer chronischen Nierenerkrankung (CKD), deren Entstehung zu etwa zwei Drittel auf eine Schädigung der Podozyten zurückgeführt werden kann. Die Funktion der Podozyten für die Aufrechterhaltung der selektiven glomerulären Filtration ist eng an ihre einzigartigen Morphologie interdigitierender Fußfortsätze gebunden. Deren Zwischenräume werden von einer Schlitzmembran überbrückt, die aus spezifischen Proteinen wie Nephrin besteht. Im Falle einer CKD kommt es jedoch zu einer Dedifferenzierung der Podozyten, welche einen Verlust ihrer komplexen dreidimensionalen Struktur und damit eine Proteinurie nach sich zieht. Da dieser Prozess durch die derzeit zur Verfügung stehenden Pharmaka wie Glukokortikoide oder Calcineurin Inhibitoren nur unzureichend therapiert werden kann, ist eine Dialysepflichtigkeit und/oder Nierentransplantation für die meisten Patienten unausweichlich.
Deswegen wurde im Rahmen dieser Arbeit der GlomAssay entwickelt und für das Screening podozytenspezifischer Wirkstoffe genutzt. Dazu wurden die Glomeruli eines transgenen Nephrin::CFP Mausstammes isoliert, welcher unter der Kontrolle des Nephrin Promoters den Fluoreszenzreporter CFP exprimiert. Anschließend wurden die Glomeruli kultiviert und der durch die zeitabhängige Dedifferenzierung der Podozyten bedingte Nephrin Abfall anhand der CFP Fluoreszenzintensität in situ quantifiziert.
Beim Vergleich verschiedener Isolationsmethoden erwies sich die Glomeruli Isolation mit magnetischen Dynabeads als geeignetstes Verfahren. Die Unversehrtheit der Podozyten wurde mittels Laser Scanning , Raster und Transmissionselektronenmikroskopie sowie durch Immunfluoreszenzfärbungen der Podozytenmarker Nephrin, Podocin und WT-1 verifiziert. Die spontane Dedifferenzierung der Podozyten in Zellkultur führte zu einem graduellen Abfall der CFP Fluoreszenz über 9 Tage. Dass die sinkende CFP Fluoreszenzintensität dabei unmittelbare Rückschlüsse auf eine verringerte Nephrin Expression zulässt, wurde mittels RT PCR, Western Blot , Transkriptom und Proteomanalyse belegt. Ein Effacement der Podozyten-Fußfortsätze und ein Verlust der Schlitzmembranen wurde anhand transmissions- und rasterelektronenmikroskopischer Aufnahmen nachgewiesen.
Um die Mechanismen der Podozytendedifferenzierung genauer zu verstehen, wurde das glomeruläre Transkriptom und Proteom nach 3 , 6 und 9 tägiger Kultivierung analysiert. Die Ergebnisse zeigten, dass außer den Schlitzmembranproteinen auch bspw. die Komponenten des Zytoskeletts, der Zell Matrix Kontakte oder der glomerulären Basalmembran von Bedeutung sind für die Podozytendedifferenzierung.
Die Validierung des GlomAssays erfolgte mit Hilfe verschiedener podozytenprotektiver und schädigender Substanzen. Die Podozyten Noxen Daunorubicin und Vinblastin bedingten dabei erwartungsgemäß einen Abfall der CFP Fluoreszenzintensität mit einer IC50 Konzentration von 1,55 µM bzw. 87,82 nM. Von den untersuchten podozytenprotektiven Pharmaka Dexamethason, all trans Retinsäure, Pioglitazon und 1α,25 Dihydroxyvitamin D3 führte nur die Behandlung mit Letzterem zu einer Reduktion der Podozytendedifferenzierung. Die damit einhergehende, erhöhte Nephrin und CFP Expression wurde mittels RT PCR und Western Blot Analyse nachgewiesen.
Anschließend wurde der GlomAssay für das Screening neuer Substanzen verwendet. Dabei wurde zum einen das Glykoprotein Hämopexin untersucht, welches mit der Entstehung der Minimal Change-Glomerulonephritis in Zusammenhang gebracht wird. Es zeigte jedoch keinen Effekt auf die Podozytendedifferenzierung. Zum anderen wurde der Brain Derived Neurotrophic Factor (BDNF) getestet, welcher als prognostischer Marker im Urin von CKD Patienten dient und für die Entwicklung und Integrität der glomerulären Filtrationsbarriere essentiell ist. Jedoch beeinflusste weder die Inkubation der Glomeruli mit BDNF noch mit dem BDNF bindenden TrkB-Fc Fusionsproteins die Differenzierung der Podozyten. Die Blockade des Tropomyosin Rezeptor Kinase B (TrkB) Rezeptors, welcher durch Interaktion mit BDNF aktiviert wird, durch den nichtkompetitiven Inhibitor ANA 12 bewirkte hingegen einen vorzeitigen Abfall der CFP Fluoreszenz mit einer IC50 Konzentration von 19,74 µM. Mit dem allosterischen TrkB Inhibitor Cyclotraxin B ließen sich diese Ergebnisse allerdings nicht bestätigen. Nichtsdestotrotz belegen die mit ANA 12 erzielten Resultate die Relevanz des BDNF für Podozytendifferenzierung.
Insgesamt gelang es mit dem GlomAssay ein neue in vitro Methode zu etablieren, um den Effekt pharmakologischer Substanzen auf die Podozytendifferenzierung schnell, nicht destruktiv und wiederholbar zu untersuchen. Dadurch bietet sich die Möglichkeit, das Screening podozytenprotektiver Wirkstoffe bereits in der präklinischen Phase stärker zu forcieren und so zukünftig die Entwicklung neuer Therapieoptionen zur Behandlung von CKDs voranzutreiben.
Background and Aim: High-risk neuroblastoma (HR-NB) is associated with a dismal prognosis despite the utilization of multimodal treatment, including therapy with an anti-GD2 monoclonal antibody (mAb). Here we investigated the use of an anti-idiotypic vaccine (ganglidiomab) in patients with HR-NB with or without relapse. Ganglidiomab is a murine monoclonal anti-idiotypic antibody and a structural mimic of GD2.
Patients and Methods: In this compassionate use program, seven HR-NB patients (two with relapsed disease) who achieved complete remission after salvage therapy were enrolled. They received 6-22 subcutaneous vaccine injections every two weeks. Each subcutaneous vaccine injection consisted of 0.5mg of ganglidiomab with 1.67mg aluminum as adjuvant. The immune response was quantified by ELISA methods. We investigated the vaccine-induced antibody response against ganglidiomab (vaccine), against ganglidiximab (a human-mouse chimeric variant of ganglidiomab), as well as against GD2, in immunized patients and determined the time to relapse or progression to last follow-up.
Results: Among the patients enrolled, 6/7 showed an immune response against ganglidiomab as well as an anti-ganglidiximab seroconversion. The non-responding patient had a haploidentical stem cell transplantation as part of the previous treatment, which is associated with B-cell immunodeficiency. However, an anti-GD2 seroconversion was only seen in 2/7 patients. Common toxicities were self-limited, including injection-related local reactions. No fever, pain, neuropathy, or grade 3/4 toxicities occurred during or post-treatment. All immunized patients did not experience a relapse or progression of their neuroblastoma with a median range of 56 months and 16 days from the first vaccine dose to the last follow-up, which contrasts with what is expected from historical control cohorts.
Conclusions: This is the first in man use of the anti-idiotype vaccine ganglidiomab in HR-NB patients. The vaccine was well-tolerated, and none of the vaccinated patients experienced a relapse or progression. These findings provide an important basis for the design of prospective clinical trials.
Störungen im Calcium- und Phosphatstoffwechsel bei chronisch Nierenkranken führen zur sogenannten „Chronic Kidney Disease - Mineral and Bone Disorder“ (CKD-MBD). Die CKD- MBD umfasst neben laborchemischen Veränderungen und Knochenerkrankungen vor allem Gefäßverkalkungen. Letztere sind aktive vaskuläre Umbauprozesse und finden sich insbesondere in der Tunica media arterieller Gefäße, mit einer Assoziation zu einer erhöhten kardiovaskulären Mortalität.
Ziel dieser Arbeit war es, vertiefende Einblicke in den Prozess der vaskulären Kalzifikation zu erlangen. Hierbei sollte die Frage geklärt werden, über welche Signalwege das in urämischen Gefäßen überexprimierte TGF-ß1 möglicherweise zur Inhibition vaskulärer Kalzifikation beiträgt und ob eine Beeinflussung möglich ist.
Zur Klärung dieses Sachverhalts wurde ein in vitro Zellkulturmodell (human vascular smooth muscle cells, hVSMCs) durch Zusatz von erhöhtem Calcium- und Phosphat etabliert, ähnlich den laborchemischen Veränderungen bei CKD-MBD. Die kalzifikationsbeeinflussende Rolle von TGF-ß1 sollte geklärt und mit dem SAPK/JNK (stress- activated protein-kinase/ c-Jun N-terminale Kinase) Signalweg eine mögliche Interaktion dieser beiden Signalkaskaden identifiziert werden. Außerdem sollte der Stellenwert der Apoptose sowie der osteogenen Differenzierung im Prozess vaskulärer Kalzifikation analysiert werden.
TGF-ß1 zeigte eine konzentrationsabhängige, kalzifikationsinhibierende Wirkung. TGF-ß1 vermittelte diesen Effekt unter anderem über Phosphorylierung der Proteinkinase SAPK/JNK, die im Zusammenhang mit Apoptose, Zellproliferation und Differenzierungsprozessen steht. Weiterhin konnte bestätigt werden, dass die Apoptose eine wichtige Rolle bei der Initiation der vaskulären Kalzifikation spielt.
Die weiterführende Erforschung der Interaktion des SAPK/JNK Signalwegs mit TGF-ß1 und einem damit verbundenem, potentiellen Therapieansatz bei Patienten mit vaskulärer Kalzifikation sollte in vivo in einem Tiermodell untersucht werden, insbesondere um herauszufinden, ob der Signalweg ohne Beeinträchtigung wichtiger zellulärer Funktionen beeinflusst werden kann. Sowohl TGF-ß1 als auch SAPK/JNK könnten mögliche Targets für neue therapeutische Strategien wie die Entwicklung von sog. „biased ligands“ darstellen, welche selektiv bestimmte Signalwege regulieren können.
Survival, development, and function of cells depend on numerous signaling pathways or-
chestrating the response to external and internal stimuli. Besides the well-established signaling through reversible phosphorylation, the concept of specific, spatio-temporal redox modifi-
cations of protein cysteinyl and methionyl side chains that regulate the biological function of these proteins is supported by an overwhelming amount of data. Although the specific reduction of protein redox modifications has been studied intensively, the oxidation of protein side chains was thought to be a result of so-called ‘oxidative stress’. However, this term has been increasingly challenged, since signaling pathways depend on specific, spatio-temporal oxidation of target proteins, most likely catalyzed by specific enzymes. The discovery of MICAL (molecule interacting with CasL) proteins evinced
the first examples of specific oxidases in signal transduction in the redox regulation of cellular functions.As part of the semaphorin signaling pathway, MICAL proteins were characterized to stereospecifically oxidize methionyl residues in actin, thereby regulating actin deolymerization, a process important in neurogenesis and cell migration. This oxidation can be reversed by the specific methionine-R-sulfoxide eductase B1. Besides the regulation of actin dynamics, MICALs are involved in the regulation of cell proliferation and
apoptosis, and the production of hydrogen peroxide may qualify them as specific oxidases also for cysteinyl residues.
In the two present prospective cohort studies we conducted on population-based sample from the North-eastern adult Germans, the following main results were obtained. First, CP had a moderate effect on CVD and all-cause mortality [93]. In further analyses, we investigated the association of CP and mortality considering DM as a mediator in the CP-Mortality association. We did not, however, come up with enough evidence supporting this hypothesis. Furthermore, no substantial evidence was found on our hypothesis suggesting a joint effect of CP and DM on mortality [93]. Second, we studied the causal effect of CP on diabetes incidence or long-term change of Hba1c level using 11-years of follow-up data from SHIP. However, our data did not indicate any independent effect of CP on the incidence of diabetes mellitus after comprehensive confounder adjustment using DAGs. Models that consider baseline periodontal status effect on long term change of Hba1c revealed similar non-significant results [94].
Ungeachtet der Alltagsrelevanz ist die empirische Evidenz zur Regulation selbstbewer-tender Emotionen im Forschungsfeld unterrepräsentiert. In Dual-Process-Ansätzen wurden Zusammenhänge zwischen Emotionen, kognitiver Emotionsregulation und Entscheidungs-verhalten in moralischen Konflikten modelliert. Jüngere Befunde legen nahe, dass habituelles und experimentell induziertes Reappraisal – mediiert über die emotionale Erregung – positiv mit konsequentialistischen Urteilen und Entscheidungen assoziiert sind.
Ziel der Arbeit ist es, den Einfluss kognitiver Emotionsregulation auf das Entscheidungs-verhalten in moralischen Alltagsdilemmata zu untersuchen. Welche kognitiven Strategien kommen bei der Schuld- und Schamregulation zum Einsatz? Welche Wirkung entfalten sie auf verschiedene Outcomes (emotionales Erleben, Entscheidungsverhalten)? Inwiefern unterscheiden sich Formen und Taktiken des Reappraisal in ihrer Wirkung?
In einem ersten Schritt wurden schuld- und schamauslösende Dilemmata entwickelt und anhand definierter Kriterien selektiert. Eine Studienreihe betrachtete den Einfluss habitueller, kognitiver Emotionsregulation und experimentell manipuliertem Reappraisal auf das Entscheidungsverhalten in diesen Dilemmata. Tendenziell begünstigten funktionale Strategien aus der Reappraisal-Familie konsequentialistische Entscheidungen. Der Media-tionseffekt über die emotionale Erregung konnte nicht repliziert werden. Eine zweite Studien-reihe mit explorativer Methodik beabsichtigte, die Phänomenologie von Reappraisal-Taktiken bei einem moralischen Entscheidungskonflikt abzubilden. Mittels eines Kategoriensystems konnten problemorientierte und externalisierende Reappraisal-Taktiken identifiziert werden.
Limitationen der Untersuchungen und Anknüpfungspunkte für zukünftige Forschung werden ebenso diskutiert wie Implikationen der Ergebnisse für die klinische und forensische Praxis.
Die schwere Sepsis und der septische Schock sind aufgrund ihrer Häufigkeit, ihrer hohen Sterblichkeit, der hohen direkten und indirekten Kosten und insbesondere ihrer einschneidenden Folgen für die Lebensqualität Betroffener und ihrer Angehörigen ein relevantes Thema auf Intensivstationen weltweit. Die große Heterogenität des Krankheitsbildes erschwert eine rasche Diagnosestellung und eine schnelle Therapieeinleitung. Als ursächlich für die Verzögerung sehen viele Autoren ein mangelndes Wissen und eine daraus resultierende Verkennung der Dringlichkeit einer zeitkritischen Behandlung. Zum jetzigen Zeitpunkt existieren zu wenig belastbare Studien, die verlässliche Aussagen über den optimalen Zeitpunkt und die notwendige Zeitspanne bis zur Diagnostik und Therapie treffen können. Ebenso fehlen insbesondere in dieser frühen Phase der Sepsis wichtige Strukturen und Algorithmen, wie sie bereits bei anderen Notfällen seit Jahren etabliert sind. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, zunächst zu untersuchen, inwieweit eine mangelnde Priorisierung besteht und wie sich diese auf die viel diskutierte Forderung nach umgehender Diagnostik und Therapie überträgt. Dazu sollen die in Greifswald erhobenen Zeiten im Vergleich zu den Leitlinienempfehlungen und der aktuellen Studienlage diskutiert werden. Zur besseren Verdeutlichung wurden Daten von Polytraumapatienten aus Greifswald herangezogen. Darüber hinaus fand ein literaturbasierter Vergleich mit bereits etablierten Strukturen anerkannter Notfälle statt. Im Rahmen der vorliegen-den Arbeit wurden dazu retrospektiv 297 volljährige Patienten ausgewählt, die sich im Zeit-raum vom 4. Januar 2010 bis 24. Dezember 2015 mit schwerer Sepsis und septischem Schock auf den Intensivstationen ITS 1 und ITS 2 der Universitätsmedizin Greifswald befanden und die im Anschluss an eine radiologische Fokussuche eine operativ/interventionelle Herdsanierung erhalten haben. Zunächst bestätigen unsere Daten, im Einklang mit der bestehenden Studienlage, einen positiven Einfluss einer schnellen Herdsanierung auf die Letalität. Ebenso zeigen sie die Bedeutung einer frühestmöglichen Diagnosestellung der Sepsis. Vor allem zeigen unsere Ergebnisse eine deutliche mangelnde Priorisierung von Sepsispatienten im klinischen Alltag. Es zeigte sich, dass vor allem fehlende Strukturen zu Beginn der Behandlung und Defizite im Bereich der Kommunikation zu den wichtigsten Problemen im Umgang mit Sepsispatienten gehören. Aus diesen Erkenntnissen wurde ein Algorithmus abgeleitet, der in Zukunft die Früherkennung sowie die initiale Behandlung erleichtern soll. Er soll eine Antwort auf die Frage geben, ob ein Patient mit unspezifischen Symptomen an einer Sepsis erkrankt sein könnte. Auf diese Weise soll dem Notfall Sepsis im klinischen Alltag eine priorisiertere Stellung eingeräumt werden.
Infectious diseases remain a significant threat to the wellbeing of humans and animals
worldwide. Thus, infectious disease outbreaks should be investigated to understand the
emergence of these pathogens, leading to prevention and mitigation strategies for future
outbreaks. High-throughput sequencing (HTS) and bioinformatic analysis tools are reshaping
the surveillance of viral infectious diseases through genome-based outbreak investigations. In
particular, analyzing generic HTS datasets using a metagenomic analysis pipeline enable
simultaneous identification, characterization, and discovery of pathogens.
In this thesis, generic HTS datasets derived from the 2018-19 WNV epidemic and USUV
epizooty in Germany were evaluated using a unified pipeline for outbreak investigation and an
early warning system (EWS). This pipeline obtained 34 West Nile virus (WNV) whole-genome
sequences and detected several sequences of Usutu virus (USUV) and other potential
pathogens. A few WNV and USUV genome sequences were completed using targeted HTS
approaches. Phylogenetic and phylogeographic inferences, reconstructed using WNV wholegenome sequences, revealed that Germany experienced at least six WNV introduction events.
The majority of WNV German variants clustered into the so-called “Eastern German clade
(EGC),” consisting of variants derived from birds, mosquitoes, a horse, and human cases. The
progenitors of the EGC subclade probably circulated within Eastern Europe around 2011. These
flavivirus genome sequences also provided substantial evidence for the first reported cases of
WNV and USUV co-infection in birds. Phylogenetic inferences of USUV genome sequences
showed the further spread of the USUV lineage Africa 3 and might indicate the overwintering
of the USUV lineage Europe 2 in Germany. Among viral sequences reported in the EWS, Hedwig
virus (HEDV; a novel peribunyavirus) and Umatilla virus (UMAV; detected in Europe for the
first time) were investigated using genome characterization, molecular-based screening, and
virus cultivation since these viruses were suspected of causing co-infections in WNV-infected
birds. The EWS detected overall 8 HEDV-positive and 15 UMAV-positive birds in small sets of
samples, and UMAV could be propagated in a mosquito cell culture Future studies are necessary
to investigate the pathogenicity of these viruses and their role in the health of wild and captive
birds.
In conclusion, this study provided a proof-of-concept that the developed unified and
generic pipeline is an effective tool for outbreak investigation and pathogen discovery using the
same generic HTS datasets derived from outbreak and surveillance samples. Therefore, this
thesis recommends incorporating the unified pipeline in the key response to viral outbreaks to
enhance outbreak preparedness and response.
