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Hintergrund
Migräne ist eine hochprävalente Erkrankung, die bei betroffenen Patient*innen eine hohe Belastung sowohl durch die Kopfschmerzen an sich als auch durch die Einschränkung ihres Sozial- und Berufslebens hervorruft. Die Therapie besteht aus einer Akuttherapie der Kopfschmerzattacken sowie einer prophylaktischen Therapie zur Reduktion der Kopfschmerzfrequenz und -schwere. In der Prophylaxe stehen mit Antikörpern gegen das Calcitonin-gene-related-peptide (CGRP) und dessen Rezeptor erstmalig für die Migräne entwickelte gezielte prophylaktische Therapien zur Verfügung. Es stellt sich jedoch hierbei die Frage, ob CGRP-Antikörper lediglich symptomatisch in der Peripherie des trigemino-vaskulären-Systems wirken oder auch im zentralen Nervensystem die zugrundeliegenden pathophysiologischen Mechanismen beeinflussen, was einer krankheitsmodifizierenden Wirkung entspräche. Ziel unserer Studie war es, die Nullhypothese einer rein symptomatischen Wirkung gegen die Alternativhypothese einer Krankheitsmodifikation und somit zentralnervösen Wirkung, zu prüfen, indem bei Patient*innen mit episodischer Migräne der nozizeptive Blinkreflex vor und nach der Behandlung mit CGRP-Antikörpern untersucht wurde.
Methoden
22 Patient*innen mit episodischer Migräne (21 Frauen, 46,2 ± 13,8 Jahre alt) und 22 alters- und geschlechts-gematchte Kontrollen wurden im Rahmen dieser prospektiven Beobachtungsstudie eingeschlossen. Sie erhielten einen umfassenden Fragebogen zur Erhebung demografischer Charakteristika sowie der Kopfschmerzanamnese. Es erfolgte eine Messung des Blinkreflexes (10 Durchgänge à 6 Stimuli) vor (V0) und 3 Monate (V3) nach der Behandlung mit CGRP-Antikörpern (Kontrollen wurden einmalig gemessen). Im Rahmen der Messung wurden wiederholt schmerzhafte Stimuli supraorbital appliziert, die direkte Rückschlüsse auf die zentralnervöse Erregbarkeit des Hirnstamms als pathophysiologisch zentralen Mechanismus im Rahmen der Migräneentstehung zulassen. Die Area-under-the-curve (AUC) der R2-Komponente der Muskelsummenaktionspotentiale des Blinkreflexes sowie das Habituationsverhalten (Regressionskoeffizient über mehrere Blöcke) der stimulierten sowie nicht-stimulierten Seite wurden über 10 Blöcke hinweg evaluiert (primärer Endpunkt). Es wurde jeweils zuerst ein Test auf globale Veränderungen durchgeführt, der dann durch post-hoc-Analysen weiter spezifiziert wurde.
Ergebnisse
Alle Patient*innen zeigten eine signifikante Reduktion der Kopfschmerztage/Monat (V0: 12,4±3,3, V3: 6,6 ± 4,9) nach Beginn der Behandlung mit einem CGRP-/Rezeptorantikörper. Auf der stimulierten Seite reduzierte sich die AUC signifikant in den Blöcken eins, zwei sowie acht (Fglobal=5,86, p<0,001; block 1: R2a_s: -28%, p<0,001). Auf der nicht-stimulierten Seite zeigten sich Block eins, zwei, drei, acht sowie zehn als signifikant reduziert (Fglobal=8,22, p<0,001, block 1: R2a_ns: -22%, p=0,003). Die Veränderung der Habituation erwies sich in den Blöcken sechs, sieben, acht und zehn auf der nicht-stimulierten Seite als signifikant (Fglobal=3,07, p<0,001; block 6: R2h_ns: r=-1,36, p=0,007). Weder die AUC noch die Habituation des ersten Messtermins (V0) korrelierte mit dem späteren klinischen Ansprechen, sodass kein Prädiktor für das Therapieansprechen detektiert werden konnte (binär logistische Regression; alle Prädiktoren p>0,05).
Diskussion & Zusammenfassung
Die Ergebnisse dieser Studie zeigen, dass die dreimonatige Therapie mit CGRP-Antikörpern die Erregbarkeit des Hirnstamms als Antwort auf wiederholte schmerzhafte Stimuli bei Patient*innen mit Migräne normalisiert und liefert somit Hinweise für ein krankheitsmodifizierendes Potenzial. Veränderungen der Habituation korrelierten signifikant mit der Verringerung der Kopfschmerz-Frequenz, weitere Studien sind jedoch nötig, um zu eruieren, ob Parameter als Prädiktor geeignet sind um eine Voraussage über das Therapieansprechen und das Risiko einer Verschlechterung nach Beendigung der Therapie zu ermöglichen.
The exchange of water and dissolved elements between the continents and the oceans occurs via different routes in the hydrological cycle, such as rivers, atmospheric exchange, and submarine groundwater discharge (SGD). In addition, the elemental fluxes in the coastal waters may strongly depend on benthic water-solid-microbe interactions close to the sediment-water interface. It is becoming increasingly recognized that SGD can impact diagenesis and act as a source of water and dissolved substances for coastal ecosystems. The qualitative and quantitative assessment of SGD is still challenging as it requires the identification of suitable geochemical tracers for the complex hydrological and biogeochemical processes in the subterranean estuary. In this study, geochemical analyses were combined with geophysical, hydrological, and biological investigations to gain insights into the mechanisms driving SGD in coastal waters. In addition, onshore ground and surface waters were evaluated to identify the processes controlling the potential end member. The surveys were performed along the Baltic Sea coast: Warnow River and Wismar Bay in Germany, the Gulf of Gdańsk and Puck Bay in Poland, and Hanko Bay in Finland. The results suggest that the analyzed surface water system was strongly impacted by seasonal variations, while SGD displayed a much more stable composition throughout the year. New areas of SGD were also identified along the Baltic Sea. It was also observed that anthropogenic coastal infrastructures could promote SGD affecting the water balance and the benthic fluxes. At other sites, the SGD was associated with natural structures such as pockmarks. The stable isotopic composition of the fresh component of SGD was close to the meteoric water at most sites; however, old groundwaters from distinct aquifers were identified. Combining all sites, SGD showed high variability, ranging from near 0 to up to 300 L m-2 d-1, and the saline SGD was more dominant than the fresh component. The fluxes obtained at one site were even higher than the surface runoff. SGD was higher on sandy sediments, but the elemental fluxes were relatively low. Despite low SGD at muddy sites, interfacial elemental fluxes, enhanced by intense diagenesis in the top sediments, resulted in higher chemical fluxes to the water column. The sediment porewater gradients at the SGD impacted sites suggest that the advective upward flow of groundwater increased the elemental fluxes across the sediment-water interface. Therefore, the dissolved substances of SGD are partly impacted by the processes in the soil zone and aquifer during groundwater development, and partly impacted by the early diagenetic process in the surface sediments. Overall, this study shows the importance of SGD for the biogeochemical cycles of coastal waters. Moreover, 6 it can be concluded that a combination of interdisciplinary approaches can provide a better understanding and assessment of SGD in a specific environment. Although all the studies presented here are local, the methodology and results presented in this thesis can be replicated and thus provide assistance in other coastal areas.
Das Glioblastom (WHO Grad IV) ist der häufigste und aggressivste hirneigene Tumor des erwachsenen Menschen. Trotz Standardtherapie, bestehend aus neurochirurgischer Resektion aller im MRT kontrastmittelaufnehmenden Tumoranteile, Radiotherapie und Chemotherapie mit Temozolomid, liegt das mittlere Überleben der Patienten bei nur knapp über einem Jahr.
In früheren Arbeiten unserer Gruppe wurde die PSGL-1-Expression auf Tumor-assoziierten Makrophagen (TAM) mittels FACS und Immunhistochemie (IHC) untersucht. Die FACS- und IHC-Ergebnisse korrelierten nicht miteinander, da die Proben für beide Methoden aus unterschiedlichen Regionen im Tumor stammten. Die vorliegende Studie zielte darauf ab, die intratumorale Heterogenität sowie Phänotypen von TAM und Zytokinen beim GBM mit besonderem Fokus auf der PSGL-1-Expression zu untersuchen. Tumorproben von elf GBM-Patienten wurden zum Zeitpunkt der Erstdiagnose unter neuronavigatorischer Anleitung aus bis zu sechs verschiedenen definierten Regionen pro Tumor des kontrastverstärkten Tumorrandes gewonnen. Anschließend wurden die Proben sofort eingefroren. Insgesamt 12 Antigene wurden mittels Immunfluoreszenzfärbung (IF) als Komplett-Aufnahmen von Gewebeschnitten mikroskopiert und digital zusammengefügt. Die IF-Analyse erfolgte ausschließlich Algorithmus-basiert. Die Flüssigkeitsüberstände der 24-stündig inkubierten Tumorproben wurden durchflusszytometrisch gemessen. Die Gesamtexpressionsintensitäten sowie die Heterogenität der Expressionen zwischen verschiedenen Regionen eines Tumors wurde formelbasiert quantifiziert. Erwartungsgemäß zeigte sich GFAP als Tumorzellmarker mit dem höchsten Expressionsniveau über alle Patienten und Probenorte hinweg. Ein mittleres Expressionsniveau zeigte sich für CCR7, CD204, Arg1, iNOS, CD163 und CSF1R. MHC-II, CD206, CD16 und CD68 gehörten zu den niedrig exprimierten Antigenen. Interessanterweise zeigten diese niedrig exprimierten Antigene den höchsten Score bei der Bewertung der intratumoralen Heterogenität. Die geringste intratumorale Heterogenität wurde bei der GFAP-Expression gesehen (Score 5,5).
Die vorliegende Studie zeigt eine ausgeprägte intratumorale Heterogenität der gemeinsamen Oberflächenexpressionsmarker von TAM sowie der Zytokine im GBM. Insbesondere niedrig exprimierte Antigene, wie PSGL-1, weisen eine hohe intratumorale Heterogenität auf. Dennoch haben die TAM einen überwiegend antiinflammatorischen Phänotyp. Dies zeigt, dass immunologische Studien mit einer Probe pro Tumor in ihrer Aussagekraft eher begrenzt sind.
In der Zeit vom 01.01.1993 bis zum 30.05.2016 wurden 119 ETVs an 107 pädiatrischen Patienten der Universitätsmedizin in Greifswald durchgeführt. 33% der Patienten stellen sich mit einer akut bestehenden Symptomatik vor, welche vor allem aus Erbrechen, Übelkeit sowie Kopfschmerzen besteht. Bei 67% der Patienten bestand die Symptomatik bereits länger als 2 Wochen. Bei 57/107 (53%) Patienten wurde im Langzeitverlauf mit einem durchschnittlichen Beobachtungszeitraum von 9,9 Jahren ein ETV-Erfolg beobachtet. Insbesondere an jungen Patienten ist die ETV in nur 40% mit einem dauerhaften ETV-Erfolg assoziiert. Bei den 10-18jährigen Patienten lag der ETV-Erfolg bei 64,5%. Die Ursachen für den Hydrozephalus sind sehr heterogen und unterschiedlich stark mit einem dauerhaften ETV-Erfolg assoziiert. Patienten mit einem posthämorrhagischen Hydrozephalus oder einem postentzündlichen Hydrozephalus zeigen im Langzeitverlauf einen Erfolg von 36% bzw. 27%. Tumorpatienten zeigen je nach Tumorentität hohe Erfolgsraten bzgl. einer ETV (70% Erfolg). Patienten mit einer Aquäduktstenose zeigten in 69% der Eingriffe einen Erfolg. Des Weiteren liegt bei Patienten nach einer vorherigen VP-Shuntimplantation in nur 26% einen ETV-Erfolg vor und das Vorliegen einer Frühgeburtlichkeit ist ebenfalls mit einem niedrigen Erfolg von 29% assoziiert. Die Komplikationsrate liegt bei 18%. Liquorfisteln, Meningitiden und Liquorpolster sind dabei die häufigsten transienten postoperativen Komplikationen.
Die Lebensqualität wurde bei 49 Patienten der Kohorte untersucht. Bei den Patienten jünger als 14 Jahre wurden signifikante Defizite im Bereich „Freunde“ detektiert.
Die Ergebnisse der gesundheitsbezogenen Lebensqualität von Patienten über 14 Jahren liegen im jeweiligen Normbereich. Außerdem unterscheidet sich die Lebensqualität der untersuchten Kohorte nicht in Bezug auf einen ETV-Erfolg oder ETV-Misserfolg. Patienten einzelner Subgruppen zeigen ein geringeres körperliches Wohlbefinden: Patienten mit einem posthämorrhagischen Hydrozephalus sowie Patienten, die jünger als 6 Monate alt waren zum Zeitpunkt der ETV.
Das untersuchte Patientenkollektiv erreichte in Bezug auf die Schulabschlüsse insgesamt niedrigere Qualifikationen verglichen mit den bundesweiten Angaben.
Eine Sepsis ist die schwerste Verlaufsform einer akuten Infektion. Sie stellt trotz intensiver Forschung und einer langen Historie insbesondere in dem intensivmedizinischen Bereich immer wieder vor neue Herausforderungen. Die Ausprägungen können sich auf zirkulatorischer, zellulärer und metabolischer Ebene zeigen und imponieren durch vielseitige klinische Manifestationen. Bedingt durch die aktuelle Altersstruktur der Bevölkerung und den zahlreichen Komorbiditäten stellt die Sepsis ein Krankheitsbild mit hoher Sterblichkeitsrate dar.
In der vorliegenden Arbeit untersuchten wir im Tiermodell die pleiotropen Wirkungen von Simvastatin in der Sepsis bei experimenteller Endotoxinämie. Damit griffen wir die Ergebnisse klinischer Studien auf, die besagen, dass eine Veränderung des Fettstoffwechsels die Mortalität der Sepsis verringert.
Unser Interesse richtete sich dabei auf die intestinale Mikrozirkulation. Mittels Intravitalmikroskopie wurde die Leukozytenadhärenz der Venolen der submukösen Darmwand und die funktionelle Kapillardichte in den unterschiedlichen Schichten der Darmwand untersucht. Da sich die Sepsis sehr vielseitig manifestiert, erfolgte begleitend zu dem Versuchsablauf eine kontinuierliche Messung der
hämodynamischen Parameter. Mit Hilfe von repetitiven Blutentnahmen, wurden die metabolischen Veränderungen protokoliert.
Nach LPS induzierter Endotoxinämie führte die Simvastatingabe im Versuchsablauf zu keiner Verbesserung der infekttypischen, hämodynamischen intestinalen Situation. In der Intravitalmikroskopie zeigten sich keine proangiogenen Veränderungen der Kapillardichte in der Lamina muscularis longitudinalis und circularis. Bei der Beobachtung der Leukozyten-Endothelinteraktion konnte zwar ein Anstieg der Leukozytenadhärenz festgestellt werden, jedoch kein protektiver Effekt nach Medikamentengabe.
Unsere Hypothese, dass eine Lipidmodulation mit Simvastatin in der akuten Sepsistherapie eine wichtige Rolle spielen könnte, wurde in unserem Versuchsaufbau nicht nachgewiesen. Die pleiotropen Effekte des Medikamentes in niedriger Dosierung scheinen keinen Einfluss auf das septische Geschehen zu haben. Die von uns vermutete Wirkung scheint eher bei einer prophylaktischen und langfristigen Einnahme gegeben zu sein. Dies könnte Gegenstand der Betrachtung von weiteren Untersuchungen sein.
Auch eine initial höhere therapeutische Dosierung und mehrfach Gabe eines Statins über einen längeren Zeitraum könnte Gegenstand einer weiteren Untersuchung sein.
Der Einfluss von Zentrum-Peripherie-Sturkturen auf Kommunalfinanzen wird aus geographischer Sicht empirisch untersucht. Die Rechnungsergebnisse der Kommunen im Zeitraum von 2013 bis 2016 der fünf ostdeutschen Bundesländer dienen als Berechnungsgrundlage. Die Dissertation gliedert sich in vier Teile, die Fragen zu Zusammenhängen und Wechselwirkungen zwischen Zentren und Peripherien beantworten. Dabei sind vor allem planerisch festgelegte Zentrale Orte und externe Nutzer im Fokus der Untersuchungen. Im letzten Teil wird die Frage diskutiert, wie sich planerische Belange in das fiskalische Instrument „kommunaler Finanzausgleich“ integrieren lassen.
Der freiwillige Verzicht auf Nahrung und Flüssigkeit (FVNF) ist als Methode, das Leben selbstbestimmt zu beenden, in informierten Fachkreisen weitgehend bekannt. Aktuelle Forschungsarbeiten betonen das Konfliktpotential der FVNF-Thematik, insbesondere bei der Einordnung des FVNF als Suizid und aller daraus resultierenden Handlungskonsequenzen. Grund dieser aufflammenden Diskussion über die Einordnung des FVNF als Suizid einerseits und als Teil des natürlichen Sterbeprozesses am Lebensende andererseits ist der mittlerweile wieder obsolete Paragraph §217 zur Strafbarkeit der „Geschäftsmäßigen Förderung der Selbsttötung“. Diese neue Gesetzesreform bedrohte zeitweise medizinisches Personal strafrechtlich, welches FVNF-praktizierende Patienten betreute, indem sie die große Frage offenließ, ob sich diese Begleitung bereits als Suizidbeihilfe oder gar als Tötung auf Verlangen darstellt. Außerdem sorgte der Aufruhr innerhalb der deutschen Gesetzeslage auch in medizinischen Fachkreisen für wachsende Unsicherheit beim Umgang mit dem FVNF. Von ärztlicher Seite wurde hier zunehmend die Qualifizierung der Todesart als natürlich oder nicht-natürlich in der ärztlichen Leichenschau problematisiert.
Die hier vorliegende Arbeit mit einer Auswertung von 3548 Todesbescheinigungen des Instituts für Rechtsmedizin der Universitätsmedizin Greifswald in Mecklenburg-Vorpommern hat sich zum Ziel gesetzt, die Relevanz dieser breit thematisierten Konflikte zu beleuchten. Sie soll einerseits dazu beitragen, pragmatische Handlungsweisen für den Umgang mit FVNF-Patienten aufzuzeigen und andererseits praktische Vorschläge für einen rechtssicheren Umgang mit der ärztlichen Leichenschau entwickeln. Die Datenerhebung aus den Todesbescheinigungen erfolgte in dem Zeitraum vom 01.01.2019 – 31.12.2019. Während dieser Zeit konnte bei 244 Verstorbenen (=6,88%) anhand zuvor definierter Kriterien ein Zusammenhang zwischen dem Tod und dem Verzicht auf Nahrung und Flüssigkeit hergestellt werden.
In der Analyse der Todesbescheinigungen konnte erkannt werden, dass fast alle leichenschauenden Ärzte eine natürliche Todesart festlegten (n=242). In 2 Ausnahmefällen, bei denen eine nicht-natürlichen Todesart ausgewählt wurde, waren jedoch andere Umstände als der FVNF ausschlaggebend. Somit kann man festhalten, dass keiner der Ärzte den FVNF als Suizid und damit als nichtnatürliche Todesart wahrnahm. Weiterhin scheint der Begriff FVNF selbst in der untersuchten Kohorte noch nicht vollumfänglich bekannt oder üblich zu sein. Die Dokumentation des Verzichts auf Nahrung und Flüssigkeit wurde sehr variabel gehandhabt. In keinem der untersuchten Todesbescheinigungen wurde der Terminus „FVNF“ explizit aufgeführt. Vielmehr wurden verschiedenste Umschreibungen in der Epikrise und innerhalb der Todesursachen mithilfe diverser ICD-Codes verwendet.
Besonders interessant ist hierbei, dass 178 Patienten (=72,13%) zum Zeitpunkt des FVNF an einer lebenslimitierende Grunderkrankung litten. Nur bei 27,68% (n=68) der Verstorbenen konnte keine schwerwiegende Grunderkrankung ermittelt werden, sondern ausschließlich die Multimorbidität im Alter. Das Durchschnittsalter der Verstorbenen lag bei 86,3 Jahren und 84,9% (n=207) des Gesamtkollektivs waren mindestens 80 Jahre oder älter. Dies zeigt eindeutig, dass die Thematik des FVNF im Alltag viel mehr die deutlich ältere Generation betrifft, welche sich bereits aufgrund ihrer gesundheitlich reduzierten Konstitution am Ende des Lebens befindet. In der Literatur beschriebene Fälle, bei denen sich jüngere und gesunde Menschen entschieden, ihr Leben deutlich vor Beginn des physiologischen Sterbens durch FVNF zu beenden, kamen in der hier vorliegenden Datenanalyse nicht vor. Daher kann davon ausgegangen werden, dass solche Fälle Einzelerscheinungen darstellen, die auf die Gesamtstatistik nur marginalen Einfluss nehmen.
In Anbetracht des hohen Alters der Verstorbenen und des breiten Vorliegens einschränkender Grunderkrankungen muss der in Fachkreisen geäußerten Ansicht des FVNF als Form des Suizids deutlich widersprochen werden. Die in der Einleitung vorgestellte Frage von Alt-Epping et al. (2019, 173), „ob auf dem Totenschein nach FVNF die Angabe ‚natürlicher Tod‘ angemessen ist oder nicht“, ist im Hinblick auf die hier untersuchten Todesbescheinigungen mit Ja zu beantworten. Die überwiegende Mehrheit der leichenschauenden Ärzte gab nicht nur eine natürliche Todesursache an, sondern war auch in den Beschreibungen konsistent mit einer Position, die den FVNF nicht als Suizid betrachtet, sondern als natürlichen Tod.
Für eine bessere begriffliche Zuordnung müssen an dieser Stelle dennoch 2 grundlegende Formen des FVNF differenziert werden: Auf der einen Seite steht hier der „implizite/präfinale FVNF“ als natürlicher Vorgang im Zusammenhang mit dem Sterbeprozess, der eher als Begleiterscheinung wahrzunehmen ist und eine physiologische Konsequenz der abnehmenden Lebenskräfte darstellt. Dieser FVFN stellt auch in der vorliegenden Datenerhebung die einzige Form dar. Auf der anderen Seite steht der Sonderfall des expliziten FVNF oder „Sterbefastens“ als Suizid und nichtnatürlicher Tod, ohne dass eine zum Tode führende innere Erkrankung oder Multimorbidität im Alter im Vordergrund steht.
Es wäre für den rechtssicheren Umgang mit dem FVNF bei der ärztlichen Leichenschau weiterhin sinnvoll, eine gesonderte ICD-Kodierung oder zumindest genauere Bezeichnungen zu entwickeln, um sowohl eine bessere Dokumentation in der Todesursachenstatistik zu gewährleisten als auch eine Vergleichbarkeit bei Auswertungen von Todesbescheinigungen sicherzustellen. Für ersteren Fall des physiologischen Nahrungs- und/oder Flüssigkeitsverzichts beim Sterben wird empfohlen, auf die ICD-Codes „Symptome und abnorme klinische Laborbefunde - R00-R99“ zurückzugreifen. Die Verschlüsselung mit „Ungenügende Aufnahme von Nahrung und Flüssigkeit - R63.6“ oder mit „(präfinaler/impliziter) FVNF – R63.7“ als neuer ICD-Code kann eine sinnvolle Ergänzung darstellen, um auch statistische Erhebungen zu der Thematik zu verbessern. Der FVNF soll als vorangegangene Ursache (Ib) einer bereits bestehenden lebenslimitierenden Grunderkrankung notiert werden.
Für den Fall, dass ein Nahrung- und Flüssigkeitsverzicht als aktiv lebensverkürzende Handlung und somit als Suizid gewertet werden kann, ist eine eigene Codierung für diese Handlungsform hilfreich. Das dann vorliegende Sterbefasten könnte unter die Kategorie „Vorsätzliche Selbstschädigung – X60-X84“ fallen, beispielsweise: „X85 – Vorsätzliche Selbstschädigung durch Nahrungs- und Flüssigkeitsverzicht“. Ergänzende Beschreibungen des Sterbefastens in der Epikrise sind in jedem Fall sinnvoll, um ein schlüssiges Gesamtbild des Sterbeprozesses zu beschreiben. Um qualifizierte medizinische und pflegerische Begleitung den Patientenwünschen entsprechend gewährleisten zu können, kann das rechtzeitige Verfassen einer Patientenverfügung hilfreich sein.
Sinnvoll scheint hier auch die Forderung von Manhart et al. (2018), diese Fälle „echter“ FVNF nennen. Die zur Diskussion gestellte Verfahrensweise beinhaltetet das Anberaumen eines primären Ethikkonsils unter Teilnahme der Fachgebiete Palliativmedizin, Psychiatrie, Rechtsmedizin und jenem, entsprechend der Grunderkrankung. Hiermit soll die Prüfung und Bestätigung der freien Willensbildung sowie der Patientenverfügung des Patienten erfolgen, um das spätere Todesermittlungsverfahren zu vereinfachen und damit auch die Belastung der Angehörigen zu mindern. Die Autoren fordern außerdem eine ausführliche Aufklärung des Patienten über Therapiealternativen im Rahmen der Grunderkrankung. In Anbetracht der Tatsache, dass solch ein Fall vermutlich recht selten auftritt, sollte der vergleichsweise hohe Aufwand nicht nur gerechtfertigt, sondern auch möglich sein.
Nicht zuletzt durch die überrepräsentierte Altersgruppe von über 80-Jährigen ist es vor allem das Fachpersonal in Alters- und Pflegeheimen, welches mit dem FVNF konfrontiert wird. Auch in der vorliegenden Auswertung ist mit 64,34% (n=157) die Mehrheit der Personen in einer Altenpflegeeinrichtung verstorben. Außerdem konnte man sehen, dass viele Verstorbene am Lebensende, neben zahlreichen Grunderkrankungen, bereits mit deutlichen Lebenseinschränkungen wie verschlechtertem Allgemeinzustand (n=86; 35,25%) oder Immobilität (n=23; 9,43%) konfrontiert waren. Immer wieder stehen Pflegekräfte nun vor der Herausforderung, dass Patienten nicht mehr essen und trinken wollen, um ihr subjektives Leid zu beenden und den Sterbeprozess zu beschleunigen. Auch wenn das Sterben in unserer Gesellschaft zum Teil noch als Tabu-Thema behandelt wird erwarten Experten, dass sich künftig immer mehr Menschen für diese Möglichkeit des vorzeitigen Ablebens entscheiden (Teigeler 2018). Es ist daher notwendig, dass sich Gesundheitseinrichtungen und Fachleute mit diesem Thema befassen und diskutieren, wie das Phänomen in Zukunft bewältigt werden kann. Die Forschung in der Medizin schreitet unaufhaltsam voran und die medizinische Versorgung wird kontinuierlich optimiert. Die Kehrseite dessen ist jedoch, dass es alten Menschen damit auch schwerer gemacht wird, an ihren teilweise schweren Grunderkrankungen zu versterben.
Als Forschungsdesiderate bleiben eine verbesserte statistische Erfassung und differenzierte Auswertung vom FVNF allgemein und seinen verschiedenen Ausprägungen. Insbesondere sollte hier auf die Relevanz des „präfinaler/impliziter FVNF“ im Rahmen eines natürlichen Sterbeprozesses und dem FVNF in Form des „expliziten FVNF“ oder „Sterbefasten“ als mögliche Form eines Suizids eingegangen werden. Um diese genauer differenzieren zu können wäre ein Interview der jeweils begleitenden Ärzte eine sinnvolle Ergänzung. Ebenfalls wäre eine genauere Untersuchung des Wissenstands und der Haltung verschiedener Ärzte gegenüber dem FVNF interessant, beispielsweise in Form eines Fragebogens und weiterführender qualitativer Erhebungen. Nicht zuletzt sollte die Auseinandersetzung der Ärzte mit dieser Problematik und der Bezug zur obligatorischen ärztlichen Leichenschau bereits in der akademischen Lehre im Rahmen von Fort- und Weiterbildungen aufgenommen werden.
Ziel dieser Studie war es, das metabolische Speichelprofil in Zusammenhang mit Parodontitis zu untersuchen und potentielle Biomarker sowie Stoffwechselwege im Rahmen der Erkrankung zu erforschen. Speichelproben von 938 Proband*innen wurden in Abhängigkeit von dentalen Gesundheitsvariablen betrachtet und anschließend, auf Basis dieser Ergebnisse, mit dem Zahnverlust nach fünf Jahren assoziiert.
Die Querschnittsanalyse ergab mehrere signifikant assoziierte Speichelmetabolite, wovon Butyrylputrescin mit den meisten oralen Variablen verknüpft war. Außerdem konnten wir die Kernergebnisse einer unabhängigen Studie replizieren und das Potenzial von Phenylacetat, 3-Phenylpropionat und 3-(4-Hydroxyphenyl)Propionat
bekräftigen. In der Längsschnittanalyse war der Zahnverlust nach fünf Jahren am stärksten mit N,N-Dimethyl-5-Aminovalerat verbunden. Die Mehrzahl aller auffälligen Metabolite steht in Zusammenhang mit Zellvermehrung, bakteriellem Stoffwechsel und Gewebedestruktion. Fasst man die Analysen zusammen, sind 2-Pyrr und Butyrylputrescin die beständigsten Metabolite mit signifikanten Korrelationen. Daher erscheinen sie als besonders geeignet, das Ungleichgewicht der Mundflora widerzuspiegeln.
Multiloop Edgewise Archwire Technique (MEAW) und Denture Frame Analysis: Ein systematisches Review
(2022)
Ziel dieser Studie war es, war die alle verfügbaren Publikationen aus der Fachliteratur zu den Themen Multiloop Edgewise Archwire Technique und der Denture Frame Analysis systematisch zu ermitteln und diese anschließend hinsichtlich der therapeutischen Effekte, allgemeinen kephalometrischen Veränderungen, Vor- und Nachteile sowie Grenzen von MEAW zu untersuchen. Eine elektronische Literaturrecherche wurde unter Verwendung von vier medizinischen Datenbanken (PubMed, Google Scholar, Web of Science und Cochrane Central Register of Controlled Trials) durchgeführt und durch eine zusätzliche Handrecherche ergänzt. Die Ergebnisse wurden nach den PRISMA-Richtlinien geprüft und bewertet.
Im Zuge der Literaturrecherche wurden von den anfänglich 677 themenbezogenen Publikationen 134 Artikel als geeignet identifiziert. Schlussendlich wurden drei zueinander äquivalente Studien bei der qualitativen Analyse herausgefiltert. Diese konnten in eine vergleichende Gegenüberstellung einbezogen werden.
Die Resultate dieser Untersuchung heben die Vorteile der MEAW-Technik deutlich hervor. Zu diesen zählen die genaue Kontrolle über dreidimensionale Einzelzahnbewegungen und die geringen und zugleich kontinuierlichen Kräfte, welche zu überwiegend dentoalveolären Veränderungen führen. Die skelettalen Strukturen wurden gar nicht oder nur geringfügig beeinflusst. Die durch die MEAW-Therapie hervorgerufene dentoalveoläre Kompensation führt zu medizinisch akzeptablen Ergebnissen und stellt somit eine Alternative zur orthognathen Chirurgie dar.
Hinsichtlich der unzureichenden Datengrundlage der derzeit verfügbaren Literatur sind weitere Studien dringend notwendig, um die Kenntnisse auf diesem Fachgebiet zu erweitern. Aspekte wie die Langzeitstabilität oder die detaillierte Wirkungsweise sollten anhand anatomischer und physiologischer Prinzipien genauer erforscht werden. Darüber hinaus bezieht sich die DFA hauptsächlich auf die asiatische Bevölkerung, daher wäre es sinnvoll, die Übertragbarkeit der DFA auf andere ethnische Gruppe zu überprüfen. Die erarbeiteten Erkenntnisse wurden anhand zweier klinischer Fallbeispiele veranschaulicht.
Sepsis ist eine der häufigsten Todesursachen und doch in der Bevölkerung und auch zum Teil von ärztlichen Kollegen unterschätzt. Bis heute bilden Blutkulturen den Goldstandard in der Diagnostik einer Sepsis. Das gerade eine schnelle Therapie für das Outcome der Erkrankten entscheidend ist, konnte bereits durch viele Studien und Publikationen gezeigt werden. Bei einer Analyse der Abläufe der Blutkulturdiagnostik im Universitätsklinikum Greifswald stießen wir auf eine deutliche Zeitverzögerung durch den Transport von beimpften, nicht bebrüteten Blutkulturen von schwer Erkrankten in das ausgelagerte mikrobiologische Labor. Als Folge verzögert sich die gesamte Kette der Blutkulturdiagnostik und damit einhergehend auch die Therapieanpassung. In unserem Setting fand sich lediglich für 12,29 % der Blutkulturen keine Zeitverzögerung durch verzögerte Transporte beimpfter Blutkulturen zum mikrobiologischen Labor oder durch ein Positivitätssignal der bebrüteten Blutkultur außerhalb der Laboröffnungszeiten für Blutkulturen der Labor-Gruppe. Um diesem Defizit entgegenzuwirken untersuchten wir den Effekt einer Blutkulturbebrütung vor Ort. Wir fanden im Vergleich zur Bebrütung im ausgelagerten Labor eine signifikante Reduktion der Zeit bis zum mikrobiologischen Ergebnis der Erregerdiagnostik mit Resistogramm (TTR). Durch die Installation eines Bebrütungssystems auf der Intensivstation konnte zudem die Zeit bis zum Wissen um Blutkulturpositivität deutlich reduziert werden. Die hier gezeigten Daten zeigen durch eine unmittelbare vor Ort Bebrütung einen Lösungsansatz für die Optimierung der Präanalytik der Blutkulturdiagnostik bei schwer kranken Patienten. Insbesondere für Kliniken mit externer Mikrobiologie können unsere Schlussfolgerungen von Interesse sein.
Im Falle einer neuen, sich rasch ausbreitenden viralen Erkrankung empfiehlt die WHO die Verwendung von Blutplasma von bereits Genesenen (Rekonvaleszenten-plasma) zur ersten Therapie bevor Impfstoffe entwickelt werden können, da dieses Plasma bereits Immunglobuline gegen den Erreger enthält. In dieser zeitkritischen Situation kann die von der deutschen Richtlinie für Hämotherapie geforderte Quarantänelagerung für Plasmen für mindestens vier Monate nicht immer ein-gehalten werden. Eine Alternative zur Quarantänelagerung stellen Verfahren zur Pathogeninaktivierung des Plasmas dar. Es muss jedoch sichergestellt werden, dass die enthaltenen Immunglobuline durch die Pathogeninaktivierung nicht beeinträchtigt werden. In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass die Pathogeninaktivierung von Plasma mittels Methylenblau-Behandlung keinen signifikanten Einfluss auf Immun-globuline M und G hat. Die Ergebnisse können die Sicherheit der Verwendung von Rekonvaleszentenplasma zu Beginn einer Ausbreitung einer viralen Erkrankung deutlich erhöhen.
Blutplasma muss generell blutgruppenkompatibel transfundiert werden, um Blutgruppeninkompatibilitäten durch enthaltene gegen die Blutgruppenantigene A und B gerichetete Antikörper (Isoagglutinine) zu vermeiden. Plasma von Spendern der Blutgruppe AB enthält keine Isoagglutinine und kann somit Patienten aller Blutgruppen transfundiert werden. Der Anteil der Spender in der mitteleuropäischen Bevölkerung mit Blutgruppe AB ist mit 4 % jedoch sehr gering. Daher besteht der Bedarf Isoagglutinine aus Plasma der Blutguppe A, B und 0 zu entfernen, um dieses „universell“ transfundierbar zu machen. Das so hergestellte Isoagglutinin-depletierte Plasma kann auch für Notfalltransfusionen bei Patienten mit unbekannter Blutgruppe angewendet werden. Kleinere Krankenhäuser können ihre Logistik effizienter gestalten und lediglich diese Art von Plasma bevorraten.
Im Rahmen dieser Arbeit wurden ein geschlossenes Beutelsystem und ein Prozess entwickelt, welcher die Depletion von Isoagglutininen aus Plasma mit Mitteln ermöglicht, die in jeder transfusionsmedizinischen Einrichtung vorhanden sind. Es konnte gezeigt werden, dass die Qualität des Plasmas der des bereits zugelassenen humanen gefrorenen Frischplasmas entspricht. Durch Poolen im Herstellungs-prozess können mehrere Plasmen gleichzeitig bereitgestellt werden. Das Verfahren hat das Potenzial, die klinische Praxis der Plasmatherapie zu beeinflussen.
Nowadays, a challenge in wildlife management and nature conservation is to reach a state of human-wildlife coexistence, integrating wildlife into the human-dominated landscape. Achieving a state of coexistence is urgent as human-wildlife conflicts increase over time. Thus a "route guide" for researchers and conservation practitioners will be needed to identify if a human-wildlife interaction is heading towards conflict or coexistence, enabling them to conduct management activities, when possible, to achieve human-wildlife coexistence. Researchers have used different individual-based attributes as a proxy to measure support towards wildlife species by the general public. Different operationalizations from Environmental Economics and Environmental and Conservation Psychology research fields have been used to measure support. Examples of operationalization are the willingness-to-pay and Likert-type scale, or rating scale, from the first and second research fields. In the first, participants must indicate how much they would be willing to pay to protect a specific wildlife species population in a particular area and time. In the second, participants are asked to rate statements through, e.g., a five-point ordinal rating scale with opposite alternatives between, e.g., strongly agree and strongly disagree. In the human dimension of natural resources management research, variations of these methodologies have been used to measure support, not only for one wildlife species but for a set. For the willingness-to-pay variation, i.e., money allocation, participants must distribute a constant sum of money among a set of wildlife species. For the rating scale variation, each of the wildlife species in the set corresponds to a statement to be rated. The thesis aims to contrast these two variations, i.e., money allocation and rating scale, in their capacity to assess support changes towards a set of 12 native wildlife species from different taxa.
A survey was applied in 2018 (n: 368) and replicated in 2019 (n: 359) among urban dwellers who cohabit with the wildlife species set, in Valdivia, south of Chile. The surveys were applied before and after information disclosure and exposure in an experimental and longitudinal research design structure, respectively. As information disclosure, the threatened and endemic status of the wildlife species was presented to the participants. On the other hand, mass media coverage of a human-wildlife conflict involving one of the species included in study, the South American Sea Lion, was used for information exposure. The results indicate that the money allocation method identified support changes among the wildlife species to a greater extent than the rating scale for both types of information (Chapters 2, 3, and 4). The money allocation in the experimental design structure grouped the wildlife species based on their threatened and endemic status, while the rating scale did not come with the same results (Chapter 3). In the longitudinal design structure, the South American Sea Lion support decreased based on the average values of the money allocation and rating scale after the information exposure (Chapter 4). Differently, when the South American Sea Lion position support is compared with the other wildlife species, based on the money allocation, there was a descent, while the rating scale presented an ascent after the mass media coverage of the human-wildlife conflict (Chapter 4). This difference between the results of the two methods, in both research design structures, can be explained to a certain extent due to their scaling technique characteristics. The money allocation is a comparative scale; therefore, the support given to one wildlife species will affect the possible support given to the other species. In contrast, the rating scale is a non-comparative scale, i.e., the support given to a wildlife species is independent of the support given to the other wildlife species in the set. In the experimental research design structure (Chapters 2 and 3), to give or increase the support to a threatened or endemic wildlife species, a bill should be taken from another wildlife species, usually not threatened nor endemic. On the contrary, in the rating scale, there was no need to choose; the support could be increased for a wildlife species without decreasing the support for other wildlife species. In the longitudinal study design structure, the money allocation allows direct comparison between wildlife species from one year to another, while the rating scale does not. For the money allocation, the possible amount of support to be given to a wildlife species, i.e., 12 bills of 1,000 CLP each, did not vary from 2018 to 2019. For the rating scale, the values received among the wildlife species can vary within the rating scale from one year to another, misleading to incorrect interpretations. The money allocation method can be suitable for monitoring human-wildlife interactions, i.e., to position and visualize support shifts. The money allocation could be used as an overview of human-wildlife interactions in a specific area, working as a first assessment.
Assoziation zwischen YKL-40 und dem Knochenstoffwechsel im Rahmen einer populationsbasierten Studie
(2022)
YKL-40 ist ein Chitinase-ähnliches Protein, welches vom Gen chitinase-3-like protein 1 (CHI3L1) auf Chromosom 1 kodiert wird. Seine genaue Funktion ist bislang weitgehend unbekannt, Studien legen jedoch einen Zusammenhang zwischen YKL-40 und Prozessen des Gewebeumbaus sowie inflammatorischen Reaktionen nahe.
Mit dieser Arbeit wurde erstmals die Assoziation von YKL-40 und der genetischen Variation in CHI3L1 mit Markern der Knochenstruktur und des Knochenumbaus bei erwachsenen Männern und Frauen der Allgemeinbevölkerung untersucht. Die Daten für die Analyse stammen dabei aus zwei Kohorten der Study of Health in Pomerania: SHIP und SHIP-TREND. Zur Charakterisierung der Knochenstruktur wurden quantitative Ultraschall (QUS)-Untersuchungen an der Ferse durchgeführt. Als Knochenumbaumarker (bone turnover markers, BTMs) dienten zum einen das intact amino-terminal propeptide of type I procollagen (PINP), ein Marker für den Knochenaufbau, zum anderen das carboxy-terminal telopeptide of type I collagen (CTX), welches mit dem Knochenabbau assoziiert ist.
Assoziationen zwischen der YKL-40-Plasmakonzentration und den QUS-basierten Parametern, BTM-Konzentrationen sowie 44 single nucleotide polymorphisims (SNPs) wurden bei 382 Probanden untersucht. Adjustierte lineare Regressionsmodelle zeigten eine inverse Assoziation von YKL-40 mit den QUS-basierten Parametern sowie eine positive Assoziation mit CTX bei Frauen. Zwei der untersuchten SNPs waren mit der YKL-40-Konzentration bei Männern und Frauen assoziiert, zwei weitere nur bei Frauen. Nachfolgend wurde die Assoziation zwischen den SNPs und den QUS-basierten Parametern bzw. der BTM-Konzentration in größeren Gruppen aus 5777 bzw. 7190 Teilnehmern untersucht. Nach Korrektur für multiples Testen war jedoch keiner der untersuchten SNPs mit den QUS-basierten Parametern oder BTMs assoziiert.
Zusammenfassend ist zu sagen, dass die beobachteten Assoziationen zwischen der YKL-40-Konzentration und der Knochenstruktur bzw. dem Knochenumbau aufgrund des fehlenden Zusammenhangs in den genetischen Untersuchungen vermutlich nicht kausal sind. Die Analysen lassen jedoch annehmen, dass erhöhte YKL-40-Konzentrationen die Folge systemischer inflammatorischer Reaktionen sein könnten, welche möglicherweise für einen gesteigerten Knochenumsatz verantwortlich sind.
Zielsetzung: CT-gesteuerte perkutane transthorakale Lungenbiopsien werden zur Charakterisierung von unklaren pulmonalen Läsionen eingesetzt, da diese weniger Komplikationen hervorrufen als operative Explorationen. Die hierbei am häufigsten auftretenden Komplikationen sind Pneumothorax und pulmonalen Blutungen. Um diese zu verringern, konzentrierten sich Studien vermehrt auf mögliche Einflussfaktoren. Hierbei zeigte sich, dass Komplikationen überwiegend von Läsionsgröße, Stich-kanallänge und pleuralem Kontakt des Tumors abhingen. Weitere einflussnehmen-de Faktoren waren das Auftreten von Lungenemphysemen und die Lokalisation des Tumors. Nach unserem Wissen wurde der potentielle Einfluss von Berufserfahrung und Persönlichkeitsmerkmalen von interventionellen Radiologen bei CT-gesteuerten Lungenbiopsien bislang nicht untersucht.
Folglich war die Motivation zur vorliegenden Studie, mithilfe psychologischer Frage-bögen Rückschlüsse auf die Interventionsergebnisse und Ausbildung im Bereich der Interventionellen Radiologie zu ziehen. Konkret wurde untersucht inwiefern Berufserfahrung und Persönlichkeitsmerkmale von interventionellen Radiologen den technischen Erfolg und die Komplikationsrate CT-gesteuerter perkutaner transthorakaler Lungenbiopsien beeinflussen.
Methodisches Vorgehen: Auf Grundlage einer retrospektiven Datenanalyse von 1056 CT-gesteuerten Lungenbiopsien, durchgeführt von 38 interventionellen Radio-logen im Zeitraum 2006 bis 2014, wurden für die vorliegende Studie 445 Eingriffe herangezogen, die von 14 Radiologen durchgeführt wurden (Ausschlusskriterien: Fehlende Zustimmung der Radiologen; < 20 Interventionen pro Interventionalist; Punktionen mit unvollständigen Daten etc., Vgl. Abbildung 1).
Die Interventionen wurden bewertet in Bezug auf die Häufigkeit von auftretenden Komplikationen, technischer Erfolgsrate und interventionsbezogenen Einflussgrößen. Persönlichkeitsmerkmale der interventionellen Radiologen wurden auf Basis der psychologischen Fragebögen NEO-FFI (Big Five) und State-Trait Angst-Inventar beurteilt. Die Ergebnisse der CT-gesteuerten Lungenbiopsien wurden den interventionsbezogenen Einflussgrößen zugeordnet und mit den Persönlichkeitsmerkmalen und der Berufserfahrung der 14 Radiologen abgeglichen.
Resultat: Es wurden keine signifikanten Unterschiede zwischen den 14 Interventionalisten bezüglich des technischen Erfolgs (Variationsbreite: 75.0 - 95.5%, p = 0.406), Komplikationsrate insgesamt (Variationsbreite: 44.7 - 85.7%, p = 0.088) beziehungsweise Major- (Variationsbreite: 15.6 - 40.9%, p = 0.679) und Minor-Komplikationen (Variationsbreite: 31.6 - 71.4%, p = 0.074) identifiziert. Die Berufserfahrung hatte keine Aus-wirkung auf den technischen Erfolg (p = 0.254) und die Komplikationsrate (p = 0.470). Die Persönlichkeitsmerkmale hatten keinen Einfluss auf den technischen Erfolg. Drei der sechs Persönlichkeitsmerkmale besaßen jedoch einen Einfluss auf die Komplikationsrate.
Fazit: Die Berufserfahrung besitzt keinen Einfluss auf den technischen Erfolg und die Komplikationsrate von CT-gesteuerten transthorakalen Lungenbiopsien. Auch die Persönlichkeitsmerkmale Angstgefühl, Offenheit, Gewissenhaftigkeit, Extraversion, Verträglichkeit und Neurotizismus nehmen keinen signifikanten Einfluss auf den technischen Erfolg. Jedoch haben die drei Persönlichkeitsmerkmale Angstgefühl, Offenheit und Gewissenhaftigkeit einen signifikanten Einfluss auf das Auftreten von Komplikationen.
Es zeigt sich, dass Persönlichkeitsmerkmale zumindest teilweise einen Einfluss auf die Komplikationsrate besitzen und daher eine verbesserte individuelle Weiterbildung helfen kann, individuelle Fehlerquellen zu minimieren und das Leistungsniveau zu erhöhen. Ein verstärktes Augenmerk sollte analog anderer Berufe auch in der Medizin darauf gelegt werden, bereits bei der Kandidatenauswahl stärker persönlichkeitsmerkmalbezogene Aspekte zu integrieren und während der Berufslaufbahn immer wieder zu erheben.
Übergewicht ist einer der wichtigsten Risikofaktoren für kardiovaskuläre und metabolische
Erkrankungen. Vor allem eine vermehrte Akkumulation von viszeralem Fettgewebe (VAT) im
Vergleich zu subkutanem Fettgewebe (SAT) wird als Hauptursache für Adipositas-assoziierte
Erkrankungen vermutet. In der vorliegenden Arbeit wurden ungerichtete metabolische
Analysen (Metabolomics) verwendet, um metabolische Stoffwechselwege und kleinste
Moleküle zu identifizieren, die mit einer Akkumulation von VAT oder SAT assoziiert sind.
Die Studienpopulation bestand aus 491 Proband:innen ohne metabolische Erkrankungen (192
Männer, 299 Frauen), die im Rahmen einer großen populationsbasierten Studie aus dem
Nordosten Deutschlands intensiv untersucht wurden. Mit Hilfe linearer Regressionsmodelle
wurden die Assoziationen zwischen der mittels MRT quantifizierten Menge der
Fettkompartimente VAT und SAT und dem Metabolom im Plasma und Urin untersucht. Die
Metabolite wurden dabei durch massenspektrometrische Verfahren quantifiziert. Insgesamt
zeigte sich, dass VAT mehr Assoziationen zum Metabolom des Plasmas (54 Metabolite) und
Urins (101 Metabolite) aufwies als SAT (20 Plasmametabolite; 29 Urinmetabolite). Letzteres
metabolische Profil wurde fast vollständig von den zu VAT assoziierten Signaturen überlagert.
Geschlechtsspezifische Unterschiede ließen sich nur bei einem geringen Anteil der
untersuchten Assoziationen identifizieren. Signifikante Assoziationen ließen sich vor allem mit
Fettsäure-Abkömmlingen und Zwischenprodukten aus dem Metabolismus von
verzweigtkettigen Aminosäuren beobachten. Außerdem waren Metabolite signifikant
assoziiert, die einen veränderten Kohlenhydrat- und Kortisol-Metabolismus anzeigen. Darüber
hinaus ließen sich Assoziationen mit Markern aus dem Darm-Mikrobiom abbilden, die
vermutlich einen ungünstigen Lebensstil widerspiegeln. Zudem konnte eine neuartige positive
Assoziation zwischen VAT und den im Plasma gemessenen Gehalt des pharmakologischen
Wirkstoffes Piperin nachgewiesen werden. Alles in allem lassen sich Hinweise bezüglich der
Entwicklung von Adipositas-bezogenen Krankheiten liefern. Die vorliegende Studie stellt somit
die Gesundheit des Metaboloms bei „gesunden“ Personen in Frage und bietet die Möglichkeit,
die Entstehung von Adipositas auf molekularer Ebene zu verstehen. Es sind jedoch
weiterführende Untersuchungen notwendig, um diejenigen Menschen zu identifizieren,
deren Metabolom Auffälligkeiten zeigten und so bereits frühzeitig der Entstehung von
Krankheiten entgegenwirken zu können.
Das Glioblastom ist ein WHO Grad 4-Tumor und einer der häufigsten und zugleich agressivsten Hirntumoren im Erwachsenenalter. Trotz multimodaler Therapie, die eine neurochirurgische Resektion sowie eine adjuvante Radiochemotherapie und als neuen Therapieansatz eine Kombination aus Temozolomid und tumor treating fields umfasst, ist die Prognose weiterhin schlecht, sodass der Suche nach neuen therapeutischen Zielstrukturen eine maßgebliche Bedeutung zukommt. Für verschiedene Tumorentitiäten konnte gezeigt werden, dass die Überexpression einzelner onkogener Kinasen die Tumorprogression vorantreibt, wobei bei Glioblastomen gezeigt werden konnte, dass die Serin-Threonin-Kinase Pim1 eine wichtige Rolle in der Pathogenese einnimmt.
In den Fokus rücken zunehmend auch stammzellähnliche Tumorzellen, die eine Subpopulation innerhalb von Glioblastomen darstellen und das aggressive biologische Verhalten sowie die Resistenz gegenüber der Standardtherapie und eine hohe Rezidivrate vermitteln können.
In dieser Arbeit sollte dementsprechend basierend auf den bisherigen Erkenntnissen zu Pim1 sowie zur Bedeutung von Tumorstammzellen im malignen Geschehen der Einfluss der Serin-Threonin-Kinase Pim1 auf das Stammzellverhalten von Glioblastomzellen näher untersucht werden.
Durch den Vergleich von adhärent wachsenden Tumorzellen der Glioblastomzelllinie LN-18 mit stammzellähnlichen LN-18 Neurosphären konnte eine erhöhte relative mRNA-Expression von Pim1 und EGFR sowie der potentiellen Stammzellmarker Nestin, CD44, CD133 und Musashi-1 nachgewiesen werden. Die relative Proteinexpression von Pim1 sowie der Stammzellmarker Nestin, CD44, CD133 und Sox2 war in den Neurosphären im Vergleich zu den adhärent wachsenden LN-18 Zellen ebenfalls gesteigert. Diese Daten konnten durch die Immunfluoreszenz-Färbungen bestätigt werden.
Ein effizienter siRNA-vermittelter knockdown von Pim1 auf Proteinebene konnte in dieser Arbeit nicht erzielt werden, sodass keine Aussagen zu einer Regulation von Stammzell- und Differenzierungsmarker nach zielgerichteter genetischer Abschaltung von Pim1 getroffen werden konnten. Hier sind weiterführend Optimierungen notwendig oder der Einsatz spezieller CRISPR-Cas9-Verfahren zur genetischen Ausschaltung sinnvoll.
Die pharmakologische Inhibition von Pim1 mit LY294002 und TCS Pim1-1 führte zu einer signifikanten Reduktion der Neurosphärenformation sowie der Zellviabilität bei LN-18 Zellen, wodurch die in Vorarbeiten an adhärenten Glioblastomzellen gewonnenen Daten um Untersuchungen an stammzellartigen Glioblastomzellen erweitert wurden.
Zusammenfassend legen die in dieser Arbeit erhobenen Daten nahe, dass Pim1 das Stammzellverhalten von Glioblastomzellen beeinflusst, indem Pim1 Einfluss auf die Expression von Stammzellmarkern nimmt und seine Inhibition die Aufrechterhaltung einer Glioblastomstammzellpopulation beeinträchtigt, indem die Neurosphärenformation und die Viabilität der Zellen stark reduziert werden. Somit stellt Pim1 eine geeignete Zielstruktur für eine zielgerichtete Therapieoption beim Glioblastom dar, beispielsweise in Kombination mit der klassischen Radiochemotherapie. Zukünftige Studien müssen zeigen, inwieweit eine selektive Pim1-Inhibition tatsächlich Einfluss auf die Prognose von Patienten mit Glioblastom nimmt.
The poor aqueous solubility of many drug substances has been addressed using different solubility enhancement approaches in the pharmaceutical technology field over the last decades. In this context, advanced drug delivery systems based on lipids referred to as SNEDDS were used to overcome solubility limitations of drugs, that are often associated with a low bioavailability after oral administration. There are numerous examples in the literature for the development of L-SNEDDS, which have led to some pharmaceutical products available on the market. As L-SNEDDS development using conventional methods requires a lot of time and experimental effort, a streamlining of this procedure was aimed in the first part of the presented work.
Starting with the development of L-SNEDDS formulations for solubility enhancement of poorly-water soluble drugs, extensive solubility studies with different BCS Class II drugs were performed in various excipients to determine drugs with high solubilities in these excipients as well as to evaluate multiple excipients for their suitability to be used in L-SNEDDS formulations. Celecoxib, efavirenz and fenofibrate were selected as model drugs and a pre-selection of excipients for further development was made. In a next step, a novel screening approach for L-SNEDDS formulation development based on a customized mapping method in a special triangular mixture design was established. This customized tool for L-SNEDDS development comprised the systematic analysis of results obtained with different in vitro characterization methods such as droplet size analysis and distribution, transmittance measurement and emulsification performance assessment. Furthermore, the novel approach streamlined the procedure for L-SNEDDS development as a reduction of experimental effort and time compared to conventional methods was achieved. The most promising L-SNEDDS formulations determined via the customized screening tool approach showed high drug release of celecoxib, efavirenz as well as fenofibrate, and clearly indicated that this method was suitable for efficiently designing stable and rapidly releasing L-SNEDDS formulations incorporating poorly water-soluble drugs.
After the successful development of L-SNEDDS formulations with different drug substances using the novel screening approach, a further aspect of this work dealt with conversion of L-SNEDDS into S-SNEDDS, since a limited storage stability has been reported for many L-SNEDDS formulations. The conversion into S-SNEDDS required the determination of appropriate solid carriers with different material properties depending on the manufacturing process. As a first technological approach, adsorption to a solid carrier was investigated by adding a carrier to drug-loaded L-SNEDDS applying a defined mixing ratio resulting in a solid, particulate formulation. When performing drug release studies, S-SNEDDS based on different commercial
carrier materials revealed major limitations due to incomplete drug release. Thus, a tailor-made microparticulate carrier material based on cellulose was developed for the purpose of adsorbing L-SNEDDS and presented with superior performance compared to conventional adsorbents based on cellulose or silica. Based on the obtained results, this novel cellulose-based microparticle prepared with gum arabic as a binder was determined to be the most promising material amongst all adsorptive carriers that were investigated.
In addition to the technology approach of adsorption, another manufacturing process was considered in the course of the present work, which focused on the preparation of S-SNEDDS by means of HME. As a successful conversion of L-SNEDDS into S-SNEDDS using HME processing requires at least one additional polymeric component, a selection of marketed (co-)polymers that were frequently used in the field of solubility enhancement were evaluated for their suitability in this context. Critical process parameters and target properties of the (co-)polymers were determined, ultimately leading to the idea of developing a novel, customized polymer in order to perform the conversion step via HME in a more suitable and effective manner. In this context, a new copolymer referred to as ModE, as it disclosed a structural association with the commercially available copolymer EUDRAGIT® E PO, was developed. The novel copolymer ModE was evaluated for its suitability for different formulation technologies and showed promising results when used for S-SNEDDS and ASD formulations prepared by the HME process. Different variants of ModE in terms of Mw, Tg and PDI were synthesized via radical polymerization and it was found that the modification of Mw, Tg and PDI of the novel aminomethacrylate-based copolymer had significant effects on drug release as well as storage stability of S-SNEDDS and ASDs. The ModE copolymer type with a Mw of 173 kDa turned out to be the most suitable candidate for S-SNEDDS development using HME technology. In addition, drug-loaded S-SNEDDS based on the ModE variant 173 kDa were storage stable and presented with the highest drug release among all S-SNEDDS formulations tested.
In conclusion, a novel screening tool approach for efficient L-SNEDDS development was established in order to streamline the process for obtaining stable and rapidly releasing L-SNEDDS formulations which improved the solubility of poorly water-soluble drugs. Apart from the L-SNEDDS development process, the conversion from L-SNEDDS into S-SNEDDS was successfully performed using the technology approaches of adsorption to a solid carrier and HME processing. An improved storage stability compared to L-SNEDDS as well as high drug release were achieved for several S-SNEDDS formulations, especially for those prepared with tailor-made materials. Based on the results obtained for S-SNEDDS formulations produced via adsorption, especially in terms of drug release performance, the new cellulose-based
microparticle carriers (M-GA and M-MC) turned out to be the most suitable materials. S-SNEDDS that were manufactured via HME presented with a superior performance regardless of the incorporated drug when comparing the results of S-SNEDDS with those of the corresponding ASDs regarding drug release performance, amorphicity/crystallinity and storage stability. In this context, among all S-SNEDDS formulations prepared via HME, S-SNEDDS based on the ModE variant 173 kDa showed the best results, especially when using the drug substances celecoxib and efavirenz. Although the S-SNEDDS formulation approach is still largely unexplored, based on the research results generated in the present work, it represents a promising technology platform that should definitely be further developed in future experiments.
Im Jahr 2011 kam es in Deutschland von Anfang Mai bis Ende Juli zu einem großen
Ausbruch von Erkrankungsfällen des hämolytisch-urämischen Syndroms (HUS) und
blutiger Diarrhöen durch Infektionen mit Escherichia coli des Serotyps O104:H4 [1].
Die während der Epidemie durch die DGfN erfassten Daten zu den erkrankten
Menschen und die bundesweit gesammelten Blutproben, die für diese Studie zur
Verfügung gestellt wurden, untersuchten wir hinsichtlich eines
neuroinflammatorischen Prozesses auf pro- und antiinflammatorische Zytokine bzw.
Entzündungsmediatoren. Des Weiteren wurde die Paraklinik der in dieser Studie
eingeschlossenen Patienten ausgewertet und verschiedene Therapieansätze und
deren Einfluss auf die Entzündungsmediatoren betrachtet. Dabei war die
neurologische Symptomatik das Unterscheidungsmerkmal der beiden Gruppen des
Studienkollektivs.
Abschließend führten wir nach 30 Monaten eine Follow-up-Untersuchung der an der
Universitätsmedizin Greifswald mittels Immunadsorption behandelten Patienten
durch.
Nach Auswertung der Ergebnisse kann konstatiert werden, dass das
Patientenkollektiv im Auftreten der Symptomatik, dem zeitlichen Verlauf und der
Häufigkeit, vor allem in Bezug auf die neurologische Symptomatik der von
Gesamtdeutschland ähnlich ist.
Paraklinisch fielen bei den Patienten mit neurologischer Symptomatik bei EHEC-HUS
signifikant höhere Kreatinin-Konzentrationen auf so wie im Verlauf signifikant höhere
maximale Kreatinin-Konzentrationen, was eine stärkere Beeinträchtigung der
Nierenfunktion bedeutet. Ebenfalls in der Gruppe der Patienten mit neurologischen
Symptomen konnte eine signifikant niedrigere Anzahl von Thrombozyten und eine
Tendenz in Bezug auf den niedrigsten Wert der Thrombozyten im Verlauf
nachgewiesen werden. Dies deutet auf einen schwerwiegenderen Verlauf des
hämolytisch-urämischen Syndroms hin.
Die Untersuchung der Entzündungsmediatoren IL-6, IL-17A, IL-10, CCL2/MCP-1,
CCL5/Human Rantes, CXCL8/IL-8, CXCL9/MIG, CXCL10/IP-10, sE-Selectin, MMP9
und TIMP1 sowie sTNFR1 erfolgte von Blutproben vor jeglicher Therapiemaßnahme
bzw. zum Aufnahmezeitpunkt. Es konnte bei keinem der Zytokine und Chemokine
ein signifikanter Unterschied zwischen den beiden Gruppen (EHEC-HUS mit vs.
ohne neurologische Symptome) ermittelt werden. Dennoch ließen sich teilweise
starke signifikante Korrelationen innerhalb der Gruppe der Patienten mit
neurologischen Symptomen nachweisen. Dies betraf vor allem Interleukine, was auf
einen neuroinflammatorischen Prozess hindeutet.
Zum Vergleich der Plasmapherese und der Immunadsorption als
Therapiemöglichkeit wurden einige der Entzündungsmediatoren im Verlauf von
Einzelfällen bestimmt. Dabei konnte für sTNFR1 die stärkste prozentuale Reduktion
durch die Plasmapheresebehandlung verzeichnet werden (58,4 %), während durch
die Immunadsorption nur um 0,9 % reduziert wurde. Insgesamt scheint die
Immunadsorption in der Reduktion der Entzündungsmediatoren effektiver zu sein als
die Plasmapherese. Den stärksten Effekt sahen wir bei der Reduktion von IL-6 um
90,8 % (Plasmapherese 14,6 %)
In der durchgeführten Follow-up-Untersuchung von fünf Greifswalder Patienten, die
mit Immunadsorption behandelt worden waren, zeigten sich keine höhergradigen
Residuen nach der schweren Erkrankung. Nephrologisch fiel bei allen Patienten eine
verminderte eGFR auf und bei drei Patienten zusätzlich eine Proteinurie, sodass es
sich hier um eine eingeschränkte Nierenfunktion Stadium CKD-G2 bzw. CKD-G2A2
handelt. Neurologisch bestanden vor allem leichte Residuen im Rahmen der Critical
Illnes-Polyneuropathie. Insgesamt konnten alle Patienten wieder in ihr normales
alltägliches Leben zurückkehren.
In Zeiten des demographischen Wandels liegt mit dieser Arbeit eine weitere Analyse im Bereich der gerontologischen Forschung zum erfolgreichen Altern vor. Mit dem Hintergrund des salutogenetischen Modells wurde das körperliche Wohlbefinden in den Fokus der Analyse gestellt. Die Studienteilnehmer*innen waren Teil der Greifswalder Altersstudie „Gesund und bewegt ins Alter“ aus dem Jahr 2006. Die Proband*innen wurden über lokale Medien und Flyer rekrutiert. Insgesamt nahmen 387 Personen im Alter von 57 bis 96 Jahren an der Studie teil.
Die Prüfung der Dimensionalität des Fragebogens zur Erfassung körperlichen Wohlbefindens (FEW-16) ergab mittels explorativer Faktorenanalyse eine Extraktion von drei Faktoren, die 72 Prozent der Gesamtvarianz erklärten. Unter der Vorgabe von vier Faktoren zeigte sich mithilfe der konfirmatorischen Faktorenanalyse eine erklärte Gesamtvarianz von 78 Prozent. Weiterhin war das körperliche Wohlbefinden in der Greifswalder Altersstudie geschlechtsunabhängig und altersabhängig mit geringeren Werten im vierten Lebensalter.
Es erfolgte zudem die empirische Prüfung der Zusammenhänge zwischen körperlichem Wohlbefinden, Kohärenzgefühl und ausgewählten Widerstandsressourcen. Zwischen dem körperlichen Wohlbefinden und dem Kohärenzgefühl konnte ein positiver Zusammenhang nachgewiesen werden. Sowohl das Kohärenzgefühl als auch das körperliche Wohlbefinden zeigten sich ressourcenabhängig. Die Widerstandsressourcen erklärten jeweils 48 Prozent des Kohärenzgefühls und des körperlichen Wohlbefindens. Die allgemeine Selbstwirksamkeitserwartung, das Selbstwertgefühl, die Alltagsaktivitäten, die erwartete soziale Unterstützung, die internale sowie die sozial externale Kontrollüberzeugung zu Krankheit und Gesundheit stellten sich als wichtige Ressourcen heraus. Das Kohärenzgefühl erklärte unter Kontrolle der Ressourcen eine zusätzliche Varianz von fünf Prozent am körperlichen Wohlbefinden. Die Mediatorfunktion des Kohärenzgefühls zwischen den Widerstandsressourcen und dem körperlichem Wohlbefinden konnte ebenso belegt werden. Die Ergebnisse bestätigen die Relevanz des Kohärenzgefühls und verdeutlichen die Notwendigkeit der Förderung des Kohärenzgefühls im Alter mit Hinblick auf das körperliche Wohlbefinden.
Background and objective
The COVID-19 pandemic started in Wuhan, China, in December 2019. Although there are some doubts about the reporting of cases and deaths in China, it seems that this country was able to control the epidemic more effectively than many other countries. In this paper, we would like to analyze the measures taken in China and compare them with other countries in order to find out what they can learn from China.
Methods
We develop a system dynamics model of the COVID-19 pandemic in Wuhan. Based on a number of simulations we analyze the impact of changing parameters, such as contact rates, on the development of a second wave.
Results
Although China’s health care system seems to be poorly financed and inefficient, the epidemic was brought under control in a comparably short period of time and no second wave was experienced in Wuhan until today. The measures to contain the epidemic do not differ from what was implemented in other countries, but China applied them very early and rigorously. For instance, the consequent implementation of health codes and contact-tracking technology contributed to contain the disease and effectively prevented the second and third waves.
Conclusions
China’s success in fighting COVID-19 is based on a very strict implementation of a set of measures, including digital management. While other countries discuss relaxing the lock-down at a rate of 50 per 100,000 inhabitants, China started local lock-downs at a rate of 1.59 per 100,000. We call for a public debate whether this policy would be feasible for more liberal countries as well.
Berufsbedingte Sitzbelastung mit Missempfindungen, wie z.B. Spannungsgefühl, Schmerzen und
Kribbeln der Beine, häufig von Ödemen der Füße und Unterschenkel begleitet, stellen ein alltägliches
und weit verbreitetes Problem der Allgemeinbevölkerung dar. Diese reversiblen Beschwerden werden
als orthostatische Beinbeschwerden definiert.
In dieser randomisierten, einfach verblindeten, klinisch prospektiven Studie wurde die Wirkung von
zwei medizinischen Kompressionsstrümpfe (MKS 1, MKS 2) (Länge A-D) mit einem Anpressdruck
von 18-21mmHg (KKL 1) sowie eines Kniestützstrumpfs (LPSS= Low-Pressure-Support-Stocking)
mit einem Anpressdruck von 8-10mmHg auf die orthostatischen Beinbeschwerden und Ödeme
untersucht.
Die 49 venengesunden Probanden (CEAP 0-1) wurden in zwei Kohorten aufgeteilt und jeder Strumpf
wurde für drei Tage am Stück während der Arbeitszeit getragen. Vor Beginn einer neuen Tragephase
wurde eine viertägige Auswaschphase eingehalten. Für jeden Strumpf wurde die Wirkung auf
Beinbeschwerden und Tragekomfort durch Fragebögen ermittelt. Die Messung der
Unterschenkelvolumina erfolgte mittels 3D-Messtechnik.
Es zeigte sich für alle drei Strümpfe eine signifikante Volumenreduktion (MKS1: 204,7ml; MKS 2:
153,5ml, LPSS: 48,2ml) sowie eine signifikante Verbesserung der Lebensqualitätsdimension
„Beinbeschwerden“ (p<0.0001). Im Vergleich zum LPSS zeigte sich bei beiden medizinischen
Kompressionsstrümpfen eine signifikant höhere Volumenreduktion (p<0.0001) und eine deutlich
besserer Passform (p<0.0001).
Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass medizinische Kompressionsstrümpfe der
Kompressionsklasse 1 sowie Kniestützstrümpfe mit einem Anpressdruck von 8-10mmHg eine
signifikante Reduktion der orthostatische bedingten Ödeme und Beinbeschwerden bewirken.
Thrombozyten haben neben ihrer Funktion in der Hämostase eine wichtige Rolle in der Immunabwehr. Sie interagieren hierbei mit Komponenten des angeborenen und des adaptiven Immunsystems und sind in der Lage, direkte anti-mikrobielle Einflüsse zu vermitteln. Die Interaktion von Thrombozyten mit Gram-positiven Bakterien unterscheidet sich von jener mit Gram-negativen Erregern. Bei beiden Gruppen von Bakterien scheint die Aktivierung von Thrombozyten und Freisetzung anti-mikrobieller Peptiden aus den Granula ein wichtiger Bestandteil der direkten Pathogenabwehr durch Thrombozyten zu sein. Hierbei führt die Interaktion mit S. aureus direkt zu einer starken pathogen-induzierten Thrombozytenaktivierung, während bei Gram-negativen Organismen wie E. coli eine Verstärkung durch die Opsonierung mit PF4 und anti-PF4/H IgG notwendig scheint. Vermutlich ist die Bindung von PF4 und anti-PF4/H IgG an Gram-positive Bakterien von größerer Bedeutung für die Opsonierung für andere Immunzellen als für den direkten bakteriziden Effekt der Thrombozyten.
Der Gram-positive S. pneumoniae führt durch Funktionsstörung und Exposition von Phosphatidylserin zu einer Schädigung der Thrombozyten. Dieser schädigende Effekt auf Thrombozyten durch S. pneumoniae wird unter anderem durch Pneumolysin, ein porenbildendes Toxin der Pneumokokken, vermittelt. Dieses induziert bereits in geringen Konzentrationen die Porenbildung in der Thrombozytenmembran und führt zur Induktion von Apoptose.
In der Arbeit konnten die initialen Fragestellungen folgendermaßen beantwortet werden:
1.Thrombozyten können einen direkten schädigenden Effekt auf Gram-positive Bakterien vermitteln.
2.PF4 und anti-PF4/Polyanion IgG spielen in der direkten Thrombozyten-vermittelten Pathogenabwehr bei Gram-positiven Erregern, trotz der Bindung an Gram-positive Bakterien, eine untergeordnete Rolle. Sie verstärken weder die Thrombozyten-aktivierung noch den anti-bakteriellen Effekt.
3.Die Auswirkung der Co-Inkubation mit Bakterien auf die Thrombozyten ist heterogen und abhängig vom untersuchten Bakterienstamm. Es kommt zur Aktivierung der Thrombozyten durch S. aureus und zur Schädigung der Thrombozyten durch S. pneumoniae.
Low risk prostate cancer does not always necessitate aggressive or invasive intervention and is best monitored through active surveillance, but in daily practice a majority of men seek a more proactive approach. Therefore, tertiary chemoprevention is an attractive option for men seeking a way to slow disease progression. Several natural anti-carcinogens have been identified in soy beans, especially isoflavones. Case series have been published, demonstrating a positive influence of isoflavones on PSA serum levels in prostate cancer.
Therefore, a systematic review of the effect of isoflavones versus placebo on PSA levels in localized prostate cancer was conducted, following the recommendations of the Cochrane Handbook of systematic Reviews. On the whole, the primary aim of this review is to summarize the evidence for the use of isoflavones in localized prostate cancer in terms of PSA response. In total, we identified four relevant RCTs involving 298 treated men. The result of this synopsis was that none of the studies showed a significant effect on serum PSA levels, suggesting that isoflavone intake has no effect on biochemical progression. The influence of isoflavones on overall survival in localized prostate cancer remains unclear.
Nevertheless, there are indications that isoflavones may be clinically beneficial, for example regarding lipid metabolism and cholesterol. Isoflavones represent a safe therapeutic option with few side effects, where further interdisciplinary research is needed.
Coding constraints imposed by the very small genome sizes of negative-strand RNA viruses (NSVs) have led to the development of numerous strategies that increase viral protein diversity, enabling the virus to both establish a productive viral replication cycle and effectively control the host antiviral response. Arenaviruses are no exception to this, and previous findings have demonstrated that the nucleoprotein (NP) of the highly pathogenic Junín virus (JUNV) exists as three additional N-terminally truncated isoforms of 53 kD (NP53kD), 47 kD (NP47kD), and 40 kD (NP40kD). The two smaller isoforms (i.e. NP47kD and NP40kD) have been characterized as products of caspase cleavage, which appears to serve a decoy function to inhibit apoptosis induction. However, whether they have additional functions in the viral replication cycle remains unknown. Further, the origin and function of NP53kD has not yet been described.
In order to first identify the mechanism responsible for production of the NP53kD variant, a possible role of additional caspase cleavage sites was first excluded using a site mutagenesis approach. Subsequently, alanine mutagenesis was then used to identify a region responsible for NP53kD production. As a result, three methionine residues were identified within the characterized sequence segment of NP, linking the production of NP53kD to an alternative in-frame translation initiation. Further site-directed mutagenesis of the previously identified putative in-frame methionine codons (i.e. M78, M80 and M100) finally led to the identification of translation initiation at M80 as being predominantly responsible for the production of NP53kD. Once the identity of all three NP isoforms was known, it was then of further interest to more deeply characterize their functional roles. Consistent with the N-terminal domain containing RNA binding and homotrimerization motifs that are relevant for the viral RNA synthesis process, it could be demonstrated that all three truncated NP isoforms lost the ability to support viral RNA synthesis in a minigenome assay. However, they also did not interfere with viral RNA synthesis by full-length NP, nor did they affect the ability of the matrix protein Z to inhibit viral RNA synthesis. Moreover, it was observed that loss of the oligomerization motifs in the N-terminus also affected the subcellular localization of all three NP isoforms, which were no longer localized in discrete perinuclear inclusion bodies, but rather showed a diffuse distribution throughout the cytoplasm, with the smallest isoform NP40kD also being able to enter the nucleus. Surprisingly, the 3'-5' exonuclease function of NP, which is associated with the C-terminal domain and plays a role in inhibiting interferon induction by digestion of double-stranded RNAs, was found to be retained only by the NP40kD isoform, despite that all three isoforms retained the associated domain. Finally, previous studies using transfected NP and chemical induction of apoptosis have suggested that cleavage of NP at the caspase motifs responsible for generating NP47kD and NP40kD plays a role in controlling activation of the apoptosis pathway. Therefore, to further characterize the connection between the generation of NP isoforms and the regulation of apoptosis in a viral context, recombinant JUNVs deficient in the respective isoforms were generated. Unlike infections with wild-type JUNV, mutations of the caspase cleavage sites resulted in the induction of caspases activation. Surprisingly, however, this was also the case for mutation of the alternate start codon responsible for NP53kD generation.