End of life care nach allogener Stammzelltransplantation:
Die Prognose nach allogener Stammzelltransplantation beträgt ca. 50%, die nicht heilbaren Patienten können von einer palliativmedizinischen Therapie profitieren. Die Bedürfnisse könnten sich unterscheiden zu denen von Patienten mit unheilbaren soliden Tumoren. In dieser Arbeit war die Zielsetzung die Identifizierung der Probleme und Notwendigkeiten nach allogener Stammzelltransplantation, hierfür wurden 123 Patienten die an der Universitätsmedizin Greifswald transplantiert wurden und bereits verstorben sind, in die Studie eingeschlossen.
There has been a substantial evolution of anti-cancer therapies in the last decade, leading
to improved prognosis and disease-free survival of patients with melanoma. Due to the
number of patients that still develop resistance or to the high systemic toxicity and side
effects, new treatment options are still needed. Regardless of the type of therapeutic
interventions (except surgery), the reactive oxygen species (ROS) are a by-product or
contribute to the action mechanism of many successful therapies. In this context, medical
cold atmospheric plasma (CAP) arises as a promising tool, and studies are important to
prove the effectiveness of this new device.
Since combination therapies are the current standard way to treat melanoma, we explored
candidates to be combined with cold atmospheric plasma, with potential to become a
therapeutic option in the combination. Here, we tested the radiotherapy and clinically safe
mitochondrial inhibitor drugs. In the end of the study, both, ionizing radiation and four
mitochondrial-targeted-drugs showed to be promising candidates for the combination with
CAP. These combinations induced increased cytotoxicity and modulated the immune
system improving the anti-tumor immune response. Mitochondrial damage seems to be
the first stage to induce cellular deficiency and culminate in apoptotic cell death.
Furthermore the release of GM-CSF contribute to a pro inflammatory state and immune
system activation.
This dissertation showed that CAP serves as an excellent tool to boost melanoma cell
death and induce anti-tumor response. In addition, in our proposed therapeutic
combination, the intensity of plasma treatment could be decreased possibly resulting in
less systemic toxicity. Our results serves as model to be studied in other tumor entities.
In dieser Arbeit wurde gezeigt, dass miR-502 in vitro in der pankreatischen Tumorzelllinie
PaTuT Proteine des cNHEJ supprimiert. Dazu wurden in PaTuT-Zellen die miR-502
überexprimiert und mittels qPCR, Luciferase-Assay und Western-Blot die mRNA sowie die
Proteinmenge im Bezug zu einer Kontrollgruppe bestimmt. Dabei konnte gezeigt werden, dass
sowohl die Proteine Ku70 und XLF herunterreguliert werden, als auch deren mRNAs, während
Ku80 nur auf Proteinebene signifikante Unterschiede im Vergleich zur Kontrollgruppe zeigte.
Für Ligase 4, die in Vorversuchen der Arbeitsgemeinschaft Moskwa auch potentiell von miR-
502 inhibiert wurde, konnten keine Unterschiede zur Kontrollgruppe festgestellt werden.
Darüber hinaus konnte gezeigt werden, dass miR-502 am stärksten in der G1 und S-Phase des
Zellzyklus exprimiert ist und somit in den Phasen, indem das cNHEJ inhibiert ist. Damit ist
miR-502 die erste bekannte miRNA, die mehrere Proteine des cNHEJ reguliert und daher eine
interessante miRNA für einen möglichen Therapieansatz. Eine Verschiebung des Zellzyklus
durch miR-502 konnte nicht nachgewiesen werden. Dies kann durch Zelllinien-spezifische
Unterschiede verursacht worden sein. Nach Bestrahlung der Zellen konnte gezeigt werden, dass
Zellen mit überexprimierter miR-502 nach Bestrahlung mehr Doppelstrangbrüche aufwiesen
und nach Bestrahlung weniger Zellen überlebten, was darauf hinweist, dass Zellen mit
überexprimierter miR-502 die Doppelstrangbrüche schlechter reparieren können.
Hintergrund: Wie in vielen anderen Bereichen der Medizin kann ein Methicillin-resistenter Staphylococcus aureus (MRSA) auch zahnmedizinisches Personal sowie ihre Patient*innen besiedeln. Studien zur Prävalenz von MRSA und Methicillin-sensiblem S. aureus (MSSA) bei dieser Berufsgruppe sowie zum Trageverhalten bei persönlicher Schutzausrüstung (PSA) sind jedoch rar.
Ziel: Es wurde eine Beobachtungsstudie (StaphDent Studie) durchgeführt, um die Prävalenz von MRSA und MSSA bei Zahnärzt*innen und zahnärztlichem Personal in der Region Mecklenburg-Vorpommern zu bestimmen. Des Weiteren sollte die Compliance zum Einhalten der Hygienemaßnahmen anhand des Trageverhaltens von PSA ausgewertet werden, um daraus mögliche Rückschlüsse in Bezug auf die Prävalenz von MRSA und MSSA ableiten zu können.
Methoden: Von Zahnärzt*innen (n= 149), zahnärztlichem Personal (n= 297) sowie von weiteren Praxisangestellten wurden zum größten Teil im Selbsttestverfahren Nasenabstriche entnommen. Es erfolgte die Auswertung im Fachbereich Mikrobiologie. Die klonale Verwandtschaft der MSSA-Isolate wurde durch spa-Typisierung und in einigen Fällen durch Ganzgenomsequenzierung charakterisiert. Die Verwendung von PSA wurde anhand eines Fragebogens ermittelt.
Ergebnisse: Während 23,7% (115/485) der Teilnehmenden mit MSSA kolonisiert waren, konnte MRSA in keiner der Proben nachgewiesen werden. Die MSSA-Prävalenz steht in keinem statistischen Zusammenhang mit der Praxisgröße, dem Geschlecht, dem Alter oder der Dauer der Beschäftigung. Die identifizierten 61 spa-Typen ließen sich 17 klonalen Komplexen und vier Sequenztypen zuordnen. Die meisten spa-Typen (n= 51) wurden nur einmal nachgewiesen. In 10 Zahnarztpraxen trat ein spa-Typ zweimal auf. Die Ganzgenomsequenzierung bestätigt eine enge klonale Beziehung für 4/10 dieser Isolatpaare. PSA wurde von den meisten Zahnärzt*innen und ihren Mitarbeitern und Mitarbeiterinnen regelmäßig verwendet.
Schlussfolgerung: Der fehlende Nachweis von MRSA spiegelt die geringere MRSA-Prävalenz in dieser Berufsgruppe wider. Das zum größten Teil konsequente Tragen der PSA und die damit verbundene hohe Compliance bei der Einhaltung der Hygienemaßnahmen scheinen für dieses Ergebnis ursächlich zu sein.
The investigation of complex molecular systems by molecular dynamics simulations has been successfully established and proven as a standard method during the last decades. The use of highly optimized algorithms and steadily increasing, generally available computing resources enables even larger and longer simulations. However, the dynamics of the system itself is not accelerated, and it can be trapped in low energy minima that can only be overcome slowly. A number of methods have therefore been developed to address this problem.
Within the context of this dissertation, a novel algorithm based on replica exchange was developed to solve problems with existing methods, which can now be used for large molecular systems with a low resource consumption. Parameter dependence was systematically evaluated and optimized to define guidelines for correct application. This algorithm was successfully applied to various pharmaceutical and biochemical problems, such as protein folding or protein-protein interactions.
Revaskularisierende Maßnahmen wie die perkutane transluminale Angioplastie sowie die Stentimplantation zählen heutzutage zu den Standardtherapieverfahren der koronaren Herzkrankheit. Insbesondere die Einführung der mit proliferationshemmenden Wirkstoffen wie Paclitaxel oder Sirolimus beschichteten drug-eluting stents (DES) konnte die Restenoserate der behandelten Gefäße auf unter 10 % senken. Der Erfolg der kardiovaskulären Intervention ist dabei insbesondere auch von der Freisetzungskinetik der Wirkstoffe aus der Polymerbeschichtung der Stents abhängig. Methoden zur Untersuchung des In vitro-Freisetzungsverhaltens sind jedoch weder im Europäischen noch im US-Amerikanischen Arzneibuch monographiert, meist werden aber offizinelle Methoden wie der Eintauchende Halter oder die Durchflusszelle sowie nicht offizinelle, einfache Shake-Flask-Methoden zur Bestimmung der In vitro-Freisetzung verwendet. Dabei bleiben allerdings Besonderheiten von DES wie die Einbettungsbedingungen in das Gewebe der Gefäßwand oder die Flussbedingungen unberücksichtigt. Mit der Einführung der Gefäßsimulierenden Durchflusszelle (vFTC) mit einem Gewebemodell in Form eines Hydrogels als zweitem Akzeptorkompartiment konnten dagegen Parameter wie der Blutfluss, die Verteilung des Wirkstoffes in die Gefäßwand sowie reine Diffusionsprozesse auf der abluminalen Seite der Stents in vitro simuliert werden. Durch Modifikation des Hydrogels mittels hydrophober Zusätze konnte auch bereits ein Einfluss auf die Freisetzung von Modellarzneistoffen aus schnellfreisetzenden Stents gezeigt werden. Ziel dieser Arbeit war es daher, auch für die tatsächlich in DES eingesetzten Arzneistoffe Sirolimus und Paclitaxel Gewebemodelle auf Basis von Hydrogelen zu entwickeln und den Einfluss dieser Gewebemodelle auf die In vitro-Wirkstofffreisetzung in der vFTC zu untersuchen.
Dazu wurden zunächst analytische Methoden zur Quantifizierung der beiden Wirkstoffe entwickelt und validiert. Zur Identifizierung eines geeigneten Freisetzungsmediums wurde anschließend die Stabilität der Wirkstoffe in verschiedenen pufferbasierten und ungepufferten Medien sowie unter Zusatz von stabilisierenden Additiva untersucht. Eine mit Butylhydroxytoluol und Brij® L23 stabilisierte 0,9 %-ige Kochsalzlösung wurde dabei als geeignet identifiziert, die Stabilität der beiden Wirkstoffe über einen Freisetzungszeitraum von fünf Tagen zu gewährleisten.
Auf Basis vorhergehender Arbeiten wurde für die Entwicklung der Gewebemodelle auf ein 2 %-iges Agarosegel als Grundlage zurückgegriffen. Um die Verteilung der Wirkstoffe in das Gewebemodell zu erhöhen, wurden verschiedene Zusätze wie Lecithin, LiChroprep® RP-18, Lipofundin® MCT/LCT 20 %, mittelkettige Triglyceride und Cholesterol zur Hydrophobisierung beigemischt. Außerdem wurden Elastin und bovines Serumalbumin als Zusätze gewählt, um spezifische Bindungen der Wirkstoffe im Gewebe zu simulieren. Zur Untersuchung der Eignung der entwickelten Hydrogele als Gewebemodell wurde der Verteilungskoeffizient zwischen Hydrogel und Wirkstofflösung ermittelt und mit ex vivo ermittelten Literaturwerten zwischen humanem Aortengewebe und einer Wirkstofflösung verglichen. Zusätze von 10 % Lipofundin®, 0,1 % LiChroprep® + 0,02 % Lecithin sowie 0,1 % Lecithin wurden als geeignet befunden, um die Verteilung von Sirolimus in das Gewebe humaner Aorta mit unterschiedlichem Status zu simulieren und wiesen zudem eine ausreichende Stabilität für Freisetzungsuntersuchungen in der vFTC über einen Zeitraum von fünf Tagen auf.
Die Untersuchung des Einflusses dieser drei Gewebemodelle als Hydrogelkompartiment auf die Wirkstofffreisetzung aus DES in der vFTC wurde mit Sirolimus-beschichteten Stents mit Poly-L-Milchsäure als Beschichtungspolymer über 120 h durchgeführt. Zum Vergleich wurde zusätzlich die Wirkstofffreisetzung in einer einfachen Shake-Flask-Methode sowie in der Durchflusszelle ohne Hydrogelkompartiment beziehungsweise mit einem Agarosegel ohne Zusätze bestimmt. Es konnte ein triphasisches Freisetzungsverhalten mit biphasischem, jeweils nach einer Kinetik 1. Ordnung ablaufenden burst release von 30 - 40 % des Wirkstoffes innerhalb der ersten 12 h sowie nachfolgender langsamer Diffusionsphase beobachtet werden. Ein Vergleich der unterschiedlichen Freisetzungs-methoden zeigte eine langsamere Freisetzung unter Verwendung der Durchflusszelle sowie eine weitere Verringerung des in das Medium freigesetzten Wirkstoffanteils durch die Einführung eines zweiten Akzeptorkompartiments in der vFTC. Statistisch signifikante Unterschiede wurden aber vorrangig in der Verteilung des Wirkstoffes zwischen den Kompartimenten gesehen. So führte die Verwendung von 10 % Lipofundin als Zusatz zu einer Erhöhung des Anteils an Sirolimus im Gewebemodell von etwa 1 % auf fast 14 % der Gesamtfreisetzung nach fünf Tagen (p < 0,05). Im Gegensatz zu vorherigen Untersuchungen mit Modellarzneistoffen ist es für den tatsächlich in DES eingesetzten Wirkstoff Sirolimus also gelungen, ein Gewebemodell mit ausreichend hohem Verteilungskoeffizienten zu entwickeln, mit dem signifikante Unterschiede in der Verteilung zwischen den verschiedenen Kompartimenten der vFTC ermittelt werden konnten. In vitro-Wirkstofffreisetzungsuntersuchungen aus DES mittels der vFTC können somit durch die Verwendung von Gewebemodellen mit einem den In vivo-Bedingungen angepassten Verteilungskoeffizienten für die betreffenden Wirkstoffe eine noch bessere Abschätzung der In vivo-Verteilung eines aus DES freigesetzten Wirkstoffes in die Arterienwand leisten. Auch für biorelevante In vitro-Wirkstofffreisetzungsuntersuchungen aus anderen Implantaten können die in dieser Arbeit entwickelten Gewebemodelle möglicherweise einen wertvollen Beitrag leisten.
Der Fokus der vorliegenden retrospektiven Studie lag auf der Charakterisierung von Veränderungen der Parameter des integrierten Liquorgesamtbefundes nach epileptischen Anfällen. Mit Hilfe der Ergebnisse dieser Studie ist es möglich, eine sichere und wissenschaftlich fundierte Beurteilung von Liquorparametern nach einem epileptischen Anfall vornehmen zu können.
Unsere Studie umfasst 247 Patienten, die nach einem klinisch gesicherten epileptischen Anfall eine diagnostische Abklärung inklusive Lumbalpunktion in der Klinik und Poliklinik für Neurologie der Universitätsmedizin Greifswald bekamen. In der Zusammenschau klinischer, liquorchemischer sowie bildmorphologischer Daten erfolgte der vorherige Ausschluss aller Patienten mit dem Verdacht auf eine entzündliche oder autoimmune Ätiologie ihres epileptischen Anfalls. Unsere Ergebnisse zeigten vielfältige Veränderungen von Parametern des postiktalen integrierten Liquorgesamtbefundes. So beobachteten wir in unserer Kohorte bei lediglich 4 % eine Pleozytose, in 28 % der Fälle pathologische Laktaterhöhungen, bei 51 % eine Gesamtproteinerhöhung und in 29 % der Patienten konnte eine Blut-Liquor Schrankenfunktionsstörung nachgewiesen werden. Außerdem fanden wir lediglich bei 5 % unserer Patienten eine intrathekale IgG-Synthese. Dies ist von besonderem Interesse, da in jüngerer Vergangenheit eine entzündliche Beteiligung auch in den heutzutage als unbekannt klassifizierten Anfällen diskutiert wurde (Kowski et al., 2014). Außer einem Zusammenhang zwischen erhöhten postiktalen Laktatwerten und einem vorausgegangenen motorischen onset konnten wir keine Assoziationen zwischen Veränderungen von Parametern des postiktalen integrierten Liquorgesamtbefundes und der Semiologie herstellen. Vereinbar mit vorherigen Studien beobachteten wir signifikant höhere Laktatwerte und Albuminquotienten bei Patienten mit generalisierten Verlangsamungen im EEG.
Zusammenfassend kann man feststellen, dass es vielfältige Veränderungen von Parametern des integrierten Liquorgesamtbefundes nach epileptischen Anfällen geben kann. Das Wissen über solche möglichen Veränderungen kann klinisch tätige Ärzte vor einer Fehlinterpretation der Befunde in ihrer täglichen Routine bewahren. Aufgrund der geringen Häufigkeit postiktaler entzündlicher Befunde (Pleozytose, intrathekale IgG-Synthese) sollte bei Auftreten dieser Befunde auf eine gezielte Diagnostik hinsichtlich einer möglichen Infektion des ZNS oder einer Autoimmunenzephalitis nicht verzichtet werden.
The soluble blood protein beta2-glycoprotein I (beta2GPI; 326 aa, MW: 48 kDa, 5 domains) is one of the most abundant proteins in human serum and exhibits two main conformational states: the circular or closed conformation, where the first domain (DI) is bound to the last domain (DV) of the protein, and the linear or open conformation. The defined physiological function of beta2GPI is still unknown, though several roles in pro- and anticoagulation as well as oxidative stress protection were discovered. The open form is considered to play a crucial role in the systemic autoimmune disease antiphospholipid syndrome (APS), which is an acquired thrombophilia characterized by recurring thrombotic events and pregnancy morbidity. Beta2GPI constitutes the main antigen for APS autoantibodies which are supposed to bind a cryptic epitope within DI after a conformational change from closed to open form. However, the pathophysiological mechanism of APS is poorly understood. Therefore, investigating the structural dynamics of this protein in relation to its antigenicity is of high interest.
Post-translational modifications (PTM) of a target protein often show an impact on the formation of neoantigens, for instance in the autoimmune-mediated diseases type 1 diabetes mellitus, rheumatoid arthritis, or multiple sclerosis. Such modified antigens may lead to immune tolerance breakdown as they are unknown to the immune system, which therefore could mistakes self for non-self proteins. In this thesis, two frequently occurring PTM were introduced to beta2GPI and their impact on the protein conformation was studied by biophysical tools (i.e. atomic force microscopy (AFM) imaging, transmission electron microscopy (TEM) imaging, dynamic light scattering (DLS), and circular dichroism (CD) spectroscopy). In order to examine immunopathophysiological relevance of these PTM, additional insights were gained from ELISA which was used to examine binding of anti-DI autoantibodies purified from the blood of APS patients to the modified beta2GPI species.
A characteristic feature of beta2GPI is the high content of lysine residues. Previously, opening of beta2GPI was found to be triggered by a drastic shift in pH and salt concentration (pH 11.5 and 1.15 M NaCl), which results in reversible uncharging of the lysine residues. The aim of this study was to investigate the beta2GPI conformation after lysine acetylation as a model system, to elucidate the role of lysine residues on the conformational dynamics of this protein, and to examine anti-DI autoantibody binding to both the untreated as well as acetylated species.
A strategy to permanently open up the closed form under physiological conditions by chemical acetylation of lysine residues utilizing the sensitive acetylation agent acetic acid N-hydroxysuccinimide ester (NHS-Ac) was established. Complete and specific lysine acetylation was verified by quantification of primary amines exerting a fluoraldehyde o-phthaldialdehyde (OPA) reagent assay, as well as by native PAGE and western blot analysis with an anti-acetylated lysine antibody. Beta2GPI acetylation revealed a partial opening of beta2GPI molecules. Compared to untreated, i.e. native beta2GPI which exhibited 93% of the molecules in closed and 7% in open form, complete lysine residue acetylation generated 39% of beta2GPI in closed and 61% in open conformation as shown by AFM high-resolution imaging. pH 11.5-treated beta2GPI was used as a reference in the applied methods and revealed 38% of the protein in closed and 62% in open conformation. Thus, a significant shift in beta2GPI conformation occurred upon lysine residue acetylation as well as basic pH-treatment. The data indicate that lysine residue acetylation destabilizes the closed form, leading to a facilitated opening of the structure. The closed conformation might be predominantly stabilized by electrostatic interactions of lysine residues, which potentially control the conformational dynamics of this glycoprotein. ELISA confirmed that anti-DI autoantibodies do not bind to untreated (closed) beta2GPI. Although acetylated beta2GPI was shown to have a substantial portion of open proteins, no binding of anti-DI autoantibodies to the acetylated species was found either. Hence, acetylated lysine residues may disrupt the immunorelevant epitope in DI which prevents antibody binding. This finding reveals a new hint for epitope organization. However, further detailed epitope mapping has to be performed.