Taken together, the data from this study suggest a model whereby JUNV generates a pool of smaller NP isoforms with a predominantly cytoplasmic distribution. As a result of this altered localization, NP53kD appears to be able to serve as the substrate for further generation of NP47kD and NP40kD by caspase cleavage. Not only does this cleavage inhibit apoptosis induction during JUNV infection, it also results in a cytoplasmic isoform of NP that retains strong 3'-5' exonuclease activity (i.e. NP40kD) and thus may play an important role in preventing viral double-stranded RNA accumulation in the cytoplasm, where it can lead to activation of IFN signaling. Overall, such results emphasize the relevance of alternative protein isoforms in virus biology, and particularly in regulation of the host response to infection.
Relative importance of plastic and genetic responses to weather conditions in long-lived bats
(2022)
In the light of the accelerating pace of environmental change, it is imperative to understand how populations and species can adapt to altered environmental conditions. This is a crucial step in predicting current and future population persistence and limits thereof. Genetic adaption and phenotypic plasticity are two main mechanisms that can mediate the process of adaptation and are of particular importance for non-dispersing species. While phenotypic plasticity may enable individuals to cope with short term environmental changes, genetic adaptation will often be required for populations to survive in situ over longer time spans. However, a rapid genetic response is expected particularly in species with fast life histories or large population sizes, leaving species with slow life histories potentially at higher extinction risk. The Bechstein’s bat (Myotis bechsteinii) is a mammal of 10 g weight that - despite its small size - is characterized by a slow life history, with low reproductive output and long lifespan, and is already considered to be of high conservation concern. Past work demonstrated body size to be a highly fitness-relevant trait in Bechstein’s bats. Body size is further known to be a pivotal trait shaping the pace of life histories in numerous species. Simultaneously, many studies reported noteworthy changes in body size as a response to shifting environments across different taxa. This suggested a potential for high plasticity in this trait in Bechstein’s bats as well; however, changes in body size could have vital impacts on demographic rates.
Therefore, this dissertation investigated the following questions: firstly, what shapes the fundamental development of body size in M. bechsteinii, and, specifically, is there an impact of weather conditions on body size? If so, in what form and magnitude? Secondly, how does body size subsequently influence the pace of life in females? What is the cost of a faster or slower pace of life, and how does fitness compare across individuals with slow and fast life histories? And finally, to what extent can changes in body size be attributed to either phenotypic plasticity or genetic adaptation? What is the evolutionary potential of body size in the populations? And, consequently, what implications can we draw regarding population persistence of these colonies?
To answer these questions, we analyzed a long-term dataset of over two decades collected from four wild Bechstein’s bat colonies. We used individual-based data on survival, reproduction and body size, built multi-generational pedigrees, and combined everything with meteorological data. In Manuscript 1 we found that, in contrast to the declining body size observed in many species, body size in Bechstein’s bats increased significantly over the last decades. We demonstrated that ambient temperature was linked to the development of body size and identified a sensitive time period in the prenatal growth phase, in which body size was most susceptible to the impact of temperature. We established that warmer summers resulted in larger bats, but that these large bats had higher mortality risks throughout their lives. Manuscript 2 then revealed the influence of body size on the pace of life in Bechstein’s bats and demonstrated high plasticity in intraspecific life history strategies. Large females were characterized by a faster pace of life and shorter lifespans, but surprisingly, lifetime reproductive success remained remarkably stable across individuals with different body sizes. The acceleration of their pace of life means that larger females compensated for their reduced longevity by an earlier reproduction and higher fecundity to reach similar overall fitness. Ultimately, differences in body size resulted in changes in population growth rate via the impact of size on generation times. Results of Manuscript 3 were then able to clarify the extent to which changes in body size were founded on either phenotypic plasticity or genetic adaptation. We demonstrated a particularly low heritability in hot summers, indicating that variance in body size was mostly driven by phenotypic plasticity, with few genetic constraints. During cold summers, behavioural adaptations by reproducing bats seem to be able to mitigate negative effects of cold temperatures. These behaviours, such as social aggregation or preference for warm roosts, are, however, essentially irrelevant in hot environments. In addition, a low evolvability of forearm length points to a low capacity to respond to selection pressures associated with the trait.
We can conclude that body size in M. bechsteinii has increased over the last two decades as a response to global warming and is only slightly constrained by its genetic underpinnings. We can further demonstrate a direct link between body size and the pace of life histories in the Bechstein’s bat populations and how changes in body size impact demographic rates via this linkage. In the context of climate change and hotter summers, our findings consequently suggest that body size will likely increase further if warm summers continue to become more frequent. Whether this plastic response of body size proves to be adaptive in the long term, however, remains to be seen. While, up to this point, switching to a faster life history has been successful in compensating fitness losses, this strategy requires sufficient habitat quality and is likely risky in times when extreme weather events are becoming more frequent, as predicted by most climate change scenarios.
The success of pregnancy depends on precisely adjusted, local immune mechanisms. In early pregnancy, fetal trophoblast cells implant into the endometrium to build and anchor the placenta. Simultaneously, they mediate fetal tolerance and defense against infections. To cover these versatile requirements, local immune factors must be in balance. A too tolerogenic milieu can lead to an inadequate placentation; while a too inflammatory milieu can cause rejection of the semi-allogenic fetus. Bacterial infections can provoke these inflammatory pregnancy complications as well. Therefore, the pregnant uterus was long thought to be sterile. Descriptions of a placental microbiome opened a scientific discourse, which is unsolved due to contrary studies. The colonization of the non-pregnant endometrium is, however, confirmed. It is supposed to affect both, uterine pathologies and fertility. Precise data are lacking. Aim of this work was to assess if and under which circumstances a bacterial colonization would be tolerable.
One of the described species in placental and endometrial samples is Fusobacterium nucleatum. It is an opportunistic bacterium, which is known from the human oral cavity and associated with the development of colon carcinomas. F. nucleatum supports tumorigenesis by the induction of epithelial proliferation, survival, migration and invasion as well as angiogenesis and tumor tolerance. Since similar processes are required for implantation and placentation, F. nucleatum might support these as well. In this work, the effects of F. nucleatum on leukocyte-trophoblast-interactions, especially of macrophages and innate lymphoid cells type 3 (ILC3), were assessed.
The monocytic cells (THP-1) were differentiated into inflammatory M1 (IFN-γ) or tissue-repairing and tolerogenic M2a (IL-4) and M2c (TGF-β) macrophages. Inactivated F. nucleatum, LPS or E. coli was added. Only small concentrations of inactivated bacteria were used (bacteria:leukocyte ratio of 0.1 or 1), since it was not the aim to analyze infections. Conditioned medium of treated leukocytes was added to trophoblastic cells (HTR-8/SVneo). Migratory, invasive and tube formation behavior of trophoblastic cells was quantified.
Treated M1 macrophages impaired trophoblast function, whereas M2a macrophages induced trophoblast invasion. M2c macrophages supported trophoblast migration and tube formation if treated with the smaller, but not with the higher concentration of F. nucleatum. This treatment induced the accumulation of HIF-1α and the secretion of VEGF-A in M2c macrophages as well. Moreover, the higher concentration of F. nucleatum caused rather inflammatory responses (NF-κB activation and cytokine expression). The activation of the HIF-1α-VEGF-A axis under the influence of TGF-β might serve as a mild immune stimulation by low abundant commensal bacteria supporting placentation.
In contrast to macrophages, the function of ILC3s during pregnancy is still unknown. In general, ILC3s are located in mucosal tissue, such as the gut. They participate in tolerance mechanisms and form the local micromilieu by the secretion of cytokines and the presentation of antigens. In order to characterize local, uterine ILC3s, murine ILC3s were compared to peripheral, splenic ILC3s. Uterine ILC3s were more activated and produced higher levels of IL-17 compared to splenic ILC3s. However, uterine ILC3s barely expressed MHCII on their surface. A reduced antigen presentation potential was confirmed in human ILC3s differentiated from cord blood stem cells by the addition of TGF-β or hCG. The treatment with bacteria increased MHCII expression, but not to the initial level. The higher bacterial concentration induced IL-8 secretion and led to an increased trophoblast invasion. ILC3s were less sensitive to bacterial stimulation than macrophages.
Recent studies on the uterine or placental presence of bacteria during pregnancy are discrepant. The results of this project indicate that bacteria or bacterial residues might serve as a mild stimulus under certain circumstances to support implantation without negative effects. The current discussion must therefore not only be expanded by additional studies, but especially include differentiated local conditions. In this context, the sheer presence of bacteria or bacterial components must not be equated with an infection representing a known hazard.
In der vorliegenden Arbeit wurde der Einfluss von kaltem Atmosphärendruckplasma (CAP) auf die Oberfläche des dentalen Restaurationsmaterials Amalgam untersucht.
Bisher liegen in der Literatur noch keine vergleichbaren Untersuchungen vor.
Die Amalgamprüfkörper wurden aus dem kupferhaltigen Non-Gamma-2-Amalgam Amalcap plus (Ivoclar Vivadent, Schaan, Liechtenstein) hergestellt, welches in zylinderförmige Polyoxymethylenformen kondensiert wurde. Die Kaltplasma-Behandlung erfolgte mit dem kINPen® (neoplas GmbH, Greifswald, Deutschland) in 3 Behandlungsgruppen. Gruppe A wurde 60 Sekunden rasternd, Gruppe B 30 Sekunden stationär und Gruppe C 5 Minuten stationär mit CAP behandelt.
Die Amalgamprüfkörperoberflächen wurden jeweils vor und nach der Plasmabehandlung untersucht. Die mikroskopische Dokumentation erfolgte hierbei mittels Lichtmikroskopie und Rasterelektronenmikroskopie (REM), die chemische Analyse durch die Röntgenphotoelektronenspektroskopie (XPS). Für die Beurteilung der Oberflächenrauheit wurden Weißlichtinterferometer und Profilometer eingesetzt. Zur Ermittlung der Hydrophilität kam die Kontaktwinkelmessung zum Einsatz.
Optisch traten in Behandlungsgruppe A und B keine Veränderungen auf. Lediglich bei den 5 Minuten plasmabehandelten Amalgamproben waren leichte Veränderungen erkennbar, die vor allem im Bereich der Poren und der optisch dunkleren Cu6Sn5-Phase lokalisiert waren und sich mikroskopisch braun-orange beziehungsweise dunkelgrau bis schwarz darstellten. Mittels Focused Ion Beam (FIB) präparierte Querschnitte zeigten hierbei keine Veränderungen in der Tiefe, sodass anzunehmen ist, dass die Effekte sich auf die direkt mit dem Plasma in Kontakt stehende Oberfläche beschränken.
Eine Veränderung der Oberflächenrauheit konnte in keiner Behandlungsgruppe festgestellt werden.
Direkt nach der Plasmabehandlung zeigte sich in allen Behandlungsgruppen eine Hydrophilisierung der Oberfläche. Diese war in Gruppe C am stärksten ausgeprägt. Allerdings haben sich bereits nach 2 Tagen die Ausgangswerte wieder eingestellt, der Effekt war also reversibel. Elementar hat durch die Plasmabehandlung im Rahmen eines Reinigungseffekts der oberflächliche Kohlenstoffanteil deutlich abgenommen, der Sauerstoffanteil hingegen zugenommen. Gleichzeitig stieg das Zinn/Quecksilberverhältnis zugunsten des Zinns. Zusätzlich ist es in Gruppe A zu einer Verschiebung des Cu 2p-Peaks in Richtung einer geringeren Bindungsenergie gekommen, das Kupfer lag also nicht mehr einwertig, sondern zunehmend zweiwertig vor.
Mittels energiedispersiver Röntgenspektroskopie (EDX) war es zudem möglich, die an der Oberfläche optisch differenzierbaren Phasen des Amalgams zu charakterisieren.
Insgesamt kann festgestellt werden, dass es in durchgeführten Untersuchungen keine Hinweise gab, die darauf schließen lassen, dass es durch die Einwirkung von CAP auf Amalgamrestaurationen zu unerwünschten Effekten bezüglich der Oberflächeneigenschaften kommt, die sich negativ auf Patienten oder Behandler auswirken könnten. Um die Übertragbarkeit der Ergebnisse auf die klinische Praxis sicherzustellen, sind allerdings noch weitere Untersuchungen notwendig.
With an increasing trend towards neoliberal immigration policies, the migration regime provides flexibility with regard to the workforce and the labour market as a whole. And there has been more engagement between research on the labour regime for migrant workers in global production networks (GPN) (Coe and Hess, 2013, Baglioni et al., 2022, Raj-Reichert, 2013). As functional and geographical fragmentation of production poses challenges for collective labour power at the nodes of GPNs (Mosley, 2010), for migrant workers in particular, new needs for research on how the connection between flexibilisation and migration shapes the local labour market arise conceptually and empirically (Baglioni et al., 2022).
This dissertation aims at developing a conceptual framework of migrant labour regime (MLR) with a particular focus on the interplay of the role of the state, the firm and labour market intermediaries (LMI) in global production networks (GPN) and illustrates this by the example of Filipino migrant workers in the Taiwanese semiconductor industry. Furthermore, the study examines working conditions of
migrant workers to expand the conceptualization of social upgrading.
The primary data for this dissertation are collected through semi-structured interviews with key persons in the semiconductor industry and survey of 457 Filipino migrant workers in two clusters of the Taiwanese semiconductor industry: Kaohsiung and Hsinchu. On the one hand, the study demonstrates the different roles of actors and connections within the GPN. For example, firstly, it emphasises the importance of the state and firms in shaping the MLR. Secondly, the coordination between contract manufacturers and lead firms in the GPN leads to a transformation of the workplace, e.g., intensification and increased flexibility. Thirdly, LMIs play a role in facilitating and mediating migrant labour in the transnational labour market. The coupling between the local labour market and the GPN is essential to understand the dynamics resulting from commercial pressure and inter-firm relationships. One the other hand, the study uses social upgrading as an analytical lens to examine the working conditions and further improve the understanding of the migration process in the cross-border labor market.
The aim of this work was to characterize the distribution of TULV in European common vole populations, to clarify the host association of TULV and to investigate correlations between host population dynamics and changes in TULV prevalence. Furthermore, the potential of common voles as reservoir for other rodent-borne pathogens was examined in comparison to other rodent species.
Molecular and serological analysis of rodents captured at 87 locations in Germany, France, Luxembourg, and Austria revealed TULV infections at 53.6 % of all trapping locations. The seroprevalence in common voles was low with a mean of 8.5 % (range: 0 – 19 %). TULV RNA was more often detected (mean: 15.3 %, range 0 - 37.5 %). Field voles (Microtus agrestis) and water voles (Arvicola amphibius) were less often tested positive for TULV: mean seroprevalence was 7 % for field voles and 6.7 % for water voles. RNA could be detected in 5.4 % of all tested field voles and 3.2 % of water voles and with exception of a single field vole only when TULV-RNA-positive common voles were trapped at the same location. Those results indicate that TULV infections of field and water voles are spillover infections from sympatric TULV-infected common voles. Phylogenetic analysis revealed distinct genetic differences between TULV sequences of regions of greater geographical distance which were associated with different evolutionary common vole lineages. Furthermore, we could detect genetic differences between TULV strains from trapping sites close to each other (ca. 10 km).
In a capture-mark-recapture study 1042 common voles captured in live traps in Germany were sampled as well as 225 captured in snap traps. When analyzing the seroprevalence of fluctuating common vole populations over several years and seasons we found a negative correlation between prevalence and population density in the current season but a delayed density-dependent positive correlation between the current population density and seroprevalence in the next season. However, this trend varied geographically between the four trapping locations. Usually, population density as well as seroprevalence peaked at the end of the reproductive period in autumn with the exception of Weissach (2010-2012), Jeeser (2010) and Gotha (2012) where population peaks in summer were observed.
In a pilot study in Austria common voles were captured as well as three other rodent species. They were investigated not only for presence of different viruses (TULV, Dobrava- Belgrade orthohantavirus (DOBV), Puumala orthohantavirus (PUUV), Lymphocytic choriomeningitis mammarenavirus (LCMV), Cowpox virus (CPXV)) but also pathogenic bacteria and endoparasites (Leptospira spp., Toxoplasma gondii, Borrelia afzelii, Coxiella burnetii, Rickettsia spp. und Bartonella spp.). Of all four captured species, common voles were most often infected with at least one pathogen (66.7 %), followed by wood mice (Apodemus sylvaticus) (57.7 %), bank voles (Myodes glareolus) (35 %) and yellow-necked field mice (Apodemus flavicollis) (34.5 %). Common voles were also exceptionally susceptible to multiple infections: 66.7 % of them were infected with two or three different pathogens, compared to 6.9 % of yellow-necked field mice and 2.5 % of bank voles. No multiple infections could be detected in wood mice.
The broad geographic distribution of TULV in its reservoir host is in contrast to the rare reports of human infection but might be explained with a low pathogenicity for humans or with the low prevalence in host populations. In addition, the rare detection of human TULV infections could be a result of the used diagnostic methods. Since the reservoir population is known for its dramatic changes in population density and recurring superabundances which facilitates frequent contact to humans, TULV should more often be considered as cause for human disease in future analysis. In
addition, several other zoonotic pathogens could be detected in common voles which could influence TULV infections in the reservoir host but also TULV transmission to humans and therefore deserve more attention in future research.
Aus der retrospektiven Datenauswertung aus den Jahren 2010 bis 2013 von Patienten, die
aufgrund der Einweisungsdiagnose CRPS bzw. Verdacht auf eine CRPS in der
Handrehabilitation behandelt wurden, ging hervor, dass die Mehrheit dieser Patienten die
Budapest-Kriterien nach den Vorgaben der S1-Leitlinie von 2018 erfüllte.
Aufgrund der unterschiedlichen Betrachtungsweise und Einschätzungen der verschiedenen
Fachdisziplinen tendierten die Anästhesisten eher dazu, ein neuropathisches
Schmerzsyndrom zu diagnostizieren, während die Handchirurgen die Veränderungen mit
einem CRPS in Verbindung brachten.
Dem Großteil der als CRPS identifizierten Patienten stand eine kleine Anzahl von Patienten
(13 %) gegenüber, die die Budapest-Kriterien nicht erfüllten und unter CRPS-NOS
zusammengefasst wurden. Dabei haben sich die anamnestischen Budapest-Kriterien 2a
und 2b als die häufigsten nicht vorhandenen Kriterien herausgestellt. Bei der Beurteilung
der einzelnen klinischen Symptome anhand des CRPS-Severity-Scores (CSS) haben sich
auch die Merkmale Allodynie, Temperaturdifferenz und Hautfarbe im Vergleich von CRPS
und CRPS-NOS besonders hervorgehoben, sodass diese als möglicher Parameter für die
Differenzierung zwischen CRPS und CRPS-NOS in Betracht gezogen, und darüber hinaus
zur Einschätzung der Schwere des CRPS herangezogen werden könnten. Für die
Unterscheidung zu anderen chronischen Schmerzerkrankungen hat sich möglicherweise
die Allodynie herausgestellt. Die Gesamtzahl des CSS hingegen hat nur eine geringe
Aussagekraft bedingt durch die kurze Verweildauer in der Reha.
Der psychosoziale Faktor als Komorbidität mit vermuteter Einflussnahme auf die Schwere
und den Verlauf der CRPS-Erkrankung fand sich überwiegend in der CRPS-Gruppe und
zeichnete sich durch späte Rückkehr in das Arbeitsleben mit dem Vorhandensein von
psychischen Faktoren aus. Innerhalb der CRPS-Gruppe stellte sich heraus, dass die wieder
Arbeitsfähigen (AF) im Median 22 Tage eher der Handrehabilitation zugeführt wurden und
dabei eine bessere Ausgangbasis hinsichtlich Griffstärke/Kraft, ROM und TAM aufwiesen,
aber auch in der subjektiven Bewertung (DASH, EQ5D/VAS) einen höheren
Funktionszustand und Lebensqualität boten als diejenigen Patienten, die später im
Krankheitsverlauf in der Handrehabilitation therapiert wurden.
Die Resultate dieser Arbeit lassen die Schlussfolgerung zu, dass ein frühzeitiges Erkennen
der Erkrankung sowie die zeitnahe, der Symptomatik entsprechende Behandlung
entscheidend für den Heilverlauf und die Prognose eines CRPS sind.
Hintergrund: Chronischer Rückenschmerz ist weiterhin eine sozioökonomische Herausforderung. Die Rentenversicherung hat zur
Behandlung dieser Erkrankung Rehabilitationsstandards erstellt. Die Ergebnisse einer orthopädischen Rehabilitation objektiv darzustellen ist bisher kaum gelungen, daher wird in dieser Studie mit Hilfe des Messinstrumentes Spineliner der Versuch unternommen, dies umzusetzen.
Material und Methoden: Der Spineliner ist ein Instrument zur Erfassung von u.a. des Gewebewiderstandes. Dieser Parameter wurde in dieser Studie als objektivierbarer Messparameter zur Erfassung
von Therapieeffekten bei der Behandlung chronischer
Rückenschmerzpatient*innen untersucht. Zur Bestimmung der Intra - und Interraterreabilität wurden Messungen zu (zwei
unterschiedlichen) Zeitpunkten bei zwei Gruppen gesunder Personen (n=15 und n=16) von zwei unterschiedlichen Untersuchern durchgeführt. Die Erhebung der Messwerte des Gewebewiderstandes erfolgte an 24 Punkten entlang der Wirbelsäule (7 HWS, 12 BWS und
5 LWS) und die Erfassung der klinischen Daten der Studie (bspw. BMI, FBA) erfolgte prospektiv bei Aufnahme und nach drei Wochen bei Entlassung. Im Verlauf erhielten die Probanden (n = 80) Therapien gemäß den RehabilitationsTherapieStandards der Deutschen Rentenversicherung. Neben der ärztlichen Untersuchung wurden die Funktionsverbesserung, die Symptomlinderung i.S. der
Schmerzreduktion, sowie die Minderung der psychosozialen
Problemlage anhand standardisierter Fragebögen (bspw. UKS, FFbH,
ODI, NAS) zu Beginn und bei Abschluss der therapeutischen
Intervention erhoben. Die rückengesunden Kontrollen erhielten keine Therapie. Aufgrund des messtechnischen Verfahrens kam es innerhalb der beiden Gruppen zu Dropouts in den Messreihen, so dass sich die Zahlen von n = 80 in der Probandengruppe und n = 64 in der Kontrollgruppe unterscheiden. Als statistische Verfahren kamen der T-Test und die ANOVA zum Einsatz.
Ergebnis: Durch den Spineliner wurde eine signifikante Zunahme der Geweberesistenz (gemessen in Durometer) bei der Probandengruppe
nach Rehabilitation (t2) erfasst (p(HWS) = 1.594E-05, p(BWS)= 0.045
und p(LWS)= 0.005). Die klinischen Parameter zeigten sich ebenfalls
verbessert. Die Schmerzen zeigten sich nach erfolgter Therapie
signifikant reduziert. Dies zeigte sich u.a. anhand des NAS in Ruhe
mit einem p = 1.48E-09. Zusätzlich zeigten sich Probanden nach
erfolgter Rehabilitation deutlich beweglicher, welches sich bspw. bei
dem Finger-Boden-Abstand gemessen in cm mit einem p = 0.003
erfassen ließ. Die Minderung der psychosozialen Problemlage
evaluiert mittels UKS zeigt sich statistisch signifikant in der
Untersuchungsgruppe mit einem p = 1.596E-13. Die Verbesserung der
Funktionskapazität bei Alltagstätigkeiten zeigt sich mittels des FFbHs
mit einem p = 7.628E-0.5 und mittels des ODIs mit einem p =
2.556E-07.
Schlussfolgerung: In diesem Zusammenhang konnten wir zeigen, dass die RTS zu einer signifikanten Verbesserung hinsichtlich des körperlichen und psychischen Befindens der Patienten beitragen. Es konnte in der Studie gezeigt werden, dass der Parameter
Gewebewiderstand als objektivierbarer Messparameter geeignet ist, die o. g. Fragestellung zu beantworten. Der Spineliner scheint ein geeignetes Instrument zur Erfassung von objektiver
Rehabilitationsergebnissen zu sein.
Obwohl die Goldmann-Applanationstonometrie (GAT) immer noch der Goldstandard zur Intraokulardruckmessung bei der Glaukomversorgung ist, nimmt seit mehreren Jahren das Interesse am Einsatz von Selbsttonometer in der ambulanten Glaukomdiagnostik zu. Im Jahr 1996 wurde das Ocuton S-Selbsttonometer der Firma EPSa GmbH in Saalfeld mit dem Applanationsmessverfahren entwickelt. Eine Versorgungsforschungsstudie TT-MV führte 2006 zu einer Optimierung des Gerätes. Ein weiteres Gerät zur Selbsttonometrie ist das 2014 von der finnischen Firma „Tiolat Oy“ auf den Markt gebrachte „iCare-HOME-Tononometer“, das auf dem Prinzip der Rebound-Tonometrie beruht.
Ziel der eigenen Untersuchungen war es zu evaluieren, ob und inwieweit sich die beiden Selbsttonometer Ocuton S*TT-MV und iCare Home von der Standarduntersuchung des Augeninnendruckes mittels GAT bei Berücksichtigung der biomechanischen Eigenschaften der Hornhaut unterscheiden. Dazu ist das Ziel, dass die Selbsttonometer in der ambulantern Glaukomdiagnostik die Applanationstonometrie unterstützen und ergänzen.
Zu diesem Zweck wurde bei 108 Probanden der Intraokulardruck mittels GAT und den beiden Selbsttonometern an unterschiedlichen Zeitpunkten und in wechselnder Reihenfolge gemessen. Zusätzlich erfolgte u.a. die Bestimmung der Hornhautdicke (CCT), der kornealen Hysterese (CH) und des kornealen Resistenzfaktors (CRF).
Die wichtigen Ergebnisse dieser Studie sind:
- Die Messwerte des iCare Home unterscheiden sich statistisch signifikant zwischen den verschiedenen Messreihenfolgen. Dagegen wurde bei GAT und Ocuton S*TT-MV kein signifikanter Unterschied festgestellt.
- Es besteht eine positive Korrelation zwischen den Messergebnissen mit dem GAT und den beiden Selbsttonometern
- Der Augeninnendruck mittels iCare Home wird gegenüber der Referenzmessung mit der GAT eher unterschätzt. Die mittlere Differenz der Messungen aller Probanden betrug 1,73±2,84 mmHg bzw. 0,84±3,03 mmHg bei der Reihenfolge iCare Home-Ocuton S-GAT (I-O-G), wobei die anderen Gerätesysteme keinen Einfluss auf iCare Home-Messwerte hatten
- Der Augeninnendruck mittels Ocuton S*TT-MV wird gegenüber der Messung mit der GAT eher überschätzt. Die mittlere Differenz der Messungen aller Probanden betrug 1,49±2,9 mmHg
- Die Messergebnisse des iCare Home korreliert negativ statistisch signifikant mit CCT. Eine Änderung der zentralen Hornhautdicke um 10 μm führt zu einer Abweichung des IODs von 0,75 bzw. 0,9 mmHg (bei der Reihenfolge I-O-G)
- Die Messergebnisse des Ocuton S*TT-MV korrelieren negativ statistisch signifikant mit CCT. Eine Änderung der zentralen Hornhautdicke um 10 μm führt zu einer Abweichung des IODs von 0,2 mmHg
- Die mit den beiden Selbsttonometern gemessenen IOD-Werte korrelieren signifikant mit den CRF-Werten
- Die mit dem Ocuton S*TT-MV gemessenen IOD-Werte korrelieren signifikant mit den CH-Werten. Demgegenüber trifft dies für die iCare Home-Werte nicht zu.
Damit wir die Vorteile der Selbsttonometrie zukünftig besser benutzen und die Geräte als Ergänzung zu den ambulant gewonnenen GAT-Werten in der Glaukomversorgung einordnen können, ist es wichtig die Genauigkeit dieser Geräte nachzuweisen und alle Einflussfaktoren, die die Validität beeinträchtigen können, zu kennen.
Bei vorliegendem Einfluss der Applanationstonometrie auf den Messwert des iCare Home ist zu empfehlen, die Messungen mit iCare Home vor der Applanationstonometrie durchzuführen.
Die beiden Geräte liegen in einer guten Durchschnittsdifferenz der Messwerte zur GAT. Das Ocuton S*TT-MV liegt mit seinen Messwerten durchschnittlich immer etwas über der Goldmann-Applanationstonometrie, während die Resultate mit dem iCare Home Gerät systematisch meistens etwas die GAT-Werte unterschätzen.
Die Berücksichtigung der zentralen Hornhautdicke ist bei der IOD-Messungen mittels beider Selbstonometer vor allem beim iCare Home besonders wichtig.
Die CRF-Werte sind bei beiden Selbstonometern zu beachten. Bei Messungen mit dem Ocuton S*TT-MV sollten zusätzlich die CH-Werte in die Messwertinterpretation einbezogen werden.
The relevance of cold atmospheric plasmas (CAPs) in biomedicine has recently grown. The potential of CAPs has been discussed in multiple scientific works, highlighting its effectiveness in promoting wound healing, limiting cancer progression, and for sterilization of surfaces. Main bioactive molecules, such as reactive oxygen and nitrogen species (RONS), are proposed as key candidates in these processes. Indeed, the generation of cold plasma induces noble gas ionization which, reacting with atmospheric air molecules, generates species such as singlet oxygen, atomic oxygen radicals, nitric oxide radicals. Although molecular simulations have been conducted, the mechanism of action on biological molecules, as well as the possibility to tune plasmas to produce specific species cocktails (e.g., with different degree of oxidation power) has been not fully unleashed. In this dissertation, presented in form of 5 published scientific articles, focus has been placed on the interaction of plasmas with peptides and proteins, which are main biological effectors in cellular compartments. Precisely, through the development of liquid chromatography coupled mass spectrometry (LC-MS) methods, the effects of plasmas on peptides and proteins in form of oxidative post-translational modifications (oxPTMs) has been investigated. The characterization of these oxPTMs has been performed by treating peptide or protein aqueous solutions and on porcine skin tissues. It has been found that, introducing small amounts of different gases (oxygen, nitrogen, or both) or even water molecules, can made CAPs tunable tools to produce oxygen-species dominating effects versus nitrogen-species dominating effects. In addition to this, it was found that the amino acid position in a peptide or protein influences the quality and quantity of the resulting oxPTMs. Besides this, other important parameters like driven gases, admixture gases or treatment duration were identified as relevant factors for the modification of amino acids in the peptide structure. By comparing the effects between peptide solutions and complex matrices such as porcine skin, water has been identified as a valid vehicle to transport and amplify the plasma chemistry. In an experimental study, the inactivation of a protein (PLA2) was observed after CAP treatment and together with simulation studies, the specific dioxidation of tryptophane W128 was detected as a potential explanation for this inactivation, indicating the strong impact of plasma on biological targets. In summary, oxidative modifications found in peptide solutions were observed also in complex protein structures and sample matrices. In conclusion, this work provides a starting point for future studies of oxidative modifications in complex models and may thus be helpful for further investigations in the fields of plasma medicine and redox chemistry.
Zur Evaluation der Umsetzung von Impfungen werden auf Bevölkerungsebene Durch-immunisierungsraten bestimmt. Die Einhaltung der Impfterminvorgaben der STIKO- bzw. SIKO-Empfehlungen wurden in Deutschland bisher nicht im Detail untersucht. Ziel dieser Arbeit war es, das Impfverhalten von niedergelassenen Kinder- und Jugend-mediziner*innen sowie Allgemeinmediziner*innen und Praktischen Ärzt*innen mit der Frage zu untersuchen, ob bzw. wie die termingerechte Umsetzung der STIKO- bzw. SIKO-Empfehlungen (Stand: 2016/2017) am Beispiel der Grundimmunisierung von Kindern gegen Pneumokokken und Masern gelingt. Dazu wurden im Rahmen einer retrospektiven Querschnittserhebung deutschlandweit 4.000 niedergelassene Kinder- und Jugendmediziner*innen sowie 4.000 Allgemeinmediziner*innen und Praktische Ärzt*innen randomisiert ausgewählt und mittels eines Umfragebogens zu ihrem Impfverhalten befragt. Als Einflussfaktoren wurden die Fachrichtung, das Alter, das Geschlecht und der Praxissitz (nach Bundesland) untersucht. Das Impfverhalten wurde nach einem Score beurteilt. Ein multivariables lineares Regressionsmodell (Gesamtscorewert als abhängige Variable) wurde erstellt (p = 0,05). Gründe für das Einhalten bzw. Nichteinhalten der STIKO-/SIKO-Empfehlungen wurden im Detail erfragt.
Die Antwortrate entsprach 38% bei den Kinder- und Jugendmediziner*innen (N=1510) und 12% bei den Allgemeinmediziner*innen und Praktischen Ärzt*innen (N=488) (Gesamtresponse-Proportion 25%).
Hinsichtlich der Grundimmunisierung von Kindern gegen Pneumokokken gemäß STIKO bzw. SIKO-Empfehlungen gaben 97% der Kinder- und Jugendmediziner*innen aber nur 41% der Allgemeinmediziner*innen und Praktischen Ärzt*innen an, alle Kinder zu impfen. Mit zunehmendem Alter der Ärzt*innen zeigt sich ein abnehmender Trend, alle Kin-der zu impfen. Bezüglich der Einhaltung der empfohlenen Impfschemata ergab sich, dass sich 86% aller Studienteilnehmenden an das für reifgeborene Kinder empfohlene 2+1-Schema und 77% an das für frühgeborene Kinder empfohlene 3+1-Schema hielten. In der Untersuchung der Einflussfaktoren zeigte sich, dass sich Kinder- und Jugendmediziner*innen mit über 90%, im Vgl. zu den Allgemeinmediziner*innen und Praktischen Ärzt*innen (≤40%), deutlich häufiger an die empfohlenen Impfschemata hielten. In der detaillierten Analyse der Einhaltung der einzelnen Impftermine ergab sich, dass es den teilnehmenden Ärzt*innen insbesondere für die 3. Impfdosis und bei Frühgeborenen zusätzlich für die 4. Impfdosis schlechter gelang, diese wie empfohlen zu verabreichen. Anhand des entwickelten Scores konnte gezeigt werden, dass es insgesamt nur weniger als 40% der Studienteilnehmenden gelang, früh- bzw. reifgeborenen Kindern alle Impfungen zur vollständigen Grundimmunisierung „meistens“ zeitgerecht zu verabreichen. In den Regressionsanalysen zum Einfluss der Fachrichtung, des Alters, Geschlechtes und Praxissitzes auf das Impfverhalten von Früh- und Reifgeborenen ergaben sich vergleichbar große Unterschiede in der termingerechten Umsetzung der STIKO-/SIKO-Empfehlungen. Für die Fachrichtung zeigte sich ein signifikanter und klinisch relevanter Einfluss dahingehend, dass es Kinder- und Jugendmediziner*innen gelang, deutlich mehr Impftermine zeitgerecht umzusetzen. Ein Trend zu abnehmendem Gelingen der Einhaltung der Impftermine mit zunehmendem Alter bestand in beiden Arztgruppen. Für das Geschlecht und den Praxissitz ergab sich kein klinisch relevanter Einfluss.
In der Auswertung der Daten für die Einhaltung der Impftermine zur Grundimmunisierung von Kindern gegen Masern gemäß STIKO-Empfehlungen gaben 92% aller Studienteilnehmenden an, alle Kinder gegen Masern Grund zu immunisieren. Dies betraf sowohl den überwiegenden Anteil der Kinder- und Jugendmediziner*innen (99%) als auch der Allgemeinmediziner*innen und Praktischen Ärzt*innen (70%). Mit zunehmendem Alter ergab sich ein abnehmender Trend zu impfen. Für die Einhaltung der Impftermine zeigte sich, dass es den Studienteilnehmenden insbesondere für die zweite Impfdosis schlechter gelang, diese wie empfohlen termingerecht zu verabreichen. Anhand des von uns entwickelten Scores konnte gezeigt werden, dass nur 54% der Studienteilnehmenden alle Impfterminvorgaben zur vollständigen Grundimmunisierung „meistens“ zeitgerecht einhalten. In der zum Score gehörigen Regressionsanalyse konnte ein signifikanter und klinisch relevanter Einfluss der Fachrichtung gezeigt werden. Kinder- und Jugendmediziner*innen gelang es demnach deutlich häufiger, die Impftermine zeitgerecht umzusetzen. Ein Trend zu abnehmendem Gelingen der Einhaltung der Impftermine mit zunehmendem Alter bestand in beiden Arztgruppen. Für das Geschlecht und den Praxissitz ergab sich kein klinisch relevanter Einfluss.
Als gewichtigste Gründe für die Nicht-Einhaltung der Pneumokokken- wie auch der Ma-sern-Impfempfehlung wurde von den Studienteilnehmenden, unabhängig von Fachrichtung, Alter oder Geschlecht, allen voran der Wunsch der Eltern angegeben, ferner das Vorliegen von Kontraindikation sowie gute Erfahrungen mit späteren Impfzeitpunkten bzgl. Verträglichkeit und Nebenwirkungen.