Beta2GPI carries two structural disulfide bonds per domain, whereas an additional disulfide bond Cys288/Cys326 is located at the C-terminus of DV near the putative contact interface of DI and DV in the closed conformation. It was previously shown that beta2GPI is a substrate of thiol oxidoreductases, including human thioredoxin-1 (Trx-1) generating different redox states of disulfide bond Cys288/Cys326, which might serve as a scavenger in oxidative stress protection in the blood stream. In APS patients, anti-DI antibody titers as well as an enhanced risk for thrombotic events are associated with an increase in the oxidized state of the protein. Hitherto, no structural study has been performed in order to prove a correlation of the redox state and the conformation of beta2GPI. Therefore, investigations of beta2GPI conformation in different redox states of disulfide bond Cys288/Cys326 were carried out. In addition, binding of anti-DI autoantibodies to the untreated (native) as well as reduced protein should be explored.
At first, cysteine residues of untreated, i.e. native beta2GPI were confirmed to be completely in oxidized state using Ellman’s reagent assay and the absence of binding of a thiol-specific agent. Statistical analyses of AFM images revealed that untreated beta2GPI was mainly in closed conformation (80% in closed and 20% in open conformation) in the respective system. In this study, an optimized protocol for enzymatic reduction of disulfide bond Cys288/Cys326 was established. The agent TCEP was used to reduce human Trx-1, which in turn enzymatically reduced beta2GPI. To block reoxidation of free thiols and to facilitate product analysis, cysteine residues of reduced beta2GPI were subsequently labeled with the sensitive and thiol-specific reagent 3-(N-maleimidopropionyl) biocytin (MPB), which carries a biotin function. During protocol establishment, complete and specific reduction of disulfide bond Cys288/Cys326 was confirmed utilizing SDS-PAGE, streptavidin western blot, mass spectrometry (MS) analyses, and a biotin quantification assay. Protocol improvements constituted a homogenous system with remarkable decrease of unspecifically reduced beta2GPI. Upon beta2GPI reduction, AFM imaging revealed no significant shift in protein conformation (75% in closed and 25% in open conformation). These results were qualitatively confirmed by TEM imaging. Therefore, reduction of beta2GPI disulfide bond Cys288/Cys326 did not result in a major conformational change of the protein. Upon in vitro reduction, the closed form is still the main conformation and a direct correlation of beta2GPI redox state and conformation must be refused. Furthermore, beta2GPI reduction led to a strong and statistically highly significant increase in anti-DI autoantibody binding compared to untreated beta2GPI. Thus, the reduced form might be the antigenic form of the protein. In contrast to previous knowledge, these findings suggest that anti-DI autoantibodies may also bind to the closed conformation under certain conditions. Hypothetically, reduction of beta2GPI could induce a minor structural change in DV that might facilitate the binding of APS autoantibodies.
Overall, this study reveals that PTM of beta2GPI may lead to a critical level of destabilization of the closed conformation (as in the case of acetylated beta2GPI) or significantly increase the binding of APS autoantibodies (as in the case of reduced beta2GPI), both of which could have a large impact on APS disease. However, further investigations are necessary to put these new findings in the context of APS immunopathophysiology.
Hintergrund und Problemstellung:
Menschen mit Migrationshintergrund (MmM) mit Demenz stellen eine vulnerable Gruppe dar,
da sie nicht die gleiche Qualität an Demenz-Diagnostik erhalten wie die autochthone
Bevölkerung und bei formellen Versorgungsleistungen unterrepräsentiert sind. Das Ziel dieser
Dissertation besteht darin, aufzuzeigen, auf welche Weise im öffentlichen Diskurs der EU-,
EFTA- und UK-Staaten zur Planung der Versorgung von Menschen mit Demenz das Thema
Migration berücksichtigt wird und welche Elemente dort eine zentrale Rolle spielen sollten.
Methode:
Mit Hilfe der Modelle der Diskursanalyse nach Keller (2011) und der kritischen Diskursanalyse
nach Jäger (2015) wurden N = 27 nationale Demenzpläne aus 23 Ländern und N = 43
Versorgungsleitlinien aus 27 Ländern untersucht und durch eine Triangulation der Methoden
der systematischen Literaturanalyse nach Becker (2018), der Diskursanalyse nach Keller (2011)
und der qualitativen Inhaltsanalyse nach Mayring (2014) aus N = 64 Dokumenten und N = 4
Veranstaltungen Schlüsselelemente einer kultursensiblen Demenzversorgung abgeleitet.
Ergebnisse:
Die Sensibilisierung von Migrantengemeinschaften, der Aufbau von Strukturen zur
interkulturellen Öffnung des Gesundheitswesens, die Initiierung von Maßnahmen zur
Sicherstellung einer validen Demenz-Diagnose bei MmM, die Unterstützung von pflegenden
Angehörigen von MmM mit Demenz, die Schulung von Fachkräften in der Demenzversorgung,
die Verbesserung des Zugangs von MmM zum Versorgungssystem, die Entwicklung von
spezifischen Dienstleistungen für MmM mit Demenz und die Partizipation von MmM an der
Demenzforschung stellen zentrale Elemente einer kultursensiblen Versorgung dar. Die meisten
dieser Elemente werden in den berücksichtigten nationalen Demenzplänen und
Versorgungsleitlinien nicht oder nur kurz thematisiert. 26 der 70 untersuchten Dokumente
nehmen Bezug zur Migration und fünf von ihnen befassen sich ausführlich mit dieser Thematik.
Während sich die Demenzpläne vor allem auf die Versorgung von MmM mit Demenz
fokussieren, beschäftigen sich die Leitlinien primär mit der Demenz-Diagnose und der Eignung
von Diagnostikinstrumenten für diese Population. Insgesamt spielt die Migration in der
aktuellen Planung der Demenzversorgung von europäischen Staaten eine untergeordnete Rolle.
Ausblick:
Europäische Institutionen sollten zusammen mit Regierungen, Forschungseinrichtungen und
Versorgungsanbietern eine konzertierte Strategie für die Versorgung von MmM mit Demenz
entwickeln. Als formeller Rahmen können Leitlinien zur kultursensiblen Versorgung dienen.
Das Angiopoetin-Tie Ligand-Rezeptor System spielt eine wichtige Rolle für das Blutgefäßsystem,
wobei es an Gefäßaufbau und -rückbildung, aber auch der Vermittlung dynamischer
Anpassungsprozesse, wie der Permeabilitätsänderung, in Reaktion auf Entzündungsvorgänge,
beteiligt ist. Dem Ang2-Tie-System wird generell ein Einfluss auf Inflammationsprozesse
zugeschrieben und verschiedene Auswirkungen, wie beispielsweise die Steigerung der Bereitschaft
von Monozyten und Granulozyten zur Gefäßwandadhäsion, sind bereits nachgewiesen. Die
Erwägung von Ang2 als Biomarker in Bezug auf inflammatorische Erkrankungen ist somit
naheliegend. Bisherige, meist kleinere Studien basierend auf Patientenkollektiven ergaben
widersprüchliche Resultate hinsichtlich der Assoziationen zwischen Ang2 bzw. Tie2 und
Inflammationsmarkern. Das Ziel der vorliegenden Arbeit war daher, die Assoziationen zwischen
Ang2 sowie Tie2 und verschiedenen generellen Entzündungsmarkern (hsCRP, WBC, Fibrinogen)
in der Allgemeinbevölkerung zu untersuchen.
Als Datengrundlage dienten die Study of Health in Pomerania-1 (SHIP-1) und die unabhängige
SHIP-Trend Kohorte. Insgesamt wurden Daten von 6624 Teilnehmern herangezogen und mittels
Varianzanalysen und linearen sowie logistischen Regressionsmodellen statistisch ausgewertet. Da
sowohl Hypertonie als auch Diabetes mellitus Einflussfaktoren für Inflammationsmarker und
Ang2-Werte darstellen, wurde neben der Gesamtpopulation auch eine gesunden Subpopulation
ohne Individuen mit Hypertonie und Diabetes mellitus gesondert betrachtet (n = 3195).
Alle drei untersuchten Entzündungsmarker zeigten in der Gesamtpopulation Assoziationen zu
Ang2. Diese Beziehungen blieben mit Ausnahme der Assoziation zu hsCRP auch in der gesunden
Subpopulation bestehen. In Hinblick auf Tie2 konnte lediglich eine konsistente Beziehung zu
Fibrinogen nachgewiesen werden.
Obwohl die Wirkmechanismen hinter den jeweiligen Beziehungen nicht bekannt sind, weist die
vorliegen Studie eine deutliche Verbindung zwischen verschiedenen Markern der Inflammation
und dem Ang2-Tie-System nach. Ang2 ist besonders in der Rolle eines möglichen Biomarkers zur
Diagnose und Prognose schwerwiegender inflammatorischer Erkrankungen im Gespräch. Die
Ergebnisse unserer Studie stützen diese Überlegung. Für Rückschlüsse hinsichtlich eines
Behandlungsansatzes für inflammatorische Erkrankungen basierend auf den Parametern des Ang2-
Tie-Systems sind aber weiterführende Studien, die die ursächlichen Mechanismen für die
gefundenen Zusammenhänge untersuchen, dringend erforderlich.
Schilddrüsenhormone haben einen vielfältigen Einfluss auf den Stoffwechselmetabolismus. Die genauen molekularen Mechanismen, die mit Veränderungen der Schilddrüsenhormon-spiegel einhergehen, sind jedoch in vielen Bereichen noch unbekannt. Das Ziel der Arbeit bestand deshalb darin, auf Basis von Daten einer repräsentativen Stichprobe der Allgemein-bevölkerung die Zusammenhänge zwischen den Schilddrüsenhormonen und einem umfang-reichen Metabolitenpanel zu untersuchen, um so weitere Einblicke in die zugrunde-liegenden Ätiologien und Signal-wege zu erhalten.
Von 952 Teilnehmenden der SHIP-Trend-Studie wurden aus Plasma- und Urinproben in einem kombinierten Messverfahren (LC-MS sowie 1H-NMR) sowohl mit ungerichtetem als auch mit gerichtetem Ansatz das Metabolom quantifiziert. Um den Zusammenhang zwischen Thyroxin (fT4), Triiodthyronin (fT3) und Thyreotropin (TSH) mit den identifizierten Metaboliten zu untersuchen, wurden lineare Regressionsmodelle herangezogen. Bei Vorliegen eines signi-fikanten Interaktionseffekts zwischen fT4, fT3 bzw. TSH und dem Geschlecht wurden diese Analysen für Männer und Frauen getrennt durchgeführt. Eine Random-Forest-Analyse wurde angewendet, um die Relevanz phänotypischer Charakteristiken für die individuelle fT4-Konzentration vorherzusagen und die beobachteten Geschlechterunterschiede in den Asso-ziationen zu erklären.
Zwischen TSH und den Metaboliten im Plasma und Urin ließen sich keine signifikanten Assoziationen identifizieren. 106 von 613 Plasmametaboliten waren signifikant mit fT4 assoziiert. Assoziationen zwischen fT4 und den Urinmetaboliten ließen sich hingegen deutlich seltener beobachten (12 von 587). Die Mehrheit der mit fT4 assoziierten Plasmametabolite (n = 84) konnte den Klassen der Lipide und Lipidabkömmlingen zugeordnet werden. Die Analyse unterschiedlicher, mittels 1H-NMR-Spektroskopie quantifizierter Lipoproteinsub-fraktionen zeigte zudem in-verse Assoziationen zwischen der fT4-Konzentration und einer Reihe von großen sowie kleinen LDL- und HDL-Unterklassen auf. Dabei ließen sich auch einige geschlechtsspezifische Assoziationen beobachten. So konnten beispielsweise die Assoziationen zwischen fT4 und den HDL3-Subfraktionen nur bei Männern beobachtet werden. Assoziationen zwischen fT4 und verschiedenen mehrfach ungesättigten sowie gesättigten Fettsäuren waren hingegen nur bei Frauen sichtbar. Die identifizierten Geschlechterunterschiede in den Assoziationen lassen sich vermutlich bei Männern auf einen höheren Alkoholkonsum und bei Frauen auf Vorerkrankungen der Schilddrüse sowie den menopausalen Status zurückführen, denn die genannten phänotypischen Charakteristiken zeigten sich in den Random-Forest-Analysen als wichtige geschlechtsspezifische Faktoren für den individuellen fT4-Spiegel. Assoziationen zwischen fT3 und den Metaboliten im Plasma ließen sich im Vergleich zu fT4 deutlich seltener beobachten (55 von 613). Zudem waren 13 Urinmetabolite signifikant mit fT3 assoziiert. Die mittels 1H-NMR-Spektroskopie durch-geführte Analyse der Lipoproteinsubfraktionen zeigte positive Assoziationen zwischen fT3 und kleinen LDL-Unterklassen auf.
Die vorliegende Studie zeigte eine umfangreiche Signatur von Metaboliten auf, deren Konzentrationen im Plasma mit Serumspiegeln von fT4 und fT3, aber nicht mit TSH assoziiert waren. Somit deutet sie auf die besondere Relevanz von fT4 Spiegeln in der Therapie von Schilddrüsenerkrankungen hin, um eine ausreichende Versorgung peripherer Gewebe mit Schilddrüsen-hormonen zu gewährleisten.
Hintergrund: Trotz der geringen Versorgungsrate mit Cochlea-Implantaten (CIs) bei gleichzeitig steigender Indikation liegen die CI-Implantationszahlen bei Erwachsenen in Deutschland noch immer auf einem relativ niedrigen Niveau.
Methoden: Da in der Literatur kaum fundierte Prognosen vorliegen, wird ein System Dynamics-Modell entwickelt, das die Anzahl und Kosten von CI-Implantationen der erwachsenen Bevölkerung über 40 Jahre aus Sicht der Gesetzlichen Krankenversicherung (GKV) prognostiziert.
Ergebnisse: Die demografische Alterung wird zu einer geringfügigen Steigerung der CI-Nachfrage führen, die durchschnittliche jährliche Kosten von ca. 538 Mio. € verursacht. Der medizinisch-technische Fortschritt mit nachfolgender Ausweitung der CI-Indikationskriterien und die zunehmende Bereitschaft von CI-Kandidaten zur Implantation werden die Implantationszahlen deutlich erhöhen, sodass mit durchschnittlichen jährlichen Kosten von 2,3 Mrd. € zu rechnen ist.
Schlussfolgerung: Die CI-Nachfrage durch Erwachsene wird künftig steigen und damit auch die Kosten für die CI-Versorgung. Kontinuierliche Forschung und Entwicklung in CI-Technologie und -Versorgung sind von entscheidender Bedeutung, um die Finanzierung der wachsenden CI-Nachfrage durch kostensenkende Innovationen langfristig sicherzustellen.
High-Intensity Zones (HIZs) der lumbalen Wirbelsäule sind ein Phänotyp der Bandscheibe in der Magnetresonanztomographie (MRT) und potenzielle diagnostische Marker für diskogene Rückenschmerzen. Aufgrund ihrer Inzidenz in der asymptomatischen Bevölkerung ist die klinische Relevanz aktuell umstritten.
Ziel dieser Arbeit ist es Häufigkeit, Verteilungsmuster der HIZ und retrospektiv die HIZ als diagnostischen Marker für diskogenen Rückenschmerz zu untersuchen.
Die Gesamtkohorte umfasste 2.099 Probanden aus der populationsbasierten Kohortenstudie Study of Health in Pomerania (SHIP). Die Erhebung der Daten erfolgte mittels MRT Untersuchung und einem Fragebogen. Es wurden erstmals lumbosakrale Übergangswirbel zur spezifischen segmentalen Einteilung der HIZs berücksichtigt. Wir beobachteten bei 8,4% der Probanden eine numerische Variante der freien Bandscheibensegmente der Wirbelsäule, die auf eine HIZ untersucht werden musste. Bei 35,3% der Probanden konnte mindestens eine HIZ nachgewiesen werden. Die höchste relative Häufigkeit der HIZ im Verhältnis zur Gesamtstichprobe fanden wir im Segment L5/S1 mit 15,59% gefolgt vom Segment L4/L5 mit 13,24%. Wir zeigten einen Anstieg der relativen Häufigkeit der HIZs mit dem Alter. Dieser Zusammenhang zeigte sich in den regulären lumbalen Bandscheibensegmenten statistisch signifikant (p < 0,001). Wir konnten jedoch keine signifikante Korrelation zwischen den Prädiktoren Alter, Geschlecht und BMI und der segmentalen Häufigkeit und Verteilung einer HIZ feststellen. Eine regionsspezifische Verteilung der HIZs innerhalb der Bandscheibensegmente zeigte sich zwischen anterioren und posterioren HIZs. Wir konnten in keinem Bandscheibensegment eine klinisch signifikante Assoziation zwischen dem Vorliegen einer HIZ im MRT und Rückenschmerzen nachweisen (p > 0,05). In der von uns untersuchten Population zeigt die HIZ eine große Häufigkeit und ein regionsspezifisches Verteilungsmuster. Mangels Nachweises einer signifikanten Assoziation zwischen dem Vorliegen einer HIZ im MRT und Rückenschmerz, muss die Relevanz der HIZ als alleinigem diagnostischem Marker für diskogene Rückenschmerzen in Frage gestellt werden. Weitere Studien, wie beispielsweise eine longitudinale Kohortenstudie, sollten die Aussagekraft der High-Intensity Zone bezüglich lumbaler Rückenschmerzen prüfen.
Haloalkanes are serious environmental pollutants commonly employed as pesticides, herbicides, and chemical warfare agents. Although haloalkane production is performed mostly in the chemical industry, it also occurs naturally, mostly enzymatically (halide methyltransferases and haloperoxidases). Elimination of toxic haloalkanes is very important and using haloalkane dehalogenases is a promising and environmentally friendly way to achieve this.[53] Therefore, assays are needed for detecting dehalogenase activity either to find new enzymes or to generate laboratory-evolved variants. In this thesis, a new assay for dehalogenase activity was developed based on halide detection. In this assay halides, as dehalogenase products, are oxidized under mild conditions using the vanadium-dependent chloroperoxidase from Curvularia inaequalis, forming hypohalous acids that are detected using aminophenyl fluorescein.[53] This new halide oxidation assay is much more sensitive than previously known assays, with detection limits of 20 nM for bromide and 1 μM for chloride and iodide. Validation of the assay was done by comparison to a well-established GC-MS method in terms of determining the specific activities of two dehalogenases towards five common substrates (Figure 5).
The HOX assay was modified for iodide-specific detection by using two other dyes, o-phenylenediamine (OPD) and 3,3′,5,5′-tetramethylbenzidine (TBM), instead of APF. Also, selective bromide detection in the presence of the common contaminant chloride was achieved by using a bromoperoxidase. Since the assay relies on halide detection, it is possible to use it for other halide-producing enzymes (Section 8.1). For example, the TMB-modified version was used for screening of halide methyltransferase libraries towards various alkyl iodides.[166] Furthermore, the HOX assay was used to identify promiscuous dehalogenase activity of the epoxide hydrolase CorEH from Corynebacterium sp. C12.[105]
Moreover, studies showed that the HOX assay could be used with in-vitro synthesized protein. Selected dehalogenases, DhlA, DhaA, and DmmA, were synthesized in vitro and used in the assay; the product formation was also validated using GC-MS. In conclusion, the HOX assay can be used with purified protein, whole cells, or in vitro synthesized proteins.
The HOX assay application in microfluidic droplets was investigated since an ultra-high-throughput assay for haloalkane dehalogenases is needed. This investigation showed no leakage of reaction components and products in the short term (~24 h), based on tests done on water-in-oil droplets generated by microfluidic chips. Even though 20 μM droplets were not working, 70 μM droplets were successful for assay implementation. Since the Damborsky group in Brno (CZ) and the deMello group in Zürich (CH), have large dehalogenase libraries and more experience in microfluidics, respectively, we collaborated with these groups to finalize implementation of the assay in an ultrahigh-throughput format. Since the studies are ongoing, final results could not yet be shown in this thesis. However, it can be noted that the issue with 20 μm droplets has been sorted out since our collaborators in Brno noticed that the low fluorescence of the droplets is actually caused by excessive accumulation of fluorescein, which is self-quenching, resulting in low fluorescence once the concentration exceeds 1 μM. By lowering the APF concentration they could optimize the maximum amount of fluorescein formed, and a mutant library has now been successfully screened by our collaborators at the ETH. The last topic of the thesis was an investigation of converting an epoxide hydrolase into a haloalkane dehalogenase. These studies focused on increasing the minor dehalogenase activity of two previously identified epoxide hydrolase (Cif) variants. These Cif variants hardly led to soluble proteins, the PROSS algorithm was used to increase soluble expression. New variants of Cif were generated using a 3DM analysis and the PROSS[164] design. The activities of these variants were determined with the newly developed HOX assay in a whole-cell format. Cif23 E153N-H269D and the PROSS D7 E153N-H269D variant, were found being active against 1,2-dibromoethane. Since the determination of enzyme concentration was hard to measure due to the expression/purification problem, specific activities could not be determined. To solve this problem, a HiBiT-tag was added to the selected variants for determining soluble expression. However, the planned studies could not be completed because of a lack of time and will form the basis for a future study.
Der Einfluss körperlicher Aktivität auf das Kortexvolumen – Ergebnisse einer Bevölkerungsstudie
(2021)
Die graue Substanz unterliegt einem altersbedingten Rückgang, welcher in Teilen durch körperliche Betätigung ausgeglichen beziehungsweise verlangsamt wird. In dieser Studie wurde die Beziehung zwischen körperlicher Aktivität und der Gehirnstruktur im Rahmen einer großen Bevölkerungsstudie untersucht. Sie trägt hiermit zum Verständnis der Auswirkung alltäglicher körperlicher Bewegung auf das GMV bei.
In der Zusammenschau bestätigt die vorliegende Arbeit Ergebnisse aus vorliegenden Quer- sowie Längsschnittstudien und unterstützt die These, dass Sport eine wirksame Methode ist, dem altersabhängigen Rückgang des GMV vorzubeugen. Zudem wurden die bekannten Ergebnisse vorliegend, obgleich die Kohorte zum Messzeitpunkt nicht mehr repräsentativ war, auf eine größere Population mit einer breiteren Altersspanne übertragen. Die Ergebnisse zeigen einen weit stärken Effekt der Bewegung auf den altersbedingten Rückgang des GMV in älteren als in jüngeren Probanden. Spezifisch wurde mithilfe der großen populationsbasierten Kohorte gezeigt, dass das GMV in einem fronto-parietalen Netzwerk mit einer kleinen bis mittleren Effektstärke sensitiv für sportliche Aktivität ist. Die vorliegenden Ergebnisse ermutigen zur Steigerung der körperlichen Aktivität älterer Menschen zur Erhaltung der Hirngesundheit.
Im Spannungsfeld zwischen medizinischen Erfordernissen, rechtlichen Haftungsrisiken und ökonomischen Druck sieht sich das Rettungswesen in Deutschland, bei stetig steigenden Einsatzzahlen und alternder Bevölkerungsstruktur, großen Herausforderungen ausgesetzt. Um diesen zu begegnen wurde im Landkreis Vorpommern- Greifswald ein Telenotarztsystem eingeführt. Ziel ist es, Notarzteinsatzfahrzeuge in ihrer Arbeit zu entlasten, damit sie im ländlichen Gebiet für lebensrettende Notfälle zur Verfügung stehen und gleichzeitig die Versorgungsqualität weiter zu verbessern.
Für diese retrospektive Datenanalyse zur Einführung des Telenotarztes wurden Datensätze aus drei Dokumentationssystemen pseudonymisiert zusammengeführt. In einer Expertenrunde wurden Parameter definiert, die einen möglichen Einfluss auf die Disposition eines Telenotarztes haben könnten und die Daten anschließend daraufhin untersucht. Im ersten Abschnitt dieser Arbeit konnte eine hochsignifikante Einsatzreduktion für bodengebundene Notärzte nachgewiesen werden. Rettungswachen ohne TNA zeigten im Zeitraum von Oktober 2017 bis Dezember 2018 einen Anteil an NEF-Einsätzen von 55,1%. Bei Rettungswagen mit Anschluss an das TNA-System wurde im gleichen Zeitraum nur in 39,5% der Fälle ein NEF benötigt.
Einflussfaktoren auf die Nutzung des neuen Systems konnten im zweiten Abschnitt identifiziert werden. Ausschlaggebend, ob ein TNA zum Einsatz kommt, ist vor allem das Meldebild des Notfalls. So zeigte sich eine vermehrte Nutzung zur Analgesie bei Trauma und eine geringe Nutzung in pädiatrischen und psychiatrischen Notfällen. Einfluss unterschiedlichen Ausmaßes scheint das beteiligte Personal zu haben. Welcher Telenotarzt in der Zentrale Dienst verrichtet, scheint wenig Einfluss auf die interprofessionelle Zusammenarbeit zu haben. Nachdem erste Hürden und Unsicherheiten in der Initiierungsphase beseitigt wurden, war bei den meisten TNA-RTW im Zeitverlauf eine Zunahme der Einsatzfrequenz nachweisbar. Äußere Einflüsse, wie Alter und Geschlecht des Patienten, sowie Tag und Zeitpunkt eines Notfalls, sind eher nebensächlich.
Es konnte gezeigt werden, dass gerade in Phasen hohen Einsatzaufkommens die Stärken eines Telenotarztes, wie die sofortige Abrufbarkeit und Möglichkeit von Paralleleinsätzen, zum Tragen kommen und die bodengebundenen Notärzte in ihrer Arbeit nicht nur unterstützt, sondern auch entlastet werden können.
In dieser Arbeit wurden drei Fragestellungen bearbeitet:
1. Welche Rolle spielt TNF-α bei der durch Gangligatur-induzierten Pankreatitis und der resultierenden Fibrose des Pankreasgewebes?
2. Welche Rolle spielt TNF-α für die Einwanderung von Zellen der angeborenen Immunantwort in das Pankreasgewebe und die Freisetzung von Zytokinen (außer TNF-α) bei der im Gangligatur-induzierten Pankreatitis?
3. Ist TNF-α ein therapeutisches Target der Pankreatitis?
Um diese Fragen beantworten zu können, wurden Experimente mit zwei Tiermodellen durchgeführt. Im ersten Teil wurden Wildtyp Mäuse mit TNF-α knock out Mäusen verglichen. Da knock-out Tiere immer ein Modell darstellen, welches physiologischer Weise nicht vorkommt, sind Ergebnissen mit knock-out Tieren mit Vorsicht zu betrachten. Zusätzlich sollte eine therapeutische Hemmung des TNF α Signalswegs mittels Gabe eines blockierenden Antikörpers untersucht werden. Daher wurden im zweiten Teil die gleichen Experimente wiederholt mit Wildtyp Mäusen bei denen TNF-α durch einen monoklonalen Antikörper blockiert wurde. Auch hier wurden die Ergebnisse mit Wildtyp Mäusen verglichen.
Es lässt sich mit den Ergebnissen dieser Arbeit klar beantworten, dass TNF-α, im Modell der Gangligaturpankreatitis, im Hinblick auf die resultierende Fibrose eine eher untergeordnete Rolle spielt. Dies konnten wir in beiden Versuchsreihen feststellen. Die gemessene Fibrose, anhand der Masson-Goldner-Färbung und der prozentual gemessenen gefärbten Fläche, zeigte in beiden Versuchsgruppen einen vergleichbaren, sehr regelhaften Beginn, signifikante Unterschiede ergaben sich auch zu späteren Zeitpunkten nicht (siehe Ergebnisse Fibrose).
Auch können wir sagen, dass das Fehlen von TNF-α zu einer verstärkten pro-inflammatorischen Immunantwort in der Initialphase der Pankreatitis führt. Diese betrifft das angeborene Immunsystem, vor allem neutrophile Granulozyten. Dies konnten wir sowohl systemisch (siehe Ergebnisse MPO) als auch lokal im Pankreas nachweisen (Ergebnisse CD45, Ly6g und Il-6). MCP1 und IFNγ, weitere Zytokine, die eine Rolle in der pro- und anti- inflammatorischen Immunreaktion spielen wurden gemessen, zeigten jedoch keine signifkanten Unterschiede. IL-12 (pro- inflammatorisch) und IL-10 (anti- inflammatorisch) zeigten höhere Serumspiegel in der Gruppe der TNF-α Knock-out Tiere, da IL-12 bereits an Tag 0 erhöht war gehen wir hier von keiner durch die Pankreatitis ausgelösten Reaktion aus. Da die Erhöhung von IL-10 in den TNF-α -/- Tieren für eine erhöhte anti- inflammatorische Reaktion sprechen, stehen diese Ergebnisse jedoch mit den vorherigen Ergebnissen, dass TNF-α -/- Tiere eine erhöhte pro- inflammatorischen Antwort zeigen im Widerspruch (siehe Ergebnisse Il-12 und Il-10).
Bemerkenswert ist die mögliche Rolle von CD4 positiven T-Lymphozyten, welche bei der Pankreatitis nur eine sehr untergeordnete Rolle spielen. In unseren Experimenten zeigte sich jedoch ein klarer Unterschied zwischen Wildtyp Mäusen und TNF-α Knock-out Tieren. Während bei den Wildtyp Tieren wie in der Literatur beschrieben keine CD4 positiven Lymphozyten im Pankreasgewebe nachgewiesen werden konnten, haben wir zu allen Zeitpunkten in der Gruppe der TNF-α Knock-out Tiere CD4 positive Lymphozyten im entzündeten Pankreasgewebe nachweisen können. Dieses Ergebnis ist ein möglicher Hinweis darauf, dass TNF-α die Einwanderung der CD4 positiven Lymphozyten bei der Pankreatitis inhibiert (siehe Ergebnisse CD4).
Die Ergebnisse dieser Arbeit stehen teilweise im Gegensatz mit publizierten Studien, die gezeigt haben, dass das Fehlen von TNF-α zu einem geringeren Gewebeschaden und somit zu einer weniger schweren Pankreatitis und in Folge Fibrose des Pankreasgewebes führt. Eine mögliche Erklärung hierfür könnte sein, dass das Gangligatur-Modell eine zu schwer ausgeprägte Pankreatitis auslöst, sodass durch die massiven Effekte der Gewebezerstörung mögliche zusätzliche Effekte von TNF-α bzw. das nicht Vorhandensein von TNF-α nicht mehr ausreichend sensitiv gemessen werden konnten. Dies sollte in weiteren Experimenten überprüft werden.
Die vorgelegte Arbeit beantwortet die drei gestellten Fragen:
1. TNF-α spielt bei der im Gangligatur-induzierten Pankreatitis und der resultierenden Fibrose des Pankreasgewebes nur eine untergeordnete Rolle.
2. TNF-α spielt für die Einwanderung von Zellen der angeborenen Immunantwort in das Pankreasgewebe und die Freisetzung von Zytokinen (außer TNF-α) bei der durch Gangligatur-induzierten Pankreatitis keine entscheidende Rolle hinsichtlich der maximalen Einwanderung/Freisetzung, beeinflusst aber die Dynamik der Entzündungsantwort. TNF-α scheint die Einwanderung von T-Lymphozyten in das Pankreasgewebe bei Pankreatitis zu hemmen.
3. TNF-α ist wahrscheinlich kein geeignetes therapeutisches Target zur Behandlung der schweren akuten Pankreatitis.
Trotz der kontinuierlichen Weiterentwicklung der präventiven, diagnostischen und therapeutischen Maßnahmen stellt die koronare Herzkrankheit (KHK) und deren Folgen auch zukünftig eine große Herausforderung in der Medizin dar. Es besteht ein kritischer Bedarf für einen nicht-invasiven Biomarker, um Patienten mit dem größten Risiko für ein akutes pathologisches Ereignis bereits vor der klinischen Manifestation zu identifizieren. Ein solcher Biomarker wird auch für die schnelle Diagnosestellung bei symptomatisch auffälligen Patienten benötigt, bei denen die bisher etablierten Marker (Troponin, CK - Kreatinkinase) noch nicht nachweisbar sind. Als potenzieller Kandidat für einen solchen Biomarker könnten zirkulierende Endothelzellen (cEC) in Frage kommen. Obwohl die Rolle der cEC im akuten Myokardinfarkt (MI) noch nicht vollständig geklärt ist, legen die bisherigen Untersuchungen nahe, dass cEC eine differentialdiagnostische Möglichkeit für die Myokardinfarktpatienten in der so genannten ''Twighlight Zone'' - die Zeit zwischen ischämischem Ereignis und Nachweis von Troponin im Blut - sein können. Ziel dieser Untersuchung war daher, eine Einsicht in die komplexe methodische Quantifizierung der cEC und deren potentielle diagnostischen und prognostischen Rolle bei Patienten mit MI zu liefern.
In der vorliegenden Arbeit wurden 31 Patienten mit Myokardinfarkt eingeschlossen, 14 mit ST-Hebungsinfarkt (ST-elevation myocardial infarction/STEMI) und 17 mit nicht ST-Hebungsinfarkt (non ST-elevation myocardial infarction/NSTEMI). Als Kontrolle wurden 12 gesunden Probanden (Blutspender) ohne das Vorliegen einer KHK in der Anamnese gewonnen. Mittels Durchflusszytometrie wurden cEC der Patienten und der Kontrollgruppe bestimmt.
Die Ergebnisse zeigen einen Anstieg der cEC bei Infarktpatienten im Vergleich zur Kontrollgruppe. Dieser Unterschied war zwischen STEMI- und NSTEMI-Gruppe sowie STEMI- und Kontrollgruppe von statistischer Signifikanz. Des Weiteren wurde in Übereinstimmung mit anderen Untersuchungen keine
Korrelation zwischen cEC-Anzahl und den kardialen Enzymen (Troponin und CK) nachgewiesen. Bezüglich der prognostischen Bedeutung der cEC konnte in dieser Arbeit eine signifikante Korrelation der cEC mit dem GRACE-Score (in hospital risk of death and 6-month probability of death) bei den Patienten adjustiert für Alter, BMI und CRP nachgewiesen werden. Diese Studie gibt erste Hinweise darauf, dass cEC als additive Biomarker bei der Diagnose des Myokardinfarktes eingesetzt werden könnten, wobei weitere klinische Studien klären sollten, inwieweit cEC für diagnostische als auch prognostische Zwecke dienen könnten.
In der vorliegenden Studie wurden 121 Frauen mit Zustand nach einer Operation eines Mammakarzinoms und anschließender Brustrekonstruktion mittels des BreastQ – Fragebogens zu ihrer subjektiven Zufriedenheit und Lebensqualität nach der Operation befragt. Anhand der Ergebnisse wurde untersucht ob sich bei den Patientinnen, abhängig von dem zur Rekonstruktion verwendeten Interponats, Unterschiede bezüglich der oben genannten Kriterien zeigen. Die in dieser Studie befragten Patientinnen wurden alle im Zeitraum von 2010 – 2018 im Universitätklinikum Greifswald behandelt. Nach SSM/NSM erfolgte bei jeder Patientin eine Interponat gestützte heterologe Brustrekonstruktion mittels Silikonimplantat. Die in dieser Studie untersuchen Interponate waren das titanisierten Polypropylennetz (TiLOOP®Bra), das teilresorbierbare Bikomponentennetz (SERAGYN®BR) und die azellulärer Dermis (StratticeTM). Die Erhebung der Daten erfolgte mittels des standardisierten Fragebogens BreastQ reconstruction Modul, welche die subjektive Zufriedenheit und Lebensqualität nach der Operation eruierte. Hierfür wurde den Patientinnen der Fragebogen sowie ein frankierter Rücksendeumschlag der Post zugesandt. Die Patientinnen wurden gebeten, den Fragebogen retrospektiv zu beantworten und ihn danach an die Universitätsklinik Greifswald zurück zu senden. Die Auswertung der Fragebögen erfolgte mittels der extra hierfür entworfenen QScore Scoring Software. Diese Software generiert für die einzelnen Abschnitte des Fragebogens aus den erhobenen Daten die Summendaten. Die Summendaten werden in eine Skala von 0 bis 100 konvertiert. Null steht in diesem Fall für sehr unzufrieden und 100 für sehr zufrieden. In Bezug auf die damit erhobene subjektive Zufriedenheit und Lebensqualität ergaben sich in Abhängigkeit von dem verwendeten Interponat keine signifikanten Unterschiede.
Gemäß Patienten - Reported Outcome (BreastQ – Fragebogen) beeinflusst das verwendete Material die Lebensqualität und Zufriedenheit der Patientinnen nicht. Aus diesen Daten kann gefolgert werden, dass alle drei Interponate zur Unterstützung einer heterologen Brustrekonstruktion geeignet sind und zu einem, für die Patientinnen zufriedenstellendem Ergebnis führen. Es besteht kein Vorteil eines Interponats gegenüber den anderen. Alle Patientinnen fühlten sich über die Behandlung gut informiert und aufgeklärt. Während ihrer Behandlung fühlten sie sich zudem gut und professionell betreut. Die Auswahl des zu verwendenden Interponats muss individuell nach den Wünschen der Patientin, der Expertise des behandelnden Chirurgen und nach den anatomischen Gegebenheiten bzw. der Größe des Implantats getroffen werden.
Zusätzlich wurde in dieser Studie der Einfluss von zusätzlichen Parametern (Alter, Gewicht, OP – Technik, OP – Zeitraum, RTX und prophylaktisch oder therapeutisch) auf die postoperative Lebensqualität und Zufriedenheit untersucht. Bei Patientinnen nach prophylaktischer Mastektomie zeigte sich materialunabhängig eine signifikante Verbesserung des physischen Wohlbefindens (Brust) (p = .04). Eine postoperative Radiotherapie (RTX) führte zu einer signifikanten Verschlechterung der Zufriedenheit mit dem Ergebnis (p = .005). Außerdem gaben jüngere Patientinnen (<50 J.) postoperativ ein signifikant höheres sexuelles Wohlbefinden (p = .03) an. Die restlichen Berechnungen wurden mit einem p > 0,05 als nicht signifikant bewertet. Hervorzuheben ist jedoch, dass jüngere (< 50 Jahre) und normalgewichtige (BMI 24 kg/m2) Patientinnen, sowie Patientinnen, welche eine prophylaktische Mastektomie, NSM, eine primäre Brustrekonstruktion oder keine RTX im Mittel höhere postoperative Zufriedenheiten erzielten.
Um die Ergebnisse dieser Arbeit zu prüfen, sollten zukünftig prospektive, randomisiert und multizentrische Studien angefertigt werden.
Die äußere Öffnung der Orbita, der Aditus orbitae, stellt eine aus verschiedenen Knochenelementen zusammengesetzte Komponente des kraniofazialen Skelettes im Grenzbereich zwischen Mittel- und Obergesicht dar. Der Aditus orbitae ist dabei von großer Bedeutung für die Gesichtswahrnehmung, Gesichtserkennung und persönliche Identifikation. Trotz seiner bekannten morphologischen Variabiltät haben sich bisherige Studien überwiegend mit der Morphologie des Aditus orbitae als flache zweidimensionale Kurve befasst. Da der Aditus orbitae vielmehr eine dreidimensionale Struktur aufweist, bestand das Ziel dieser Studie darin, die dreidimensionalen Ausrichtung des menschlichen Aditus orbitae und dessen intra- und interindividuelle Symmetrie unter Berücksichtigung des Geschlechtsdimorphismus und der Schädelgröße zu analysieren.
Die Studie basiert auf der Untersuchung von insgesamt 60 DVT-Datensätzen erwachsener Probanden beiderlei Geschlechts, die im Rahmen des klinischen Alltags in der Klinik für Mund-Kiefer-Gesichtschirurgie / Plastische Operationen der Universitätsmedizin Greifswald erstellt worden sind. Basierend auf Rohdatensätzen wurden mit Hilfe der NewTom 3G-Software (QR NNT Version 2.11 Professional ©) axiale Schnitte der DVT-Aufnahmen mit einer Schichtstärke von 0,5 mm erstellt. Zur Bestimmung der Größe und der Ausrichtung des Aditus orbitae wurden lineare Strecken- und Winkelmaße in mehreren definierten Sagittalebenen von temporal nach nasal sowie Horizontalebenen von kaudal nach kranial erhoben. Die statistische Auswertung der Daten hinsichtlich der Seiten- und Geschlechtsunterschiede erfolgte mittels t-Test. Darüber hinaus wurde eine Korrelations- und Regressionsanalyse unter Berücksichtigung verschiedener Schädelmaße durchgeführt und zur Beurteilung der Symmetrieverhältnisse der Asymmetrie-Index bestimmt.