Schlussfolgernd und im Vergleich mit anderen Erhebungen spiegeln die von uns, von den teilnehmenden Ärzt*innen erhobenen Daten eine geringere Compliance zur Umsetzung der STIKO-/SIKO-Empfehlungen bei der Grundimmunisierung von Kindern gegen Pneumokokken und Masern – bezogen auf die Impftermine - wider. Als ursächlich anzu-nehmen ist, dass unser Fokus auf der Einhaltung der einzelnen Impftermine lag. Unsere Ergebnisse führen dadurch vermutlich zu einer Unterschätzung der anzunehmenden Durchimmunisierungsraten. Dagegen verleiten die vom RKI erhobenen Impfquoten, welche primär auf der zahlenmäßigen Vollständigkeit der Impfdosen basieren, eher zu einer Überschätzung der STIKO- /SIKO-konformen Umsetzung der Grundimmunisierung von Kindern gegen Pneumokokken und Masern. Die gedankliche Verknüpfung unserer Daten mit den vom RKI erhobenen Impfquoten aber bietet einen realistischeren Blick auf die Einhaltung der STIKO- bzw. SIKO empfohlenen Impfpläne bzw. -konzepte. Abschließend ergeben sich aus den in dieser Studie gewonnenen Erkenntnissen wichtige Interventionsansätze. Dazu zählen eine gezieltere Schulung von Allgemeinmediziner*innen und Praktischen Ärzt*innen sowie von älteren Ärzt*innen, eine Verbesserung der Aufklärung zögernder oder ablehnender Eltern und die konsequente Überprüfung der Kontraindikationen, welche häufig zur Nicht-Einhaltung von Impfterminen herangezogen werden sowie eine qualitativ hochwertige und transparente Information darüber.
Einfluss der Interleukin-6 Inhibition auf die kardiale Funktion transgener herzinsuffizienter Mäuse
(2022)
Die chronische HI ist eine der häufigsten Todesursachen in Deutschland. Aufgrund der hohen Behandlungskosten stellt sie ein wachsendes sozio-ökonomisches Problem unserer Gesellschaft dar. Trotz einer etablierten und prognostisch wirksamen Standardtherapie, bleibt die HI eine progrediente Erkrankung. Dies suggeriert, dass zentrale pathogenetische Mechanismen durch die aktuelle konventionelle Therapie nicht berücksichtigt werden. Hierzu gehört ein dysreguliertes, chronisch aktives Inflammationsgeschehen. Pro-inflammatorischen Zytokinen im Allgemeinen und IL-6 im Speziellen werden eine zentrale Rolle in der Induktion von kardiomyozytärer Apoptose, kardiodepressivem Remodeling und ventrikulärer Dysfunktion zugeschrieben. Seit Formulierung der Zytokinhypothese im Jahr 1994 stehen anti-inflammatorische Therapieansätze daher im Mittelpunkt vieler Untersuchungen. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde analysiert, wie sich die Gabe des IL-6 Rezeptorblockers MR16-1 auf die Progression der HI bei transgenen herzinsuffizienten Mäusen auswirkt. Da IL-6 als pleiotropes Zytokin Funktionen im Gesamtorganismus ausübt und ihm darüber hinaus auch kardioprotektive Effekte zugeschrieben werden, wurden in einem zweiten Versuchsansatz die Effekte einer indirekten IL-6 Inhibition mittels neutralisierender anti-IL-17A Antikörper untersucht. Basierend auf den erhobenen Daten sollte evaluiert werden, welcher Ansatz bessere Ergebnisse erzielt.
Zur Untersuchung dieser Fragestellung wurde das transgene Herzinsuffizienzmodell Cyclin T1/Gαq genutzt. Im Alter von 6 Wochen wurde die Herzfunktion der Mäuse mit Hilfe eines Kleintier-MRT in vivo evaluiert (Baseline-Messung). Im Anschluss an die Untersuchung erhielten die Mäuse entsprechend ihrer Gruppenzugehörigkeit eine intraperitoneale Injektion der Antikörper bzw. Kontrollsubstanzen. Die abschließende MRT-gestützte Verlaufsuntersuchung fand am 7. Tag nach der Baseline-Messung statt. Sie sollte Funktions- und Struktur-bezogene Änderungen des Herzens über den Untersuchungszeitraum aufzeigen. Nach Beendigung der Abschlussmessung wurden das Herz und Blut entnommen, um laborchemische Analysen durchzuführen. In diesen wurden mittels PCR, ELISA, LUMINEX, Western Blot sowie immunhistochemischer und histologischer Verfahren inflammatorische Zytokine, Remodeling-Prozesse, Herzinsuffizienzmarker und IL-6-assoziierte Signaltransduktionswege im Blutplasma und Herzgewebe untersucht.
Die MRT-gestützten in vivo Untersuchungen ergaben, dass die Behandlung mit MR16-1 zu einer signifikant geringeren Verschlechterung der LVEF und des LVFS über die Zeit sowie einer deutlichen Zunahme des LVSV im Vergleich zur NaCl-Gabe führt. Die PCR-Analysen demonstrierten darüber hinaus eine signifikant niedrigere Kollagenexpression. Anhand der ELISA- und LUMINEX-Untersuchungen konnte nachgewiesen werden, dass es durch die Behandlung mit dem IL-6 Rezeptorblocker zu einer signifikanten Senkung von NT-proBNP und einer Steigerung der Gal-1-Plasmakonzentration verglichen mit einer NaCl-Injektion kommt. Darüber hinaus konnten die mRNA-Expression und Konzentration einer Vielzahl pro-inflammatorischer Zytokine gesenkt werden. Kardioprotektive IL-6-assoziierte Signalwege wurden dabei nicht negativ beeinflusst. Da auch die IgG-Isotypkontrollen einige Parameter signifikant beeinflussten, ist die Spezifität dieser Effekte jedoch nicht sicher belegt. Um den Einfluss der neutralisierenden anti-IL-17A Antikörper und der Immunglobuline besser einordnen zu können, sind weitere Untersuchungen notwendig.
Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass die direkte IL-6 Rezeptorblockade einen positiven Effekt auf den Krankheitsverlauf transgener herzinsuffizienter Mäuse hat. Inwiefern andere Mitglieder der IL-6-Typ Zytokinfamilie und unspezifische IgG-Effekte dabei eine Rolle spielen und ob sich diese Effekte auch langfristig bestätigen lassen, sodass sich eine Mortalitätsreduktion erzielen lässt, muss mittels weiterer Untersuchungen geklärt werden.
This work investigated the enzymatic degradation of polyethylene terephthalate (PET) (ArticlesI and II) and polyvinyl alcohol (PVA) (Article III). Physical or chemical degradation of plastic polymers is often performed under extreme conditions like high temperatures or pressure. In comparison to that, recycling of plastics with enzymes can be carried out at ambient temperatures and neutral pH. Enzymes themselves are non- toxic, environmentally friendly, and have been used successfully in a variety of industrial processes.
Enzymatic degradation of polyesters is well studied. Their heteroatomic backbone, which is connecting monomers via ester bonds offers a target for an enzymatic attack. Especially PET, one of the most common polyesters, has been in the focus of research. The first enzyme capable of degrading the polymer was found in 2005. Since then, researchers discovered several enzymes with similar functions and subjected them to enzyme engineering. Improving the enzyme's substrate affinity, activity, and stability aims at making PET recycling more efficient. Article I provides an overview of limitations that enzymatic PET recycling is still facing and the research carried out to overcome them. More precisely, enzyme−substrate interactions, thermostability, catalytic efficiency, and inhibition caused by oligomeric degradation intermediates are summarized and discussed in detail.
Article II further addresses one of the above-mentioned limitations, namely product inhibition of PET hydrolyzing enzymes. We elucidated the crystal structure of TfCa, a carboxylesterase from Thermobifida fusca (T. fusca), and applied semi-rational enzyme engineering. The article discusses the structure-function relationship of TfCa based on the apo-structure as well as ligand-soaked structures. Furthermore, it compares the structures of TfCa and MHETase, another PET hydrolase helper enzyme. Lastly, we determined the substrate profile of the carboxylesterase based on terephthalate-based oligo-esters of various lengths and one ortho-phthalate ester. In a dual enzyme system, TfCa degraded intermediate products derived from the PET hydrolysis of a variant of PETase hydrolase from Ideonella sakaiensis (I. sakaiensis). The dual enzyme system utilized PET more efficiently in comparison to solely PETase due to relieved product inhibition. Since TfCa successfully degraded oligomeric intermediates, the reaction not only released terephthalic acid as the sole product but also increased the overall product yield.
While PET contains an ester bond that can be attacked and hydrolyzed by esterases or lipases, PVA consists of a homoatomic C-C-backbone with repeating 1,3-diol units. The polymer is water soluble with remarkable physical properties such as thermostability and viscosity. PVA is often described as biodegradable, but microbial degradation is slow and frequently involves cost-intensive cofactors. In this study, we present an improved PVA polymer with derivatized side chains and an enzyme cascade that can degrade not only modified but also unmodified PVA in a one-pot reaction. The enzyme cascade consists of a lipase, an alcohol dehydrogenase (ADH), and a Baeyer-Villiger monooxygenase (BVMO). In comparison to the scarcely published research on PVA degradation with free enzyme, this cascade is not only independent from the frequently required cofactor pyrroloquinoline quinone (PQQ) but, in principle, contains an in vitro cofactor recycling mechanism.
This thesis deals with the characterisation and engineering of new thermophilic PET hydrolases as potential candidates for an eco-friendly biocatalytic recycling approach for the upcycling or downcycling of polyethylene terephthalate (PET) on industrial scale. Furthermore, high-throughput screening methods are described that detect the products of PET hydrolysis. The high demand of PET in the packaging and textile industries with a global production of 82 million metric tons per year has significantly contributed to the global solid waste stream and environmental plastic pollution after its end-of-life. Although PET hydrolases have been identified in various microorganisms, only a handful of benchmark enzymes have been engineered for industrial applications. Therefore, the identification of new PET hydrolases from metagenomes or via protein engineering approaches, especially thermophilic PET hydrolases with optimal operating temperatures (i.e., increased thermostability and activity) near the glass transition temperature of the polymer PET, is a crucial step towards a bio-based circular plastic economy. Article I demonstrates that metagenome-derived thermophilic PET hydrolases can be significantly improved using different engineering approaches to achieve a similar activity level as the well-established leaf-branch-compost cutinase (LCC) F243I/D238C/S283C/Y127G variant (LCC ICCG). In Article II, thermostable variants of a mesophilic enzyme (PETase from Ideonella sakaiensis) were identified from a mutant library and characterised against PET substrates in various forms. Articles III and IV describe the application of high-throughput methods for the identification of novel PET hydrolases by directly assaying terephthalic acid (TPA), one of the monomeric building blocks of PET. Furthermore, Article IV describes the possibility of a one-pot conversion of the TPA-based aldehydes produced to their diamines as example for an open-loop upcycling method.
Anthropogenic greenhouse gases such as carbon dioxide (C02) must be mitigated and reduced to preserve
a stable climate for future generations. One promising technology is carbon capture and storage (CCS) in
geologic formations, which is currently being deployed in numerous pilot projects across the United
States. One of these is the Illinois Basin–Decatur Project that has successfully stored 1 million metric tons
of C02 in the Mt. Simon storage complex. The Mt. Simon Sandstone reservoir has been largely unexplored
due to a previous lack of economic interest. Oil-bearing formations in the Illinois Basin are in younger
successions and formation waters in the Mt. Simon are highly saline but with low levels of critical elements
(i.e. lithium, magnesium). In the Illinois Basin, a limited number of drill holes penetrate the Mt. Simon
formation with an even smaller number of core samples in these deep strata. This has left the earliest
Paleozoic rocks in the Illinois Basin poorly understood. The stratigraphic test well at the IBDP revealed
the lowest most section of the Mt. Simon to be a thick highly porous and permeable sandstone. With a
near to complete lack of other wells penetrating this lower Mt. Simon unit, major questions arose such as
1) what is the origin of this deep porous sandstone; 2) what controls the distribution of this sandstone
and where can more of it be found; 3) what controls porosity at this depth when overlying sandstones
have largely poor reservoir properties; and 4) is it suitable for geologic carbon storage (i.e. are there high
quality seals that provide secure storage and prevent vertical migration)?
This research examines the origin and diagenesis of the Mt. Simon storage complex by first resolving the
age of the underlying Precambrian basement and investigating basement structures associated with
sediment accommodation (chapter ii). Basement geochronology and a comprehensive investigation of
the Mt. Simon provenance (chapter iii) suggests a largely local sediment supply depositing into a rift basin.
Detrital zircon geochronology of the lower Mt. Simon yields a dominant Mesoproterozoic proximal source
as confirmed in regional basement samples yielding Eastern Granite-Rhyolite, Southern Granite-Rhyolite,
and Mazatzal Province rocks. A small peak of Early Cambrian zircons (527 to 541 Ma) in the lower Mt.
Simon is indicative of rift volcanics as confirmed by the geochronology of a basalt sample recovered in a
deep stratigraphic test hole along the rift axis in west-central Indiana. Failed rifting pre-dated the
formation of the Illinois Basin with the earliest Paleozoic sediments deposited in a northward trending
Cambrian aulacogen. Locally sourced arkose in the lower Mt. Simon is considered to present an
anomalously high porosity that was preserved throughout its diagenetic history. Petrographic
characterization shows the lower Mt. Simon contains abundant diagenetic grain coatings of illite that
prevented pervasive nucleation of authigenic quartz found in the other overlying Mt. Simon units (chapter
iv). These clay coating are considered the most significant feature that controlled porosity preservation
in the Mt. Simon storage complex. Geochronology of these illite coatings reveals two major events of
illitization both of which correspond with structural deformation and igneous activity in and around the
basin in response to regional orogenic events (chapter v). The early illitization event (mostly
Carboniferous) was associated with smectite illitization and potassium feldspar dissolution, which caused
significant secondary porosity. The later illitization event (Triassic) is identified in non-reservoir units of
the Mt. Simon where pore occluding kaolinite was partially illitized. Lastly, high-resolution pore space
characterization of thick pervasive shale formations overlying the Mt. Simon indicates the Eau Claire shale, directly overlying the Mt. Simon, provides the best seal to the Mt. Simon reservoir completing the Mt. Simon storage complex (chapter vi).
The experience of abuse in the period of childhood and youth is a key stressor that has con-sequences on the developing brain and is associated with the genesis of mental disorders. Childhood abuse and depression often cooccur together and have both been associated with cortical thickness resulting in a difficulty to detangle the influence of each factor. In prior studies, childhood abuse and depression were inconsistently related to whole-brain cortical thickness. Thus, this thesis aims to investigate the link between childhood abuse, depres-sive symptoms, and alterations of the cortex.
Therefore, this study analyses 1,551 individuals of the general population. A significant in-teraction effect of childhood abuse and depressive symptoms is observed for whole-brain cortical thickness. Yet, the results indicate no influence of childhood abuse or depression alone. A thinner cortex was associated with more severe depressive symptoms in the abused, but not in the non-abused group. In non-depressed participants, an increased whole-brain cortex was found in the abused, compared to the non-abused group. Similar interaction effects were observed in 12 out of 34 cortical regions.
The results suggest, in line with prior findings, that depressed individuals with a history of childhood abuse are a specific ecophenotype which is also reflected in specific brain altera-tions. Cortical regions that are distinct associated with the interaction of depressive symp-toms and childhood abuse are involved in various fields such as sensory processing, self-conception, and memory. Greater cortical thickness in subjects with childhood abuse and without depressive symptoms might act compensatory and thus reflect resilience against depressive symptoms.
Practical implications concern the treatment and diagnostic system as well as the im-portance of early prevention programs. An individualised treatment is necessary as various studies found a less favourable outcome in depressive patients with a history of maltreat-ment. Therefore, it seems urgent to assess experiences of childhood abuse at the beginning of psychiatric and psychotherapeutic treatment. In addition, early prevention programs are in need to support vulnerable family systems and thereby strengthening the economic, health and social system.
Seit der Einführung der Fast-Track- Chirurgie durch Kehlet et al. befindet sich die Behandlungsmethode eines multimodalen Therapiekonzeptes in einer stetigen Weiterentwicklung. Sein Bestreben, die peri- und postoperative Rekonvaleszenz von Patienten zu verbessern, hat in den letzten Jahren besonders in der Kolonchirurgie Einzug gehalten. Zahlreiche Studien beschäftigten sich mit der Evidenz der Behandlungsmaßnahmen. Die Koloneingriffe mit Anlage einer ileokolischen Anastomose – rechtsseitige Resektionen oder erweiterte rechtsseitige Resektionen – unterscheiden sich jedoch in vielerlei Hinsicht von den restlichen Koloneingriffen. Speziell für die rechtsseitige Hemikolektomie gibt es jedoch für die Einführung und Umsetzung eines solchen Behandlungspfades eine sehr begrenzte Studienlage. Mit der vorliegenden retrospektiven Studie soll die Einführung und klinische Durchführbarkeit des Fast-Track-Behandlungsschemas im Rahmen der rechtsseitigen Hemikolektomie analysiert und die Auswirkungen auf das Patientenwohl ermittelt werden. In die Studie wurden Patienten, die sich einer elektiven offenen rechtsseitigen Hemikolektomie unterzogen und keine Voroperationen am Kolon aufwiesen, unter konventionellen und unter Fast-Track Bedingungen einbezogen. Die in der Fachliteratur geläufigen Parameter wurden statistisch erfasst, verglichen und ausgewertet. Die untersuchte Population zeigte sich in den Vergleichsgruppen bezüglich der epidemiologischen Parameter gleich. Auch bezüglich der präoperativen Komorbiditäten wies das Patientenklientel keine Unterschiede in der ASA-Klassifikation sowie präoperativen Begleiterkrankungen und dem BMI auf. Im statistischen Vergleich zur konventionellen Chirurgie zeigte sich keine signifikante Verbesserung der postoperativen allgemeinen Komplikationen. Hingegen wurde eine statistisch signifikante Reduktion der chirurgischen postoperativen Komplikationen bewirkt. Weitere statistische Unterschiede zeigten sich in der postoperativen Rekonvaleszenz der Patienten und in der postoperativen Krankenhausverweildauer sowie gesamten Krankenhausverweildauer. Nach Einführung von Fast-Track wurden die Patienten bei vergleichbar niedriger postoperativer Wiederaufnahmerate, deutlich niedrigerer Revisionsrate und einem früheren Einsetzen des postoperativen Stuhlgangs früher entlassen.
Hintergrundinformationen: Bakterien gehören zu den ältesten Lebensformen und sind ein elementarer Bestandteil aller ökologischen Lebensräume auf der Erde. Der Mensch als Holobiont ist ein eigenständiges Ökosystem mit einer Vielzahl von ökologischen Nischen und einer großen bakteriellen Vielfalt. Durch innere oder äußere Einflüsse kann es zu Veränderungen der Umweltbedingungen kommen, die eine veränderte Zusammensetzung des Mikrobioms zur Folge haben. Eine solche Dysbiose wirkt sich auf den Gesundheitszustand des Menschen aus und kann zu schweren Krankheiten führen. Das orale Mikrobiom gehört mit zu den komplexesten Mikrobiomen des Menschen. Es bildet eine natürliche Barriere gegen Krankheitserreger und beugt somit u.a. lokalen Krankheiten wie Karies oder Parodontitis vor. Die Metaproteomik ermöglicht es, die exprimierten Proteine des Mikrobioms und deren Interaktion mit dem Wirt zu untersuchen. Diese Technologie überwindet somit die Beschränkung auf Laborkulturen und ermöglicht die Untersuchung des Mikrobioms direkt in seinem natürlichen Lebensraum. Die Metaproteomik bietet eine Reihe von Instrumenten zur Vertiefung des Verständnisses des oralen Mikrobioms hinsichtlich des Gesundheitszustandes des Menschen.
Ziele: Ein Ziel dieser Dissertation war es einen Arbeitsablauf für die Durchführung von Metaproteomstudien des oralen Mikrobioms zu erarbeiten, beginnend bei der Probensammlung über die Präparation der Proben für die Massenspektrometrie bis hin zur bioinformatischen Auswertung. Diesen Arbeitsablauf galt es für das Mikrobiom des Speichels sowie für die Biofilme auf der Zunge und des supragingivalen Plaques zu etablieren bzw. zu adaptieren. Darauf aufbauend wurden Metaproteomstudien durchgeführt, um die drei Mikrobiome bei gesunden Probanden hinsichtlich ihrer exprimierten Proteine, deren metabolischer Bedeutung und Interaktionen mit dem Wirt sowie deren taxonomische Zuordnung zu studieren.
Studiendesign: Die Dissertation umfasst drei Studien mit drei unterschiedlichen Kohorten. Allen Studien ist gemein, dass die Kohorten sich aus oral gesunden Probanden im Alter von 20-30 Jahren zusammensetzten.
In der ersten Studie verglichen wir die Salivette® sowie den Paraffinkaugummi anhand von fünf Probanden, um die effektivste Methode zur Sammlung von Speichel für Metaproteomstudien zu identifizieren.
In der zweiten Studie wurden die Mikrobiome von Speichel und Zunge anhand von 24 Probanden miteinander verglichen und dafür eine Auswertestrategie entwickelt, um der Komplexität dieser Metaproteomstudie gerecht zu werden.
Im Rahmen unserer dritten randomisierten Einzelblindstudie, die auf einem Cross-over-Design basierte, erhielten 16 Probanden vier unterschiedliche lokale Behandlungsschemata, um deren Auswirkung auf das Plaque-Mikrobiom zu untersuchen. Die Behandlungen bestanden aus zwei Lutschtabletten, die Bestandteile des Lactoperoxidase-Systems in unterschiedlichen Konzentrationen enthielten, einer Lutschtablette mit einem Placebo-Wirkstoff sowie Listerine® Total Care™ Mundspülung als Positivkontrolle.
Alle Proben wurden, basierend auf einem Bottom-Up-Ansatz, unter Verwendung von nano LC-MS/MS Massenspektrometern in einer datenabhängigen Messstrategie (DDA, data- dependant acquisition mode) vermessen. Die bioinformatische Auswertung erfolgte für die erste Studie mit Hilfe der Proteome Discoverer Software. Für die Studien zwei und drei wurde die Trans-Proteomic Pipeline eingesetzt. Die taxonomische sowie funktionelle Zuordnung der identifizierten Proteine erfolgte für alle Studien anhand der Prophane Software.
Ergebnisse:
Für den Paraffinkaugummi konnten wir mit 1.005 bakteriellen Metaproteinen dreimal so viele Metaproteine identifizieren im Vergleich zur Salivette® mit 313 Metaproteinen. 76,5 % der Metaproteine der Salivette® wurden ebenfalls mit dem Paraffinkaugummi gefunden. Insgesamt wurden 38 Genera und 90 Spezies identifiziert, wovon 13 Genera und 44 Spezies nur mit dem Paraffinkaugummi identifiziert werden konnten. Die größte funktionelle Diversität wurde ebenfalls mit dem Paraffinkaugummi detektiert.
Das Metaproteom des Speichel- und Zungen-Mikrobioms basiert auf 3.969 bakteriellen Metaproteinen sowie 1.857 humanen Proteinen. Die Anzahl der nur für das Zungen-Mikrobiom identifizierten Metaproteine, war doppelt so hoch, im Vergleich zum Speichel.
Die Metaproteine konnten 107 Genera sowie 7 Phyla zugeordnet werden. Funktionell wurden für das Speichel-Mikrobiom signifikant höhere Metaproteinabundanzen für die Zellmotilität gefunden. Beim Zungen-Mikrobiom hingegen wiesen die Metaproteine der Biosynthese von sekundären Metaboliten, Signaltransduktion oder der Replikation höhere Abundanzen auf.
Im Rahmen der Plaque-Studie identifizierten wir durchschnittlich 1.916 (± 465) bakterielle Metaproteine je Probe, die wir taxonomisch und funktionell 116 Genera sowie 1.316 Proteinfunktionen zuordnen konnten. Die Plaque inhibierende Wirkung von Listerine® zeigte sich durch eine Reduktion der Metaproteinidentifikation von durchschnittlich 23,5 % nach der Behandlung. Darüber hinaus zeigte die Mehrheit der bakteriellen Metaproteine reduzierte relative Abundanzen während für die Metaproteine humanen Ursprungs eine Erhöhung der Proteinabundanzen gegenüber der Kontrolle vor Behandlung zu verzeichnen war. Aus funktioneller Sicht waren insbesondere metabolische Prozesse, welche für das Zellwachstum und die Zellteilung wichtig sind, betroffen. Im Gegensatz dazu erhöhten sich durch die LPO Lutschtabletten sowohl die Identifikation der Metaproteine als auch die relative Abundanz für die Mehrheit der Proteine. Nach den durch die Metaproteomdaten erhaltenen funktionellen Informationen liegen Hinweise für einen wachsenden Biofilm vor. Die Metaproteine, die eine erhöhte Abundanz nach Behandlung mit den LPO-Dragees zeigten, wurden taxonomisch hauptsächlich Erst- (S. gordonii) und Zweitbesiedlern (F. nucleatum) sowie Bakterien zugeordnet, die einem gesunden Biofilm zuträglich sind.
Fazit: Im Rahmen dieser Dissertation wurde ein vollständiger Metaproteom Arbeitsablauf von der Probensammlung, über die Probenpräparation bis hin zu Datenanalyse für das Speichel-, Zungen- und Plaque-Mikrobiom erarbeitet. In drei Studien konnten wir dessen Anwendbarkeit demonstrieren und erreichten vergleichbare Ergebnisse zu anderen Metaproteomstudien, beispielsweise bezüglich der Proteinidentifikation. Für die Sammlung von Speichelproben stellte sich der Paraffinkaugummi für Metaproteomstudien als die Methode der Wahl heraus. Für das Zungen-Mikrobiom veröffentlichten wir die ersten Metaproteomdaten. Darüber hinaus publizierten wir die erste Metaproteomstudie, welche die beiden Mikrobiome von Speichel und Zunge miteinander vergleicht. Hinsichtlich des Plaque-Mikrobioms handelte es sich ebenfalls um die erste Metaproteomstudie, die ein
anerkanntes und etabliertes zahnklinisches Modell mit den Vorzügen der Metaproteomiks verbindet. Die Ergebnisse liefern erste Daten, um (auf längere Sicht gesehen) ein Produkt zur täglichen Mundhygiene entwickeln zu können, welches die bakterielle Zusammensetzung des Plaque-Biofilms positiv beeinflusst.
Infolge des Verlustes von exokriner und endokriner Pankreasfunktion besteht bei Patienten mit chronischer Pankreatitis ein erhöhtes Mangelernährungsrisiko. Zu Früherkennung, Diagnostik und Therapie von Mangelernährung bei dieser Krankheitsentität liegen indes nur unzureichende Erkenntnisse vor. Ziel dieser Arbeit ist es daher, die bestehenden Wissenslücken hinsichtlich Risikofaktoren, Früherkennung und Behandlung von Mangelernährung bei chronischer Pankreatitis zu schließen.
Zur Identifizierung von Behandlungsansätzen erfolgte mittels einer systematischen Übersichtsarbeit mit Metaanalyse eine Auswertung der Evidenz aus randomisierten kontrollierten Studien. Risikofaktoren, Phänotyp und gesundheitliche Folgen der Mangelernährung wurden in einer prospektiven multizentrischen Querschnittstudie untersucht. Schließlich erfolgte die Testung der Umsetzbarkeit und des Effekts einer intensivierten ernährungsmedizinischen Therapie im Rahmen einer einarmigen Machbarkeitsstudie.
Die systematische Übersichtsarbeit mit Metaanalyse ergab, dass hinsichtlich der Behandlung von Mangelernährung bei chronischer Pankreatitis nur sehr begrenzt Daten aus hochwertigen randomisierten kontrollierten Studien vorliegen. Aktuelle Empfehlungen basieren daher in der Regel auf Erkenntnissen aus Beobachtungsstudien oder Expertenmeinungen. In der Querschnittstudie zeigte sich, dass eine Mangelernährung bei etwa zwei Dritteln der Patienten vorlag. Die mangelernährten Individuen wiesen häufiger eine kürzere Krankheitsdauer sowie eine höhere Krankheitsschwere auf. Der Phänotyp der Mangelernährung war insbesondere durch den Verlust von Muskelmasse nicht aber -funktion charakterisiert und trat bei Vorliegen einer schweren Mangelernährung ausgeprägter in Erscheinung als bei moderatem Schweregrad. Infolge der intensivierten Ernährungstherapie konnten diese pathologischen Veränderungen teilweise umkehrt werden. Neben einer Gewichtssteigerung resultierte die Intervention in einer Zunahme an Muskelmasse sowie einer Verbesserung des Krankheitsschweregrades. Hinsichtlich der Umsetzbarkeit konnte für die meisten Interventionskomponenten eine hohe Compliance beobachtet werden. Zudem ergab sich nur eine geringe Dropout-Rate im Interventionsverlauf.
Mangelernährung stellt in der Tat eine häufige Komplikation der chronischen Pankreatitis dar und ist insbesondere durch eine verringerte Muskelmasse charakterisiert. Hierdurch ist die Muskelfunktion zwar kaum kompromittiert, allerdings geht dieser Zustand mit einer höheren Krankheitsschwere einher. Eine intensivierte ernährungsmedizinische Therapie bei mangelernährten Patienten mit chronischer Pankreatitis ist umsetzbar und verbessert effektiv den Ernährungszustand, aber auch funktionale und prognostische Parameter. Anschließende Untersuchungen sind indes erforderlich, um Früherkennung und Behandlung weiter zu optimieren und die notwendige Evidenz für starke Empfehlungen zu generieren.
The aquaculture industry has been consistently and successfully growing over the
years, supplying over 50% of the fish humans consume. A large part of this success is due
to the implementation of vaccination, which is by far the most reliable prophylactic method
in large-scale fish farming. Nonetheless, although recent fish vaccines have greatly
contributed to the development and sustainability of the aquaculture industry, they not
always offer sufficient protection to provide acceptable survival rates when infectious
diseases outbreaks occur. Therefore, infectious diseases and effective vaccines still
constitute major problems for aquaculture.
Different practical aspects and biological factors of fish have also contributed to the
unsuccessful outcome of fish vaccines. To date, many of the most effective vaccines for fish
are injectable, and their formulation includes aluminum or oil emulsion adjuvants. Both facts
constitute a major issue for animal welfare due to the stress and side effects they trigger.
Great strides have been made in innovative technologies for fish vaccines. However, as of
today, they are not available on the market. Thus, improvements in vaccine formulations and
delivery routes remain an open topic and leads the to-do list of science with the aquaculture
of the future.
Vaccination provides immunity against a determined pathogen, and this is inherent
to the immune system. Therefore, thorough knowledge about the fish immune system and
how it is influenced by internal and external factors will certainly support rational vaccine
design. Thereby, the immune responses triggered by a vaccine can be exhaustively
characterized, and the formulations improved in case it is needed.
Hence, the goal of this PhD thesis, is to provide knowledge to improve fish
vaccination, both in its formulation and in its efficacy, aiming to promote the rational design
of fish vaccines. Additionally, this work proposes a holistic view of fish, where the
physiology and culture conditions of the fish are the starting points for the development and
application of vaccines. Thus, concepts and considerations for rational vaccine design
specific for fish are presented here.
Article I of this thesis offers a comprehensive review on the current situation in
Chile, but also worldwide aquaculture and the challenges it must face in the future. Namely,
recurrent pathogenic outbreaks and sub-optimal levels of protection due to inefficient
vaccination. This article established an open and flexible ground upon which to reflect on
how and what to improve in fish vaccines, leading the efforts towards rational vaccine
design.
In Article II, we investigated whether the current most used vaccination route,
intraperitoneal, can be improved by reducing the side effects of adjuvants, replacing them
with in the vaccine formulations with Poly-(D,L-lactic-co-glycolic) acid (PLGA)
microparticles, that serve simultaneously as vaccine vehicle and adjuvants.
Article III summarizes the scientific literature about what is known about the teleost
thymus. From this, it became clear how external factors such as photoperiod and seasonality
can modulate this primary lymphatic organ, and probably, immune responses. These are
essential factors to consider if effective and protective vaccines are needed in species highly
influenced by the environment such as fish.
As discussed in Article III, fish are poikilotherm animals, highly sensitive to
environmental factors like light. In Article IV, we reported for the first time, light generates
daily rhythms in cells’ circulation and gene expression, entraining the trout immune
response. Therefore, “when” (time of the day) we stimulate fish matters in order to get
optimal immune responses. Article V provides valuable knowledge about what happens
with fish immune responses, against a bacterial agent, under constant cues like light/dark
cycles and temperature. Once again, “when” we stimulate fish (season), influences the fish
immune status and therefore, their immune responses.
Finally, Article VI reports, for the first time, leukocytes extracted from fins of trout
directly respond to a parasitic infection. This article supports the idea that further research
must be done on fish mucosal surfaces, since they are key to stimulating/vaccinating fish, as
they are a natural entry route for pathogens and modulate the immune responses mounted.
Overall, the information provided by these articles is highly relevant for the
aquaculture industry. Firstly, because the vaccine platform based on PLGA microparticles
is promising for the future of fish vaccination, harmful adjuvants can be avoided, while still
providing enhanced stimulation thanks to the timed-released capacity of the particles.
Additionally, they offer the possibility to adapt them to in-feed vaccine pellets, which is the
ideal delivery route for fish. Secondly, accurate vaccination protocols can be established;
vaccination should be done during daytime, and preferably during the morning, where the
physiological status of fish provide optimal conditions for induction of an ultimately
protective immune response after vaccination. Furthermore, vaccination should be done
during warm months, spring, or summertime, as apparently fish have free-run internal clocks
that negatively modulate adaptive immune responses during wintertime.
In summary, the present thesis provides a novel concept for vaccination of
aquacultured species based on new data for rational vaccine design, with optimal application
procedures based on the optimal timing (season and daytime), reduced stress by oral
application and considerations about improving “first-line defenses” by vaccination via
mucosal surfaces of gut or skin.
Im Vergleich zu anderen deutschen Hochschulen begann die Ausbildung von Studierenden der Zahnheilkunde in Greifswald relativ spät. Seit dem Wintersemester 1893/94 führte der Greifswalder Zahnarzt Hermann Bahls fakultative zahnärztliche Spezialkurse für Medizinstudierende an der Chirurgischen Universitätsklinik durch. Erst am 12. Dezember 1900 wurde dann das zahnärztliche Institut an der Greifswalder Universität unter dem Dach der Chirurgischen Universitätsklinik eröffnet.
Als erster Leiter wurde Hermann Schröder noch in seiner Eigenschaft als Assistent der Chirurgischen Universitätsklinik eingesetzt. Unter der Leitung von Hermann Schröder (1900-1907), Guido Fischer (1907-1911) und Paul Adloff (1911-1920) entwickelte sich das zahnärztliche Institut zu einem anerkannten Glied der Medizinischen Fakultät der Greifswalder Universität.
Ab dem 15. April 1916 durfte das bisher der Chirurgischen Klinik zugeordnete zahnärztliche Institut als selbständige Einrichtung der Universität geführt werden.
Mit Erich Becker (1920-1923) und Friedrich Proell (1923-1935) entwickelte sich das Greifswalder zahnärztliche Institut in den zwanziger Jahren zum viertgrößten zahnärztlichen Universitätsinstitut in Deutschland. Die Bemühungen der Institutsleiter lagen immer in der Gewährleistung der Ausbildung der Studierenden, der baulichen Erweiterung des Institutes und der technischen Verbesserung. Erst 1934 wurde das Institut im Gebäude der Rotgerberstraße 8 zusammengefasst, nachdem es zeitweilig in drei verschiedenen Häusern, ab 1901 Hunnenstraße 1, ab 1928 Hunnenstraße 31 und ab 1931 Stralsunder Straße 10, untergebracht war.
Paul Wustrow (1936-1945) wollte die Einheit von Lehre, Forschung und medizinischer Betreuung fortführen, doch der Ausbruch des 2.Weltkrieges behinderte diese Fortführung. Schwerste Kriegsverletzungen mit Kieferbrüchen und Kieferschüssen machte die Einrichtung einer Kieferchirurgischen Bettenstation notwendig. Diese entstand unter Wustrow noch im Januar 1945.
Nach Kriegsende und dem Suizid von Wustrow wurde die Zahnklinik in kurzer Abfolge durch Richard Plötz (1945-1946), Georg Packhäuser (1946-1946) und Karl Jarmer (1946-1947) geleitet, bis Otto Hübner (1947-1952) als neuer Direktor ins Amt trat.
Josef Heiss (1952-1953) übernahm nach Hübner die Leitung der Zahnklinik und forschte intensiv über die chirurgische Wiederherstellung des Alveolarkammes. Gerd Staegemann arbeitete als Assistent unter der Leitung von Heiss und beschäftigte sich auch intensiv mit der Problematik der Fremdkörperwirkung. Unter der Leitung von Richard Plötz (1953-1963) wurden für die zahnärztliche Chirurgie Operationsstühle angeschafft und ein Operationsraum eingerichtet.
1963 übernahm Albrecht Schönberger (1963-1993) 30 Jahre die Leitung der Klinik und Poliklinik für Zahn-Mund- und Kieferheilkunde. Es entstand ein Neubau für die Klinik der Mund-Kiefer- und Gesichtschirurgie im Klinikumskomplex in der Sauerbruchstraße, welcher im April 1992 bezogen wurde.
Nach Schönberger übernahm Hans-Robert Metelmann (1993-2020) den Lehrstuhl und das Direktorat der Klinik und Poliklinik für Mund- Kiefer- und Gesichtschirurgie in Greifswald. Lokalisiert an zwei Standorten fungieren die Oralchirurgie und die Mund-Kiefer- und Gesichtschirurgie unverändert als eine Einheit an der Universitätsmedizin in Greifswald.