Weder bei weiblichen noch bei männlichen Probanden zeigten sich signifikante Seitenunterschiede in Bezug auf die verschiedenen Breiten- und Höhenparameter. Für einen Großteil der in dieser Studie erhobenen Breiten- und Höhenparameter konnte jedoch ein signifikanter Geschlechtsdimorphismus zugunsten männlicher Probanden nachgewiesen werden. Darüber hinaus konnte herausgearbeitet werden, dass sowohl die größte Breite als auch Höhe des Aditus orbitae bei Männern und Frauen im mittleren Drittel des Aditus orbitae liegt. Allerdings lag die größte Breite bei weiblichen Probanden sowohl links als auch rechts in einer Ebene 5 mm weiter kaudal als bei männlichen Probanden. Grundsätzlich zeigte sich, dass der Aditus orbitae sowohl der Männer als auch der Frauen breiter als hoch ist.
Um die Ausrichtung der verschiedenen Orbitabreiten und -höhen besser verstehen zu können, wurden Winkelmessungen in Bezug auf die Frontalebene durchgeführt. Während die Winkelmessung der Orbitabreiten in den verschiedenen Horizontalebenen von kaudal nach kranial durchgeführt wurde, erfolgte die Winkelmessung in Bezug auf die Orbitahöhen in den verschiedenen Sagittalebenen von temporal nach nasal. Bei den Winkelmessungen ließen sich weder bei Männern noch bei Frauen signifikante Seitenunterschiede nachweisen. Die Messergebnisse in den verschiedenen Horizontalebenen zeigten, dass der nasale Orbitarand bei beiden Geschlechtern weiter ventral liegt als der temporale Orbitarand. Der temporale Orbitarand lag im unteren Bereich des Aditus orbitae weiter dorsal als der im oberen Bereich. Dort lag er stets weiter ventral. Im mittleren Drittel der Horizontalebenen zeigten sich deutliche Geschlechtsunterschiede. Hier befand sich der temporale Orbitarand bei Frauen stets weiter dorsal als bei Männern. In sagittaler Ausrichtung lag, mit Ausnahme der nasal gelegenen Ebene, der Orbitaoberrand bei beiden Geschlechtern in allen Ebenen weiter ventral als der Orbitaunterrand.
Die Korrelationsanalyse wies auf zahlreiche Zusammenhänge zwischen den in dieser Studie ermittelten Abstandsmessungen des Aditus orbitae und verschiedenen Schädelmaßen hin. Dabei konnten signifikante Korrelationen zwischen verschiedenen Orbitabreiten mit der Biorbitalbreite sowie der Schädelbasislänge aufgezeigt werden. Weitere Zusammenhänge bestanden zwischen einigen Orbitahöhen mit der Schädelbasislänge und der Obergesichtshöhe. Die Obergesichtshöhe korrelierte mit dem horizontalen medialen Orbitawinkel in zwei verschiedenen sagittalen Messebenen.
Die vorliegende Studie erlaubt eine Aussage über die dreidimensionale Ausrichtung und Symmetrie des Aditus orbitae des Menschen in Bezug auf die Raumebenen. Damit liefert sie Grundlagen für weitere vergleichende Studien an verschiedenen menschlichen Populationen, um den Einfluss epigenetischer Faktoren auf den Aditus orbitae besser zu verstehen. Dieser Untersuchungsansatz kann auch für das Studium des Aditus orbitae nicht-menschlichen Primaten von Interesse sein.
This thesis focuses on the establishment of biocatalytic cascade reactions for the production and detection of industrially relevant flavor and fragrance compounds for food and cosmetic products. To meet the consumer’s demand for those products to be natural, environmentally friendly biocatalytic manufacturing processes that operate GMO-free must be established. Thus, this thesis presents such pathways for the production of an industrially relevant long-chain hydroxy fatty acid and the important flavor and aroma compound raspberry ketone. Furthermore, a biosensor for aldehyde detection was implemented to facilitate screening for suitable biocatalysts that produce industrially relevant aldehydes that are widely applied in the flavor and fragrance industry.
Zu viele Unfälle, oft im Zusammenhang mit Sach- und/oder Personenschaden, geschehen in Deutschland im öffentlichen Straßenverkehr aufgrund von alkoholisierten Kraftfahrzeugführern. [5] Um diese zumindest etwas zu minimieren, wurde 2007 der §24c StVG eingeführt, welcher den Fahranfängern das alkoholisierte Führen eines Kraftfahrzeuges im öffentlichen Straßenverkehr verbietet. Gerade in dieser Gruppe von Fahrzeugführern kommt es laut Statistischem Bundesamt häufiger zu Verkehrsunfällen, da Fahranfänger meist noch nicht routiniert im Führen eines Kraftfahrzeuges sind [13]. Unter Alkoholeinfluss wird die Fahrweise noch zusätzlich negativ beeinträchtigt.
Aufgabe dieser Arbeit war es zu prüfen, ob die Einführung des §24c StVG zu einer Änderung im Trinkverhalten der Fahranfänger im Untersuchungsmaterial des Instituts für Rechtsmedizin der Universitätsmedizin Greifswald geführt hat.
Dazu wurden insgesamt 24.814 Protokolle zur Feststellung der Alkoholkonzentration im Blut (von denen 12.706 mit in die Statistik eingingen) in einem Untersuchungszeitraum von zehn Jahren (2004 bis 2013) bearbeitet und mit Hilfe eines Access-Programmes ausgewertet.
Mittels Chi-Quadrat-Homogenitätstestes konnte als Ergebnis eine signifikante Minimierung der alkoholisierten Fahranfänger, die ein Kraftfahrzeug im öffentlichen Straßenverkehr führten, nachgewiesen werden, so dass sich einschätzen lässt, dass § 24c StVG, zumindest in der untersuchten Region, einen positiven Einfluss auf die Fahranfänger gehabt haben durfte. Es wurden, verglichen mit den Nicht-Fahranfängern, weniger Fahranfänger nach der Einführung des neuen Gesetzes durch Alkohol am Steuer auffällig. Während 2004 noch 13,2% der protokollierten Delinquenten Fahranfänger waren, wurden es nach 2007 stetig weniger und 2013 waren es nur noch 3,9%.
Sowohl bei den Fahranfängern als auch bei den Nicht-Fahranfängern gibt es wesentlich mehr männliche als weibliche Delinquenten. Unfälle mit Sach- und/oder Personenschäden werden anteilsmäßig häufiger durch alkoholisierte Fahranfänger verursacht. Die BAK-Werte liegen bei den Nicht-Fahranfängern im Durchschnitt ca. 0,3 bis 0,4‰ höher als bei den Fahranfängern.
Da sich das neue Fahranfängergesetz offensichtlich bewährt hat, liegt es nahe über ein generelles Alkoholverbot am Steuer für alle Fahrzeugführer nachzudenken. Allerdings ist die Einführung eines solchen Gesetzes rechtlich schwierig, aufwendig und teilweise umstritten.
Frequency of biopsies after the disclosure of incidental findings from whole-body research MRI
(2021)
Large-scale, population-based cohort studies gather a range of data from participants over extended periods of time with the goal of providing researchers with information regarding the health status, prevalence of disease, and risk factors in a regional population. Examinations conducted in the context of population-based studies include imaging and laboratory testing and may yield abnormal results, also called incidental findings. According to predetermined disclosure policies, incidental findings may be disclosed to study participants. Evidence shows that the disclosure of incidental findings results in medical follow-up as research participants and their physicians seek to clarify the significance of findings.
This work examined the effect of disclosing incidental findings from whole-body MRI (wb-MRI) on the frequency and organ system of biopsies in participants in the Study of Health in Pomerania (SHIP), a population-based cohort study in Mecklenburg-West Pomerania. As most of the incidental wb-MRI findings involved unclear masses and lesions, we hypothesized that the disclosure of wb-MRI findings would lead to an increase in diagnostic biopsies. Based on current data showing that the outcomes of incidental imaging findings are frequently clinically irrelevant, we further hypothesized that an increase in biopsies would not translate to a clinically relevant increase in diagnoses of malignancies. We also took disclosed laboratory findings into account, as they were disclosed to all SHIP participants and may play a role in the decision to pursue a biopsy.
We found that the rate of biopsies increased after participation in SHIP and disclosure of incidental MRI and laboratory findings. Overall, most biopsies showed nonmalignant findings, indicating likely overdiagnosis and overtesting resulting from the disclosure of incidental findings in our cohort. However, subgroups of participants with disclosed MRI findings had a higher proportion of biopsies revealing premalignant or malignant diagnoses after SHIP, indicating that the applied decision rules for disclosure of MRI findings led to the identification of individuals with an elevated risk for premalignant or malignant diagnoses. The clinical relevance of these diagnoses is unclear and overdiagnosis cannot be ruled out.
In summary, we recommend more restrictive disclosure policies for incidental imaging findings in research to protect research participants from overtesting and to reduce bias. Further studies regarding the long-term morbidity and mortality of participants are needed to better understand the therapeutic impact of the disclosure of incidental wb-MRI findings in the research setting.
Für die Hemmung der plasmatischen Gerinnung kommen orale und parenterale Antikoagulantien in Betracht. Bei stationären Patienten spielt das parenteral verabreichte Heparin, vorkommend als höher- und niedermolekulares Heparin, die größte Rolle. Neben Blutungskomplikationen, kann Heparin auch die gefürchtete Nebenwirkung Heparin-induzierte Thrombozytopenie auslösen.
Aufgrund der Bildung von Immunkomplexen durch Bindung von Antikörpern an Komplexe aus PF4 und Heparin, kommt es zu einer Thrombozytenaggregation mit eventuell auftretenden Thromboembolien. Das Risiko für diese Entstehung erhöht sich mit steigender Kettenlänge des Heparins, mit einer zehnfach erhöhten Prävalenz bei UFH gegenüber LMWHs.
Das Protein PF4 ist ein tetrameres Protein aus der Familie der CXC-Chemokine und wird in den α-Granula der Thrombozyten gespeichert. Durch deren positive Ladung zeigt es eine hohe Affinität zu negativ geladenem Heparin, wodurch antigene Komplexe aufgrund der strukturellen Veränderung des PF4s formiert werden.
In dieser Arbeit wurde der Einfluss verschiedener Heparine mit aufsteigender Kettenlänge auf die Struktur von PF4 getestet und untersucht, inwieweit ein Polysaccharid mit einem bestimmten Sulfatierungsgrad in Kombination mit einem Standardheparin die Antigen/Antikörper-Interaktion von PF4/Heparin-Antikörper verändern kann.
Hierfür kamen unterschiedliche Verfahren zum Einsatz. Hauptaugenmerk wurde auf den Zirkulardichroismus gelegt, mit deren Hilfe die Sekundärstruktur und Konformationsänderung von PF4 im Zusammenspiel mit den Heparinen und Polysacchariden untersucht werden kann. Für den Nachweis von antigenen PF4/Heparin-Komplexen wurde der Enzym-gekoppelte Immunologische Test ELISA und der Heparin-induzierte Plättchenakivierungstest (HIPA) angewendet.
Die durch die Standardheparine ausgelöste Änderung der Konfirmation von PF4 lässt sich durch die Zugabe des synthetisch hergestellten Polysaccharids 12mer-3, das 12 Sulfatgruppen hat, hemmen. Dies war nicht mit den anderen synthetischen 12mer-Polysacchariden möglich. Auch zeigte sich keine Interaktion von 12mer-3 auf die Wechselwirkung von PF4 mit 12mer-6, welche durch die geringere Anzahl an Sulfatgruppen des 12mer-3 zu interpretieren ist. Die Bindung von humanen anti-PF4/Heparin-Antikörpern wurde mit ELISA und dem Funktionstest HIPA untersucht. Hier wurden sieben menschliche Seren mit enthaltenen Anti-PF4/Heparin-IgG-Ak verwendet und nach Hinzugabe der synthetischen Polysaccharide die Ak-Bindung an den antigenen PF4/Heparin-Komplexen und die nachfolgende Thrombozytenaggregation getestet.
Das wichtigste Ergebnis dieser Arbeit ist, dass das Polysaccharid 12mer-3die Struktur von PF4 in PF4/Heparin-Komplexen verändert und dadurch die Bindung von PF4/Heparin-Antikörper reduziert. Durch eine gleichzeitige Gabe von Heparin zusammen mit dem Polysaccharid 12mer-3, könnte das Risiko der unerwünschten Arzneimittelwirkung Heparin-induzierte Thrombozytopenie reduziert werden.
Neben der klinischen Wichtigkeit des Ergebnisses, bietet die hier vorliegende Dissertation auch eine Reihe von Ansatzpunkten für weitere Projekte. Zu nennen wäre hier beispielsweise die Testung der Reaktionen von 12mer-3 in Wechselwirkung mit den Standardheparinen UFH, Reviparin und Enoxaparin und 12mer-3 in Kombination mit 12mer-6 im ELISA und im HIPA, um eine Kongruenz hinsichtlich der bereits durchgeführten CD-Messungen zu liefern. Auch wäre es in klinischen Studien interessant herauszufinden, ob die Expression des Antigens auf PF4/Heparin-Komplexe auch in vivo gehemmt werden könnte.
Weiterhin kann unser Ansatz zur Synthese von sichereren Wirkstoffen führen, die an PF4 binden.
Objectives: Clear guidelines on when to remove an implant are missing. This study aimed to evaluate the amount of peri-implant bone loss at explantation by specialists.
Material and Methods: Implantology specialists were asked to provide implants explanted due to peri-implantitis with related clinical information. Questionnaires inquired age, sex, smoking habit, implant location, usage of bone substitutes, and implant brand. Early failures (survival time <12 months) were analysed separately. Explants were measured and bone loss and type of bone loss were assessed using radiographs. Bivariate analysis was used for the type of bone loss, and covariate-adjusted mixed-effects models were evaluated for the amount of bone loss and survival time.
Results: Twelve dental offices provided 192 explants from 161 patients with 99 related radiographs. Most implants were affected by vertical bone loss (51.1%), followed by combined horizontal and vertical bone loss (22.3%), peri-implant gap (11.7%), horizontal bone loss (10.6%), and only a few by apical inflammation (4.3%). Thirty-three (17.2%) explants were early failures. Type of bone loss was significantly associated with survival time and implant brand. Implant brand also showed a significant correlation with early/late implant failure. Excluding early failures, combined horizontal and vertical bone loss was additionally significantly associated with smoking, and the location when grouped to incisor, canine, premolar, and molar showed a significant association with the type of bone loss. Further, the average survival time was 9.5 ± 5.8 years with absolute and relative bone loss of 7.0 ± 2.7 mm and 66.2 ± 23.7%, respectively. Late failures were removed at a mean bone loss of 50.0% with 5.44 mm residual alveolar bone in the posterior maxilla and 73.8% with 2.89 mm residual alveolar bone in other locations. In fully adjusted mixed-effects models, only the age at implantation (B=-0.19; 95% CI: -0.27 to -0.10) remained a significant factor for survival time. Implants exhibited significantly more relative bone loss if they were positioned in the mandible (B=17.3; 95% CI: 3.91 to 30.72) or if they were shorter (B=-2.79; 95% CI: -5.50 to -0.08).
Conclusions: Though the mean bone loss (66.2%) at which implants were explanted was in accordance with the literature, its wide variation and differentiation between the posterior maxilla and other locations showed that the profession has no universally accepted threshold beyond which an implant cannot be preserved.
This thesis discusses three publications in the field of dusty plasmas.
In the first section, measurements of the ir absorption of silica nanoparticles confined in an argon radiofrequency plasma discharge using a Fourier transform infrared spectrometer have been performed. By varying the gas pressure of the discharge and duty cycle of the applied radiofrequency voltage, a shift of the absorption peak of silica is observed. This shift is attributed to charge-dependent absorption features of silica. The charge-dependent shift has been calculated for silica particles, and from comparisons with the experiment the particle charge has been retrieved using the infrared phonon resonance shift method. With the two different approaches of changing the gas pressure and altering the duty cycle, one is able to deduce a relative change of the particle charge with pressure variations and an absolute estimate of the charge with the duty cycle.
In the second part, infrared (IR) absorption spectra of melamine-formaldehyde (MF) microparticles confined in an rf plasma are studied at different plasma conditions. Several absorption peaks have been analysed in dependence of plasma power and their temporal evolution. For comparison, the IR absorption spectra of heated MF microparticles without plasma exposition are used to determine the general influence of the temperature on the IR spectra. Measuring the temperature of the particles inside the plasma shows that the temperature is not the only process changing the particles' IR spectra. Chemical changes of the MF particles with increasing plasma power influence the absorption peak structure.
Finally, experiments on dust clusters trapped in the sheath of a radio frequency discharge have been performed for different magnetic field strengths ranging from a few milliteslas to 5.8 T. The dynamics of the dust clusters are analyzed in terms of their normal modes. From that, various dust properties such as the kinetic temperature, the dust charge, and the screening length are derived. It is found that the kinetic temperature of the cluster rises with the magnetic field, whereas the dust charge nearly remains constant. The screening length increases slightly at intermediate magnetic field strengths. Generally, the dust properties seem to correlate with magnetization parameters of the plasma electrons and ions, however only to a small degree.
Etwa 50% der MS-Patienten leiden unter kognitiven Störungen. Dabei ist nicht die „Kognition“
insgesamt betroffen, sondern einzelne kognitive Funktionen scheinen bei Patienten mit MS
besonders vulnerabel: die Fähigkeit der Informationsverarbeitungsgeschwindigkeit sowie des
klassischen Arbeitsgedächtnis werden übereinstimmend als vermehrt beeinträchtigt angegeben.
Verschiedene Testbatterien zur Erfassung kognitiver Beeinträchtigungen bei MS-Patienten
wurden erarbeitet, um verschiedene Teilbereiche zu testen. Zur Untersuchung der
Informationsverarbeitungsgeschwindigkeit ist der Symbol Digit Modalities Test (SDMT) ein
etabliertes Untersuchungsinstrument und ist essenziell für das Screening für kognitiven
Beeinträchtigungen von Patienten mit Multipler Sklerose. Methodologische Adaptionen des
Tests wurden in der funktionellen Bildgebung angewendet, jedoch ohne spezifische
Untersuchungen der Teilbereiche der Informationsverarbeitungsgeschwindigkeit (IPS) weiter
zu erforschen. Zudem gibt es nur wenig Daten über die funktionellen Unterschiede zwischen
MS-Patienten und gesunden Probanden. 20 MS-Patienten und eine gesunde Kontrollgruppe mit
20 Probanden wurden mittels funktionellem MRT (fMRT) untersucht, während der SDMT
bearbeitet wurde. Darüber hinaus wurden in strukturellen Messungen Informationen
hinsichtlich Volumina der weißen und grauen Substanz sowie des Läsionsvolumens erfasst.