Die enossale Implantologie begann in Greifswald mit Gerd Staegemann, der die Methode der geschlossenen enossalen Implantologie als sogenannte Stiftverbolzung bzw. transdentale Fixation erforschte und publizierte. Die transdentale Fixation als eine Form der geschlossenen enossalen Implantation war seit den 50iger an der Greifswalder Zahnklinik eine übliche und erfolgreiche Behandlungsmethode.
Ab 1983 forschten die Greifswalder Universitätszahnärzte im Sinne einer Prüfklinik zur Anwendung der Titanblattimplantate des Typs Leipzig als offenes enossales Implantationsverfahren. Die politische Wende in Deutschland brachte auch für die Greifswalder Zahnklinik eine schnelle Weiterentwicklung der offenen enossalen Implantologie.
Die Behandlungsmethoden wurden weiter verbessert und die Produktpalette der Implantatsysteme maßgeblich erweitert. Wobei insbesondere die ITI-Straumann- Implantate und die Ankylos- Implantate erfolgreich zur implantologischen Therapie zum Einsatz kamen.
Die sich vollziehenden Veränderungen in der deutschen Zahnmedizin sind nicht vorwiegend struktureller sondern vor allem inhaltlicher Art. Daher wurde und muss die Ausbildung der Zahnmedizinstudierenden immer wieder angepasst werden, insbesondere die Implantologie als junge Teildisziplin fand Eingang in die studentische Ausbildung.
Die Fort- und Weiterbildungen in Form der Greifswalder Fachsymposien und der Curricula in der Implantologie sind ein weiterer wichtiger Baustein der Aktivitäten in der Universitätszahnmedizin Greifswald.
Heute blickt die Greifswalder Zahnklinik auf mehr als 125 Jahre erfreuliche Entwicklungen in der zahnärztlichen Chirurgie und davon 65 Jahre erfolgreiche Implantologie zurück.
Die vorliegende wissenschaftliche Arbeit ist eine retrospektive Datenanalyse, mit dem Titel „Chimärismus nach allogener Stammzelltransplantation - Einflussfaktoren“. Ziel dieser Arbeit war es, herauszufinden, ob und in welcher Form einzelnen Transplantationseigenschaften mit dem Chimärismus korrelieren.
Im Rahmen dieser Studie an der Medizinischen Fakultät der Universität Greifswald, wurden die Daten aller Patienten erfasst, die zwischen März 1999 und Dezember 2015 in der Klinik für Hämatologie und Onkologie der Universitätsmedizin Greifswald aufgrund einer hämatoonkologischen Erkrankung stammzelltransplantiert wurden. Mit ihren Ergebnissen soll diese Arbeit einen ergänzenden Beitrag zu zukünftigen Transplantationsstrategien leisten.
Als wesentliche Faktoren, die mit dem Erreichen eines Spenderchimärismus von ≥95% korrelierten, wurden das Auftreten einer aGvHD oder cGvHD im Vergleich zum jeweiligen Ausbleiben beider Formen der GvHD, ebenso wie die Empfängerblutgruppe A im Vergleich zu 0 sowie eine fehlende Blutgruppenkompatibilität zwischen Empfänger und Spender im Vergleich zur Blutgruppenkompatibilität beider identifiziert (wobei letztere die Signifikanz knapp verpasste).
Im Gegenzug verringerte sich die Wahrscheinlichkeit, einen Spenderchimärismus von ≥95% zu erreichen mit steigendem Spenderalter, ebenso mit steigender Dauer des Engraftments der Leukozyten sowie bei einer PR im Vergleich zu einer CR als bestes Remissionsergebnis. Außerdem zeigten Patienten, die mit einem intensitätsreduzierten Konditionierungsregime behandelt worden waren, weniger wahrscheinlich einen Spenderchimärismus von ≥95%, als diejenigen, die ein myeloablatives Konditionierungsschema erhalten hatten. Gleiches galt für Patienten, die mit dem Antikörper ATG Fresenius (Grafalon®) behandelt worden waren, im Vergleich zu den Patienten, die keinen Antikörper erhalten hatten.
Insgesamt wiesen an Tag 57 nach allogener SZT 102/137 der allogen transplantierten Patienten einen Spenderchimärismus von ≥95% auf, wohingegen 32/50 Patienten einen konstanten Spenderchimärismus von ≥95% bis Tag 1287 behielten. Die signifikanten Ergebnisse hinsichtlich der Korrelation zwischen Chimärismus und Spenderalter, Blutgruppeninkompatibilität sowie dem Antikörper ATG Fresenius (Grafalon®) wurden nach dem Kenntnisstand unserer Arbeitsgruppe bisher noch nicht in der Literatur beschrieben, und können somit als neue Erkenntnisse auf diesem Forschungsgebiet gewertet werden.
Forests influence the climate of our Earth and provide habitat and food for many species and resources for human use. These valuable ecosystems are threatened by fast environmental changes caused by human-induced climte change. Negative growth responses and higher tree mortality rates were associated with increasing physiological stress induced by global warming. Especially boreal forests at high latitudes in the arctic region are threatened, a region predicted to undergo the highest increase in temperature during the next decades. Therefore, it is important to assess the adaptation potential in trees. For this purpose, I studied natural populations of white spruce (Picea glauca (Moench) Voss) in Alaska. In this thesis, I present three scientific papers in which my co-authors and I studied the phenotypic plasticity and genetic basis of tree growth, wood anatomy and drought tolerance as well as the genetic structure of white spruce populations in contrasting environments. We established three sites representing two cold-limited treelines and one drought-limited treeline with a paired plot design including one plot located at the treeline and one plot located in a closed-canopy forest, respectively. Additionally, the study design included one forest plot as reference. Within the entire project, in total 3,000 trees were measured, genotyped and dendrochronological data was obtained. I used several approaches to estimate the neutral and adaptive genetic diversity and phenotypic plasticity of white spruce as a model organism to explore the adaptation potential of trees to climate change.
In the first chapter, I combined neutral genetic markers with dendrochronological and climatic data to investigate population structure and individual growth of white spruce. Several individual-based dendrochronological approaches were applied to test the influence of genetic similarity and microenvironment on growth performance. The white spruce populations of the different sites showed high gene flow and high genetic diversity within and low genetic differentiation among populations, rather explained by geographic distance. The individual growth performances showed a high plasticity rather influenced by microenvironment than genetic similarity.
In the second chapter, I investigated the populations of the drought and cold-limited treeline sites to decipher the underlying genetic structure of drought tolerance using different genotype-phenotype association analyses. Based on tree-ring series and climatic data, growth declines caused by drought stress were identified and the individual reaction to the drought stress event was determined. A subset of 458 trees was genotyped, using SNPs in candidate genes and associated with the individual drought response. Most of the associations were revealed by an approach which took into account small-effect size SNPs and their interactions. Populations of the contrasting treelines responded differently to drought stress events. Populations further showed divergent genetic structures associated with drought responsive traits, most of them in the drought-limited site, indicating divergent selection pressure.
In the third chapter, my co-authors and I studied xylem anatomical traits at one of the cold-limited treeline sites to investigate whether genetic or spatial grouping affected the anatomy and growth of white spruce. Annual growth and xylem anatomy were compared between spatial groups and between genetic groups and individuals. Overall, wood traits were rather influenced by spatial than genetic grouping. Genetic effects were only found in earlywood hydraulic diameter and latewood density. Environmental conditions indirectly influenced traits related to water transport.
In conclusion, white spruce showed a high genetic diversity within and a low genetic differentiation among populations influenced by high gene flow rates. Genetic differences among populations are rather caused by geographical distance and therefore genetic drift. Differing selection pressure at the treeline ecotones presumably lead to divergent genetic structures underlying drought-tolerant phenotypes among the populations. Thus, adaptation to drought most likely acts on a local scale and involves small frequency shifts in several interacting genes. The identified genes with adaptive growth traits can be used to further exlore local adaptation in white spruce. Tree growth and wood anatomical traits are rather influenced by the environment than genetics and showed a high phentoypic plasticity. The high genetic diverstiy and phenotypic plasticity of white spruce may help the species to cope with rapid environmental changes. Still, additional work is needed to further explore adaptation processes to estimate how tree species reacted to rapid climate change. The presented thesis shed some light on the adaptation potential of trees by the example of white spruce using several approaches.
Species are the basic units of evolution and biodiversity, and the process of speciation has been one of the most important questions in biology. The evolution of species with common descent is considered to be mainly driven by natural and sexual selection. The material basis and mechanical cause of organismic evolution were recognized during the formation of the modern synthesis of the evolutionary theory in the early 20th century, providing the framework for speciation studies. During this period, the biological species concept was developed in the frame of population genetics, putting emphasis on the reproductive isolation between populations. The phylogenetic species concept developed in the 1980s, on the other hand, does not make any particular assumption about evolutionary or speciation processes. It defines species via their unique combination of character states which are compatible with phylogenetic practices. However, the aforementioned two species concepts are difficult to apply in alpha-taxonomy, where newly discovered species are largely described by the morphological (typological) species concept for practical reasons. Nevertheless, the description of morphological species provides the basis for further assessments of species delimitation via other species concepts and approaches. One of the tools for assisting the identification and discovery of animal species is DNA barcoding, which uses a standard region of mitochondrial DNA sequence as a universal DNA barcode. However, its assumption of intraspecific genetic distances being smaller than interspecific genetic distances does not always hold. Species-level poly-/paraphyly is prevalent due to the discrepancy between the phylogenies of mitochondrial DNA and species. This suggests that the application of DNA barcodes must be combined with an integrative taxonomic approach. Beside the application as a tool for assisting species identification, the information from mitochondrial DNA sequences opens up a window for looking into the complex history of species.
Sexual selection is a potential mechanism driving the evolution of species. It favors traits that increase mating probability and mating success. It can result from intrasexual competition, female preference or sexual conflict. However, previous comparative studies using the degree of sexual dimorphism as a proxy for the strength of sexual selection have yielded inconsistent results as to the relationship between sexual selection and species richness. A possible cause of the inferred low association are factors other than sexual selection, which can also lead to the evolution of sexual dimorphism, such as selection for increased female fecundity. In order to assess the effect of sexual selection on speciation, the lability and evolvability of traits need to be studied that are clearly under sexual selection.
The aim of this thesis is to improve the knowledge about dwarf spider (Erigoninae, Linyphiidae) diversity and taxonomy, and to assess the evolutionary patterns of dimorphic traits that are under sexual selection. I focused on the abundant and diverse male prosomal modifications in dwarf spiders that are linked to the transfer of secretions from the male to the female during courtship and mating (gustatory courtship). This approach explores the process of speciation and the role of sexual selection on species diversification. I described new erigonine species and revised the classification of known species based on phylogenetic analyses. I also applied X-ray micro-computed tomography (micro-CT) to investigate the distribution and evolutionary pattern of the gustatory glands to tease apart the evolution of prosomal shape and glandular equipment.
This cumulative thesis consists of three publications:
Publication 1: This publication aimed at contributing to the knowledge of erigonine diversity. The genus Shaanxinus previously contained only two species from China. I collected dwarf spiders from multiple locations in Taiwan from above-ground vegetations with a seldom applied collecting method. Inspection of the collected material resulted in the discovery of 13 Shaanxinus species. An additional species from Vietnam was described from a museum collection. I provided a revision of the genus Shaanxinus. A phylogenetic analysis using morphological characters was conducted for determining the possible generic synamomorphies. I also reconstructed the glandular distribution associated with male prosomal modifications, as well as the detailed structure of a male secondary sexual organ (pedipalp) by micro-CT. Furthermore, I conducted phylogenetic analyses based on sequences from two mitochondrial and one nuclear loci, and assessed the efficacy of different criteria in species identification using DNA barcoding. Distinction of morphologically similar species have been assisted by molecular data. The species level poly-/paraphyly found in mitochondrial DNA sequences caused the low efficacy of many distance- and tree-based species identification methods, while the nearest neighbor method showed high identification success. The non-monophyly is likely caused by instances of interspecific hybridization and recent parapatric speciation. The genus Shaanxinus thus lend itself as an ideal group for congeneric phylogeographic studies addressing the interactions between closely related species. Published in: Lin, S.-W., Lopardo, L., Haase, M. & Uhl, G. 2019. Taxonomic revision of the dwarf spider genus Shaanxinus Tanasevitch, 2006 (Araneae, Linyphiidae, Erigoninae), with new species from Taiwan and Vietnam. Organism Diversity & Evolution, 19, 211-276.
Publication 2: Sexually dimorphic prosomal modifications that are related to gustatory courtship occur in many dwarf spider species. These features evolved in the context of sexual selection, which has a potential effect on species diversification. In contrast to many
erigonine genera which present little variability in male prosomal traits, the genus Oedothorax presents higher diversity in male prosomal structures among species not only in the position and shapes of the modifications, but also in the degree of modification, ranging from absent to highly elaborated. This genus thus lends itself as a suitable target group for studying the effect of gustatory-courtship-related traits on species diversification. I conducted a revision of the 82 species previously belonging to this genus. Based on the result of a phylogenetic analysis, this genus was re-delimited with 10 species as Oedothorax sensu stricto, while taxonomic decisions were made for other species including synonymization with species from other genera and transferring species to other existing and newly defined genera. 25 species were deemed as “Oedothorax” incertae sedis. The reconstruction of character state evolution suggested multiple origins of specific prosomal modification types. Convergent evolution of these traits among different lineages suggests that sexual selection has played an important role in the species diversification of dwarf spiders. Published in: Lin, S.-W., Lopardo, L. & Uhl, G. 2021. Evolution of nuptial-gift-related male prosomal structures: taxonomic revision and cladistic analysis of the genus Oedothorax (Araneae: Linyphiidae: Erigoninae). Zoological Journal of the Linnean Society, XX, 1-168.
Publication 3: Although sexually dimorphic traits have inspired the concept of sexual selection as the driving force of their evolution, they might also have evolved due to other ecological factors. These factors include the sexual signal adaptation to the environment as well as sexual differences in ecological relations and parental investment. In contrast, the gustatory courtship in dwarf spiders is associated with sexually dimorphic male prosomal modifications, which have clearly evolved in the context of sexual selection. Multiple origins of various external prosomal modifications have been shown in erigonine phylogeny, but the evolutionary pattern of the associated glands has not been investigated. Our phylogenetic analysis incorporated the characters related to the glandular distribution in the male prosoma as well as the external shapes yielded from X-ray micro-computed-tomography showed a single origin of gland among the investigated erigonine taxa. The internal anatomy revealed previously undetected trait lability in attachments of muscles to the cuticular structures, as well as the presence/absence and differences in glandular distribution even in species without external modification. Our finding further supports that erigonine male prosomal traits are under divergent selection, and corroborates the argument that erigonines are a suitable group for investigating the effect of sexual selection on speciation. Published in: Lin, S.-W., Lopardo, L. & Uhl, G. 2021. Diversification through gustatory courtship: an X‑ray micro‑computed tomography study on dwarf spiders. Frontiers in Zoology, 18: 51.
The results of this thesis corroborate the importance of applying phylogenetic methods and an integrative approach in the description of new species, as well as in revising taxa which might not be monophyletic. Overall, the studies contributed to a more comprehensive knowledge about erigonine species diversity, phylogeny and the possible diversifying effect of sexual selection on male traits associated with gustatory courtship.
In dieser Arbeit wurde der Einfluss von zwei Angiotensin (1-7) Derivaten TXA301 und TXA302 im Vergleich mit einer Placebo behandelten Kontrollgruppe einer Rattenpopulation mit mittels vorübergehendem Verschluss der Arteria cerebri media (tMCAO) herbeigeführtem Schlaganfall auf die adulte Neurogenese durch Immunfluoreszenzfärbungen untersucht. Beide Derivate, TXA301 und TXA 302, und damit Angiotensin (1-7) haben einen Einfluss auf die adulte Neurogenese, was sich anhand der gegenüber der Kontrollgruppe erhöhten Doublecortin Zahlen beweisen lässt. Diese Neurone scheinen im Fall von TXA301 weniger gut zu überleben wie solche, die mit TXA302 behandelt wurden. Ebenfalls besteht ein messbarer Einfluss auf die Zellteilungsrate 21 Tage nach Applikationsende, da mehr phosphorylierte-Histon-H3 positive Zellen gemessen werden konnten. Die Mikroglia Aktivität wurde durch Angiotensin (1-7) ebenfalls beeinflusst, wie sich in der ionisierten-kalziumbindendes-Adaptermolekül-1 Färbung zeigen ließ. Somit ist die Beeinflussung der adulten Neurogenese nach einem ischämischen Schlaganfall durch die Angiotensin (1-7) Derivate anzunehmen und sollte in größeren Studien weiter untersucht werden.
In den Studien dieser kumulativen Dissertationsarbeit wurde im Rahmen der Posttraumatic
Growth and Depreciation Study (GRODES) der Universitätsmedizin Greifswald der Einfluss
von Coping und Rumination auf posttraumatisches Wachstum (posttraumatic growth, PTG)
und posttraumatische Minderung (posttraumatic depreciation, PTD) untersucht.
Das Phänomen PTG bezeichnet die während oder nach der Verarbeitung eines
traumatischen Ereignisses subjektiv als positiv bewerteten Veränderungen, die von der
jeweiligen Person für sich als Bereicherung, als Gewinn angesehen werden. Diese
Veränderungen manifestieren sich in den Dimensionen ‚persönliche Stärke‘, ‚Möglichkeiten
im Leben‘, ‚Beziehung zu anderen Menschen‘, ‚Wert des Lebens‘ und ‚spirituell-existentielle
Aspekte‘ (Tedeschi et al., 2018). Dem gegenüber steht das Konstrukt der posttraumatischen
Minderung, das die infolge einer Traumaerfahrung negativ bewerteten Veränderungen auf
denselben fünf Dimensionen bezeichnet (Baker et al., 2008). PTG und PTD sind nicht
bidirektional zu verstehen. Sie können gleichzeitig erlebt werden; die Erfahrung von Zugewinn
auf der einen Seite mindert nicht notwendigerweise das Empfinden von Verlust auf der anderen.
PTG und PTD unterliegen verschiedenen Einflussfaktoren, wie Bewältigungsstil,
Rumination, Selbstoffenbarung, Infragestellen von Grundüberzeugungen oder Zentralität des
Ereignisses. Diese Faktoren werden ebenso wie die Zusammenhänge zwischen PTG und PTD
selbst sowie zwischen PTG/PTD und PTBS-Symptomen in der vorliegenden
Dissertationsarbeit untersucht.
Um den entsprechenden Fragestellungen nachgehen zu können, war die vorherige
Entwicklung eines Fragebogens, das Posttraumatic Growth and Depreciation Inventory –
Expanded (PTGDI-X, Taku et al., 2021), zur simultanen Erfassung von PTG und PTD sowie
die Überprüfung der psychometrischen Eigenschaften des Instrumentes und dessen
interkulturelle Anwendbarkeit erforderlich. In einem weiteren Schritt wurde eine Kurzversion
des Fragebogens, das Posttraumatic Growth and Depreciation Inventory – Expanded – Short
Form (PTGDI-X-SF, Platte, Wiesmann, Tedeschi, Taku, et al., 2022), entwickelt und validiert,
welche die Erhebung von PTG und PTD durch je zehn Fragen ermöglicht.
Schließlich wurde auf Grundlage des PTGDI–X, der Impact of Event Scale – Revised
(IES-R), des Rumination Inventory (ERRI) und des Brief COPE Inventory eine Online-
Befragung durchgeführt. Die Antworten von 253 Erwachsene der deutschen
Allgemeinbevölkerung wurden anschließend hinsichtlich der beschriebenen Fragestellungen
untersucht. Alles in allem bestätigen die im Rahmen der vorliegenden Dissertationsarbeit
gewonnenen Ergebnisse die Eignung des PTGDI-X und der zugehörigen Kurzform zur
simultanen Erfassung von PTG und PTD in der Allgemeinbevölkerung Deutschlands. Dabei
konnte gezeigt werden, dass PTG durch einen selbstständigen Coping-Stil und durch einen
sozialen Coping-Stil begünstigt wird, wohingegen ein vermeidender Coping-Stil zu mehr PTD
führt. Weiterhin war PTG mit positiver Selbstoffenbarung, Erschütterung von
Grundüberzeugungen und bewusster Rumination assoziiert. Es zeigte sich ferner ein positiver
Zusammenhang von PTD mit negativer Selbstoffenbarung, PTBS-Symptomen und kürzlichem
intrusivem Ruminieren.
Die vorliegende Dissertationsarbeit leistet einen wichtigen Beitrag in der Erforschung
posttraumatischer Veränderungen und bei der Entwicklung der entsprechenden
Erhebungsinstrumente. Es konnte nicht nur der bedeutsame Einfluss von Coping, Rumination
und Selbstoffenbarung auf posttraumatische Veränderungen hervorgehoben werden, sondern
auch die kulturelle Variabilität dieser Zusammenhänge verdeutlicht werden. Gewonnene
Ergebnisse und damit zusammenhängende weiterführende Studien können zu klinischen
Interventionen führen, die persönliches Wachstum fördern und negativ bewertete
Veränderungen mildern. Untersuchungen zu der Beziehung zwischen PTG und PTD und den
Einflussfaktoren auf PTG und PTD, insbesondere im interkulturellen Kontext, bieten sich als
ergiebiges Feld für weitere Forschung an. Darüber hinaus sollte in zukünftigen Studien eine Übertragung der vorliegenden Untersuchungsbefunde auf klinische Stichproben überprüft werden.
In der vorliegenden Arbeit wurden alters- und geschlechtsabhängige
Referenzintervalle für TSH und fT4 ermittelt. Als Referenzpopulation diente die
Studienpopulation der dänischen Inter99-Studie, welche zum Zeitpunkt der
Probenentnahme in einem Gebiet mit mildem Jodmangel lebte. Aus dieser
Population wurde nach definierten Ausschlusskriterien eine Referenzstichprobe
generiert, bestehend aus 5.845 Proben (Männer 3.036 Proben (51,9%) und
Frauen 2.809 Proben (48,1%)). Die Ausschlusskriterien wurden dabei in
Anlehnung an die von der NACB vorgeschlagenen Kriterien zur Ermittlung von
TSH-Referenzwerten gewählt. Das allgemeine Referenzintervall für TSH betrug
0,41 – 4,10 mU/l und für fT4 11,7 – 19,4 pmol/l. Während für fT4 keine Alters-
und Geschlechtsabhängigkeit der Referenzwerte gezeigt werden konnte, ergab
sich für TSH sowohl eine Alters- als auch Geschlechtsabhängigkeit: Für Männer
wurde ein TSH-Referenzintervall von 0,41 – 3,29 mU/l und für Frauen von 0,39
– 4,91 mU/l ermittelt. Es wurden ferner jeweils drei Altersgruppen gebildet.
Bei der Auswahl der Ausschlusskriterien mussten aufgrund des Studiendesigns
gewisse Einschränkungen hingenommen werden, dennoch waren die
Referenzintervalle für TSH und fT4 vergleichbar mit vorausgegangenen Studien.
Es erfolgte ein Vergleich mit anderen Studien mit Augenmerk auf den oberen
TSH-Referenzwert. Dabei wurde deutlich, dass sowohl die Auswahl der
Ausschlusskriterien als auch die Jodversorgung der vergangenen Jahre sowie
Veränderungen in der Jodversorgung einer Population bei der Bewertung von
TSH-Referenzwerte von großer Bedeutung sind. Insbesondere alters-, aber auch
geschlechtsabhängige TSH-Referenzwerte könnten für ältere Personen sinnvoll
sein, sind aber aufwändiger zu generieren.
Gefahrenlagen, wie schwere Unwetter, Terroranschläge oder die COVID-19-Pandemie, stellen aktuell und zukünftig eine Bedrohung unserer Gesellschaft dar. Im Fall dieser und weiterer Gefahren können Warnungen helfen, Schäden zu verhindern und Menschenleben zu retten, indem sie die Empfänger*innen informieren und Schutzmaßnahmen vermitteln. Das Protective Action Decision Model (PADM) (Lindell & Perry, 2012) bietet einen theoretischen Rahmen, der Verarbeitungsprozesse von Warnungen und die Entstehung von Schutzverhalten abbildet. Neben zahlreichen weiteren Elementen beinhaltet das PADM die Wahrnehmung von Risiko als zentralen Faktor. Im Sinne des Modells sowie bereits existierender Literatur wird Risikowahrnehmung jedoch häufig ausschließlich kognitiv abgebildet. Zudem untersuchen Studien vorwiegend einzelne Gefahrenlagentypen oder singuläre Ereignisse.
Die vorliegende Arbeit bildet mit drei Beobachtungsstudien sowie einer experimentellen Studie Verarbeitungsprozesse von Warnungen vor verschiedenen Gefahrenlagen ab. Untersucht wurde der Einfluss der Warnungen auf kognitive und affektive Facetten der Risikowahrnehmung und ihre Rolle bei der Suche nach Informationen sowie der Intention, Schutzverhalten auszuführen. Über Online-Befragungen erhielten die Teilnehmenden Warnungen zu verschiedenen Gefahrenlagen (schweres Unwetter, Großbrand, extreme Gewalttat, Ausfall der Notrufnummer, Fund einer Weltkriegsbombe, COVID-19-Pandemie, Gewitter), die Informationen zur Gefahr sowie Handlungsempfehlungen enthielten. Befragt wurden sie unter anderem hinsichtlich ihrer Risikowahrnehmung vor und nach Warnerhalt sowie ihrer Intention, die angegebenen Schutzmaßnahmen zu befolgen oder sich Informationen zu suchen. Zudem wurden Eigenschaften der Warnungsempfänger*innen erhoben.
Die Ergebnisse stärken die Rolle affektiver Risikowahrnehmung für die Verarbeitung
von Warnungen sowie die Entstehung von Schutzverhalten und Informationssuche. Dies gilt
jedoch nicht für alle Gefahrenlagen gleichermaßen, sodass der Einfluss von Eigenschaften der Gefahr, wie Häufigkeit oder Schweregrad, deutlich wird. Bezüglich der Eigenschaften der Empfänger*innen ergab sich ebenfalls kein einheitliches Bild. Basierend auf den Ergebnissen wird eine Erweiterung des PADM um ein Modellelement der affektiven Risikowahrnehmung vorgeschlagen.
Fortführende Forschung zu Warnungen sollte eine multifacettierte Sichtweise von Risikowahrnehmung anstreben. Darüber hinaus sollten Gefahrenlagen vergleichend untersucht und ihre Eigenschaften sowie Eigenschaften der Warnungen systematisch variiert werden.
Zerebrale kavernöse Malformationen (CCM) sind maulbeerartige Gefäßfehlbildungen, die sich klinisch in Form von rezidivierenden, migräneartigen Kopfschmerzen, epileptischen Anfällen oder hämorrhagischen Schlaganfällen äußern können. CCMs treten sowohl sporadisch als auch in einer autosomal-dominant erblichen Form auf. Die Prävalenz der symptomatischen erblichen Kavernome liegt bei 1:5400 bis 1:6200. Somit zählen sie zu den seltenen Erkrankungen. Pathogene Varianten in den Genen CCM1, CCM2 und CCM3 sind mit der Entstehung der Malformationen assoziiert. Speziell Träger einer pathogenen CCM3-Variante zeigen meist ein frühes Manifestationsalter und einen schwerwiegenderen klinischen Krankheitsverlauf.
Durch in der Greifswalder Arbeitsgruppe durchgeführte Transkriptomanalysen von CCM3-/- CI-huVECs konnten die im Vergleich zu den CCM3+/+ Zellen neben FN1 (Fibronektin-1-Gen) am stärksten herunterregulierten Gene FBLN5 und POSTN identifiziert werden. Sie kodieren für Proteine der EZM. In der vorliegenden Arbeit wurden die Auswirkungen der matrizellulären Proteine FBLN5 und POSTN erstmals im Rahmen der CCM3-Pathogenese untersucht. Weder die akute Herunterregulation von FBLN5 noch die von POSTN hatte einen Einfluss auf die Wachstumsmorphologie oder die Organisation des Aktinzytoskeletts. In Bezug auf die Angiogenese führten die akuten Herunterregulationen von FBLN5 und POSTN zu einer verminderten Ausbildung gefäßähnlicher Strukturen. Im nächsten Schritt wurde eine mögliche Rettung des Phänotyps der CCM3-/- Endothelzellen durch die Hinzugabe der rekombinanten Proteine FBLN5 und POSTN untersucht. Die Addition von rFBLN5 veränderte die Morphologie der Endothelzellen maßgeblich und führte zu einer gezielten Reorganisation des Aktinzytoskeletts. Die Supplementierung von rPOSTN wirkte im Zeitverlauf stabilitätssteigernd auf die gefäßähnlichen Strukturen und hatte einen rettenden Einfluss auf die angiogenetischen Eigenschaften der CCM3-/- Endothelzellen. In Zusammenschau mit den von Schwefel et al. (2020) publizierten Daten über Fibronektin ist davon auszugehen, dass Bestandteile der EZM eine modulatorische Rolle in der Entstehung von CCMs einnehmen. Allerdings bleibt bisher ungeklärt welche Mechanismen hierbei von Bedeutung sind.
Staphylococcus aureus (S. aureus) endocarditis is still one of the most fatal heart diseases, with a mortality rate of 20-45%. In recent years, the importance of endothelial cells (ECs) in the context of endocarditis has become more evident. The vascular endothelium forms a selective barrier between blood and the adjacent tissue by maintaining an anti-inflammatory and anti-thrombogenic phenotype. However, in case of insertion of cardiac implants, an injury of the endothelium can occur which promotes platelet aggregation followed by S. aureus adherence to the platelets, especially in areas with low hemodynamic shear stress. This process is considered as a key event in the development of infective endocarditis (IE) and allows bacteria to colonize the heart valves. Despite extensive research, the pathogenesis of IE is still not completely understood. Therefore, further investigations are needed to enable an effective prevention of this life-threatening disease.
In order to study the infection process of S. aureus, internalization experiments with two different S. aureus strains, one control strain (HG001) and one strain isolated from an endocarditis patient (T-72949) were performed in human coronary artery endothelial cells (HCAEC). Subsequently, an extensive proteome analysis of the host cells was carried out. More specific analyses were performed using peptidoglycan (PGN), a cell wall component of Gram-positive bacteria, which causes a pro-inflammatory response in ECs. In this context, the focus remained on the analysis of cellular changes in terms of cell stiffness, wound healing, and additionally platelet aggregation.
The analysis of the HCAEC host proteome revealed a time-related difference depending on the infecting bacterial strain. Several proteins involved in host cell signaling pathways exhibited a higher abundance at earlier time points in host cells infected with endocarditis strain T-72949 compared to those infected with HG001. Further proteome analysis uncovered several adaptations on the cellular side that enable internalization and replication of both S. aureus strains as well as the activation of pathways that promote cellular recovery. Furthermore, it could be shown that PGN reduced cellular stiffness which could lead to an increased bacterial uptake and would thereby promote the development of a chronic S. aureus infection. Additionally, PGN prevented effective wound healing which promotes a pro-thrombotic and pro-inflammatory condition. This status could facilitate the bacterial infection of further cells. Apart from that, PGN induced platelet aggregation which could ease bacterial adhesion to thrombotic surfaces (e.g., dysfunctional endothelium). The following formation of a mature vegetation might protect the bacteria from the immune system and antibiotics.
The results of the present work emphasize the central role of ECs in the context of IE. It could be demonstrated that a healthy monolayer of ECs enables a beneficial cell response and may prevent the development of vascular diseases. Moreover, the comprehensive proteome dataset which was generated in this project provides a valuable source of information for future studies to unravel further molecular mechanisms of endocarditis and possible therapeutic approaches.
In der vorliegenden Arbeit wurden verschiedene Parameter von computergestützten Kieferübungen und deren Effekte auf das kraniomandibuläre System untersucht. Es wurden 32 Studierende der Zahnmedizin der Universitätsmedizin Greifswald (15 Frauen und 17 Männer) an drei Terminen, die jeweils eine Woche auseinander lagen, zu speziellen Übungen für den Unterkiefer mithilfe eines computergestützten Messsystems (JMA+ und Winjaw+, Fa. zebris Medical GmbH, D-Isny; Programme Universitätsmedizin Greifswald) angeleitet und aufgezeichnet. Ein Feedback der Teilnehmenden zu der Übung Zielscheibe wurde auf drei Ebenen eingeholt: nach jeder einzelnen durchgeführten Übung (Ebene 1), nach jedem Übungstermin (Ebene 2) und nach vollständigem Durchlaufen der gesamten Untersuchung (Ebene 3). Mithilfe der Feedbackebenen 1 und 2 konnten die individuellen Erfahrungen der Teilnehmenden bezogen auf einzelne Geschwindigkeitsstufen, durch die Feedbackebene 3 die Durchführbarkeit bzw. Wirkung des gesamten Trainings ausgewertet werden. Alle Ergebnisauswertungen wurden für das gesamte Probandenkollektiv sowie untergruppiert nach Geschlecht und CMD-Wahrscheinlichkeit der Teilnehmenden vorgenommen. Es zeigt sich für alle Auswertungsgruppen eine Trainierbarkeit des kraniomandibulären Systems durch den verwendeten Versuchsaufbau, wenngleich Unterschiede bei der Ausführung der Unterkieferbewegung hinsichtlich der Präzision, d.h. wie exakt die vorgegebene Bahn getroffen wurde, für die Unterteilung nach Geschlecht sowie bei der Bewegungsgleichförmigkeit, d.h. wie gleichmäßig die Geschwindigkeit der Unterkieferbewegung gehalten wurde, für die Gruppen nach CMD-Wahrscheinlichkeit der Proband*innen sichtbar werden. Diese Untersuchung gibt Grund zur Annahme, dass eine geeignete vorgegebene Geschwindigkeit für digital unterstützte Unterkieferübungen ähnlich der in dieser Arbeit verwendeten zweiten Geschwindigkeitsstufe sinnvoll ist. Diese wurde von den Testpersonen insgesamt am positivsten bewertet und konnte am besten ausgeführt werden. Für individuelle Trainingsziele kann diese Untersuchung eine Orientierung geben, wie Übungen angepasst werden könnten, um diese zu erreichen. Um die gewonnenen Erkenntnisse aus der zugrundeliegenden Untersuchung zu präzisieren und auf einem hohen Evidenzniveau verifizieren zu können, sind weitere Studien auf dieser Grundlage zu empfehlen.
In dieser Doktorarbeit konnte in zwei verschiedenen experimentellen Modellen der chronischen Pankreatitis in C57BL/6 Mäusen gezeigt werden, dass die chronische Pankreatitis mit einem Gewichtsverlust und einer Verminderung der muskuloskelettalen Kraft assoziiert sind. Untersuchungen im Kleintier-MRT belegten eine signifikante Verminderung des Durchmessers des Quadrizepsmuskels in beiden Modellen. Auf Proteinebene fanden sich im Skelettmuskel von Mäusen mit chronischer Pankreatitis Expressionssteigerungen von growth differentiation factor 8 (GDF8) und Muscle RING-finger protein-1 (MuRF1). Auf mRNA Ebene konnten wir zeigen, dass Activin A und das transforming growth factor β (TGFβ) in beiden Modellen erhöht waren, wohingegen Follistatin und teilweise auch Inhibin A vermindert waren. Die Anzahl apoptotischer Zellen stieg im Quadrizepsmuskel in beiden Modellen signifikant an, was darauf schließen lässt, dass die Apoptose beim Muskelabbau eine Rolle spielt. Des Weiteren fanden sich in Mäusen mit chronischer Pankreatitis und Sarkopenie Veränderungen des Serummetaboloms und des Stuhlmikrobioms, die jedoch in Abhängigkeit des verwendeten Modells stark variierten. Modellübergreifend war eine Vermehrung von Akkermansia spp. in der chronischen Pankreatitis nachweisbar.
In dieser Arbeit wurde der Einfluss des Transkriptionsfaktors Carbohydrate responsive element binding protein (ChREBP) auf die experimentelle Hepatokarzinogenese untersucht, der eine wichtige Rolle in der protoonkogenen AKT/mTOR-vermittelten Karzinogenese der Leber spielen soll.
Dazu diente das Pankreasinseltransplantationsmodell bei diabetischen C57Bl/6J- Wildtyp- (WT; n = 180) und ChREBP-Knockout-Mäusen (KO; n = 143). Es erfolgten histologische, proliferationskinetische, immunhistochemische und Western-Blot- Analysen.
Das Hauptergebnis dieser Arbeit stellt die Hyperproliferation im Lebergewebe der diabetischen, transplantierten Mäuse dar, aus der sich klarzellige Leberherde (CCF) und im weiteren Verlauf auch hepatozelluläre Adenome (HCA) und Karzinome (HCC) entwickelten. Die Proliferationsaktivität lag in den Herden der Knockout- Mäuse bei 21,77 ± 3,38 % (Mittelwert ± S.E.M.), in denen der Wildtyp-Mäuse bei 29,04 ± 11,97 %. Die Leberherde unterschieden sich in ihrer Morphologie: Die Herde der KO-Mäuse waren kleiner und sie zeigten nur eine starke Glykogenspeicherung, während die Herde der Wildtyp-Mäuse neben dem Glykogen auch viel Fett speicherten.
Die Entstehung manifester Tumoren setzte im Knockout-Stamm später ein und die Tumoren wiesen auch ein langsameres Wachstum auf. Tumoren entstanden nicht nur in diabetischen, transplantierten Mäusen (WT-HCC n = 3; KO-HCC n = 1; KO-HCA n = 2), sondern auch in diabetischen Wildtyp-Kontrollmäusen (n = 4), aber nicht bei diabetischen KO-Tieren. Immunhistochemisch konnte in den Tumoren des KO- Stamms eine verminderte Glykolyse und de novo Lipogenese sowie ein herunterregulierter AKT/mTOR-Signalweg nachgewiesen werden.
Diese Ergebnisse weisen auf einen protoonkogenen Charakter von ChREBP zum einen in der hormonell-induzierten Hepatokarzinogenese, aber auch in einem metabolischen Karzinogeneseprozess im Rahmen eines Insulinmangeldiabetes hin. Der Einfluss von ChREBP auf den Energiestoffwechsel der Zelle und auf den metabolischen Switch vom glykogenotischen zum lipogenen Phänotyp in der experimentellen Hepatokarzinogenese-Sequenz scheint essentiell zu sein. Der Knockout von ChREBP reduziert dementsprechend die Proliferation im Lebergewebe und scheint die Hepatokarzinogenese in diesem Modell zu verzögern.
Temporomandibulärer Schmerz ist ein häufiges Symptom bestehend aus Schmerzen lokalisiert um den gelenknahen Anteil des Kiefers mit einer starken Abhängigkeit von Stressoren. Chronische Schmerzen wurden bereits mit Veränderungen des Volumens der grauen Hirnsubstanz (GMV) assoziiert. Frühere Studien zum Thema haben bis jetzt jedoch widersprüchliche Ergebnisse geliefert. Dies könnte unter anderem den unterschiedlichen Zusammensetzungen der Studienpopulationen sowie den zugrundeliegenden Studienmethoden geschuldet sein.
Um die Auswirkungen chronischer Schmerzen auf die Gehirnstruktur mit hohen Fallzahlen zu untersuchen, wurden in der vorliegenden Arbeit drei Gruppen klinischer Patienten, insgesamt 47 Individuen, und eine Studienpopulation, bestehend aus insgesamt 57 Patienten, die Gesichtsschmerzen über die letzten 6 Monate angaben, analysiert. Die Patienten der Studienpopulation wurden aus der Study of Health in Pomerania (SHIP) rekrutiert, die Patienten der klinischen Probandengruppen in Zusammenarbeit mit der Zahnklinik Greifswald. Das Volumen der grauen Hirnsubstanz dieser Patienten wurde jeweils mit dem einer gesunden Kontrollgruppe ohne chronische Schmerzen verglichen.
Die Kontrollgruppe bestand aus 60 Individuen für den Vergleich mit den klinischen Patienten sowie 381 Individuen für den Vergleich mit den Patienten der Studienpopulation. Beide Kontrollgruppen waren jeweils für Alter und Geschlecht entsprechend korrigiert.
Zur Gehirnstrukturanalyse kam Voxelbasierte Morphometrie als populäres In-vivo-Verfahren zum Einsatz. Hiefür erhielten sowohl Patienten als auch die Kontrollpersonen ein MRT. In einer Region of Interest (Bereich von Interesse) Analyse zeigte nur die klinische Patientengruppe ein verringertes Volumen der grauen Substanz in den Bereichen des anteromedialen Gyrus cinguli bis in den medialen präfrontalen Cortex reichend, bei denen aus der Literatur bereits eine besonde Anfälligkeit gegenüber chronischen Schmerzen und einer damit verbundenen Reduktion der grauen Substanz bekannt ist.
Pancreatitis is an inflammatory disorder of the pancreas with a mortality rate of 5% and severe negative effects on the quality of life. Of all non-malignant gastrointestinal diseases, it is the most common reason for hospitalization. Pancreatitis is a disease of multiple etiologies with different underlying pathomechanisms. Due to the diversity of mechanisms by which homeostasis within the exocrine pancreas can be disrupted, finding appropriate therapeutic approaches is challenging. Current treatment options are inadequate and are mostly limited to supportive treatment like fluid administration, bowel rest, antibiotics and pain control. Although significant advancements have been achieved in recent decades, the mortality rate for pancreatitis has not decreased. Furthermore, progress is slow due to limited patient sample availability and lack of an appropriate cell model. Taking samples from a human pancreas is typically avoided, because damaging the pancreatic tissue can itself induce pancreatitis. Additionally, while it is possible to keep individual acini in culture, it is not possible to grow pancreatic acinar cells. Thus, less appropriate cell models, often derived from pancreatic cancer samples, have to be used. The most common animal model for pancreatitis is mice, with caerulein administration being the most common method of inducing pancreatitis. However, the use of animal models has significant drawbacks, as they are time-consuming, costly, and pose ethical questions. Furthermore, exposing the pancreas to appropriate stimuli in animal models is difficult. For example, alcohol is the leading cause of pancreatitis in humans, but is typically avoided by animals. Thus, alcohol feeding methods had to be developed to overcome the natural aversion of rodents to alcohol. Results obtained from animal models are also often not transferable into clinical trials and outcomes in humans remain largely unpredictable. Due to the lack of experimental models, our understanding of this highly complex disease is still limited and significant progress is required for the development of effective therapy options.
In this dissertation recombinantly expressed trypsin isoforms and variants of the serine protease inhibitor Kazal-type 1 (SPINK1) inhibitor are used to investigate mechanisms, by which tryptic activity is regulated in pancreatic acinar cells. With premature tryptic activity in the exocrine pancreas being the common focal point of most etiologies connected to pancreatitis, trypsin represents by far the most promising target for treating pancreatitis. Understanding the mechanisms by which the pancreas protects itself and rationalizing mutations that can undermine these protective mechanisms, are important steps towards developing effective therapies.
Enzymes are well-known for being remarkably selective catalysts. They are often able to catalyse reactions for certain molecules while leaving other similar molecules completely unchanged. Nevertheless, many enzymes are capable of catalysing other reactions and/or transforming other substrates than their physiologically relevant activities. This phenomenon is referred to as enzyme promiscuity and it is thought to play an important role in the emergence of novel functions by providing a starting point for divergent evolution towards different enzymatic activities. It is important for enzymes to be selective to avoid harmful side-products and increase reaction efficiency, but often catalysts are not optimised beyond what is required for their function. Life profits from the cross-reactivity and enzyme promiscuity through accidental discovery of new helpful molecules and pathways, while using regulation to quickly adapt to changing circumstances.
Enzymes are grouped together with other similar proteins into structural families and superfamilies. Members of a structural family share significant structural elements and often have similar catalytic mechanisms. However, they often catalyse very different chemical reactions and accept a variety of different substrates. Promiscuous activities are common within superfamilies, where the primary function of one family member is often found as promiscuous activity in other family members. Together with the structural similarities, this prevalent cross-reactivity suggests a common evolutionary origin. One of the largest structural superfamilies is the α/β-hydrolase-fold family. Despite sharing a highly conserved core structure, this superfamily is catalytically diverse and spans several distinct enzyme classes including hydrolases, acyltransferases, oxidoreductases, lyases, and isomerases. Epoxide hydrolases and dehalogenases of the α/β-hydrolase-fold family even share the same Asp/Glu-His-Asp catalytic triad and form similar covalent alkyl-enzyme reaction intermediates, yet they are known for attacking either epoxides or C-X bonds with perfect chemoselectivity. Although promiscuity is often observed within the α/β-hydrolase fold family and despite their mechanistic similarities, no α/β-hydrolases were known that exhibit both epoxide hydrolase and dehalogenase activity simultaneously.
The versatility of the catalytic triads used by α/β-hydrolases makes these enzymes attractive targets for the conversion of catalytic activity through protein engineering. Several attempts were made to introduce dehalogenase activity in an epoxide hydrolase, and after several rounds of designing and screening different variants of the epoxide hydrolase PaeCIF from Pseudomonas aeruginosa, minor dehalogenase activity was detected for some of the variants. However, despite promising first results it proved extremely difficult to reliably reproduce the results, primarily due to expression problems and low sensitivity of the halide detection assays that were available at the time. Since the conversion proved to be more difficult than expected (unpublished data), it was decided to investigate other potential protein scaffolds.
Considering the prevalence of catalytic promiscuity among members of the α/β-hydrolase-fold superfamily, and the close relationship and catalytic similarities between epoxide hydrolases and dehalogenases, it seemed odd that no enzyme is known to have both epoxide hydrolase and dehalogenase activity. We argued that it is highly probable that a promiscuous epoxide hydrolase-dehalogenase enzyme exists, but it simply has not been found yet due to the absence of sensitive high-throughput halide assays and not screening the right set of enzymes. Although several established assays were available for the determination of dehalogenase activity, these assays suffer major drawbacks. For example, one of the most popular assays, the Iwasaki assay, is not very sensitive and uses extremely toxic chemicals, while pH assays like the phenol red assay are inherently unreliable and insensitive due to the low buffer concentrations employed107,114. Thus, a new assay for the screening of dehalogenase activity through the selective detection of halides was developed115. The halide oxidation assay provides a safer, more reliable, and most importantly, much more sensitive method to detect dehalogenase activity.
Using molecular phylogenetics, we studied the evolutionary relationship between epoxide hydrolases and dehalogenases to identify interesting extant epoxide hydrolases. Molecular phylogenetics uses a multiple sequence alignment of the amino acid or nucleotide sequences of extant enzymes to construct a phylogenetic tree. At first, we tried using a large dataset with almost 3,500 putative epoxide hydrolase and dehalogenase sequences, but we quickly realised the resulting phylogenetic tree was impractical. Most of the sequences in this large dataset were not characterised experimentally but annotated automatically based on their sequence similarity to a rather limited number of characterised sequences. Although automated annotations can be used as predictions for catalytic activity, they are often wrong. As we were particularly interested in the interface of both epoxide hydrolase and dehalogenase activities, we needed more certainty and a change in direction was necessary.
Instead of trying to filter the α/β-hydrolase fold database, experimentally characterised sequences were collected through literature research. This smaller dataset consisting of characterised sequences resulted in a phylogenetic tree containing 45 epoxide hydrolases, 30 haloalkane dehalogenases and 7 haloacetate dehalogenases from a variety of different organisms. Ancestral sequence reconstruction was attempted for several interesting nodes in this phylogenetic tree. By combining the multiple sequence alignment, the evolutionary relationships from the phylogenetic tree, and evolutionary models, a hypothetical sequence of the theoretical ancestor can be determined. Unfortunately, it was difficult to get good soluble protein expression with the ancestral sequences and despite our best efforts it was not possible to obtain reliable and reproducible screening results. Instead of trying to improve protein expression and purification protocols for the ancestral sequences, we decided to focus on screening extant sequences with the newly developed halide oxidation assay to find a promiscuous epoxide hydrolase-dehalogenase.
In addition to reconstructing ancestral sequences, eight extant epoxide hydrolases could be selected for screening towards dehalogenase activity and as promising potential engineering scaffolds from this phylogenetic tree. The eight selected epoxide hydrolases were screened for dehalogenase activity with several haloalkane substrates and the epoxide hydrolase CorEH from Corynebacterium sp. C12 was found to exhibit promiscuous dehalogenase activity. Interestingly, the measured concentrations of bromide for the initial hit with CorEH were only 150-250 nM, well below the lowest detection limit of 20 µM achievable in microtiter plate format with the Iwasaki assay. This means that the dehalogenase activity of CorEH would probably not have been detected were it not for the development of the sensitive halide oxidation assay.
CorEH is an epoxide hydrolase that can also catalyse the dehalogenation of haloalkanes, particularly bromoalkanes such as 1-bromobutane and 1-bromohexane. The dehalogenase activity of wild-type CorEH with 1-bromobutane (0.25 nmol·min-1·mg-1) is about 4,000-fold lower than the average activity of several natural dehalogenases with two halide-stabilising residues (1 μmol·min-1·mg-1) and approximately 400-fold lower compared to the dehalogenases with a single halide-stabilising residue. The crystal structure of CorEH was determined to 2.2 Å. Our structure-function studies suggest that the dehalogenase activity of CorEH probably stems from the presence of at least one halide-stabilising residue. Unfortunately, this could not be confirmed experimentally via mutagenesis as the W100A variant lost both the dehalogenase and epoxide hydrolase activity in equal measure, making it difficult to demonstrate that W100 is involved in halide stabilisation. The loss of both activities for variant W100A can possibly be explained by the secondary function of the tryptophan; removal of W100 might lead to the incorrect positioning of the catalytic nucleophile for the nucleophilic attack involved in both epoxide hydrolysis and dehalogenation. Nevertheless, computational modelling of Michaelis-Menten complexes, utilising the crystal structure of CorEH, supports the hypothesis that the tryptophan W100 is involved in halide stabilisation in CorEH. Based on docking studies, the epoxide ring-opening tyrosine is also close enough to form hydrogen bonds to stabilise the substrate. However, it is also possible that like several characterised haloalkane dehalogenases, CorEH only uses a single residue to stabilise the halide. Removal of the tryptophan at the primary halide-stabilising position resulted in the loss of both activities, likely due to the loss of its secondary function to properly position the catalytic nucleophile. Substitution of the uncommon tryptophan in the HGxP-motif with phenylalanine does not completely remove the dehalogenase activity. Nevertheless, it causes a significant drop in both haloalkane dehalogenase and epoxide hydrolase activities, indicating that this residue is important for catalysis or the structural integrity of CorEH.
Enzyme promiscuity plays an important role in enzyme evolution and the diversification of enzymes. Several researchers have attempted to interconvert epoxide hydrolase and dehalogenase activity, or to find an enzyme with both activities, without success. It would be hard to maintain the view that promiscuity is a fundamental property crucial to enzyme evolution if we could not observe promiscuity between two enzyme classes with such similar reaction mechanisms. Our findings show that dual epoxide hydrolase and dehalogenase activity can occur in one natural protein scaffold. We believe that we succeeded because we used a phylogenetic analysis of characterised sequences to select the right subset of epoxide hydrolases to investigate and due to the much more sensitive halide assays not available to those before us. The versatility of the catalytic triad in α/β-hydrolases combined with the variety of possible supporting residues found in both epoxide hydrolases and dehalogenases shows that catalytic mechanisms can be flexible. This flexibility allows space for diversification of catalytic residues without loss of function, giving rise to novel (promiscuous) functions and new cross-reactivities.
Herz-Kreislauf-Stillstände außerhalb eines Krankenhauses (OHCA) sind in Deutschland mit einer Inzidenz von 84/100.000 ein häufiges und in 90-92% der Fälle ein letales Krankheitsbild. Eine zeitnahe kardiopulmonale Reanimation ist für eine gute Prognose entscheidend. Deshalb sind sowohl deutschlandweit, als auch europaweit bereits zahlreiche Systeme der Smartphone-basierten Ersthelferalarmierung eingeführt worden. Mithilfe einer App werden sich in der Umgebung befindende Ersthelfer zu einer Reanimation disponiert und können mit Maßnahmen des Basic Life Support das therapiefreie Intervall verkürzen. Da diese Systeme mit einer gesteigerten Überlebensrate und verbessertem neurologischen Outcome von OHCA Patienten assoziiert sind, wird die Implementierung eines solchen Systems durch die europäischen Reanimationsleitlinien 2021 empfohlen. Seit 2017 steht dem Landkreis Vorpommern-Greifswald mit der „Land|Retter App“ ein System der Smartphone-basierten Ersthelferalarmierung zur Verfügung. Für eine erfolgreiche langfristige Implementierung in die lokale Rettungskette bei einem Herz-Kreislauf-Stillstand sind sowohl die Funktionalität des Systems, als auch die Anwenderzufriedenheit essenziell.
Um zu evaluieren, ob regionenspezifische Charakteristika einen Einfluss auf die Einsatzcharakteristik der Land|Retter haben, wurde in der vorliegenden Arbeit eine retrospektive Analyse des Backend Datensatzes vom 15. September 2017 bis zum 29. Oktober 2018 durchgeführt. Zusätzlich erfolgte eine Korrelation der Ersthelferdichte/km2 mit der Einsatzannahmequote in allen Postleitzahlgebieten des Landkreises. Mit zunehmender Dichte an verfügbaren Ersthelfern/km2 stieg die Wahrscheinlichkeit einer Einsatzannahme. Das Gebiet der Greifswalder Innenstadt wies eine 5,7fach höhere Einsatzannahmequote auf als die durchschnittliche Einsatzannahmequote im Landkreis Vorpommern-Greifswald (40,7% vs. 7,2%). Einsätze wurden im Schnitt nach 42 Sekunden angenommen. Im Beobachtungszeitraum erfolgte analog zur nächtlichen Alarmreduktion keine Einsatzannahme durch einen Ersthelfer zwischen 22 Uhr und 6 Uhr. Die Berufsgruppe der Notärzte nahm prozentual die meisten Einsätze an.
Zur Evaluation von disponenten-, ersthelfer-, oder systemspezifischen Faktoren, die als Promotoren und Inhibitoren wirken, wurde nach einem Jahr Projektlaufzeit im Herbst 2018 eine Befragung der Leitstellendisponenten und inaktiven Land|Retter hinsichtlich ihrer Einstellung bezüglich der App durchgeführt. Den Leitstellendisponenten war eine gute Umsetzung des Datenschutzes ebenso wie eine direkte Implementierung des Alarmierungssystems in die Leitstellensoftware gleichermaßen wichtig. In der Umfrage gaben vier von fünf Leitstellendisponenten an, dass die App von Seiten der Leitstelle fehlerfrei oder mit kleineren Fehlern funktioniere.
Die Zufriedenheit der aktiven Land|Retter mit dem System der „Land|Retter App“ wurde im zeitlichen Verlauf im Längsschnittstudiendesign nach einem, zwei und drei Jahren Projektlaufzeit mit Hilfe eines Fragebogens erfasst. Anfängliche Probleme im Alarmierungssystem konnten teilweise behoben werden, sodass der Anteil der Land|Retter, die fanden, dass sich die Funktionalität der App verbessert habe, in den drei Umfragejahren von 21% auf 31% anstieg. Gleichzeitig verringerte sich der Anteil der Land|Retter, die Fehlfunktionen in den Freitextfragen angaben, von 16% im ersten Jahr auf 7% im dritten Jahr. 9 von 10 Land|Rettern empfahlen die App weiter. Fest planbare und einstellbare Abwesenheitszeiten als zusätzliches App Feature wurden vielfach durch die aktiven Nutzer gefordert. Für ein solches Feature kann anhand der Daten eine Implementierungsempfehlung ausgesprochen werden.
Es kann geschlussfolgert werden, dass die fortlaufende Fehlerbeseitigung und Verbesserung der Technologie im Verlauf zu einer gestiegenen Funktionalität und höheren Nutzerzufriedenheit mit dem System der Smartphone-basierten Ersthelferalarmierung „Land|Retter App“ im Landkreis Vorpommern-Greifswald führte.
In der Vergangenheit wurden bereits kieferorthopädische Größen wie vordere und hintere Zahnbogenbreite oder Zahnbogenlänge hinsichtlich ihrer Veränderungen im Erwachsenenalter untersucht (Humerfelt et Slagsvold, 1972; Bondevik, 1998; Harris et al., 1998; Akgül et Toygar, 2002; Tsiopas et al., 2013; Bondevik, 2015). Ebenso erfolgte ein Vergleich der WALA-FA- Abstände zwischen verschieden Altersgruppen (Gupta et al., 2010; Kong-Zárate et al., 2017). Longitudinale Untersuchungen zu den WALA-FA-Abständen fehlen jedoch im Schrifttum. Somit galt es als Ziel der vorliegenden Arbeit, mithilfe der SHIP-Studie longitudinale Veränderungen im Erwachsenenalter über einen Zeitraum von 17 Jahren zu untersuchen. Des Weiteren sollten Mittelwerte für die Probanden der Region Vorpommern ermittelt und verschiedene Einflussfaktoren untersucht werden.
Dafür wurden aus der SHIP-Studie 353 Probanden (201 ♀, 152 ♂) ausgewählt, von denen sowohl für SHIP-0 als auch 17 Jahre danach im Rahmen von SHIP-3 Unterkiefermodelle angefertigt wurden. Es erfolgte eine digitale Vermessung der beiden Modelle für jeden Probanden.
Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit zeigten, dass sich die WALA-FA-Abstände von 35-37 und 46-47 über den Zeitraum von 17 Jahren verkleinerten. Gleichzeitig nahm die hintere Zahnbogenbreite zu. Das gleichzeitige Auftreten dieser beiden Veränderungen lässt auf eine Aufrichtung der Seitenzähne, insbesondere des ersten und zweiten Molaren, schließen. Dadurch kann auf eine Abflachung der Wilson-Kurve geschlossen werden (Marshall et al., 2003; Dindaroğlu et al., 2016). Bereits Dindaroğlu et al. (2016) vermuten in ihren Untersuchungen zur Wilson-Kurve und zum WALA-FA-Abstand, dass die sagittale und transversale Kompensationskurve durch okklusale Attrition beeinflusst werden können. Die Autoren sind der Auffassung, dass die Veränderung der Wilson-Kurve dabei ausgeprägter sei als die der Spee-Kurve, auch wenn die Attrition der Höcker nicht gleichmäßig wäre. Sie vermuten auch, dass eine Kippung der Seitenzähne nach bukkal stattfindet. Demnach könnte eine Änderung der Wilson-Kurve direkt die WALA-FA-Abstände beeinflussen (Dindaroğlu et al., 2016). Diese Vermutungen werden durch die Erkenntnisse der vorliegenden Arbeit bestätigt. Es sollten dennoch weitere longitudinale Studien zur Bestätigung dieses Sachverhalts durchgeführt werden.
Hinsichtlich der Untersuchung der Einflussfaktoren zeigte sich, dass Geschlecht, Körpergröße, Parodontitis-Parameter, kieferorthopädische Parameter und Kauseitenpräferenz die WALA- FA-Abstände beeinflussen können. Dazu sollten jedoch weitere Studien mit entsprechenden Analysemethoden durchgeführt werden, um genauere Angaben zu den Einflussfaktoren zu ermöglichen.
Die Sicherheit und Wirksamkeit der Arzneimitteltherapie wird maßgeblich von Transportproteinen beeinflusst. Die zelluläre Lokalisation von Transportern hat hierbei wesentlichen Einfluss darauf, ob diese als funktionelle Aufnahme- oder Effluxtransporter fungieren. Für den menschlichen Darm ist die Lokalisation einiger Transporter noch unklar. Ein Beispiel hierfür ist der organic cation transporter (OCT1), welcher für die intestinale Aufnahme zahlreicher kationischer Arzneistoffe, wie beispielsweise Morphin verantwortlich gemacht wird. Bisher gibt es allerdings widersprüchliche Aussagen über die exakte Lokalisation dieses Transporters in der Zellmembran von Enterozyten. Folglich ist die tatsächliche Bedeutung dieses Proteins für die Absorption von Arzneistoffen bis heute ungeklärt.
Daher war das Ziel dieser Arbeit die Expression, Lokalisation und Funktion von OCT1 in Enterozyten anhand verschiedener labortechnischer Methoden näher zu charakterisieren.
Mittels Immunfluoreszenzfärbung wurde versucht die Lokalisation von OCT1 im Zellmodell zu bestimmen. Ebenfalls im Zellmodell erfolgte die Untersuchung des vektoriellen Transportes von Morphin mittels Transwellassay. Diese, sowie entsprechende Analysen vitalen intestinalen Gewebes in der Ussing-Kammer, wurden genutzt, um indirekt Rückschlüsse auf die Transporterlokalisation zu ziehen.
Trotz eindeutiger und der Hypothese entsprechender Expression und Funktion in MDCKII-OCT1/P-gp-Zellen, konnten im Rahmen dieser Arbeit keine eindeutigen Ergebnisse bezüglich der Lokalisation von OCT1 in Caco-2-Zellen generiert werden.
Caco-2-Zellen sollten als Zellmodell für Enterozyten, insbesondere hinsichtlich der Charakterisierung von OCT1, neu bewertet werden, da aktuellen Erkenntnissen entsprechend möglicherweise keine signifikante Expression von OCT1 in diesen Zellen vorliegt. Auch das genutzte OCT1-Modellsubstrat Morphin ist möglicherweise problematisch. Es ist darauf hinzuweisen, dass es sich bei den vorliegenden Daten aufgrund der geringen Versuchszahl nur um vorläufige Ergebnisse handeln kann, welche in zukünftigen Arbeiten verifiziert werden sollten.
Zusammenfassend kann festgehalten werden, dass die vorliegende Arbeit zwar keine neuen Erkenntnisse bezüglich der Lokalisation von OCT1 in Enterozyten erbringen konnte, jedoch die Bedeutung eines kritischen Umgangs mit etablierten Methoden und deren Ergebnissen unterstreicht.
Ziel der Studie: Die Wirksamkeit der manuellen und maschinellen Reinigung zur Entfernung gereifter Plaque auf herausnehmbaren Teilprothesen sollte untersucht werden.
Material und Methoden: Insgesamt wurden 32 Patienten mit herausnehmbaren bilateralen Freiendsattelprothesen einbezogen. Die Plaque wurde durch eine spezielle Anfärbung visualisliert und von allen Seiten fotografiert. Anhand einer randomisierten Liste wurde ein Sattel vom Patienten manuell mit einer Prothesenzahnbürste und einem Prothesenreinigungsgel gereinigt. Anschließend wurde die komplette Prothese maschinell mithilfe eines Reinigungsgerätes mit rotierenden Nadeln gesäubert. Anfärbung und Fotografie wurden nach jedem Behandlungsschritt wiederholt. Die Plaque-Anteile (% Pixeloberfläche) wurden mit einer speziellen Software gemessen. Als wesentlicher Reinigungseffekt wurde ein Unterschied von 10 % weniger Plaquefläche gegenüber dem Ausgangszustand definiert. Für die statistische Analyse wurden gemischte Modelle verwendet, um die Kovariablen für die Ausgangssituation, einschließlich Plaque und Oberflächen, zu berücksichtigen und alle Zeitpunkte zu erfassen.
Ergebnisse: Die durchschnittliche Plaquefläche ohne Reinigung war an der Tegumentalfläche höher als an den bukkalen/lingualen Oberflächen (32,8 % [95 % CI: 28,1 % bis 36,4 %] gegenüber 15,3 % [13,1 % bis 17,4 %]). Die manuelle Reinigung war nicht wesentlich besser als keine Reinigung. Der Unterschied betrug lediglich 4,6 % [-0,1 % bis 9,2 %] an der Tegumentalfläche. An den bukkalen/lingualen Flächen fiel der Unterschied noch geringer aus (3,0% [0,1% bis 5,9%]). Die maschinelle Reinigung war deutlich besser als die manuelle Reinigung (16,1 % [12,0 % bis 20,2 %] Unterschied an der Tegumentalfläche und 7,3 % [4,6 % bis 10,0 %] an den bukkalen/lingualen Flächen). Die Kombination aus manueller und maschineller Reinigung (Add-on) war nicht besser als die rein maschinelle Reinigung (-0,2 % [-2,6 % bis 2,1 %] Unterschied an der Tegumentalfläche und 0,7% [-0,7% bis 2,2%] an den bukkalen/lingualen Flächen).
Schlussfolgerungen: Die manuelle Reinigung ist unzureichend bei der Entfernung von reifer Prothesenplaque. Die maschinelle Reinigung ist der manuellen Reinigung überlegen, insbesondere an den Tegumentalflächen.
Bei der vorliegenden Studie handelt es sich um eine randomisierte, kontrollierte, einfach verblindete Pilot-Studie im Doppel-Crossover Design, die den Einfluss einer Beatmung mit variabler Druckunterstützungsbeatmung auf den Gasaustausch im Vergleich zu einer Beatmung mit konventioneller Druckunterstützung bei Patienten mit einer Oxygenierungs-störung vergleicht. Des Weiteren wurde der Beatmungskomfort untersucht, um die Frage zu beantworten, wie gut diese neue Beatmungsstrategie im klinischen Alltag toleriert wird. Diese Studie soll als Pilotstudie zur Ermittlung einer Stichprobengröße sowie zur Beurteilung der Machbarkeit für mögliche weitere Studien dienen. Es wurden die Daten von insgesamt 9 Patienten ausgewertet, die sich im Zeitraum vom 5. September 2016 bis 24. Dezember 2016 auf der Intensivstation 3 der Universitätsmedizin Greifswald oder auf der Station B2 der BDH-Klinik Greifwald in Behandlung befanden.
Eine Beatmung mit variabler Druckunterstützungsbeatmung bestätigte sich als sicher in der Anwendung bei Patienten mit unterschiedlichen zur Beatmung führenden Grunderkrankungen. Im Vergleich zu druckkontrollierter Beatmung und konventioneller Druckunterstützungsbeatmung zeigten sich keine signifikanten Veränderungen bezüglich des Gasaustausches und der Vitalparameter. Im Rahmen der Poweranalyse (basierend auf unseren Werten) ergab sich eine notwendige Stichprobengröße von 142 Probanden je Beatmungsmodus, um einen Unterschied zu zeigen. Diese Stichprobengröße wäre notwendig, um eine statistisch signifikante Aussage dahingehend treffen zu können, ob eine Beatmung mit variabler Druckunterstützungsbeatmung vorteilhaft gegenüber einer Beatmung mit druckkontrollierter Beatmung und konventioneller Druckunterstützungsbeatmung wäre. Folglich sind die Ergebnisse der vorliegenden Studie aufgrund der geringen Fallzahl als nicht statistisch signifikant zu werten.
Bezüglich des Beatmungskomforts zeigen unsere Daten, dass die Beatmung mit beiden Spontanatmungsmodi von den Patienten insgesamt gut toleriert wurden.
In Zukunft sind weitere klinische Studien am Menschen zur Untersuchung der bereits in tierexperimentellen Studien nachgewiesenen vielfältigen und vorteilhaften Effekte der variablen Druckunterstützungsbeatmung notwendig.
Diese Arbeit befasst sich mit dem Einfluss des Transkriptionsfaktors ChREBP und eines
Diabetes mellitus auf die hepatische Tumorgenese sowie das Wachstum und die Glykogenspeicherung
der Hepatozyten. Im speziellen sollte untersucht werden, inwieweit sich
die in den Kurzzeitversuchen beobachteten Glykogenspeicherherde nach drei Monaten
Versuchszeitraum weiterentwickeln.
ChREBP beeinflusst als Transkriptionsfaktor maßgeblich den Zucker- und Fettstoffwechsel,
indem es unter anderem die Lipogenese, Glykolyse und den Pentosephosphatweg
aktiviert und die Glukoneogenese hemmt. Zudem ist ChREBP an der Tumorentstehung
in verschiedenen Geweben z.B. der Leber, des Kolons und der Brust beteiligt, indem es
unter anderem den zellulären Metabolismus in Richtung einer starken Proliferation und
einer erhöhten Glykolyse, Laktatbildung und Aktivierung des Pentosephosphatwegs verändert.
Mäusen mit einem durch Streptozotocin induzierten Diabetes wurden je 200 isolierte,
isologe Pankreasinseln intraportal transplantiert. Somit entstand in den Empfängertieren
lokal in der Leber sowohl eine Hyperglykämie als auch eine Hyperinsulinämie im Sinne
eines Typ 2 Diabetes. Der Einfluss von ChREBP auf die Leber wurde durch den Einsatz eines
Knockout-Stammes untersucht. Nach drei Monaten wurden die Tiere nach einer Perfusion
getötet und Paraffinschnittpräparate der Lebern angefertigt und hinsichtlich ihrer
Proliferationsaktivität, Glykogenspeicherung und Herd- bzw. Tumorentstehung histologisch
ausgewertet.
Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen ein deutlich geringeres Auftreten von Glykogenspeicherherden
nach drei Monaten Versuchsdauer im Vergleich zu den Kurzzeitversuchen
nach einer und vierWochen. Auch sind nach drei Monaten noch keine manifesten Leberzelltumoren
entstanden. Es gab keinen Unterschied in der Herdfrequenz zwischen den
beiden Genotypen.
Weiterhin wurde der Einfluss von ChREBP auf die Proliferationsaktivität der Hepatozyten
untersucht. In der nicht diabetischen, transplantierten Gruppe zeigten die ChREBPKnockout-
Tiere eine stärkere und bei den diabetischen nicht transplantierten Mäusen
eine geringere Proliferationsaktivität als die Wildtyp-Tiere.
Die Hepatozyten der diabetischen Knockout-Tiere speicherten weniger und die der nicht
diabetischen mehr Glykogen als ihre Vertreter aus der Wildtyp-Gruppe.
In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass ChREBP zu einer veränderten Glykogenspeicherung
der Hepatozyten führt. Sein Einfluss zeigt sich bei der diabetischen Stoffwechsellage
durch eine Steigerung und bei der nicht diabetischen durch eine Verminderung
dieser. Auch die Proliferationsaktivität der Hepatozyten wird von ChREBP beeinflusst,
indem es sie beim Vorliegen eines Diabetes mellitus steigert. Da sich auch aus
den vorhandenen klarzelligen Herden keine Tumoren entwickelt haben scheint die Tumorentstehung
bei der Maus bei beiden Genotypen länger als drei Monate zu dauern.
Der Transkriptionsfaktor ChREBP ist ein zentraler Regulator des Fett- und Glukosestoffwechsels
und wird insbesondere in der Leber intensiv erforscht. Allerdings ist seine Rolle in
der Niere, die maßgeblich an der Glukose-Homöstase beteiligt ist und einen wichtigen Ort
der Glukoneogenese darstellt, noch weitgehend unerforscht.
Zentrales Ziel dieser Arbeit ist es, im Rahmen des hepatischen Pankreasinseltransplantationsmodells
die Auswirkungen eines Diabetes mellitus und eines Fehlens des Transkriptionsfaktors
CHREBP auf das renale Tubulusepithel anhand von Wildtyp- und ChREBPKnockout-
Mäusen über einen Versuchszeitraum von drei bzw. sechs Monaten zu evaluieren.
Dazu wurden die tubuläre Glykogenspeicherung in Form von Glykogenspeicherkernen und
Armanni-Ebstein-Läsionen, die Proliferationsaktivität des renalen Tubulusepithels sowie das
Auftreten von renalen Tumoren untersucht.
Das Vorliegen eines Diabetes mellitus führt in der Niere der Wildtyp-Mäuse zu einer tubulären
Glykogenakkumulation, die durch einen ChREBP-Knockout deutlich verstärkt wurde.
Diese Glykogenspeicherung fehlte bei nicht diabetischen Tieren völlig. Gleichzeitig ließ sich
bei diabetischen Wildtyp-Tieren eine zum Teil erhöhte Proliferationsaktivität sowie das Auftreten
von Nierentumoren beobachten. Das Ausschalten des Transkriptionsfaktors ChREBP
führte nicht nur zu einem vermehrten Auftreten von Glykogenspeicherkernen und Armanni-
Ebstein-Läsionen, sondern resultierte auch in einem deutlich gesteigertem Vorkommen von
renalen Tumoren. Diese Tumoren traten hier auch ohne das gleichzeitige Vorliegen eines
Diabetes mellitus auf. Auch die Proliferationsaktivität der Tubulusepithelien war bei den
ChREBP-Knockout-Mäusen gesteigert.
Somit führt ein Diabetes mellitus, insbesondere bei einem gleichzeitigem Knockout von
ChREBP, zu einer Akkumulation von Glykogen innerhalb der renalen Tubulusepithelien
und fördert die Entstehung von Tumoren in der Niere bei Mäusen. Auch ein Knockout von
ChREBP scheint- unabhängig vom Vorliegen eines Diabetes- einen fördernden Einfluss auf
die renale Tumorgenese zu haben. Allerdings sind die daran beteiligten Mechanismen noch
weitgehend unbekannt. Daher sollte die Rolle von ChREBP und die Bedeutung der diabetisch
bedingten tubulären Veränderungen in Form der Glykogenspeicherkerne und Armanni-
Ebstein-Läsionen
To this day, the patient’s outcome after any form of cerebral ischemia is often mediocre
at best. The added damage that occurs at reperfusion after ischemia seems to be as
important as the ischemic injury itself. New therapeutic strategies targeted at this
critical issue are therefore crucial. P188, an amphiphilic triblock copolymer, has risen
to be one of the most promising pharmacological therapeutics, as its capability to insert
into injured cell membranes seems to perfectly fit the needed criteria to protect against
I/R injury. Lately, it has become apparent that mitochondrial function particularly profits
from P188 treatment after I/R injury. Therefore, the question arose, if P188 may
interact directly with mitochondria.
In the present study, rat isolated brain mitochondria were injured and then treated with
P188. The injury took place either in vivo by asphyxial cardiac arrest before isolation
of mitochondria or in vitro after isolation by addition of the ROS H2O2. After treatment
with P188, mitochondrial function was evaluated through the assessment of ATP
synthesis, O2 consumption and CRC.
10 or 15 min of asphyxia in vivo as well as 200 μM H2O2 for 10 min in vitro significantly
impaired mitochondrial function. Furthermore, a damaging effect of RT on isolated
mitochondria became apparent. Contrary to the underlying hypothesis, P188 did not
preserve mitochondrial function independently of the injury mechanism chosen.
In conclusion, in the context of studying P188, two new methods of I/R injury
simulation, namely asphyxial cardiac arrest in vivo and the injury with H2O2 in isolated
mitochondria in vitro, have been established. However, it is not yet conclusive, if P188
does or does not directly improve mitochondrial function after I/R injury. Further
research looking at different injuring methods as well as modulating the treatment
method is needed to ultimately clarify this question.
Chronic alcohol abuse is one of the most common addictions and one of the most substantial public health problems as it affects millions of people physically as well as mentally around the world. Globally more than 3 million deaths are assignable to alcohol intake each year. Chronic alcoholism is a multi-component disease and its development is associated with both environmental as well as genetic factors. However, the key mechanisms underlying an addiction, especially on a cellular and physiological basis, are still unknown. Bio-medically an influence of chronic alcohol consumption on synaptic plasticity in the brain of humans as well as rodents has been proven.