Anhand der gewonnenen Daten haben wir das aus Vorstudien bekannte neuronale Netzwerk
bestehend aus frontalen (Brodman Areal BA6, BA9), parietalen (BA7), okkzipitalen (BA17)
cerebellären Bereichen sowie die funktionellen Unterschiede zwischen MS-Patienten und der
gesunden Kontrollgruppe analysiert. Ferner wurden Zusammenhänge zwischen den
strukturellen Unterschieden der beiden Studiengruppen und den Ergebnissen im SDMT
untersucht. Die MS-Patienten schnitten schlechter bei der Bearbeitung des SDMT ab. Beide
Gruppen zeigten in der funktionellen Untersuchung eine Aktivierung in dem beschriebenen
neuronalen Netzwerk. Die kognitiven Komponenten der IPS zeigte sich durch Aktivierung in
superior parietalen und posterior cerebellären Bereichen. Während des SDMT hatten MS-Patienten eine geringere Aktivierung im Cingulum als die gesunde Kontrollgruppe. In der
strukturellen Analyse war das Volumen der weißen und grauen Substanz bei der MS-Gruppe
geringer als in der gesunden Kontrollgruppe, während das Läsionsvolumen in der MS-Patientengruppe größer war als in der gesunden Kontrollgruppe. Kognitive Komponenten der
Informationsverarbeitungsgeschwindigkeit sind abhängig von superior parietalen und posterior
cerebellären Regionen, welche bei der Integration visuell-räumlicher Reize und der
Antizipation beteiligt sind. Areale, die bei der Aufmerksamkeit eine wichtige Rolle spielen sind
bei MS-Patienten weniger aktiv.
Auf der anästhesiologisch geführten Intensivstation 1 der Universitätsmedizin
Greifswald wurde die klinische Studie zur Evaluierung der gegenwärtig in
Gebrauch befindlichen endotrachealen Absaugsysteme durchgeführt. Aus der
täglichen Routine wurden 30 gewonnene Proben von Einmalkathetern mit 30
Katheterproben von geschlossenen Absaugungen hinsichtlich ihrer mikrobiellen
Besiedlung verglichen. Außerdem wurde eine Anwenderbefragung hinsichtlich
der Handhabbarkeit und allgemeiner hygienischer Aspekte der Katheter unter
den dort tätigen Pflegekräften durchgeführt.
Hinsichtlich der Katheteruntersuchung ergaben sich signifikante Unterschiede für
Aufnahmediagnose (Chi² = 9.658, p = .020, n = 60) und den Horovitz-Index (t =
2.089, p = .041, n = 60) der beiden verglichenen Patientenkollektive. Auch die
Einzelanalyse der Beatmungsmodi zeigte eine signifikant erhöhte Häufigkeit für
eine volumenkontrollierte Beatmung bei den geschlossenen Absaugungen (Chi2
= 5.192, p = .023, n = 60). Für alle anderen Patientencharakteristika waren keine
signifikanten Unterschiede nachweisbar. Die Gesamtzahl positiver (n=40,
66,7 %) und negativer (n=20, 33,3 %) Befunde der in dieser Studie untersuchten
60 Katheterproben unterschied sich signifikant. Vergleicht man die untersuchten
Katheterproben, waren 76,7% der Einmalkatheter und 56,7% der geschlossenen
Absaugkatheter mikrobiell besiedelt. Ermittelt man das relative Risiko für einen
mikrobiologischen Befall des Katheters unabhängig vom Sekretbefund des
Patienten, zeigte die Studie ein signifikant höheres Risiko für einen
mikrobiologischen Befall des Einmalkatheters im Vergleich zum geschlossenen
Katheter (RR = 1.5, 95%-KI: 1.01; 2.25).
Zur Evaluation beider Kathetersysteme wurde ein dreiteiliger Fragebogen mit
insgesamt 20 Fragen entwickelt und von 35 der 75 auf der ITS tätigen Anwendern
ausgefüllt (Rücklaufquote 46,7%). Die Beantwortung der Fragen erfolgte auf
einer 5-stufigen Likert-Skala. Die Mehrzahl der 35 Befragten hatte mindestens 5
Jahre Berufserfahrung (n = 22), besaß aber keine Zusatzqualifikation (n = 22).
Es wurde evaluiert, wie die Teilnehmer beide Kathetersysteme hinsichtlich der
Dimension Handhabbarkeit, Hygiene und Gesamtbewertung einschätzten. Hier
zeigte sich, dass das geschlossene Kathetersystem dem Einmalkatheter
gegenüber in allen Dimensionen als signifikant überlegen bewertet wurde. Es
zeigte sich außerdem, dass die Berufserfahrung einen signifikanten Einfluss auf
die Bewertung der Dimension Handhabbarkeit der Einmalkatheter hatte (z = -
2.363, p = .022, n = 35, r = .40). Demgegenüber hatte die Berufserfahrung
keinen Einfluss auf die Bewertung der Dimension Hygiene und auf die
Gesamtbewertung der Einmalkatheter. Bei der Bewertung der geschlossenen
Absaugung hat die Berufserfahrung in allen Dimensionen keinen signifikanten
Einfluss.
Somit konnte die hier vorgelegte Studie nachweisen, dass der Einmalkatheter
sowohl in wahrgenommener Handhabbarkeit und Hygiene durch den Anwender
als auch bezüglich mikrobieller Kontamination dem geschlossenen
Absaugkatheter unterlegen ist.
The human innate response plays a pivotal role in detection of pathogen- or damage-associated molecular patterns (PAMPs and DAMPs) and contributes to a crucial inflammatory response. PAMPs or DAMPs are recognized by the host immune system via pattern recognition receptors (PRRs). NLR family pyrin domain-containing 3 (NLRP3) inflammasome is one of these PRRs. NLRP3 is a cytoplasmic immune sensor that upon activation produce pro-inflammatory cytokines such as IL-1β and IL-18. These cytokines induce a diverse range of protective host pathways aiming to eradicate the pathogen. However, excessive or chronic inflammasome activation are implicated in the pathogenesis of several autoimmune and auto-inflammatory disorders. Pharmacologic inhibitors of IL-1 are commonly used to combat these disorders. In paper I, we explore the currently available IL-1β inhibiting therapies and how patients undergoing these treatments are at a disproportionate risk to experience invasive bacterial infections. We also summarize the limited knowledge on the role of NLRP3 inflammasome in pneumococcal pathogenesis.
Hydrogen peroxide (H2O2) is a physiological metabolite and an important virulence determinant produced by pneumococci. It is highly cytotoxic to host cells. However, not much is known about its impact on host cell death pathways such as NLRP3 inflammasome mediated pyroptosis. In Paper II, we examined the effect of pneumococci-derived H2O2 on epithelial cells by analyzing the interplay between two key cell death pathways, namely apoptosis and pyroptosis. We show that H2O2 can prime as well as activate the NLRP3 inflammasome. Furthermore, we demonstrate that pneumococcal H2O2 initiates cell death via the activation of both apoptotic as well as pyroptotic pathways, mediated by the activation of caspase-3/7 and caspase-1, respectively. H2O2 mediated inflammasome activation results in caspase-1 dependent IL 1β production. However, we show that the final IL-1β release is independent of gasdermin-D (GSDMD) and mainly dependent on the apoptotic cell lysis.
In paper III, we focused on understanding the host metabolic responses to infections with pathogens which cause respiratory diseases. We performed metabolome profiling of in vitro single bacterial and viral as well as co-infections of bronchial epithelial cells with Influenza A virus (IAV), Streptococcus pneumoniae, and Staphylococcus aureus. We show that IAV and S. aureus use the host resources for survival and multiplication and have minimal effects on the host metabolome. In contrast, pneumococci significantly alter various host metabolome pathways, including glycolysis, tricarboxylic acid (TCA) cycle and amino-acid metabolism. A hallmark of pneumococcal infections was the intracellular citrate accumulation, which was directly attributed to the action of pneumococci-derived H2O2.
Host cell death during an infection results in the release of pro-inflammatory cytokines and danger signals such as ATP. Released ATP can induce neutrophil chemotaxis mediated via purinergic signaling. Neutrophils are typically the first leukocytes to be recruited to the site of infection and are key players in bacterial clearance. However, excessive neutrophil activation is associated with further tissue injury. In paper IV, we investigated the role of ATP in neutrophil response to pneumococcal infections. We show that pneumolysin (Ply), a highly effective pore-forming toxin produced by pneumococci, is a potent activator of neutrophils. Microscale Thermophoresis analysis revealed that Ply and ATP bind to each other. Subsequently, ATP binding neutralizes Ply-mediated neutrophil degranulation, suggesting that Ply-ATP interactions are potentially beneficial during the course of the infection as this could limit the lung injury resulting from excessive Ply-mediated neutrophil activation.
Due to demographic changes, medical and nursing care in Germany faces new challenges. Combined with the aging of the population, an increase in age-associated diseases, including dementia, is to be expected. In addition to the increase in the number of persons with certain age-specific diseases, the aging of the German population also results in an increase in the number of persons with multiple diseases. The coexistence of dementia and comorbidity in people with dementia creates complex challenges for ambulatory and clinical care. The existence of comorbidity also leads to significantly higher medical costs.
Implementing new collaborative care programs and redistributing the responsibilities among outpatient care providers in the ambulatory care of patients may be one approach to ensure and improve the life and care situation of people with dementia. Collaborative Dementia Care Management, with the concept of support of general practitioners by specific qualified nurses demonstrated an adequate and effective approach for the compensation of supply deficits of PwD in the primary care sector. The aim of the dissertation is the health economic analysis of comorbidities in dementia and the evaluated Dementia Care Management of the DelpHi-MV study as an innovative approach for care and treatment of comorbidities in people with dementia. It is assumed that the cost of care for PwD varies depending on comorbidity and socio-demographic and clinical characteristics. Therefore, the health care costs of people with dementia are calculated and the association between these care costs and comorbidity and socio-demographic and clinical factors of PwD was analyzed. In addition, we aimed to detect important subgroups (e.g. PwD with low, high or very high comorbidity) who benefit most from the DCM intervention and for whom a significant effect on costs, Quality-adjusted Life Years (QALY) and on the individual cost-effectiveness could be achieved, considering different sociodemographic and clinical characteristics like comorbidity.
In the sample of PwD comorbidity was highly prevalent. 47% of PwD had a very high, 37% a high and only 16% a low comorbidity in addition to dementia. The most prevalent co-existing comorbidity were diabetes mellitus (42%), peripheral vascular disease (28%) and cerebrovascular disease (25%). Total costs significantly increased by 528 € (SE=214, CI 95%=109-947, p=0.014) with each further comorbidity, especially due to significantly higher cost for medication and medical aids. Compared with a low comorbidity, a very high comorbidity was significantly associated with 818 € (SE=168, CI 95%= 489-1147, p<0.001) higher medication costs and 336 € (SE=161, CI 95%=20-652, p=0.037) higher cost for medical aids. There was no significant association between a higher comorbidity and cost for formal care services. The probability of DCM being cost-effective at a willingness-to-pay of 40,000€/QALY was higher especially in PwD having a high comorbidity (96% vs. 26% for patients with a low comorbidity), in females (96% vs. 16% for males), in those living alone (96% vs. 26% for those living not alone) and in those being moderately to severely cognitively (100% vs. 3% for patients without cognitive impairment) and functionally impaired (97% vs. 16% for patients without functional impairment).
Comorbidity in PwD represents a substantial financial burden on healthcare payer’s and is a challenge for patients, healthcare providers and the health system. Innovative approaches are needed to achieve a patient-oriented management of treatment and care in comorbid PwD to reduce long-term costs. Collaborative dementia care management is one approach to solve these problems in dementia care. Thereby, patients characteristics significantly affect the cost-effectiveness of collaborative care. Female patients, patients living alone, and those with a high comorbidity as well as those being moderately cognitively and functionally impaired benefit most from DCM. For those subgroups of patients, healthcare payers could gain the highest cost savings and the highest effects on QALYs when the DCM approach will be implemented.
Erkrankungen der Speiseröhre waren in der Vergangenheit ein wenig beachteter Themenkomplex in der Forschung und Entwicklung neuartiger Therapieoptionen. Die Behandlung von Erkrankungen wurde in der Regel systemisch oder chirurgisch durchgeführt. Trotz eines geringeren Risikos für unerwünschte Arzneimittelwirkungen im Vergleich zur systemischen Therapie wurde der Ösophagus bisher kaum als Target zur Medikamentenapplikation in Betracht gezogen. Durch die besonders kurze Transitzeit stellt die Speiseröhre einen sehr anspruchsvollen Applikationsort für die Entwicklung lokal wirksamer Darreichungsformen dar. Zur effektiven Therapie von Tumorerkrankungen, Pilzinfektionen, Motilitätsstörungen oder durch Reflux verursachte Schädigungen im Bereich der Speiseröhre wäre beispielsweise eine lokale Arzneimitteltherapie mit niedrig dosierten Wirkstoffen in mukoadhäsiven Darreichungsformen wünschenswert.
In der vorliegenden Arbeit wurde ein neuartiges System zur gezielten lokalen und langanhaltenden Applikation von mukoadhäsiven Filmen in der Speiseröhre entwickelt und charakterisiert. Das dabei entstandene EsoCap-System besteht aus einem aufgerollten Film, der an einem Faden befestigt und in einer geschlitzten Kapsel positioniert ist. Bei der Einnahme der EsoCap mit einem eigens entwickelten Applikationssystem wird der Mechanismus zum Entrollen des Filmes ausgelöst. Durch den Schluckvorgang wird der Film in der Speiseröhre entrollt und haftet aufgrund der mukoadhäsiven Eigenschaften an der Mukosa des Patienten.
Die Funktionalität des Systems konnte in einer Studie mit zwölf gesunden Probanden gezeigt werden. Bei insgesamt 72 durchgeführten Applikationen konnte in 71 Fällen eine erfolgreiche Platzierung des mukoadhäsiven Filmes in der Speiseröhre nachgewiesen werden. Die korrekte Platzierung des Filmes wurde anhand eines neu entwickelten und kontrastierenden Filmes mittels MRT nachgewiesen. Zur standardisierten Evaluation der Akzeptanz wurde ein spezifisch auf die Eigenschaften und Besonderheiten des EsoCap-Systems angepasster Fragebogen entwickelt. Auch die prinzipielle Funktionalität des Systems konnten durch die Studie mit gesunden Probanden, nachgewiesen werden. Das modifizierte EsoCap-System, welches zusätzlich mit einem Sinker zur Erhöhung der Dichte versehen wurde, zeigte in der Befragung eine subjektiv bessere Schluckbarkeit. Zudem konnte ein bereits in der Literatur beschriebener Lern- und Trainingseffekt bei der Einnahme von oralen Darreichungsformen auch beim EsoCap-System beobachtet werden.
Neben der vorteilhaften Erhöhung der Dichte des Systems könnte die Verwendung kleinerer Kapseln (z. B. Größe 0) und die Verwendung eines schnell wasserlöslichen Retainers zum Auslösen des Systems mit einer Steigerung der Akzeptanz korreliert sein. Die Verwendung von kleineren Kapseln sollte durch die Verwendung von, im Vergleich zur MRT-Kontrastierung, dünneren, für die lokale Wirkstoffapplikation genügenden Filme möglich sein. Die Akzeptanz und die Überlegenheit des neuartigen Systems im Patienten sind in klinischen Studien zu beweisen. Zudem ist ein Verfahren zur automatisierten Herstellung des sehr komplexen und bisher vollständig manuell gefertigten Systems zu etablieren.
Neben der Filmdicke haben sowohl die verwendeten Polymere als auch die Wirkstoffbeladung einen Einfluss auf die Charakteristik der verwendeten Filme. Eine Möglichkeit die Funktionalität von Filmen In vivo besser vorherzusagen, besteht in der Verwendung biorelevanter In vitro-Testsysteme. Aus diesem Grunde wurde der EsoPeriDiss, ein neuartiges und biorelevantes In vitro-Testsystem zur Charakterisierung ösophageal applizierter Darreichungsformen entwickelt. Es konnte gezeigt werden, dass mittels des EsoPeriDiss erste Erkenntnisse hinsichtlich des Freisetzungsverhaltens und der Verweildauer von Filmen in der Speiseröhre bei simulierter Speichelflussrate, simulierter Peristaltik sowie bei verschiedenen simulierten Ausrichtungen des Patienten gewonnen werden können.
Durch Variation der Pumpleistung war die Speichelflussrate flexibel steuerbar und ermöglichte, wie auch das modulare Walzensystem, die Simulation verschiedener Einnahmebedingungen. So können Konfigurationen mit niedriger Intensität zur Simulation der nächtlichen Einnahme, aber auch hochintensive Konfigurationen zur Simulation der Einnahme mit Nahrung am Tage zusammengestellt werden. Durch die Ergänzung einer Positionsanpassung war es möglich, sowohl eine waagerechte als auch senkrechte Speiseröhre zu simulieren. Die Simulation von ausgewählten physiologischen Parametern und die In vitro-Charakterisierung verschiedener Darreichungsformen ermöglichten ein besseres Verständnis über die Verhältnisse und Beschaffenheiten von esophageal applizierten Darreichungsformen. Die Zusammenstellung von physiologischen Konfigurationen oder die Übertragung von In vivo-Daten von Patienten auf das System, ergeben für die neuartige modulare Testplattform eine Vielzahl interessanter Möglichkeiten zur Charakterisierung von ösophageal applizierbaren Darreichungsformen. Somit konnte gezeigt werden, dass das modular aufgebaute neue System zahlreiche Möglichkeiten für biorelevante Freisetzungsuntersuchungen bietet.
Das EsoCap-System stellt eine neuartige, innovative und hochvariable Plattformtechnologie dar, die die Applikation von mukoadhäsiven Polymerfilmen in der Speiseröhre ermöglicht. Durch Anpassung der Plattform, beispielsweise durch Verwendung verschiedener wirkstoffbeladener Filme könnte das System neue Möglichkeiten in der Therapie von bisher nur unzureichend therapierbaren Krankheiten der Speiseröhre eröffnen. Die Erkenntnisse aus der In vivo-Studie und den In vitro-Untersuchungen geben Anlass zur Hoffnung hinsichtlich einer In vivo verlängerten lokalen Verweildauer von Filmen in der Speiseröhre, die besondere Bedeutung für die Effektivität einer Therapie hat. Das EsoCap-System hat aus vielerlei Hinsicht das Potenzial eine Durchbruchsinnovation im Bereich der Therapie von Erkrankungen der Speiseröhre darzustellen. Durch diese innovative Applikationsmöglichkeit begünstigt, könnte insbesondere das Screening nach hochaktiven und spezifisch in der Speiseröhre wirkenden Wirkstoffen zusätzlich vorangetrieben werden.
Die Verhinderung und Behandlung von Myokardinfarkten nehmen aufgrund der zunehmenden Inzidenz in westlichen Industriegesellschaften einen immer bedeutenderen Stellenwert in der medizinischen Forschung ein. Weitgehend unbeachtet blieben bisher jedoch die damit einhergehenden mentalen Folgen für die Betroffenen. Obwohl bisherige Forschungsarbeiten eine Zunahme von akuten Belastungsstörungen, Anpassungsstörungen und Posttraumatischen Belastungsstörungen (PTBS) berichten, ist bisher wenig über deren Ursache und Entstehung in diesem Kontext bekannt. Einen ersten Ansatz liefern Vilchinsky und Kollegen (2017) mit ihrem Konzept der Cardiac-Disease-Induced Posttraumatic Stress Disorder (CDI-PTSD). Um die Zusammenhänge von Ursache und Entstehung besser zu verstehen und den Weg zur Entwicklung neuer Therapiekonzepte zu ebnen, hat die vorliegende Arbeit daher das Ziel, noch offene Fragen zur Entstehung der PTBS nach einem Myokardinfarkt zu untersuchen. Obwohl bereits nachgewiesen werden konnte, dass unter anderem subjektiven Faktoren (wie erlebter Schmerz, erfahrene Todesangst, wahrgenommene Hilflosigkeit während des Infarkts) die Entwicklung einer PTBS fördern können, weisen erste Studien darauf hin, dass auch negative Erfahrungen in der Kindheit eine entscheidende Rolle spielen könnten. Weitgehend unbeachtet ist bis heute jedoch der potenzielle Einfluss notwendiger und sehr invasiver medizinischer Eingriffe geblieben. Zudem deutet die bisherige Studienlage darauf hin, dass moderative Einflüsse von Persönlichkeitseigenschaften wie Resilienz und Alexithymie nicht vernachlässigt werden sollten. Zur Beantwortung der vorliegenden Fragen wurde eine 109 Probanden umfassende Stichprobe innerhalb einer deutschen Rehabilitationsklinik für Kardiologie und Onkologie unter Zuhilfenahme diverser Fragebögen (unter anderem PDS, ACEQ, CTS etc.) und eines strukturierten klinischen Interviews (CAPS-V) erhoben. Im Anschluss folgte die Auswertung der Daten mit Hilfe verschiedener quantitativer und qualitativer Analysemethoden. Wie die Ergebnisse zeigen, begünstigen traumatische Erfahrungen in der Kindheit nicht nur die Entstehung eines Myokardinfarkts, sondern auch die Entwicklung einer PTBS. Ein Einfluss durch die Operationsmethode ließ sich hingegen nicht feststellen. Obwohl sich ein moderativer Einfluss von Alexithymie und Resilienz ausschließen ließ, konnte dennoch mit Hilfe der Daten ein erstes Korrelationsmodell sowie Pfadmodell abgeleitet werden. Durch eine qualitative Auswertung der Daten der CAPS konnte zudem das Konzept der CDI-PTSD in einem ersten Ansatz nachgewiesen werden.