On the dendritic shaft of nervous brain cells, small membrane protrusions called dendritic spines can be found. These spines possess the capacity to change their morphology and quantity and are thought to play an important role in learning and memory forming, and seem to be impaired in multiple neurological disorders. These dynamics are called synaptic plasticity. Most of these studies however, were carried out on the cortex. These previous observations raise the question whether such alterations in synaptic plasticity can also be observed in regions of the brain that contribute to the limbic system and therefore to the processing of emotional responses, learning and decision making. The amygdala is of special interest when trying to understand the neurobiology and pathophysiology that lead to the emergence and up keeping of an alcohol addiction. In this thesis a closer look has been taken at possible alterations in synaptic plasticity within different amygdaloid nuclei by the help of a rat model. These rats were put into the so called postdependent state, one of the most common animal models to investigate excessive ethanol intake in rodents. The postdependent state is a model in which the key driving force to obtain alcohol as part of a preserved addiction cycle is based on negative affect. Studies showed differences in the behavioural outcome of those animals that were exposed to chronic intermittent alcohol consumption compared to a control group, so it was of special interest to see whether those behavioural changes also show on a cellular basis.
In the study, a morphological comparison of the spine length as well as the spine density of alcohol dependent rats with a comparable control group has been made. The medial, the central, the lateral and the basolateral amygdaloid nucleus were of special interest in this research project.
The results showed no significant difference of the spine densities in any of the four amygdaloid regions. When comparing the spine morphology within the ethanol and the control group, differences showed in the lateral amygdaloid nucleus. In this region the spines of the ethanol group were significantly smaller. This leads to the conclusion that chronic alcohol intake can have an influence on the spine morphology and hence alter anatomical brain structures.
Eine Fehltriage kann schwerwiegende Folgen für Patienten bei einem MANV auf See haben. Ziel dieser Studie war es, das Ergebnis, die Reliabilität und die Validität eines analogen und eines digitalen Aufzeichnungssystems für die Triage während und für das Triage-Training eines MANV auf See zu bewerten und zu vergleichen.
Die Studie basiert auf einer Sichtungsübung, die mit einem Cross-Over-Design durchgeführt wurde. Achtundvierzig freiwilligen Studienteilnehmern wurde ein fiktiver MANV mit 50 Patienten präsentiert. Die Triage wurde mit einem analogen und einem digitalen System durchgeführt. Die Studienteilnehmer wurden nach dem Zufallsprinzip ausgewählt, um mit dem analogen oder digitalen System zu beginnen. Die Reliabilität der Ergebnisse wurde mittels Cohens Kappa analysiert. Die Validität wurde durch Cronbachs´ Alpha, die Sensitivität, Spezifität sowie den positiven und negativen prädiktiven Wert gemessen. Zur Analyse von Behandlungs-, Perioden- und Carry-Over-Effekten wurde ein lineares Mischeffektmodell verwendet.
Die Anzahl der mit dem analogen System getesteten Patienten war statistisch signifikant höher als die des digitalen. Dagegen war die Anzahl an Untertriagen mit dem digitalen System signifikant geringer. Gruppe A führte eine höhere Anzahl von Triagen und korrekten Triagen durch als Gruppe B. Gruppe B zeigte eine geringere Rate an Untertriage als Gruppe A. Die mit dem Cohens Kappa gemessene Reliabilität war mit dem digitalen System höher. Die Validität gemessen anhand der Sensitivität und Spezifität erzielte mit dem digitalen System bessere Werte als mit dem analogen System. Beim Vergleich der positiven und negativen prädiktiven Werte zeigte das digitale System ebenfalls durchgängig über alle SK höhere Werte als das analoge System. Zwischen dem analogen und digitalen System gab es bei der Transport-Priorisierung keine signifikanten Unterschiede. Es trat kein signifikantes Muster des Carry-Over-Effekts bei der Triage auf. Das Triage-System sowie der Durchlauf der Sichtungsübung hatten keinen kombinierten Effekt auf die Übung.
Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit liefern valide Ergebnisse für den Vergleich eines digitalen und eines analogen Triage- und Transport-Priorisierungs-Systems für einen MANV auf See. Zusammenfassend konnten mit dem analogen System mehr Triagen und Transport-Priorisierungen durchgeführt werden, während mit dem digitalen System eine höhere Validität und Reliabilität erzielt wurde. Unter Einbezug der Befragung der Studienteilnehmer erscheint das analoge System für grundlegende Sichtungsübungen und das digitale System für fortgeschrittene Übungen und den Einsatz auf See geeignet zu sein.
Aus früheren populationsbasierten Studien ist bekannt, dass IGF-I womöglich einen schützenden Einfluss auf die kardiovaskuläre Gesundheit ausübt, wobei die genauen Wirkmechanismen auf zellulärer Ebene noch nicht identifiziert wurden. Die Endpunkte dieser umfangreichen Studien entsprachen in der Regel definierten kardiovaskulären Erkrankungen. Vor dem Hintergrund der nach wie vor nicht eindeutigen Wissenslage war es das Ziel der hier präsentierten Arbeit, Serumkonzentrationen von IGF-I oder IGFBP-3 in Zusammenhang mit Veränderungen subklinischer kardiovaskulärer Parameter über die Zeit zu untersuchen. Analysiert wurden dazu Daten der populationsbasierten Study of Health in Pomerania (SHIP). In SHIP wurden initial die Serumkonzentrationen von IGF-I und IGFBP-3 ermittelt. Weiterhin wurden bis zu drei Mal, mit mehrjährigen Abständen, die Intima-Media-Dicke der A. carotis communis (IMD) mittels Sonografie untersucht, der linksventrikuläre Massenindex (LVMI) durch Sonografie sowie Kalkulation bestimmt und NT-proBNP als bekannter Herzinsuffizienzmarker quantifiziert. Durch die mehrmaligen Untersuchungen konnten Rückschlüsse auf Veränderungen dieser drei kardiovaskulären Parameter über die Jahre festgestellt und statistisch in Bezug zu den ursprünglichen IGF I- und IGFBP-3-Spiegeln gesetzt werden. Während keine Relationen zwischen IGF-I und dem LVMI entdeckt wurden, waren niedrigere Ausgangskonzentrationen von IGF-I insbesondere bei Frauen mit einer vermehrten Zunahme der IMD assoziiert. Außerdem konnten eine positive Assoziation zwischen IGF I und NT-proBNP bei Frauen sowie eine U-förmige Assoziation zwischen IGF-I und NT proBNP bei Männern detektiert werden. Damit stützt und erweitert die vorliegende Studie zum Teil die überwiegende Annahme ähnlich konzipierter Studien, wonach niedrige IGF-I-Serumkonzentrationen einen eher ungünstigen Einfluss auf das kardiovaskuläre System nehmen. Gleichzeitig legen die hier präsentierten Ergebnisse geschlechtsspezifische sowie endpunktspezifische Unterschiede in Bezug auf Assoziationen zwischen dem IGF-I-System und dem kardiovaskulären System nahe. Da die präsentierte Arbeit nach unserer Kenntnis die erste große populationsbasierte Studie ist, die sich längsschnittlich dem Thema Geschlechterunterschiede widmete, sind diese bisher nicht ausreichend erforscht und erklärt. Insgesamt deuten die Ergebnisse an, dass IGF-I als laborchemischer Biomarker für subklinische kardiovaskuläre Veränderungen interessant sein könnte und dass die Interpretation dieses Laborwerts im Hinblick auf jene Veränderungen in Abhängigkeit vom Geschlecht des Patienten erfolgen sollte.
Mit der Weiterentwicklung des Internets und immer leistungsfähigeren Computern kommen nicht nur komplexere und lebensechter wirkende Onlinespiele auf den Markt, sondern es findet mit neuen Kommunikations- und Interaktionsmöglichkeiten vor allem auch ein Wandel der Sprache statt. In der Linguistik ist die Kommunikation in Onlinespielen bisher jedoch wenig untersucht worden. Die Dissertation setzt an dieser Stelle mit einer empirischen Analyse auf Basis der teilnehmenden Beobachtung sowie einem integrativen theoretischen Ansatz unter Einbeziehung germanistischer, kommunikationswissenschaftlicher sowie soziologischer Theorien an. Anhand eines Beispiels – dem derzeit beliebtesten Online-Rollenspiel World of Warcraft – wird gezeigt, welche sprachlichen Besonderheiten der Kommunikation sich aus den im Spiel bereitgestellten interaktionsorientierten Kommunikationsstrukturen ergeben. Denn den Spielern ist es möglich, zeitgleich in ein und demselben „Gespräch“ sowohl über den schriftsprachlichen Chat als auch über den gesprochensprachlichen Voice-Chat (quasi-)synchron zu kommunizieren. Über eine reine Erfassung des Sprachgebrauchs hinaus ist es Ziel der Dissertation, Funktionen und Wirkungsweisen dieses Sprachgebrauchs in Zusammenhang zu den medialen, sozialen und situativen Rahmenbedingungen der Kommunikation herauszustellen und damit verbundene gruppendynamische Prozesse sowie die Konstitution der Spielergruppe durch sprachliche Interaktion in einer umfassenden linguistischen Analyse zu untersuchen.
Clostridioides difficile is the leading cause of antibiotic-associated diarrhea referring to infections of the gastrointestinal tract in the course of (broad-spectrum)antibiotic therapy. While antibiotic therapy, preferentially with fidaxomicin or vancomycin, often stops the acute infection, recurrence events due to remaining spores and biofilm-associated cells are observed in up to 20% of cases. Therefore, new antibiotics, which spare the intestinal microbiota and eventually clear infections with C. difficile are urgently required. In this light, the presented work aimed at the evaluation and characterization of three natural product classes, namely chlorotonils, myxopyronins and chelocardins, with respect to their antimicrobial activity spectrum under anaerobic conditions and their potential for the therapy of C. difficile infections. Briefly, compounds of all three classes were screened for their activity against a panel of anaerobic bacteria. Subsequently, the systemic effects of selected derivatives of each compound class were analyzed in C. difficile using a proteomics approach. Finally, appropriate downstream experiments were performed to follow up on hypotheses drawn from the proteomics datasets. Thereby, all three compound classes demonstrated significant activity against C. difficile. However, chelocardins similarly inhibited the growth of other anaerobes excluding chelocardins as antibiotic candidates for C. difficile infection therapy. In contrast, chlorotonils demonstrated significantly higher in vitro activity against C. difficile and close relatives compared to a small panel of other anaerobes. In addition, it could be shown that chlorotonils affect intracellular metal homeostasis as demonstrated in a multi-omics approach. The data led to speculate that chlorotonils eventually affect cobalt and selenate availability in particular. Moreover, a metaproteomics approach verified that oral chlorotonil treatment only marginally affected the intestinal microbiota of piglets on taxonomic and functional level. Furthermore, the proteome stress response of C. difficile 630 to myxopyronin B, which similarly showed elevated activity against C. difficile compared to a few other anaerobes, indicated that the antibiotic inhibited early toxin synthesis comparatively to fidaxomicin. Finally, evidence is provided that C. difficile 630 responds to dissipation of its membrane potential by production and accumulation of aromatic metabolites.
Zur Indikation, Häufigkeit, den Ergebnissen und der Sensitivität einer Abrasio/endometrialen Biopsie bei uterinen Sarkomen gibt es nur wenig und über die Auswirkung auf die definitive Operationsindikation, den Einfluss auf inadäquate Operationsmethoden und das Überleben gar keine Literatur. Ähnlich ist die Situation betreffs der Anwendung von prädiktiven Laborwerten, wie z. B. der LDH und der NLR.
Für die Analyse Abrasio bei uterinen Sarkomen wurden aus dem Datenmaterial des DKSM insgesamt 640 uterine Sarkome (179 LGESS, 336 LMS und 125 HGESS/UUS) extrahiert. Neben einer Patientinnen-Charakterisierung wurde die Abrasio hinsichtlich der Indikation, der Häufigkeit ihrer Anwendung, des pathologisch-anatomischen Ergebnisses, der prädiktiven Sensitivität, der Auswirkungen auf die definitive Operationsindikation bzw. den Anteil inadäquater Operationen und des Gesamtüberleben untersucht. Die statistischen Berechnungen erfolgten mittels Chi²-Test, t-Test und Kaplan-Meyer-Überlebenskurven unter Verwendung von SPSS 27™.
Das Durchschnittsalter aller Patientinnen betrug 52,8 (18 - 90) Jahre. Das mediane Alter lag mit 47,2 Jahren bei den LGESS am niedrigsten (LMS 52, HGESS/UUS 52,8). Dem entsprechend ist der Anteil der postmenopausalen Frauen bei den HGESS/USS mit 70,4 % auch am höchsten (LGESS 20,7 %, LMS 51,1 %). Wie beim Alter sind die Unterschiede statistisch signifikant. Auch die indikationsbestimmenden AUB und PMB kommen bei den HGESS/UUS am häufigsten vor und unterscheiden sich signifikant von den LMS/LGESS.
Konsekutiv ist die Hauptindikation für eine Abrasio zu 69,7 % eine alleinige AUB/PMB oder letztere in Kombination mit einem anderen Befund. (LGESS 55,8 %, LMS 73,4 %, HGESS/UUS 79 %). Es besteht ein Zusammenhang zwischen der Höhe des LMS-Risiko-Scores und der Durchführung einer Abrasio.
In der Gesamtgruppe erfolgte eine Abrasio in 45,6 % aller Fälle (LGESS 48,0 %, LMS 37 %, HGESS/UUS 63,3 %).
Die spezifische postoperative Enddiagnose wurde bei den LGESS in 29,1 %, bei den LMS in 34,1 % und bei den HGESS/UUS in 34,2 % korrekt gestellt. In 52,9 % der Fälle (LGESS
37,2 %, LMS 48,8 %, HGESS/UUS 75,6 %) ergab der histologische Befund die spezifische Diagnose der Entität oder ein nnbz. uterines Sarkom bzw. einen malignen mesenchymalen Tumor. In den meisten Fällen führt die Indikation AUB oder PMB mit und ohne zusätzliche klinische Befunde zu einer richtig positiven Diagnose. Es besteht somit ein Zusammenhang zwischen der Indikation zur Abrasio und der Sensitivität der richtigen positiven Enddiagnose.
Die definitive OP-Indikation Sarkom/Malignom liegt bei nicht durchgeführter Abrasio nur bei 15,6 %. Die dominierende Indikation ist in diesem Fall das LM (LGESS 84,9 %,
LMS 72,4 %, HGESS/UUS 62,8 %). Nach einer Abrasio steigt der Anteil der Indikation Sarkom/Malignom dramatisch auf 61 % an. Infolgedessen sinkt der Anteil der OP-Indikation LM bei allen Entitäten insbesondere aber den HGESS/UUS um über 50 % ab. Dennoch bleibt das LM mit 32,3 % der Fälle eine sehr häufige OP-Indikation.
Nach einer durchgeführten Abrasio werden bei den LGESS und LMS signifikant weniger inadäquate OP durchgeführt als bei Frauen ohne eine Abrasio. Bei den HGESS steigt dagegen der Anteil der inadäquaten OP. Der Unterschied ist statistisch signifikant. Ein Morcellement erfolgt nach einer Abrasio deutlicher seltener als bei einer OP ohne Abrasio. Ein statistisch gesicherter Unterschied wird jedoch nicht erreicht.
Es besteht auch ein Zusammenhang zwischen dem Alter der Frauen bei der Indikationsstellung zur Abrasio und dem Alter bei einer inadäquaten OP bzw. bei einem Morcellement.
Eine Abrasio hat in der Gesamtgruppe der LGESS, LMS und HGESS/UUS in der univariaten Analyse keinen Einfluss auf das OS.
Frauen mit einem uterinen Sarkom weisen bis auf das LGESS eine pathologisch erhöhte LDH (LMS 392,1 U/l, HGESS/UUS 259,9 U/l) auf. Bei der NLR konnte bei allen Sarkomen ein Wert oberhalb der Norm (LGESS 3,52, LMS 4,67, HGESS/UUS 4,45) gemessen werden.
Die Sensitivität einer Abrasio hinsichtlich der Erkennung eines uterinen Sarkoms beträgt nur 52,9 %. Sie steht in engem Zusammenhang mit den Indikationen zur Abrasio. Diese sind im Wesentlichen: eine AUB bzw. PMB oder ein im Zervikalkanal sichtbarer Tumor oder ein auffälliger intrakavitärer sonographischer Befund mit und ohne eine AUB/PMB. Ein richtig positiver histologischer Befund der Abrasio hat einen wesentlichen Einfluss auf die Indikationsstellung für die definitive Operation. Obgleich durch eine Abrasio inadäquate Operationen drastisch reduziert werden, kann sie eine falsche Indikationsstellungen nicht verhindern. Aufgrund der primären Ausbreitung der HGESS/UUS innerhalb des Endometriums und des Cavums ist die Indikationsstellung eindeutiger und konsekutiv das Resultat der Abrasio sensitiver als bei den primär vorrangig im Myometrium lokalisierten LGESS und LMS.
Insgesamt stellt eine Abrasio einen wesentlichen Baustein bei der Diskriminierung der uterinen Sarkome von den LM dar. Sie kann als indizierte Maßnahme vor oder nach Bestimmung des Sarkomrisiko-Scores die Diagnose deutlich einengen.
Für Frauen, die im Score „unter Risiko“ stehen, können zur weiteren Einengung der Diagnose die LDH und die NLR als prädiktive Marker bestimmt werden. Wegen der begrenzten Spezifität sollten entzündliche und degenerative Erkrankungen sowie andere Tumoren vor ihrer Verwendung ausgeschlossen werden.
This thesis aims to investigate effects of anthropogenic environmental impact on the Richards Bay area. Located on the east coast of South Africa, Richards Bay Harbour evolved into the country’s premier bulk cargo port. The Associated change in land-use and industrial as well as agricultural pollution pose environmental, ecological and human health risks. Here, sedimentological and geochemical investigations focus on the port as final sink for environmental and industrial pollutants, such as metal concentrations, organochlorine pesticides and microplastics.
The study is based on investigations of surface sediment samples from the water-sediment interface to identify spatial distribution patterns, as well as sediment cores to follow temporal changes. Endmember modelling of grainsize distributions, proved to be a viable parameter to distinguish different accumulation spaces and enabled the classification into six harbour sub-basins. Subsequent investigations on the content of microplastics, Polyethylene terephthalate (PET) and Low-density polyethylene (LDPE), showed that these different types of microplastics predominate in two different areas: PET appears to be directly tied to higher populated (tourism) beaches, while LDPE is deposited in low-current sub-basins. Increased metal concentrations link to activities at the bulk cargo berths, where especially Cr and Cu concentrations exceeded the local sediment guideline thresholds. In the areas of high metal concentrations, bioindicators (ostracods, foraminiferas, diatoms) also indicate increased shares of malformed specimens. Multiple recovered sediment cores recorded changes in recent export practices, indicating ceased Cu handling and increased Cr handling over the past decade. Noticing multiple possible influencing factors on elemental distributions, created by the surrounding geological and industrial impact, the usefulness of different normalisers (Al, Fe, Rb, Ti and silt fraction) for Cr, Cu, Co and Pb concentrations was compared and site specific baseline metal concentrations were defined. This identified Al and Rb to be effective normalisers in Richards Bay and Fe or Ti to be affected by local conditions. Data of organochlorine pesticide pollution was gathered in the area of Richards Bay, Goedertrouw Dam and Umlalazi River. The two dominant groups of contaminants detected are dichlorodiphenyltrichloroethanes (ΣDDT, 12 – 350 ng g-1), linked to the use of malaria vector control, and hexachlorocyclohexanes (ΣHCH 35 – 230 ng g-1), an agricultural insecticide. Both indicate recent entry and exceed sediment quality guideline limits, raising concern for local communities and estuarine environments. Seismic data was used to investigate the preindustrial evolution of the incised valley system and bayhead delta at Richards Bay Harbour. A stratigraphically supported development model was created. The thesis shows that harbour sediment is an important sink for inorganic and organic contaminants. Each investigation on environmental pollutants, such as metals, pesticides, microplastics or bioindicator analyses, indicates their deposition in distinct harbour sub-basins. Therefore, their effect can be spatially differentiated and related to plausible sources of pollution. Richards Bay thus represents a variously affected system along the South African coast, in which it is necessary to take environmental protection measures in terms of sustainable and environmentally friendly management.
The study of host-pathogen interactions is central to a better understanding of the human microbiome, infections and the inner workings of immune cells. One focal point of this research is how the human immune system recognises both harmful and harmless antigens, integrates the resulting signals and forms a response, and how, conversely, microbes can manipulate this reaction.
In this thesis, Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa), a critical pathogen in chronic and nosocomial infections, was in the focus. The aim was to search for bacterial proteins that favour a type 2 immune response, as it is orchestrated by CD4+ type 2 T helper cells (Th2 cells). The humoral arm of a type 2 response is dominated by IgG4 and IgE. Such immune responses are typically directed against multicellular pathogens like helminths and other parasites. However, type 2 immune responses are suboptimal for the defence against extracellular bacteria like P. aeruginosa. Previous research suggests that some bacterial proteins may promote a switch to such an insufficient immune response as a mechanism of immune evasion.
To optimise the sensitivity of the search for type 2 response inducing proteins of P. aeruginosa, cystic fibrosis (CF) patients were studied, as many are exposed to the pathogen in their airways over prolonged time periods. As such, the humoral immune response of 9 CF patients to their own P. aeruginosa strain was examined. For this, the secretomes of 9 clinical P. aeruginosa isolates from CF patients and the P. aeruginosa reference strain PAO-1 were studied by 2D-immunoblotting for their ability to be bound by IgG4 and IgG1 from respective patient sera. IgG4 served as a proxy for IgE, as assays analysing IgE binding suffer from low sensitivity because of low serum concentrations of IgE. Antibody reactive P. aeruginosa proteins were then identified by liquid chromatography tandem mass spectrometry and the results were compared with proteomics data from literature.
In total, 308 distinct protein spots were analysed. These belonged to 17 bacterial proteins, which comprise the entire known P. aeruginosa secretome. Of these spots, 232 were bound by IgG4, and 24 by IgG1 only. Notably proteases like serralysin and P. aeruginosa elastase presented with an IgG4 bias. This is concordant with previous research linking proteases to a type 2 immune response. Moreover, structural proteins like
agellins were also immunodominant. Flagellins are known as common targets of immune detection in bacteria. These proteins also demonstrated a clear IgG4 bias.
Thus, the search for secreted P. aeruginosa proteins that elicit an IgG4-dominated antibody response was successful. It remains to be shown whether these bacterial proteins are also recognized by IgE and Th2 cells, meaning whether they are truly driving a type 2 immune response in CF patients. It is also an open question whether the observed IgG4 bias in the antibody response to the exoproteome of P. aeruginosa is specific to CF or a general feature of the human immune response to the pathogen.
In der vorliegenden Studie wurden die in einzelnen Kasuistiken berichteten schwerwiegenden Komplikationen, wie die Perforation des Spinalkanals und dadurch hervorgerufenen Verletzungen der intraspinalen Strukturen (Heyll und Ziegenhagen 2000; Schmittinger et al. 2011) im Rahmen der neuraltherapeutischen Injektion der Tonsilla pharyngea aus morphologischer Sicht einer näheren Betrachtung unterzogen. Zu diesem Zweck wurde der mögliche Stichkanal einer Kanüle virtuell anhand computertomographischer Datensätze von insgesamt 53 adulten Schädeln von sieben unterschiedlichen Populationen verschiedener historischer und geographischer Herkunft rekonstruiert. Dabei wurde der Einfluss einer 8 cm langen und nach 4 cm um 140° nach kranial gebogenen Kanüle entsprechend den Vorgaben von Barop (2015) mit einer 8 cm langen, geraden Kanüle in Anlehnung an Dosch (1995) verglichen. Der knöcherne Treffpunkt der Kanülenspitzen im Epipharynx wurde anschließend mittels linearer Streckenmaße metrisch erfasst. Um den Einfluss der Schädelmorphologie auf die Messergebnisse beurteilen zu können, wurden zusätzlich Zusammenhänge zwischen definierten Parametern am Epipharynx und ausgewählten Schädelparametern statistisch geprüft.
Alle Untersuchungen erfolgten an CT-Datensätzen mittels des Programmes Horos v3.3.5 (© 2019 Horos Project). Dazu wurden Längenmessungen und Winkelberechnungen am Schädel vorgenommen sowie Abstände zu definierten Landmarken an Schädelbasis und Epipharynx vermessen. Die Beziehungen zwischen den erhobenen Parametern wurden bei Vorliegen einer Normalverteilung mit Hilfe parametrischer Tests (u. a. einfaktorielle Varianzanalyse (ANOVA)) untersucht.
Die Untersuchungsergebnisse zeigten für alle Schädel und unabhängig der Verwendung einer geraden oder abgewinkelten Kanüle stets einen knöchernen Treffpunkt im Epipharynx. Die Treffpunkte der gebogenen Kanüle lagen stets weiter anterior als jene der gerade Kanüle. Demzufolge ist hinsichtlich des Risikos, den Spinalkanal zu verletzen, die gebogene Kanüle zu favorisieren.
Mögliche statistische Beziehungen zwischen den Schädelparametern mit den Abständen des knöchernen Treffpunktes der Kanülen zum Basion wurden mittels einer Korrelationsanalyse nach Pearson, einer einfachen linearen Regressionsanalyse sowie mit einer multifaktoriellen ANOVA geprüft. Die Ergebnisse dieser Studie verdeutlichen signifikante Korrelationen zwischen Epipharynx- und Gesichtslänge. Zudem ließ sich ein tendenzieller Zusammenhang zwischen der mittleren Gesichtshöhe bzw. der Epipharynxhöhe zum Abstand des knöchernen Kanülentreffpunktes und dem höchsten Punkt im Epipharynx nachweisen. Im Ergebnis der statistischen Untersuchungen zeigte sich jedoch auch, dass mögliche Populationsunterschiede keinen Einfluss auf den knöchernen Kanülentreffpunkt im Epipharynx haben.
Mit der vorliegenden Arbeit wurde eine standardisierte Methode vorgestellt, die es ermöglicht, den knöchernen Treffpunkt einer Kanüle an der Schädelbasis zu analysieren und quantitativ zu bestimmen. Damit ergeben sich neue Möglichkeiten zur Untersuchung der neuraltherapeutischen Injektion an das Rachendach auch unter Berücksichtigung phylogenetischer und populationsbiologischer Aspekte. Derartige Daten sind für die Reduktion schwerwiegender Komplikationen von unmittelbarer klinischer Bedeutung.
Sowohl die Lagerung von therapeutischem Plasma nach dem Auftauen als auch die Pathogenreduktion mit MB/Rotlicht beeinflussen die pro- und antikoagulatorische Kapazität. Diese Veränderungen können durch die Messung der Aktivität von Gerinnungsfaktoren und Inhibitoren sowie die Durchführung von Globaltests, einschließlich neuer Messmethoden wie ProC®-Global-Test und endogenes Thrombinbildungspotential, detektiert werden. Die Massenspektrometrie stellt eine sinnvolle Ergänzung dieser Funktionstests dar, um Effekte auf das Plasmaproteom zu untersuchen.
Diese Studie zeigt zwei Möglichkeiten auf, die Patientenversorgung mit therapeutischem Plasma zu optimieren. Erstens konnte gezeigt werden, dass die Flüssiglagerung von Plasma bei 2-6 °C über 7 Tage ohne größere Einbußen der Gerinnungsfaktorenaktivität, mit Ausnahme von FVIII, machbar ist. Damit kann die Etablierung einer Flüssigplasmabank gerechtfertigt werden. Es ist eine zügige Bereitstellung von therapeutischem Plasma im Notfall, dank Einsparung der Zeit für den Auftauprozess, möglich. Zweitens konnte gezeigt werden, dass therapeutisches Plasma bei Versorgungsengpässen vorzeitig aus der Quarantänelagerung gelöst und ergänzend mit MB/Rotlicht behandelt werden kann, um die gewohnte Sicherheit zu gewährleisten. Im Gegensatz dazu wird die Lagerung von therapeutischem Plasma bei Raumtemperatur oder von MB/Rotlicht behandeltem Plasma bei 2-6 °C über 7 Tage aufgrund der ausgeprägten Reduktion der Aktivität der Gerinnungsfaktoren und Inhibitoren nicht empfohlen.
Zur Etablierung einer Flüssigplasmabank wird vorgeschlagen, lediglich eine kleine Anzahl von Plasmakonserven (z. B. 4 Plasmakonserven jeder Blutgruppe à 250 mL) bei 2-6 °C über maximal 7 Tage bereitzuhalten, um im Blutungsnotfall eine unverzügliche Versorgung von Patienten zu ermöglichen. Patienten, die darüber hinaus Plasmakonserven benötigen, sollten im weiteren Verlauf mit frisch aufgetautem GFP versorgt werden. So wird eine möglichst hohe Aktivität der Gerinnungsfaktoren und Inhibitoren gewährleistet.
Es werden klinische Studien benötigt, um die in vitro beobachteten Veränderungen der Gerinnungsfaktoren in Plasmaprodukten in vivo zu untersuchen.
Introduction:
The amniotic fluid – as the medium surrounding the fetus, it is holding a crucial role in the maintenance and development of a successful pregnancy. While providing mechanical protection to the fetus, it also offers considerable immunological defense. In fact, it is known that the amniotic fluid plays a significant role in the innate immune system, as many of its corresponding substances show substantial antimicrobial function. Also, components of the adaptive immune system, including B cells, have been described within the amniotic fluid. An increase of immune cells in the amniotic fluid in cases of intra-amniotic infection indicates their involvement in inflammation-related pathologies of pregnancy. However, especially B cells in the amniotic fluid have not yet been thoroughly investigated.
The aim of this work is a deeper examination of the B-lymphocytes within the amniotic fluid. Based on the analysis of surface molecules this includes their phenotype, origin and func-tion. In the long term this could substantiate our understanding of intraamniotic inflammation and or infection, which are casually linked with preterm birth, fetal inflammatory response syndrome and fetal morbidity.
This, in turn, could pave the way for potential diagnostic methods and treatments.
Methods:
For all experiments 8-12-weeks-old pregnant mice were sacrificed at day 14 of pregnancy. The amniotic fluid was collected and specific cell subsets were isolated using MACS cell separation. Cells were then co-cultured with a bone marrow stromal cell line and stimulated in vitro.
The analysis of the population distribution and cytokine production was performed by flow cytometry. To analyze IgM-levels in the supernatant of the co culture, ELISA was used. Statistical analysis was performed using GraphPad Prism software.
Results:
The amniotic fluid contains different developmental stages of B cells, which most likely are of fetal origin. This is supported by the expression of paternal surface markers. An extensive proliferation and switch towards a more mature phenotype upon co-culture shows that the immature subsets of amniotic fluid B cells are able to expand and mature in vitro. Amniotic
fluid B cells spontaneously produce IgM and show functional adaption upon in vitro stimula-tion as evidenced by the increase of cell activation markers.
Conclusion:
For the first time a deep investigation of B-cells within the amniotic fluid was performed, covering phenotype and cell functionality. This work shows that there is a B cell compartment within the amniotic fluid, which, to a certain extent, is able to mature and gain functionality when exposed to external stimuli. This supports the hypothesis of the amniotic fluid as crucial immunological line of defense against inflammatory and infectious challenges during pregnancy.
The discovery of antibiotics around one century ago was a milestone for medicine. However, despite the warning of Alexander Fleming in 1945, antibiotics were used poorly, resulting in many antibiotic-resistant pathogens. Patients infected with resistant pathogens need to get treated with additional antibiotics or, as a last resort, trust completely on their immune system. This causes 700,000 deaths per year. Most clinically used antibiotics have been derived from soil microorganisms, while other niches stayed unexplored. Exploring new niches inhabiting antibiotic-producing microorganisms may result in novel antibiotics. Furthermore, expanding the search from frequently investigated soluble metabolites to volatiles may open up numerous compounds as potential future antibiotics. This thesis is about the search for antimicrobial volatiles produced (among others) by microorganisms from social spider ecosystems, a niche that was little explored until now.
Volatiles are characterized by their high vapor pressure at ambient temperatures, allowing them to distribute fast in both the gas and water phase. They can spread quickly even in complex ecosystems using the air and potentially fulfill functions like communication and antimicrobial defense. Especially, volatiles with antimicrobial activities caught the attention of many scientists because of their potential role in pathogen defense, as we have reviewed (Article I). Volatiles are usually produced in the primary metabolism and belong to diverse chemical classes, like hydrocarbons, aromates, alcohols, aldehydes, acids, esters, amides, and thiols. Their antimicrobial spectrum ranges from antifungal, to antibacterial, anti-oomycete, and even broad-spectrum activity. Volatiles are ubiquitously produced. Especially Bacillus and Streptomyces species are often reported to produce antimicrobial volatiles. Knowledge about antimicrobial volatiles – for example, details about their modes of action – is lacking yet, but these compounds may help to overcome the antimicrobial resistance crisis in the future. Volatiles could be used in medicine and agriculture, either alone or in combination with traditional antibiotics, opening new strategies against antimicrobial resistance.
A promising source of (volatile) antimicrobials is the ecosystem of social arthropods. Due to their lifestyle in dense colonies, they likely spread pathogens between individuals, making antimicrobial defense crucial. Since the presence of antimicrobial volatiles was reported in social insect ecosystems, we investigated the unexplored volatilome of the Namibian social spider Stegodyphus dumicola (Articles II and III). In the first study, we analyzed the in situ volatilomes of the spiders’ nest, web, and bodies using GC/Q-TOF and revealed that more than 40 % of the tentatively identified volatiles were already known for their antimicrobial activities (Article II). We proved the antimicrobial activity of five pure compounds found in the samples, among others against the suggested spider pathogen Bacillus thuringiensis. These results indicate the potential role of antimicrobial volatiles for pathogen defense and could ultimately help explain the spiders’ ecological success.
Volatiles from the spider volatilome can originate from various sources, including microorganisms, surrounding plants, the spiders themselves, the spiders’ prey, so we analyzed the volatilomes of microbial nest members in a second study. The microbial nest members we selected for this were the bacteria Massilia sp. IC2-278, Massilia sp. IC2-477, Sphingomonas sp. IC-11, and Streptomyces sp. IC-207, and the fungus Aureobasidium sp. CE_32 (Article III). Several volatilomes showed antibacterial and/or antifungal activities against two suggested spider pathogens. The subsequent volatilome analyses using GC/Q-TOF revealed the presence of many volatiles that have already been described as antimicrobials. Five pure volatiles were tested against two suggested spider pathogens, revealing all volatiles as antibacterial, antifungal, or both. These results support the potential role of antimicrobial volatiles in social spider pathogen defense and indicate microbial nest members as the origin of (novel) antimicrobial volatiles.
Together, the articles that constitute this thesis highlight the antimicrobial power of volatiles (Article I), indicates the volatilome of the ecosystem of S. dumicola as a potential pathogen defense (Article II), and finally reveal the spider nest microbiome as a source for antimicrobial volatiles (Article III). This knowledge not only adds to the understanding of social spider ecosystems (and likely other social arthropod ecosystems) but also has the potential to open a novel source for antimicrobial compounds that may help to counter the antimicrobial resistance crisis.
Background:
Microvascular decompression (MVD) success rates exceed 90% in hemifacial spasm (HFS).
However, postoperative recovery patterns and durations are variable.
Objective:
We aim to study factors that might influence the postoperative patterns and duration needed until
final recovery.
Method:
Only patients following de-novo MVD with a minimum follow-up of 6 months were included.
Overall trend of recovery was modeled. Patients were grouped according to recognizable clinical
recovery patterns. Uni- and multivariable analyses were used to identify the factors affecting
allocation to the identified patterns and time needed to final recovery.
Results:
323(92.6%) patients had >90% symptom improvement and 269(77.1%) patients had complete
resolution at the last follow–up. The overall trend of recovery showed steep remission within the
first 6 months, followed by relapse peaking around 8 months with a second remission ~16
months. Five main recovery patterns were identified.
Patterns analysis showed that evident proximal indentation of the facial nerve at REZ, males and
facial palsy are associated with earlier recovery at multivariable and univariable levels. AICA,
AICA/VA compressions and shorter disease durations are related to immediate resolution of the
symptoms only on the univariable level. Time analysis showed that proximal indentation (vs.
distal indentation), males and facial palsy witnessed significantly earlier recoveries.
Conclusion:
Our main finding is that in contrast to peripheral indentation, proximal indentation of the facial
nerve at REZ is associated with earlier recovery. Postoperative facial palsy and AICA
compressions are associated with earlier recoveries. We recommend a minimum of 1 year before
evaluating the final outcome of MVD for HFS.