Adaptation mechanisms within the B cell composition for successful human and murine pregnancies.
(2021)
Introduction
A well-balanced immune maternal status is essential for favourable outcome of pregnancy. Due to their complexities, not all immune adaptations that promote tolerance during pregnancy are known. To understand the adaptation of the B cell compartment, we analysed and compared B cell lymphopoiesis in different lymphoid tissues in a number of murine models.
Furthermore, we focused on the humoral immune response during pregnancy. We analysed immunoglobulin profiles in human subjects and mice during pregnancy.
These cellular alterations are subject to the influence of chemokines, among others. Therefore, we assessed serum levels of B cell activation factor to clarify its effects during pregnancy.
Methods
For analysis of the human peripheral B cell compartment, peripheral blood samples from age-matched non-pregnant and pregnant women without pregnancy complications, immunological disease or acute/chronic inflammation were collected and sub-classified into four different groups: non-pregnant, and first, second, or third trimester of pregnancy. The experiments, based on a mouse model, were performed with 8-week-old female mice: clinically healthy non-pregnant (CBA/J (H2k)), pregnant mice with normal gestation (BALB/c (H2d) x CBA/J (H2k)), and mice with pregnancy loss (DBA/2J (H2d) x CBA/J (H2k)). Subsequently, peripheral blood mononuclear cells from blood and lymphatic organs were isolated following standard protocols. The B cell analysis was performed by flow cytometry. The immunoglobulin serum levels of the human and murine subgroups were quantitated using Bio-Plex isotyping assay and analysed by a Bio-Plex reader. To quantify B cell activating factor (BAFF) in serum of pregnant and non-pregnant mice a BAFF enzyme-linked immunosorbent assay was used. The concentrations were determined by using a FLUOstar OPTIMA microplate reader. All statistical analyses were performed using the Kruskal–Wallis test with Dunn’s post-test in GraphPad Prism software. P values of < 0.05 were considered statistically significant.
Results
We were able to demonstrate B cell lymphopenia in mice bone marrow downstream of pre-pro B cells, irrespective of pregnancy outcome. The mature bone marrow B cells did not show this adjustment mechanism during normal gestation.
Closer inspection of the splenic tissue revealed expansion and activation of marginal zone B cells in mice with a normal pregnancy. However, this was not observed in mice suffering from pregnancy disturbances. Natural antibodies secreted from marginal zone B cells were also present at higher concentrations in serum of pregnant mice, compared to non-pregnant animals.
We also found significantly higher levels of natural antibodies in serum of pregnant women compared to non-pregnant age-matched controls. Analysis showed significantly lower levels of BAFF in mice with normal pregnancy as compared to non-pregnant mice.
Conclusions
We are able to show mechanisms within the B cell compartment as well as the change within the natural antibodies that might be crucial for successful pregnancy in both humans and mice. Furthermore, BAFF seems to play a central role as a mediator of peripheral B cell compartment and B cell lymphopoiesis in the bone marrow for successful pregnancy.
Im Rahmen dieser Dissertation wurden die antimikrobiellen Effekte der Phytopharmaka
BNO 101 und Myrtol stand. auf Staphylococcus aureus direkt miteinander verglichen. Für
BNO 101 umfassten die Untersuchungen Wachstumsexperimente mit Messungen der
Optischen Dichte und Experimente zur CFU-Bestimmung. In keinem dieser Experimente
konnten antimikrobielle Effekte auf S. aureus unter Behandlung gezeigt werden. Für Myrtol
stand. wurden Wachstumsexperimente analog durchgeführt. Hierbei konnte ein deutlicher
bakteriostatischer Effekt auf S. aureus und verglichen mit BNO 101 eine höhere Wirksamkeit
nachgewiesen werden.
Unter der Gesamtkonzentration von 0,25% Myrtol stand. liegen die Überlebensraten der
Bakterien 4 h bis 24 h nach Behandlung bei unter 40% im Vergleich zu der Kontrolle. Um
Ursachen für die antibakteriellen Effekte zu finden, wurden die Zellen mittels
Rasterelektronenmikroskopie morphologisch zu verschiedenen Zeitpunkten nach Behandlung
untersucht und eine Myrtol stand.-spezifische Volumenzunahme von bis zu 69% ermittelt.
Zusätzlich wurden Proteinproben der Zellen mittels 2D-DIGE aufgetrennt. Hierbei wurden
separat intrazellulär 1223 sowie extrazellulär 610 Proteinspots detektiert und miteinander
verglichen. Durch Behandlung mit 0,25% Myrtol stand. wurde das S. aureus Proteom über den
gesamten Messzeitraum von 24 h nach Behandlung massiv verändert. Mittels
anschließendem tryptischen Verdau und Massenspektrometrie (LC-MS) signifikant
veränderter Spots, konnte eine Vielzahl von Proteinen identifiziert und davon 54 verschiedene
Proteine einzelnen Stoffwechselwegen durch Datenbankabgleich und Literaturrecherche
zugeordnet werden. Bemerkenswert ist die deutliche Reduktion der Virulenzfaktoren des
Bakteriums durch Myrtol stand. Behandlung. Unter anderem konnten für Superantigen Enterotoxine, Leukotoxine, Hämolysine und Serine-Proteasen und den Genregulator Agr
deutlich verminderte Proteinmengen nach Behandlung gemessen werden. Die veränderten
Proteinmengen sind hierbei sowohl auf eine Umverteilung der Proteine zwischen den
Zellkompartimenten, als auch auf deutliche Regulation in der Proteinbiosynthese
zurückzuführen. Neben den Virulenzfaktoren ließen sich bspw. auch zahlreiche Enzyme der
Zellwand- und Zellmembransynthese sowie des Energiemetabolismus mit deutlich
veränderten Proteinmengen nachweisen, die für das Überleben der Bakterienzellen kritisch
sind. Mittels Direktverdau und nachfolgender LC-MS der Proteinproben wurden die
Ergebnisse bestätigt und weitere regulierte Proteine identifiziert.
Im Rahmen dieser Dissertation konnten antimikrobielle Effekte von Myrtol stand. auf
Staphylococcus aureus nachgewiesen und deren Ursachen aufgezeigt werden. Die
ausführlichen Proteinanalysen nach Behandlung mit Myrtol stand. lassen auf eine starke
verminderte Virulenz des Bakteriums schließen. Angesichts des Bedarfs an zielgerichteten
Therapieverfahren entsprechend der Phänotypen von CRS und ABRS, bietet die systemische
Gabe von Myrtol stand. hier eine kausale Therapieoption. Die zusätzliche Möglichkeit einer
topischen Anwendungsform kann angesichts der hier gezeigten Wirkungen eine
vielversprechende Behandlungsmaßnahme sein und sollte Ziel klinischer Untersuchungen
werden
Midges are small mosquitoes that can transmit pathogens to susceptible hosts through their blood-sucking act. They are known as biological vectors that can transmit the bluetongue virus (BTV) and the Schmallenberg virus (SBV) to ruminants, among others. Various vector control measures can be used to curtail the spread of the virus during an epidemic. However, for effective vector measures, it is essential to have profound knowledge of the role of biting midges as vectors, as well as their biology and phenology. For several years, midges were not in the focus of research and there are still considerable gaps in knowledge. Therefore, the present work examines various aspects of biting midges of the genus Culicoides, whose function as vectors of the Schmallenberg virus was already proven at the beginning of the project.
The aim of the first part of this work was to determine the percentage of infected midges in various German areas in order to determine the influence of Culicoides midges within the virus epidemic. For this purpose, samples, collected during 2011 and 2012 as part of monitoring projects, were analysed. Additionally, in early 2013, various farms in southern and eastern regions of Germany, where SBV was considered to be largely absent, were equipped with UV traps. The small number of virus-positive samples did not allow a more precise assessment of the viral spread in culicoid midges. Instead, it revealed the importance to conduct targeted samplings of its vectors during an acute outbreak. Additionally, the presented results and statements made by several animal owners, gave reason to believe, that SBV must have affected the southern and eastern parts of Germany earlier than actually assumed. This would consequently have led to an increased immunity in host animals, which provides a reasonable explanation for the low positive values and is in agrement with the statements made by various farmers.
The second part of this work identifies the conditions and surrounding factors under which acute SBV diseases emerged in ruminants in the cold winter months of 2012/2013. After the diagnosis of several acute SBV infections of sheep in a sheep pen in Mecklenburg-Western Pomerania, culicoid midge activity could be proven. This demonstrates that, suitable conditions for its vectors given, an infection of SBV can also take place during wintertime. A more detailed analysis of the surrounding conditions revealed, that the outdoor temperatures during infection were consistently at values of at least 5-9 ° C for several consecutive days, which enabled the flight and blood-sucking activity of the midges within
the shelter.
Midge activity during wintertime represents a crucial component in understanding how the virus can outlast the cold season. A constant midge presence could lead to a low but permanent infection rate throughout the cold months, enabling a recurrence of the pathogen the following year. Instead, a longer vector-free timeperiod would point to other mechanisms that allow the virus to re-occur in Germany on a yearly basis. Thus, the acute cases of SBV infections in sheep rose the question of critical threshold temperatures, representing the beginning of midge activity. The investigation of several stables sheltering cattle, horse or sheep addressed potential differences between indoor and outdoor activity and whether the type of host animal has an influence on the beginning of the flight. In the third part of this work, a long vector-free period and several differences in the onset of midge activity between different types of host animals could be detected. It could also be illustrated that the progression of the flight began differently depending on the present type of host animal/type of stable. For all cattle stables and the sheep barn the first midge activity was measured indoors, whereas for horses, culicoid midges were found to become active either at the same time or almost simultaneously inside and outside the animal shelters. This suggests that the horse stables do not represent good breeding sites for midges, which might be attributed to husbandry practices. In addition, it was possible to determine specific threshold temperatures for the different types of host animals and for various midge species. Altogether, the late beginning of flight, measured at the beginning of March, was surprising. This raises more questions of alternative mechanisms enabling the virus to outlast the winter months. The documentation of species-specific threshold temperatures can be a useful tool f.i. within automated large stables to keep indoor temperatures under the threshold value in order to postpone the onset of culicoid activity of various vector species. This may help to prevent virus transmissions during winter or to evoke a delay in spring, making it more difficult for the virus to overwinter.
To be able to start instant defense measures during an ongoing virus epidemic, which is transmitted by Culicoides midges, reducing the ground-living midge larvae offers a promising option during the warm season. For targeted vector control measures, it is important to know the breeding sites of culicoid midge species. Therefore, four agriculturally used biotopes were sampled and compared to four biotopes of a forest-dominated area. The results clearly show that meadows per se are not suitable breeding habitats for Culicoides
spp. Only the influence of livestock animals induces their potential as developmental sites. The various biotopes of the forest-dominated region were less subject to anthropogenic influences. Although fewer individual midges were found here, it displayed a higher biodiversity than the agricultural habitats. These results demonstrate once more the potential of forests in regards to the preservation of biodiversity. In Particular, the alder on fen site revealed most midge species and also the highest number of collected specimens among the studied biotopes. That illustrates the high impact of this specific humid type of habitat in respect to species diversity and the need of its perpetuation.
As part of this work, new breeding sites for a variety of culicoid species were identified and assigned to the usually rather short profiles of known Culicoides species. For one part, previous observations of chosen substrates could be consolidated. Furthermore, new breeding substrates were identified. Additionally, information of abiotic factors such as ph-value, soil moisture or organic compound of all sampled breeding substrates obtained from a soil analysis, extended the knowledge about the species-specific choice of breeding habitats and their characteristical traits. The additional knowledge about potential breeding substrates and their soil factors might be useful for future epidemiological modelling approaches. It can also raise the effectiveness and accuracy of targeted vector control measurements during an epidemic outbreak. Therefore, it may indirectly contribute to the preservation of endangered rare species. However, there is still an enormous need for more research before this goal can be fully achieved.
This thesis describes how the data of the Langmuir probes in the Wendelstein 7-X (W7X) Test Divertor Unit (TDU) were evaluated, checked for consistency with other diagnostics and used to analyse plasma detachment.
Langmuir probes are an electronic diagnostic, and were among the first to be used in plasma physics to determine particle fluxes, potentials, temperatures and densities.
W7X is a large, advanced stellarator, magnetic confinement fusion experiment, operated at the Max-Planck-Institut for Plasma Physics(IPP) in Greifswald, Germany.
Its TDU is an uncooled graphite component, shaped and positioned to intercept the convective heat load of the plasma.
Detachment describes a desirable operation state of strongly reduced loads on this component.
The evaluation of Langmuir probe data relies heavily on models of the sheath, formed at the interface between plasma and a solid surface, to infer plasma parameters from the directly measured quantities.
Multiple such models are analysed, generalised, and adapted to our use case.
A detailed comparison is made to determine the most suitable model, as this choice strongly affects the predicted parameters.
Special attention is paid to uncertainties on the parameters, which are determined using a Bayesian framework.
From the inferred parameters, heat and particle fluxes are calculated.
These are also indirectly measured by two other, camera-based diagnostic systems.
Observations are compared to test the validity of assumptions and calculations in the evaluation of all three diagnostics by checking their results for consistency.
The first comparison, with the infrared emission camera system, shows good agreement with theoretical predictions and reported measurements of the sheath transmission factor, for which we derive and measure a value in W7X.
Parameter dependencies in the quality of this agreement hint at remaining issues.
The second comparison, with the Hydrogen alpha photon flux camera system, shows significant discrepancy with expectations.
These are argued to originate from systematic differences in the measurement locations, which are quantified and related to the magnetic topology.
Langmuir probe observations of individual discharges are analysed to discuss conditions under which detachment occurs, transition into that state and fluctuations observed prior to and during it.
A spatial parametrisation of the data is developed and used to facilitate this.
These observations contribute to the larger aim of understanding particle balance control and fusion plasma edge processes.
Three-dimensionally extended dusty plasmas containing mixtures of two particle species of different size have been investigated on parabolic flights. To distinguish the species even at small size disparities, one of the species is marked with a fluorescent dye, and a two-camera video microscopy setup is used for position determination and tracking. Phase separation is found even when the size disparity is below 5%. Particles are tracked to obtain the diffusion flux, and resulting diffusion coefficients are in the expected range for a phase separation process driven by plasma forces. Additionally, a measure for the strength of the phase separation is presented that allows to quickly characterize measurements. There is a clear correlation between size disparity and phase separation strength.
Molecular dynamics simulations of binary dusty plasmas have been performed and their behavior with respect to the phase separation process has been analyzed. Here as well, it is found that even the smallest size disparities lead to phase separation. The separation is due to the force imbalance on the two species and the separation becomes weaker with increasing mean particle size.
In the second part of the thesis, Experiments on self-excited dust-density waves under various magnetic fields have been performed. For that purpose, different dust clouds of micrometer-sized dust particles were trapped in the sheath of a radio frequency discharge. The self-excited dust-density waves were studied for magnetic field strengths ranging from 0 mT to about 2 T. It was observed that the waves are very coherent at the lowest fields (B < 20 mT). At medium fields (20 mT < B < 300 mT), the waves seem to feature a complex competition between different wave modes before, at even higher fields, the waves become more coherent again. At the highest fields (B > 1 T), the wave activity is diminished. The corresponding wave frequencies and wavenumbers have been derived. From the comparison of the measured wave properties and a model dispersion relation, the ion density and the dust charge are extracted. Both quantities show only little variation with magnetic field strength.
In der wissenschaftlichen Literatur wurde wiederholt beschrieben, dass sich Zähne
auch nach Abschluss der physiologischen Eruption in geringem Maße weiter vertikal
aus dem Zahnhalteapparat bewegen. Diese anhaltende Eruption könnte mit
Erkrankungen des Zahnhalteapparats in Wechselwirkung stehen und sich auf klinisch
messbare Parameter von Parodontopathien auswirken.
Die vorliegende Arbeit untersucht Vorliegen und Ausmaß der anhaltenden Eruption
und mögliche Zusammenhänge mit gemessenen parodontalen Variablen in der
populationsbasierten Kohortenstudie Study of Health in Pomerania (SHIP). Dazu
wurden in einem longitudinalen Studiendesign (Follow-up nach 16 Jahren) digitalisierte
Modelle des Oberkiefers sowie Taschentiefen, Attachmentverlust, Gingivahöhe und
Zahnverlust im Oberkiefer von 140 Probanden analysiert.
Auf den digitalisierten Modellen wurden Messpunkte an alle Zähne (in die palatinalen
Grübchen der Frontzähne sowie Okklusalflächen der Seitzähne) und stabile
anatomische Strukturen des distalen Gaumens gesetzt, welche sich innerhalb der 16
Jahre nicht verändert hatten. Es wurden drei Okklusionsebenen über die Punkte von
je zwei kontralateralen Seitzähnen und einem Frontzahn definiert. Die anhaltende
Eruption wurde anschließend als Veränderung des Abstands zwischen den
Okklusionsebenen und den Fixpunkten im harten Gaumen über den Beobachtungszeitraum
gemessen.
Zur Ermittlung möglicher Assoziationen zu den Veränderungen der parodontalen
Messwerte wurden Regressionsanalysen durchgeführt und Regressionskoeffizienten
(B), 95%-Konfidenzintervalle (95% CI) sowie p-values ermittelt.
Es konnte eine anhaltende Eruption von durchschnittlich 0,33 mm über 16 Jahre
nachgewiesen werden, was einer Eruptionsrate von 0,021 mm/Jahr entspricht.
Bei 4 der 140 Probanden trat eine anhaltende Eruption >1 mm auf.
In der Gesamtstichprobe zeigt sich ein signifikanter Zusammenhang zwischen
anhaltender Eruption und Abnahme der Gingivahöhe (B = -0,34; 95% CI: -0,65; -0,03).
In einer Teilstichprobe unter Ausschluss von Probanden mit Zahnverlust wurde eine
negative Korrelation zwischen anhaltender Eruption und der Veränderung der
Taschentiefen ermittelt, allerdings nicht in allen statistischen Modellen.
Die vorliegende Arbeit weist eine anhaltende Eruption im Oberkiefer nach, welche zu
einer Abnahme der Gingivahöhe führen kann.
Neue Untersuchungs- und Behandlungsmethoden als Instrument des strategischen Krankenhausmanagements
(2021)
Die Neuen Untersuchungs- und Behandlungsmethoden (NUB oder NUB-Leistungen) nach § 6 Abs. 2 Krankenhausentgeltgesetz (KHEntgG) bilden in Deutschland denjenigen Vergütungsbereich der stationären Krankenhausleistungen ab, der aufgrund seiner Neu-artigkeit monetär nicht durch die Fallpauschalenvergütung des Diagnosis-Related-Groups (G-DRG)-Systems abgedeckt ist. Eine Vergütung durch die Gesetzliche Kran-kenversicherungen (GKV) erhalten Krankenhäuser nur für NUB-Leistungen im Status 1, NUB-Leistungen im Status 2–4 werden dagegen üblicherweise nicht vergütet. Das Institut für das Entgeltsystem im Krankenhaus (InEK) legt jährlich fest, welchen Status eine NUB-Leistung erhält. Es ist bisher nicht bekannt, nach welchen Kriterien das InEK vorgeht. Durch diese Intransparenz entstehen Krankenhäusern Unsicherheiten in der Leistungsplanung, die zu monetären Risiken führen. NUB-Leistungen stellen weitge-hend Leistungen dar, welche neu zugelassen wurden. Es ist den NUB-Leistungen nicht ohne Weiteres zu entnehmen, ob neu auch bedeutet, dass sie besser als die bisherige Therapie sind. Außerdem ist den NUB-Leistungen nicht ohne medizinische Fachkennt-nisse zu entnehmen, ob durch die Neuartigkeit auch eine wesentliche Änderung in der Leistungsplanung eines Krankenhauses zu erwarten ist. Das erste Ziel dieser Untersu-chung ist es, Kriterien zu finden, um die Entscheidungen des InEK bei der Festlegung des NUB-Status vorhersagbar zu machen. Zweitens soll eine Methode vorgestellt wer-den, um den Innovationsgrad von NUB-Arzneimitteln bestimmen zu können. Drittens sollen Werkzeuge beschrieben werden, um Informationen rund um NUB-Leistungen im strategischen Krankenhausmanagement für die Leistungsplanung nutzbar zu machen.
Als Ergebnis konnte anhand diverser Kriterien nicht das Verhalten des InEK bei der Festlegung des NUB-Status nachvollzogen werden. Lediglich die Zulassung eines Arz-neimittels durch die Europäische Arzneimittelagentur (EMA) scheint eine zwingende Voraussetzung zur Vergabe eines Status 1 zu sein. Damit ist eine generelle Vorhersage des NUB-Status weiterhin nicht möglich, die monetären Risken bei der Planung der Krankenhausbudgets verbleiben auf Seiten der Krankenhäuser. Der Innovationsgrad konnte für die meisten NUB-Arzneimitteln anhand einer Skala von 0–5 quantitativ ein-geteilt werden, alternativ bietet die Visualisierung des Innovationsgrades mit fünf Ster-nen einen raschen ersten Überblick. Der graduelle Unterschied gegenüber der bisherigen Therapie kann damit ohne viel Aufwand bewertet werden. Damit können auch medizi-nische Laien im Bereich des Krankenhausmanagements die klinische Relevanz der neu-esten Arzneimittel einschätzen. Anhand diverser Werkzeuge und Methoden konnte eine Nutzung der NUB-Leistungen zugunsten des strategischen Managements aufgezeigt werden. Eine krankenhausindividuelle, praxistaugliche Anwendung zugunsten der Leis-tungsplanung wäre jedoch nur mit einer Datenbank und geeigneter Software umsetzbar. Über eine gezielte Analyse der vorhandenen NUB-Leistungen könnte die durch Kran-kenhäuser vorsorgliche massenhafte Beantragung von NUB-Leistungen unterbleiben, sodass Personalressourcen eingespart werden können.
The development of the two main types of diabetes mellitus, type 1 and type 2 (T1D, T2D), is closely associated with the formation of reactive oxygen species (ROS) and reactive nitrogen species (RNS) in insulin-secreting pancreatic β-cells. In T1D, β-cell death
is triggered by proinflammatory cytokines, which mainly lead to the formation of ROS
in mitochondria and RNS in the cytosol. Pancreatic β-cells are extraordinarily sensitive
to oxidative stress due to their low glutathione peroxidase and catalase expression.
Thus, hydrogen peroxide (H2O2) cannot be detoxified, neither sufficiently, nor rapidly.
H2O2 itself is a rather weakly reactive ROS but can react in the Fenton reaction to form
highly reactive hydroxyl radicals (●OH), that can damage cells in a variety of ways and
induce cell death. The cell and its organelles are bounded by biological membranes
that differ in their permeability to H2O2. Aquaporins (AQPs) are water-transporting
transmembrane proteins, and some isoforms have been shown to facilitate a bidirectional transport of H2O2 across cellular membranes in addition to water. The role of
AQP8 was investigated in an insulin-producing cell model by stably overexpressing
AQP8 (AQP8↑) and by a CRISPR/Cas9-mediated AQP8 knockout. However, AQP8
proved to be an essential protein for the viability of the insulin-producing RINm5F cells, and so we established a tet-on-regulated AQP8 knockdown (AQP8 KD). Our results highlight that AQP8 is involved in H2O2 transport across the plasma and mitochondrial membranes, and that AQP8 expression gets upregulated by proinflammatory cytokines (in vitro) and in an acutely diabetic rat model (in vivo). Furthermore, it was shown that the increased proinflammatory cytokine toxicity is due to enhanced mitochondrial oxidative stress, because H2O2 cannot be efficiently transported in AQP8 KD cells and ●OH
are increasingly generated. Caspase activity then raises, and apoptosis is increasingly
induced coupled with a proportion of ferroptosis-mediated cell death because of a concomitant decrease in nitric oxide (NO●) concentration. In conclusion, AQP8 is localized in the plasma and mitochondrial membrane of insulin-producing RINm5F cells, where it is involved in H2O2 transport. In T1D, AQP8 plays an important role in the transport of H2O2 from the mitochondrial matrix to the cytosol so that the concentration is lowered in the mitochondria. This wider distribution of H2O2 may ease the inactivation of H2O2.
Modern space missions depend more and more on electric propulsion devices for in-space
flights. The superior efficiency by ionizing the feedgas and propelling them using electric
fields with regard to conventional chemical thrusters makes them a great alternative. To
find optimized thruster designs is of high importance for industrial applications. Building
new prototypes is very expensive and takes a lot of time. A cheaper alternative is to rely
on computer simulations to get a deeper understanding of the underlying physics. In order
to gain a realistic simulation the whole system has to be taken into account including the
channel and the plume region. Because numerical models have to resolve the smallest time
and spatial scales, simulations take up an unfeasible amount of time. Usually a self-similarity
scaling scheme is used to greatly speed up these simulations. Until now the limits of this
method have not been thoroughly discussed. Therefore, this thesis investigates the limits
and the influence of the self-similarity scheme on simulations of ion thrusters. The aim
is to validate the self-similarity scaling and to look for application oriented tools to use
for thruster design optimization. As a test system the High-Efficiency-Multistage-Plasma
thruster (HEMP-T) is considered.
To simulate the HEMP-T a fully kinetic method is necessary. For low-temperature plasmas,
as found in the HEMP-T, the Particle-in-Cell (PIC) method has proven to be the best
choice. Unfortunately, PIC requires high spatial and temporal resolution and is hence
computationally costly. This limits the size of the devices PIC is able to simulate as well
as limiting the exploration of a wider design space of different thrusters. The whole system
is physically described using the Boltzmann and Maxwell equations. Using these system
of equations invariants can be derived. In the past, these invariants were used to derive a
self-similarity scaling law, maintaining the exact solution for the plasma volume, which is
applicable to ion thrusters and other plasmas. With the aid of the self-similarity scaling
scheme the computation cost can be reduced drastically. The drawback of the geometrical
scaling of the system is, that the plasma density and therefore the Debye length does not
scale. This expands the length at which charge separation occurs in respect to the system
size. In this thesis the limits of this scaling are investigated and the influence of the scaling
at higher scaling factors is studied. The specific HEMP-T design chosen for these studies is
the DP1.
Because the application of scaling laws is limited by the increasing influence of charge separation with increased scaling, PIC simulations still are computationally costly. Another approach to explore a wider design space is given using Multi-Objective-Design-Optimization
(MDO). MDO uses different tools to generate optimized thruster designs in a comparatively
short amount of time. This new approach is validated using the PIC method. During this
validation the drawback of the MDO surfaces. The MDO calculations are not self-consistent
and are based on empirical values of old thruster designs as input parameters, which not
necessarily match the new optimized thruster design. By simulating the optimized thruster
design with PIC and recalculate the former input parameters, a more realistic thruster design is achieved. This process can be repeated iteratively. The combination of self-consistent
PIC simulations with the performance of MDO is a great way to generate optimized thruster
designs in a comparatively short amount of time. The proof of concept of such a combination
is the pinnacle of this thesis.
Synthetische Netze (SN) und azelluläre dermale Matrices (ADM) werden in der
rekonstruktiven Brustchirurgie verwendet, ohne dass genaue Empfehlungen bestehen, die den
spezifischen Materialeinsatz begründen. Da prospektive Vergleichsstudien nicht vorliegen,
müssen retrospektive Analysen Unterschiede herausarbeiten.
Material und Methoden
Die Analyse fokussiert sich auf die Herausarbeitung von materialbedingten Unterschieden
(ADM versus synthetische Netze). Analysiert wurden 281 Mammakarzinompatientinnen des
Brustzentrums der Universitätsmedizin Greifswald nach nippel- bzw. hautsparender
Mastektomie mit Rekonstruktion durch eine materialunterstützte subpektorale
Implantateinlage von 11/2010-07/2017. In 14,4 % (n=52) wurde eine porcine ADM, in 31,8 %
(n=115) ein partiell-resorbierbares (p.-r. SN) und in 53,9 % (n=195) ein nicht-resorbierbares
SN (n.-r. SN) verwendet. Die ADM wurde häufiger bei Sekundärrekonstruktionen (55,8 %)
im Vergleich zu 24,3 % beim p.-r. SN und 21 % beim n.-r. SN eingesetzt (ADM n = 29, p.-r.
SN n = 28, n.-r. SN n = 41). Gesondert analysiert wurden Patientinnen nach Strahlentherapie
(n = 77; 21,3 %). In der ADM-Gruppe (n = 52) wurden 10 (19,2 %) präoperativ und 6 (11,5
%) postoperativ bestrahlt. In der Gruppe, der mit dem partiell-resorbierbaren SN operierten
Patientinnen (n = 115) war die Verteilung 12 (9,6 %) und 11 (10,4 %) und beim nichtresorbierbaren
SN (n = 195) 20 (10,3 %) und 18 (9,2 %). Analysiert wurde der Einfluss der
prä- und postoperativen Radiotherapie auf die Komplikationsrate in differenzierter Analyse
der unterschiedlichen Materialien.
Ergebnisse
In der Gesamtgruppe aller Patientinnen betrug die Implantatverlustrate bei Verwendung der
ADM 23,1 % (n = 12), beim partiell-resorbierbaren SN 7% (n = 8) und beim nichtresorbierbaren
SN 5,6 % (n = 11). Nach Radiotherapie (prä- und postoperativ) betrug die
Implantatverlustrate bei der ADM 56,25 %; bei den SN 13 % bzw. 13,2 %. Bei präoperativer
Radiotherapie betrug die Implantatverlustrate bei der ADM 70 %, beim partiell-resorbierbaren
und nicht-resorbierbaren SN jeweils 25 %. Bei postoperativer Radiotherapie trat bei der ADM
in 33,3 % der Fälle ein Implantatverlust auf wohingegen bei den SN kein Fall auftrat.
Bezüglich postoperativer Komplikationen zeigte sich bei der Verwendung der ADM ein
signifikanter Einfluss der Radiotherapie auf die postoperativen Serome (p = 0,014),
Wundinfektionen (p < 0,001) und Implantatverluste (p = 0,001). Bei Verwendung des nichtresorbierbaren SN beeinflusste die Radiotherapie die Komplikationsrate hinsichtlich
Wundinfektionen (p = 0,006) und Implantatverlusten (p = 0,037) signifikant.
Schlussfolgerung
Bei materialunterstützten Brustrekonstruktionen ist bei Verwendung der porcinen ADM im
Vergleich zu SN generell eine signifikant höhere Implantatverlustrate zu verzeichnen, dies
kommt im Kontext der Strahlentherapie besonders zum Tragen.
Der Sepsis sowie einer Reihe von Autoimmunerkrankungen wie Multipler Sklerose und Diabetes mellitus Typ 1 ist, ebenso wie zahlreichen weiteren Krankheitsbildern, gemein, dass für diese eine Beteiligung der induzierbaren Stickstoffmonoxid-Synthase (iNOS) an deren Pathogenese durch exzessive Freisetzung von Stickstoffmonoxid bewiesen ist bzw. diskutiert wird. Die Auffindung von effektiven und selektiven Inhibitoren der iNOS stellt einen möglichen, erfolgversprechenden Ansatz dar, zumindest die Symptomatik dieser Erkrankungen positiv zu beeinflussen. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit sollten neue Wirkstoffe als potentielle Inhibitoren der iNOS zugänglich gemacht und auf ihre Aktivität getestet werden. Ein wesentlicher Ansatzpunkt für das Wirkstoff-Design ist die strukturelle Modifikation des natürlichen Substrats der iNOS, der Aminosäure Arginin. Ein bekannter Arginin analoge Hemmstoff der iNOS ist Aminoguanidin. Das Konzept der vorliegenden Arbeit zur strukturellen Abwandlung dieses Moleküls beinhaltete dessen Integration in ein heterobicyclisches System, mit dem Ziel, die Flexibilität der Aminoguanidin-Struktur herabzusetzen, um somit die Hemmwirkung und die iNOS-Spezifität zu verbessern. Die bisher wenig erschlossene Verbindungsklasse der [1,2,4]Triazolo[1,2-a]pyridazine erschien sehr gut geeignet, dieses Konzept zu realisieren. So wurden verschieden substituierte Vertreter dieses Grundkörpers als Analoga zu Aminoguanidin dargestellt. Als Hauptsyntheseroute wurde die Darstellung von Hexahydro[1,2,4]triazolo[1,2-a]pyridazinen über Ringschluss von Hexadyro-1-carbothioamid mit Aldehyden / Ketonen verfolgt. Anschließend wurden diese durch S-Methylierung mit Iodmethan zu 1-Methylsulfanyl-5,6,7,8-tetrahydro-3H-[1,2,4]triazolo[1,2-a]pyridazinen umgesetzt und schließlich mittels S-N-Austausch Tetrahydro-3H-[1,2,4]triazolo[1,2-a]pyridazin-1-amine dargestellt. Die erhaltenen Vertreter der Zielverbindungen aller Synthesestufen wurden auf ihre Aktivität gegenüber der induzierbaren Stickstoffmonoxid-Synthase und mögliche zytotoxische Effekte mittels eines Zellkultur-Modells getestet. Im Ergebnis der chemisch-synthetischen und strukturanalytischen Arbeiten wurde eine Vielzahl von Verbindungen mit [1,2,4]Triazolo[1,2-a]pyridazin-Struktur einschließlich entsprechender Vorstufen neu- bzw. resynthetisiert. Alle Verbindungen wurden umfassend strukturanalytisch charakterisiert. So war es möglich eine umfangreiche Substanzbibliothek mit diversen Substitutionsmustern zu generieren, welche für die Überprüfung der generellen Eignung von Abkömmlingen des [1,2,4]Triazolo[1,2-a]pyridazins als Inhibitoren der induzierbaren NO-Synthase genutzt werden konnte. Für diese biologischen Untersuchungen zur Inhibition der induzierbaren NO-Synthase (iNOS) durch die synthetisierten Titelverbindungen wurde ein optimiertes Zellkultur-Testverfahren unter Verwendung der Ratten-Insulinom Zelllinie RINm5F für den Arbeitskreis etabliert. Diese wurden mit den proinflammatorischen Zytokinen Interleukin-1β und Interferon-γ zur Expression von induzierbarer NO-Synthase stimuliert. Nach der Inkubation mit den potentiellen Hemmstoffen wurde die verbleibende NO-Produktion der Zellen durch Ermittlung der Nitritkonzentration im Überstand bestimmt. Anschließend wurde an den bereits behandelten Zellen auf mögliche Zytotoxizität der Substanzen durch einen MTT-Assay getestet. Mit diesem Verfahren wurden eine Reihe der Titelverbindungen bezüglich ihrer iNOS-hemmenden und zytotoxischen Eigenschaften untersucht. Davon inhibierten etliche in Position 3 unterschiedlich substituierte [1,2,4]Triazolo[1,2-a]pyridazin-1-thione dem Aminoguanidin vergleichbar oder stärker die NO-Produktion der iNOS bei nur geringem, zytotoxischem Effekt. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit ist es gelungen, die Verbindungsklasse der [1,2,4]Triazolo[1,2-a]pyridazine mit einer breiter Palette von Derivaten synthetisch zu erschließen und eine iNOS-inhibierende Wirkung für eine Anzahl von Vertretern zu belegen.
Ex vivo- und in vivo-Untersuchungen der Anwendung von nicht-thermischem Plasma zur Blutkoagulation
(2021)
Die steigende Inzidenz und Prävalenz von Vorhofflimmern mit dem gleichzeitig erhöhten Risiko thrombembolischer Ereignisse macht eine Antikoagulation in einer immer größer werdenden Population nötig [1-3]. Das intraoperative Blutungsmanagement stellt bei Patienten, welche eine Antikoagulation erhalten, eine Schwierigkeit dar [4, 5]. Insbesondere für die direkten oralen Antikoagulantien sind Antidote häufig nicht verfügbar oder kostenintensiv [6, 7]. Die aktuell verwendete elektrische Kauterisation geht mit dem Risiko der Bildung von Nekrosen einher, welche unter Umständen zu Nachblutungen, Strikturen oder Perforationen führen können [8, 9]. Dies untermauert den Bedarf an neuen sicheren Techniken zur intraoperativen Hämostase. Eine mögliche Alternative scheint nicht-thermisches Plasma darzustellen [10]. Dies ist ein energiereiches Gas, welches eine Reihe reaktiver Komponenten enthält und eine gewebeschonende Anwendung am Menschen ermöglicht [11].
In der vorliegenden Arbeit wurde demonstriert, dass nicht-thermisches Plasma des gut charakterisierten kINPen MEDs [11] ex vivo eine Blutkoagulation im murinen Blut induzieren kann. Hierbei spielt vor allem die direkte Aktivierung der Thrombozyten eine Rolle. Nachweise der plasmatischen Gerinnung konnten ex vivo nicht gezeigt werden. Während einer murinen Leberteilresektion wurde in der vorliegenden Arbeit in nativen und Rivaroxaban-antikoagulierten Tieren eine suffiziente Blutungskontrolle durch nicht-thermisches Plasma erzielt, welche mit der elektrischen Kauterisation vergleichbar war. Weiterhin war das nicht-thermische Plasma der elektrischen Kauterisation dahingehend überlegen, als dass es zu keiner akuten Schädigung des umliegenden Gewebes und keiner zeitversetzten Nachblutung geführt hat. Die histologischen Analysen der mit nicht-thermischem Plasma behandelten Wunden zeigten die Ausbildung eines Blutkoagulums, welches am ehesten der natürlichen Koagulation entsprach. Nach Inhibition der Thrombozyten-Funktion durch Clopidogrel war das nicht-thermische Plasma in vivo nicht in der Lage, eine suffiziente Hämostase zu induzieren. Daher konnten die Thrombozyten auch in vivo als wichtige Regulatoren der durch nicht-thermisches Plasma vermittelten Hämostase herausgearbeitet werden.
Auf der Basis einer ausführlichen Literaturrecherche wurde weiterhin die Hypothese aufgestellt, dass vor allem Reduktions-Oxidations-Reaktionen an der durch nicht-thermisches Plasma induzierten Blutkoagulation beteiligt sind. In folgenden Arbeiten sollte darauf hingearbeitet werden, den Mechanismus weiter zu verstehen und effizienter zu gestalten, um dieser Methode einen Einsatz in der Zukunft der Medizin zu ermöglichen.
Zusammenfassend ist dies die erste Studie, die einen direkten Vergleich des neuartigen 3DHMD-Systems und das 3D-System mit polarisierten Gläsern zur Durchführung der ersten Laparoskopien durch einen unerfahrenen Chirurgen untersucht, um die Auswirkungen beider Systeme auf die chirurgische Leistung und die visuelle Wahrnehmung zu evaluieren. Letztendlich sind beide 3D-Systeme vergleichbar. Im Vergleich zum 3DHMS bietet die 3DPPD Technologie fast alle Vorteile, die von einem 3D-System erwartet werden können, ist aber mit weniger nachteiligen Nebenwirkungen verbunden. Hochwertige 3D-Bildverarbeitungssysteme sind jetzt für die laparoskopische Chirurgie verfügbar und verbessern ihnen die chirurgische Leistung im Vergleich zur 2D-Laparoskopie [6, 12]. Zukünftige klinische Forschung ist erforderlich, um den potenziellen Nutzen der laparoskopischen 3D-Systeme bei Verbesserung des Operationsergebnisses zu evaluieren