Untersuchungen zur Immunantwort gegen potenzielle Vakzinkandidaten von Streptococcus pneumoniae
(2022)
Das Gram-positive Bakterium Streptococcus pneumoniae (Pneumokokken) stellt vor allem bei der sehr jungen und älteren sowie immungeschwächten Bevölkerung einen immer mehr an Bedeutung gewinnenden Krankheitserreger dar. Krankheitsbilder wie die Pneumokokken-Meningitis, -Pneumonie und -Sepsis, um nur einige zu nennen, können z.T. schwere Verläufe nehmen. Neue Serotyp-unabhängige Impfstoffe sollen flächendeckenden Schutz vor Infektionen mit S. pneumoniae bieten. Das Hauptaugenmerk der Impfstoffforschung liegt unter anderem auf der Untersuchung von Pneumokokken Protein-basierten Impfstoffen als Bestandteil eines Konjugat- bzw. Multikomponenten Impfstoffes. In diesem Zusammenhang wurde in dieser Arbeit die Immunantwort humaner Immunzellen gegenüber den vier Pneumokokken Oberflächen-Lipoproteinen MetQ, DacB, PnrA und PsaA untersucht. Diese Lipoproteine wurden sowohl in lipidierter als auch in nicht-lipidierter Form als heterologe Proteine generiert, um den Einfluss der Lipidierung auf die Immunreaktion beurteilen zu können. Zur Untersuchung der Reaktion des menschlichen Immunsystems wurden humane Blut-Monozyten (hPBMCs) isoliert und zu pro-inflammatorischen Makrophagen (M1) einerseits und anti-inflammatorischen Makrophagen (M2a) andererseits differenziert. Die Zellen wurden mit den lipidierten bzw. nicht-lipidierten Proteinen stimuliert. In den Überständen wurden zur Beurteilung der abgelaufenen Immunreaktion die Konzentrationen von IL-1β, IL-2, IL-6, IL-8 und TNF bestimmt. Eine Produktion von IL-1β und IL-2 durch die Makrophagen konnte hierbei nicht nachgewiesen werden. M1 Makrophagen zeichneten sich durch eine kaum messbare Cytokin-Produktion auf beide Proteinstimuli aus. Anti-inflammatorische Makrophagen zeigten eine signifikant verstärkte IL-6, IL-8 und TNF Produktion (p< 0,05) nach Stimulation mit allen vier lipidierten Proteinen im Gegensatz zur Stimulation mit nicht-lipidierten Proteinen. Das stärkere Stimulationspotenzial der lipidierten Proteine konnte auf deren Agonismus am TLR2 zurückgeführt werden. Weiterhin konnte die starke Reaktion der M2a Makrophagen mit deren Plastizität sowie mit dem Potenzial von Lipoproteinen zur Umpolarisation von Makrophagen aufgrund des TLR2 Agonismus erklärt werden. Die Ergebnisse zeigen, dass die eingesetzten lipidierten Proteine einen suffizienten und signifikant potenteren Immunstimulus im menschlichen Organismus darstellen, als die gleichen Proteine in nicht-lipidierter Form. Somit könnten diese lipidierten Proteine geeignete Vakzinkandidaten gegen S. pneumoniae darstellen.
In this work, spatial distributions for reactive stable and transient species that are involved
in the reaction cycle of H2O2, a key species for biomedical applications, were
determined directly in the effluent of a kINPen-sci plasma jet. The small diameter
of cold atmospheric pressure plasma jets and their operation at atmospheric pressure
that causes strong quenching reactions make diagnostics challenging. Here, various diagnostic
techniques have been employed and adapted for the use in the effluent of a
cold atmospheric pressure plasma jet, which were laser atomic absorption spectroscopy
(LAAS) at 811.5 nm for the detection of Ar(3P2), picosecond two-photon absorption
laser-induced fluorescence spectroscopy (ps-TALIF) at 225 nm and 205 nm for the
detection of O and H atoms, respectively, and continuous wave cavity ring-down spectroscopy
(cw-CRDS) at 1.506 µm for the detection of HO2, and cw-CRDS at 8000 µm
for the detection of H2O2. All these methods provide absolute number densities. In
this work, spatial distributions within the small diameter of the effluent of a CAPJ
were obtained, which have not been reported so far literature. In order to overcome the
line-of-sight limitations of CRDS, radial scans were performed and transformed into a
spatial distribution by using Abel inversion.
Based on the determined spatial density distributions for H atoms, O atoms, HO2
radicals, and H2O2 molecules, together with the investigated impact of humidity in the
feed gas on the excitation dynamics and the production of Ar(3P2), and finally on a
comparison of the experimental results to a plasma chemical and reacting flow model,
three different zones with varying reaction kinetics were identified. The densities close
to the nozzle of the kINPen-sci plasma jet were dominated by reactions within the
plasma zone including the dissociation of H2O added to the Ar feed gas and O2 that
was presumably transferred into the plasma zone by counter-propagating ionisation
waves. Notably, also the larger molecules, such as HO2 and H2O2 were mainly formed
within the plasma zone of the plasma jet. Between 1.5 mm and 5 mm below the nozzle,
the atomic species and molecular radicals generated in the plasma zone were consumed
by chemical reactions with the surrounding gas, whose composition was controlled by
applying a gas curtain. At further distances from the nozzle, where typically biological
samples are positioned, only H2O2 and HO2 were observed.
With this work, it is successfully demonstrated that even for the small diameters of
cold atmospheric pressure plasma jets the determination of spatial profiles for reactive
transient and stable species is possible within the effluent. By combining the experimental
results, important insights into the formation and consumption of H2O2 and its
precursors were gained, which are essential for the understanding of use of plasmas in
biomedical applications.
Gynaecologic immunologic research aims to answer an important question: How does the immune system manage to protect both mother and unborn child while not harming the semi-allogeneic and thus partially unaccustomed fetus? Several distinct adaptions in both the innate and adaptive immune system take place during pregnancy. Alterations in these processes can cause dramatic consequences like pregnancy loss. Here, molecules with immunomodulatory functions can provide possible treatment options. One molecule with the described features emerged as a candidate: The transmembrane molecule mCD83 as well as its soluble form, sCD83. As mCD83 overexpressing cells and cells from pregnant mice showed similar behaviour regarding interleukin-10 secretion and B-cell (BC) development, a contribution of mCD83 in immunologic pregnancy adaptions is possible. Additionally, the soluble form could be a future therapeutic agent in pregnancy disorders, regarding its already shown benefits in therapy of various autoimmune diseases in animal models.
The aim of this work is to evaluate the expression, release and regulation of CD83 in its membrane bound and soluble forms during normal and disturbed pregnancies in mouse models.
The semi-allogeneic pairing of two inbred stems, C57Bl6/J×BALB/c, results in healthy pregnancy and was used to investigate the expression in different stages of pregnancy. Pairing CBA/J females with DBA/2J males results in resorption of fetal units and represents a poor pregnancy outcome mating (PPOM). This model in comparison with CBA/J×BALB/c pairings (presenting a good pregnancy outcome mating (GPOM)) is a model for immunologic pregnancy disturbance. It was used to detect alterations in mCD83 expression and sCD83 release during disturbed pregnancy.
During normal murine pregnancy, mCD83 expression increased with a peak on day 14 of pregnancy on B- and T-cells, while the amount of mCD83 positive cells was elevated at the end of pregnancy. PPOM mice showed higher mCD83 expression and mCD83 positive cell count on various lymphocyte subtypes in comparison to GPOM, while sCD83 levels were lower in PPOM pregnancies. Splenocytes released sCD83 in cell culture, whereby the main part under unstimulated conditions was produced by BC. Progesterone treatment of splenocytes led to a dose dependent mCD83 upregulation on T-cells and reduced mCD83 expression as well as sCD83 release from BC. Culture of splenocytes with tissue inhibitor of metalloproteinases 1 (TIMP1) resulted in elevated sCD83 release and mCD83 expression on BC. Progesterone reduced TIMP1 expression on BC in vitro.
mCD83 expression and sCD83 release showed various alterations during normal murine pregnancy as well as when comparing PPOM with GPOM. Noticeable are in particular a higher mCD83 expression on splenic BC on day 14 of pregnancy. In BC from PPOM, mCD83 expression is higher than on BC from GPOM, while PPOM mice show a lower sCD83 serum level, hinting a problem in the shedding mechanism during PPOM.
Progesterone regulates mCD83 expression on BC via TIMP1 and a yet unknown proteinase, resulting in degradation of mCD83 with lower mCD83 expression and sCD83 release. Here, the resulting expression level may vary depending on the BC surroundings and cell compartmentation.
The results thereby suggest a CD83 involvement in pregnancy and encourage further research on mCD83 expression at the feto-maternal interface as well as sCD83 in human blood and tissue. Especially the sCD83 alterations are of clinical interest, indicating the molecule as potential therapeutical option for pregnancy disturbances.
Zusätzlich zu ihrer Zielstellung humane Thrombozyten auf das Vorkommen von NAP1L1 zu untersuchen, liefert diese Arbeit Anhalt für die potenzielle Funktion diese „nukleären“ Proteins in diesem anukleären Zelltyp. Eine Enflussnahme von NAP1L1 auf den Transport und ggf. Import eines Schlüsselenzyms des mitochondrialen Stoffwechsels (DLAT) erscheint als ein möglicher Mechanismus für die Einflussnahme auf systemische entzündliche Prozesse durch NAP1L1.
Für humane Thrombozyten sind die beschriebenen Veränderungen von DLAT eine der ersten Hinweise auf eine aktive Regulation der intramitochondrialen Proteinausstattung in Reaktion auf die systemische Infektion mit bakteriellen und viralen Erregern. Bislang existierten in dieser Situation nur Daten, welche z.B. die direkte Beeinflussung von Plättchen durch Erreger, z.B. durch induzierte Degradation des anti-apoptotischen BcL-x208, beschreiben.
In der Zukunft wird es wichtig sein zu ergründen, welche funktionellen Konsequenzen aus einer Mehr- oder Minderexpression von NAP1L1 im Bezug auf die thrombozytäre Mitochondrienfunktion entstehen, im Weiteren welchen pathophysiologischen Stellenwert diese Änderungen besitzen und wie man diese dann therapeutisch beeinflussen kann.
Fest steht, dass die in der Einleitung aufgeworfene Frage, ob die im Rahmen einer akuten, systemischen Entzündungsreaktion beobachteten metabolischen Veränderungen eher Ausdruck einer aktiven Regulation als eines pathologischen Defektes sind, auch auf die humanen Thrombozyten übertragen werden muss.
Quality of Life (QoL) is a core patient-reported outcome in healthcare research. However, a conceptual, operational, and psychometric elaboration of QoL in the context of telemedical care (TM) was needed, as standardised instruments to assess QoL do not comprehensively represent essential aspects of intended outcomes of TM. Therefore, the overall aim of this thesis was to conceptualise QoL in the context of TM and to develop an instrument that can adequately assess QoL in TM.
Bats are special: although they have a small body size, bats are extremely long-lived and have a low annual reproductive output, which puts them at the ‘slow’ end of the slow-fast continuum of mammalian life-histories. Species typically respond to climate change by genetic adaptation, range shifts or phenotypic plasticity. However, limited dispersal behavior in many bat species and long generation times make it very likely, that adaptive responses in bats are rather driven by phenotypic plasticity than by genetic adaptation or range shifts. Changing weather patterns, a higher frequency of extreme weather events and overall rising temperatures, caused by climate change, will impact phenology, energy supply and energy expenditure. In species where adult survival largely shapes population dynamics, it is thus of crucial importance to understand how climate change affects individual fitness and fitness relevant traits by altering behavior and development.
In my study, I investigated how weather impacts behavior, fitness and fitness relevant traits in free ranging Natterer’s bats from two geographical regions (south vs. north) in Germany. In the Nature Park Nossentiner/Schwinzer Heide (northern region, NSH), long-term data for investigations on population dynamics are partially collected by hibernation counts. Although counting hibernating bats is a regularly applied method, it is still unclear to which degree human visits in the hibernaculum trigger energy consuming arousals and thus increase energy expenditure. Thus, I first investigated if hibernation counts potentially threaten winter survival by assessing the number of energy consuming arousals of hibernating Natterer’s bats (Myotis nattereri) and two other bat species (Pipistrellus spp., Plecotus auritus) using thermal imaging. Additionally, I used light barriers in the hibernacula to investigate the relative impact of winter temperatures and human visits on flight activity of hibernating bats. Secondly, I investigated effects on survival and reproduction during summer by analyzing capture-mark-recapture data from summer roosts. Data from summer roosts have been collected since 2011 in Würzburg (WB, south) and 1990 in the Nature Park (NSH, north). Based on these data, I analyzed the effect of intrinsic (e.g. age) and extrinsic(e.g. different weather parameters) factors on individual survival probability and reproductive success. I further focused on the question if individual body size is a fitness relevant trait in Natterer’s bats and how body size of young bats is affected by summer temperatures.
During hibernation, ambient temperatures were the most important driver for bat activity and were positively correlated with the number of flight passes in the light barrier, suggesting that bats can exploit foraging opportunities more frequently during warm weather bouts. Monitoring caused only a small number of arousals and only a slight increase in activity, which was less severe on warmer days, when activity was generally higher. Thus, I propose that benefits of hibernation counts outweigh the costs of human presence in the hibernaculum and unlikely threaten winter survival in hibernating bats.
In spring, increased precipitation during a short time window strongly reduced the probability of successful reproduction in first-year females (females that returned from first hibernation, FY). In terms of timing, this sensitive period comprises the implantation or early pregnancy, a time before substantial investment into embryo development. Moreover, I identified a positive correlation between a large body size and reproductive success in FY females. Given the evidence that suitable weather conditions during early life support juvenile growth and thus a large body size, my findings suggest that reproduction may be condition dependent in young females. Reproductive success of older females was not affected by either weather or individual parameters. This suggests that older and experienced females can better deal with adverse conditions.
To examine if beneficial weather conditions are linked to a large body size, I investigated the effect of ambient temperatures during the growing season on body size. I found that higher ambient temperatures during summer led to larger individuals, however, only in the northern population. In the on average colder North, warmer summers may benefit juvenile growth by reducing thermoregulatory costs and increasing prey abundance, whereas in the general warmer South, this effect might not be visible or relevant. When I analyzed the link between body size and survival, I revealed that larger adult females have higher survival rates. Given the fact, that a large body size is a response to beneficial early life conditions, this demonstrates the impact of early life conditions on long lasting fitness effects.
The results of my research lead to the assumption that warmer ambient temperatures have positive effects on Natterer’s bats, both during winter and summer. However, increased activity in response to rising winter temperatures, as expected under climate change scenarios, could be a serious thread for hibernating bats, if food availability does not increase in the same amount as bat activity. During summer, warmer temperatures may have positive effects on juvenile development in northern regions, but this effect could be negative in more southern regions by exceeding heat tolerance and resulting in water stress. This research highlights, that investigating periods of weather sensitivity on a finer time scale and also in a spatial context is of crucial importance to gain a better understanding for mechanisms leading to the impacts of weather on fitness.
Literature shows that people with a migration background (PwM) with dementia are an especially vulnerable group. Data on the number of PwM with dementia in Germany is scarce meaning the healthcare system faces a challenge of an unknown magnitude. They are mostly not part of the healthcare landscape and lack knowledge about dementia and healthcare services. Healthcare professionals and services do not seem to be culturally sensitive enough and not adequately equipped to take care of PwM with dementia. Therefore, this work focuses on a) estimating the number of PwM with dementia broken down by country of origin and federal state; b) exploring the caregiving experience, barriers of healthcare utilisation and measures to increase utilisation; and c) determining the scope of culturally sensitive information and healthcare services as well as projects on dementia and migration in Germany. A combination of quantitative and qualitative research methods as well as a scoping review are applied to examine the research focus.
Calculations show that an estimated 96,500 PwM have dementia, presumably mostly originating from Poland, Italy, Turkey, Romania, and the Russian Federation. The majority of affected PwM live in North Rhine-Westphalia, Baden-Württemberg, and Bavaria. Family members experience similar challenges and consequences as non-migrants in the care of a person with dementia. PwM lack sufficient knowledge of dementia and information regarding the available healthcare services. These are only two of the reasons why the healthcare system is not utilised. To increase utilisation, services should be culturally sensitive and information easily accessible. In addition, easier navigation and the expansion of existing healthcare structures is needed. The scoping review identified 48 culturally sensitive healthcare and information services and projects for PwM with dementia. The majority are located in North Rhine-Westphalia, Baden-Württemberg, Bavaria, and Hesse, which mirrors the distribution of PwM with dementia in Germany. For the most part, these services offer counselling in different languages. These results confirm that PwM (with dementia) and healthcare professionals need in-depth education on this topic. There should be a focus on the design of information and healthcare services that are tailored in a culturally sensitive way. This dissertation further indicates that culturally sensitive healthcare services, personalised for individual situations on site, should be expanded and also facilitated by not only healthcare professionals and service providers but also by law- and decision-makers. Furthermore, there is a need for cooperation between researchers, healthcare professionals, service providers, healthcare systems, law-makers, and other stakeholders in the field on a national and an international level.
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit den morphologischen Besonderheiten des knöchernen Tränennasenkanals nicht-menschlicher Primaten anhand von 99 computertomographischen Datensätzen und 5 DVT Datensätzen verschiedener Primatenspezies. Für diese Studie wurden adulte Schädel von 25 Feuchtnasenprimaten (Strepsirrhini), 6 Brüllaffen (Alouatta), 15 Mantelaffen (Colobus guereza), 5 Kapuzineraffen (Cebidae) und 36 Schimpansen (Pan troglodytes) verwendet. Letztere lagen in drei postnatalen Altersstufen vor. Zudem wurden Daten von Macaca fuscata aus einer Studie von Drygala (2018) einbezogen. Da für die meisten Schädel das Geschlecht nicht bekannt war, wurde das Geschlecht im weiteren Verlauf der Studie vernachlässigt.
Um die dreidimensionale Morphologie des Canalis nasolacrimalis zu beschreiben, wurden mit dem Programm RadiAnt DICOM Viewer Vers. 4.6.9 mittels dreidimensionaler multiplanarer Rekonstruktion 3D-Rekonstruktionen erstellt und Längen- und Breitenmaße erhoben. Die Vermessung des Volumens des Tränennasenkanals erfolgte mit dem Programm WinSurf Vers. 4.0. Die Winkelmessung wurde mit dem Programm ImageJ Vers 1.52i durchgeführt.
Im ersten Teil dieser Arbeit bestimmten wir Lageparameter, Längenmaße, Winkel und Volumen des Tränennasenkanals adulter Primaten. Im zweiten Teil verglichen wir das Wachstum des Tränennasenkanals von Schimpansen (Pan troglodytes) und Makaken (Macaca fuscata). Im dritten Teil der Arbeit erstellten wir eine Korrelationsanalyse der Messwerte des Tränennasenkanals adulter Primaten. Anschließend führten wir eine lineare Regressionsanalyse von Volumen und Länge des Tränennasenkanals in Bezug zu Gesichtsschädelvolumen und Schädelbasislänge durch.
Der Tränennasenkanal erstreckte sich bei den untersuchten Primaten von seinem orbitalen Eingang an der Fossa sacci lacrimalis nach kaudal bis zu seiner Mündung in den unteren Nasengang. Dabei lag seine Mündung in die Nasenhöhle, mit unterschiedlich starker Ausprägung, bei allen untersuchten Spezies weiter anterior als sein orbitaler Eingang. Insbesondere die Strepsirrhini wiesen einen flachen Verlauf nach anterior auf. In den horizontalen Schnittbildern lag die nasale Mündung des Tränennasenkanals bei allen Spezies, außer den Strepsirrhini, weiter lateral als der orbitale Eingang.
Das Volumen des Tränennasenkanals steigt mit zunehmender Schädelbasislänge und Gesichtsschädelvolumen bei allen untersuchten Primaten. Bei den Platyrrhini ist das Volumen des Tränennasenkanals im Verhältnis zu ihrem Gesichtsschädelvolumen jedoch deutlich kleiner, verglichen mit den Strepsirrhini und Catarrhini. Der Winkel zwischen der Achse des Tränennasenkanals und der Nasenbodenebene ist bei den Platyrrhini und Catarrhini eher steil, wohingegen der Tränennasenkanal der Strepsirrhini deutlich flacher verläuft.
Eine Wachstumsanalyse wurde für Makaken (Macaca fuscata) und Schimpansen (Pan troglodytes) durchgeführt. Das Volumen und die Länge des Tränennasenkanals nehmen für beide Spezies mit zunehmendem Alter zu. Hierbei sind für das Volumen des Tränennasenkanals keine signifikanten Unterschiede zwischen den Spezies nachweisbar. Für die Länge des Tränennasenkanals zeigt sich bei den Makaken eine signifikant größere Zunahme der Länge. Der Winkel des Tränennasenkanals verläuft bei jüngeren Tieren steil und flacht mit zunehmendem Alter bei Schimpansen und Makaken ab. Hierbei zeigen sich keine signifikanten Unterschiede zwischen Makaken und Schimpansen.
Beim Vergleich aller untersuchten Spezies zeigte die Regressionsanalyse für das Volumen und die Länge des Tränennasenkanals eine Zunahme für das Volumen des Tränennasenkanals mit steigender Schädelbasislänge und steigendem Gesichtsschädelvolumen. Hierbei zeigte sich, dass die Platyrrhini ein geringeres Volumen des Tränennasenkanals im Verhältnis zu ihrer Schädelbasislänge und dem Gesichtsschädelvolumen aufweisen, verglichen mit den Strepsirrhini und Catarrhini. Bei der Regressionsanalyse der Länge des Tränennasenkanals mit der Schädelbasislänge und dem Gesichtsschädelvolumen zeigte sich ein gegensätzliches Ergebnis. Die Platyrrhini weisen im Vergleich zu den Strepsirrhini und Catarrhini einen längeren Tränennasenkanal im Verhältnis zu ihrer Schädelbasislänge und dem Gesichtsschädelvolumen auf.
Um weitere denkbare Einflussfaktoren wie das Klima oder den Geschlechtsdimorphismus auf die Morphologie des Tränennasenkanals beurteilen zu können, sind weitere Untersuchungen notwendig. Die vorliegende Studie kann dabei als Grundlage dienen.
Die Entscheidung für das optimale Füllungsmaterial in der zahnärztlichen Behandlung stellt für Patienten und auch deren behandelnde Zahnärzte heutzutage eine Herausforderung dar. Bei der Vielzahl an zahnärztlichen Materialien, die heute angeboten werden, stellt sich die Frage, welches Material sich am besten für die Behandlung von Zahnhartsubstanzdefekten eignet, insbesondere im Bereich der Molaren.
Um einen Anhaltspunkt zu erhalten, welches Material am besten geeignet ist, wurden in der vorliegenden Studie Zahnärzte in Deutschland befragt, wie sie ihre eigenen Molaren restauriert haben und wie haltbar diese Restaurationen sind.
Mit Hilfe einer Onlineumfrage wurden Daten von 299 Zahnärzten über die restaurative Behandlung ihrer Molaren erhoben. Nach der Korrektur bestand der Analysesatz aus 1719 Molaren von 288 Zahnärzten.
Im Ergebnis zeigt sich innerhalb der Grenzen dieser Studie, dass bei deutschen Zahnärzten Restaurationen aus metallischen Werkstoffen wie Gold, Amalgam oder Nichtedelmetallen in ihren Molaren überwiegen, wobei Gold den größten Anteil ausmacht. Unterschiede wurden in Bezug auf das Geschlecht, das Alter und die Region, in welcher der Zahnarzt tätig ist, festgestellt. Es zeigte sich außerdem, dass Zahnärztinnen zahnfarbene Materialien wie beispielsweise Restaurationen aus Keramik bevorzugen. Restaurationen aus Gold, Amalgam und Nichtedelmetall zeigten mit mehr als 20 Jahren die höchste Haltbarkeit.
Es lässt sich jedoch eine Trendwende erkennen. So wählen insbesondere jüngere Zahnärzte neuere Materialien wie Komposit und Keramik für die restaurative Versorgung ihrer Molaren. Diese Materialien wurden in den vergangenen Jahren ständig weiterentwickelt und zeigen heutzutage deutlich verbesserte Eigenschaften was die Haltbarkeit und die Ästhetik betrifft, als noch vor einigen Jahren.
In Bezug auf die Entscheidungsfindung hinsichtlich eines gewählten oder auch empfohlenen Materials zeigt sich, dass die Entscheidung von verschiedenen Faktoren beeinflusst wird. Wichtig sind beispielsweise die Eigenschaften der verschiedenen Materialien, ebenso wie die Lage, Art und Größe des Defektes. Auch die Mundhygiene beziehungsweise das Kariesrisiko haben einen Einfluss.
Da in der Zahnmedizin die Prävention immer weiter in den Fokus rückt ist anzunehmen, dass auch unter Zahnärzten die Anzahl der nötigen größeren Restaurationen im Seitenzahnbereich abnehmen und sich dementsprechend auch die Art der gewählten Materialien weiter verändern wird.
In der vorliegenden in-vitro Untersuchung wurden molare Kunststoffprothesenzähne verschiedener Produktreihen und Materialzusammensetzungen in zwei verschiedenen Methoden auf deren Verschleißanfälligkeit getestet und untereinander verglichen.
Bei den Produktreihen handelte es sich um Condyloform® II NFC+ (Nanohybridkomposit), Pala Premium 8 (PMMA mit anorganischen Füllkörpern), artegral® HD (PMMA mit anorganischen Füllkörpern), Veracia (mikrogefüllter Hybridkomposit) und VITA PHYSIODENS® Prothesenzähne (inhomogener Mikrofüllerkomposit). In einem ersten Vorversuch (Vv1) wurden bei diesen die Schichtstärken der Schmelz-, Dentin-, Basis- und Halsschichten mittels Sägemikrotom und Lichtmikroskop ermittelt, um die geeignetsten Stellen für den später erfolgenden Verschleißtest zu definieren. In einem zweiten Vorversuch (Vv2) wurde die Durchführbarkeit der für den Hauptversuch (Hv) gewählten Parameter getestet. Im Hv wurden je Produktreihe 28 Probekörper getestet. Nach der Probenherstellung und einer Wasserlagerung von sieben Tagen in entionisiertem Wasser bei 37 °C wurden 14 Zahnhälften pro Produktreihe paarweise direkt einer Kausimulation (Zusatzbelastung 50 N, 120.000 Zyklen) unterzogen (Methode KS). Als Antagonist dienten Steatitantagonisten (Durchmesser 6 mm). Die jeweils anderen 14 Zahnhälften wurden vor der Kausimulation paarweise in einem externen Temperaturwechselgerät (1.200 Zyklen 5 °C/ 55 °C je 2 min) bearbeitet (Methode TCKS). Anschließend wurden die beanspruchten Proben mittels Laserscanner digitalisiert und das Verschleißvolumen an Hand einer Software vermessen. Auch erfolgte eine Auswertung der Intra-Rater-Reliabilität und der Inter-Rater-Reliabilität. Die Reliabilität der Messungen wurde anhand eines Bland-Altman-Diagramms in Kombination mit dem Intraklassenkorrelationskoeffizient (ICC) bestimmt. Der Vergleich der Verschleißvolumina der Produktreihen bei den beiden verschiedenen Methoden erfolgte anhand von Varianzanalysen mit einem Signifikanzniveau von 0,05.
In Vv1 und Vv2 wurde festgestellt, dass die Pala Premium 8 Zähne aufgrund ihrer Schichtung und den gewählten Parametern nicht für den Hv in Frage kamen, da eine reproduzierbare Verschleißprüfung am Objekt nicht möglich ist. Bei den restlichen Produktreihen wurde der für Verschleißuntersuchungen am besten in Frage kommende Bereich definiert als die Fläche, die bei einer Teilung der Zähne in sagittaler Richtung (von bukkal nach lingual) durch den mesio- bzw. distobukkalen Höcker verläuft.
Bei den VITA PHYSIODENS® Posterior Zähnen konnte gezeigt werden, dass thermische Wechselbelastung vor Kausimulation das Verschleißverhalten der Produktreihen statistisch signifikant beeinflusst (P = 0,004).
Bei der Methode KS konnten statistisch höchst signifikante Unterschiede zwischen den Produktreihen ermittelt werden (P < 0,001). Hierbei erwiesen sich die artegral® HD Zähne gegenüber den Condyloform® II NFC+ (P < 0,001) und Veracia Zähnen (P = 0,003) statistisch signifikant verschleißbeständiger. Ebenso verhielten sich die VITA PHYSIODENS® Posterior Zähne gegenüber den Condyloform® II NFC+ (P = 0,035).
Auch nach der Methode TCKS konnten statistisch höchst signifikante Unterschiede im Verschleißverhalten der Produktreihen festgestellt werden (P < 0,001). Die artegral® HD Zähne zeigten sich gegenüber den Condyloform® II NFC+ (P = 0,004), Veracia (P = 0,037) und VITA PHYSIODENS® Posterior Zähnen (P < 0,001) statistisch signifikant verschleißbeständiger. Die Reliabilität der Messungen ist als exzellent zu bewerten (ICC = 0,998 bis 1,000).
Die auf PMMA mit anorganischen Füllkörpern beruhende Produktreihe in der vorliegenden Studie war bei beiden Methoden teils deskriptiv und teils statistisch signifikant verschleißbeständiger als die verwendeten Kompositzähne. Ob diese Ergebnisse den Verschleißunterschied der verwendeten Produktreihen in Patientensituationen wiedergeben, müsste in folgenden in-vivo Untersuchungen ermittelt werden.
Streptococcus pneumoniae (S. pneumoniae, pneumococci) and Staphylococcus aureus (S. aureus) belong to the Gram-positive, facultative pathogenic bacteria. They are typical commensals of the human upper respiratory tract and most people get colonized at least once during their life. Nevertheless, these potentially pathogenic bacteria are able to spread from the site of colonization to invade into deeper tissues and the blood circulation. Thereby, severe local and invasive infections like bacteremia and life-threatening sepsis can be caused. Once reaching the bloodstream, bacteria get in contact with platelets. Platelets are small, anucleated cells and the second most abundant cell type in the circulation. The role of platelets in hemostasis is well known. Circulating resting platelets sense vessel injury independent of its cause. Platelets bind to injured endothelium and exposed molecules of the underlying extracellular matrix, get activated and release intracellular adhesion proteins and different modulatory molecules. This in turn initiates activation and binding of nearby platelets resulting in closure of vascular injury by formation of small thrombi. Despite being pivotal in maintenance of the endothelial barrier they got increasingly recognized as cells with important immune functions. Platelets excert functions of the immune response by either, i) interacting with immune cells of different pathways of the immune response, ii) releasing immunomodulatory molecules stored in their granules or iii) interacting with invading pathogens via direct or indirect binding.
The basis for this study were results demonstrating direct binding of different S. aureus proteins to platelets resulting in platelet activation. The identified proteins in the mentioned study are the S. aureus proteins Eap, AtlA-1, CHIPS and FlipR. Severe invasive infections with S. pneumoniae are quite often associated with development of thrombocytopenia or disseminated vascular dissemination. This frequent observation hints towards either a direct or indirect interplay of platelets with pneumococci. Hence, this study aims to analyze potential interactions and aims to decipher involved factors on both the platelet- and bacterial site.
A screening of recombinant pneumococcal surface proteins identified proteins belonging to the group of lipoproteins, sortase-anchored proteins and choline-binding proteins to directly activate human platelets. Besides these surface proteins also the intracellular pneumococcal pneumolysin (Ply) induced highly increased values for the platelet activation marker P-selectin. Since Ply is a major virulence factor of
S. pneumoniae the primary focus was set on involvement of this pore forming toxin on platelet activation. Surprisingly, our data revealed Ply induced platelet activation to be a false positive result based on formation of large Ply pores in the platelet membrane. In fact, it was clearly demonstrated that Ply lyses platelets even at low concentrations and thereby rendering them non-functional. Lysis of platelets could be inhibited by the addition of pharmaceutical immunoglobulin preparations as well as antibodies specifically targeting Ply. Inhibition of Ply also resulted in fully rescued platelet function either in washed platelets or in whole blood as shown by thrombus formation. Next to pneumococci also S. aureus expresses pore forming toxins, namely α-hemolysin (Hla) and different pairs of bicomponent pore forming leukocidins. Whereas the different tested leukocidins did not affect platelets, Hla acted in a two-step mechanism on human platelets. The results confirm previous data on Hla induced platelet activation via Hla resulting in e.g., reversible platelet aggregation or surface expression of activation markers. Nevertheless, platelet activation by Hla is followed by dose- and time-dependent lysis of platelets resulting in loss of platelet function and abrogated thrombus formation. Platelet lysis by Hla could neither be rescued with specific monoclonal anti-Hla antibodies nor with pharmaceutical IgG preparations containing anti-Hla IgGs. Taken together, the presented data reveal new pathomechanisms involving disturbance of platelets by bacterial pore forming toxins. Platelet lysis as well as impaired platelet function play an important role in development of severe complications during invasive infections. In life threatening infections caused by S. pneumoniae the usage of antibody formulations containing antibodies targeting Ply might be a promising approach for the prevention or even intervention and improvement of clinical outcome.
The aim of this study has twofold. First, to investigate characteristics of paediatric patients seeking emergency dental care and the according treatment in a specialised dental service. The second aim, to propose a data-based guidance for management of dental emergency in children including pain management without traumatizing the child and with a clear differentiation of dental emergency patients.
Records of the demographic and clinical characteristics of 332 children (mean age 8.2 ±4.2 years) who attended the Department of Preventive and Paediatric Dentistry at the University of Greifswald in 2018 without an appointment seeking emergency dental care were collected. Statistical analysis was carried out using descriptive statistics and Chi-square tests. Based on the data a proposal for management of emergency/pain patients was performed.
Pain patients were high caries risk children (mean: 4.59 ±3.65 dmft, 1.65 ±2.73 DMFT). The main clinical diagnoses of pain patients in all different age groups were dental caries and caries-related complications such as reversible and irreversible pulpitis or periapical periodontitis (63.6%), while dental trauma contributed (8.4%). In general, the most frequent treatment was extraction (41.0%), most of these extractions needed to be rendered under either nitrous oxide sedation or general anaesthesia (57.3%).
This study has shown a clear association between the dental emergency management plan (delay of the dental treatment) and other factors such as, the required treatment (invasive or not invasive) P < 0.05, the need of sedation P < 0.05 and child’s previous dental experience (first visit to the dental clinic) P < 0.001. Most of the extraction procedures were not rendered immediately in the emergency/pain visit, rather they were delayed to be performed in the next treatment session (70%), with the majority of these procedures planned to be rendered under sedation. On the other hand, most of the restorations (65.5%) were performed in the emergency/pain visit, with need of sedation for only (8.3%) of these procedures. In addition, the majority of treatments of children who were visiting the dental clinic for the first time were postponed (71.6%; n=63). The correlation analysis shows a higher tendency to postpone the treatment when the required treatment is invasive, need to be rendered under sedation or when
it was the child’s first visit to the dental clinic. These findings indicate the strong impact of child’s cooperation on the emergency management plan.
Based on these data the guidance for management of peadiatric dental emergency patients was developed including pain management without causing negative affect of the child’s future cooperation
Potential of nitrous oxide sedation in pedodontics to reduce the need of dental general anesthesia
(2022)
Aim: To investigate the possible reduction of the need for dental general anesthesia (DGA) through nitrous oxide sedation (NOS), when is used in combination with behavior management techniques among patients younger than 12 years of age referred to a specialized pedodontics practice due to the high dental treatment need and poor cooperation level.
Materials and methods: Retrospective analysis was performed of the digital medical records of all children treated under NOS in a specialized pedodontics clinic between 2012 and 2017. The potential reduction of the need for dental general anesthesia was assessed depending on the success rate of NOS on patient-level with relations to multiple related factors such as age, reason of referral and treatment need.
Results: out of 510 patients, 228 meet the inclusion criteria. Nitrous oxide was used in 406 dental treatment sessions on 228 pre-cooperative and/or anxious patients aged 3-12 years (mean 6.4±1.7; 43.4% female). 91.9% of the NOS sessions were successful in achieving the intended dental treatment. Complete oral rehabilitation was possible for 84% of the patients using NOS without the need of DGA. Regarding the age, DGA reduction among pre-school children was lower than in schoolchildren (77.8% and 87.9%, respectively).
Conclusion: A high fraction of anxious or semi-cooperative children with high dental treatment needs can be treated without the use of DGA when a comprehensive concept of caries management is combined with the use of NOS and behavior management techniques. NOS should, therefore, always be considered as an option for dental treatment of semi-cooperative children with high dental treatment needs before making a decision towards DGA.
Despite the extensive ongoing research, there still exist plenty of diseases whose mechanisms have not yet been fully understood, one such example being proteasome-related disorders. Over the last few years, an increasing number of studies have been initiated
to elucidate their driving pathophysiological mechanisms. Determining the systematic effects of genomic alterations occurring in genes encoding 19S proteasome subunits is a key to comprehend the molecular basis of syndromic intellectual disability (ID) pathogenesis and
the subsequent design of new targeted therapies. Therefore, the main objective of my research was to contribute to the identification of potential drivers of syndromic ID, and thereby pave the way for the development of new targeted therapy approaches. In this regard, my aim was to characterize tissue, proteomic and metabolomic changes in cells from patients with PSMC5 mutations and uncover a potential dysregulation of various biochemical and/or inflammatory pathways.
To this end, I undertook a comparative examination of control and patient T cells expanded from peripheral blood mononuclear cells (PBMCs). First, I assessed the proteasome composition in these samples (both in its denaturized and native form), by means of
SDS-PAGE, native PAGE and western-blotting. Moreover, I determined proteasome chymotrypsin-like activity by measure of Suc-LLVY-AMC peptidase activity assay. In addition, I analysed the activation status of the ER stress and mTOR pathway by RT-PCR and SDS-PAGE /western-blotting prior to a subsequent analysis of T-cell markers.
The data show that the investigated p.(Pro320Arg) and p.(Arg201Trp) de novo heterozygous missense mutations in the PSMC5 gene do not cause haploinsufficiency as the steady-state expression level of the PSMC5/Rpt6 full-length protein does not vary between control and patient cells. Further analysis of control and patient T cells under non-reducing conditions revealed that PSMC5/Rpt6 mutants were less efficiently incorporated into 26S proteasome complexes than their wild-type counterparts. The failure to assemble PSMC5/Rpt6 into fully mature proteasomes was associated with a reduced proteasome chymotrypsin-like activity in patient T cells, as determined by in-plate assays. These data unambiguously demonstrate that both of the p.(Pro320Arg) and p.(Arg201Trp) PSMC5 mutations identified in patients suffering from syndromic ID are loss-of-function mutations. Interestingly, my data further show that proteasome dysfunction in these patients was accompanied by abnormalities in mTOR signalling and T-cell differentiation, as determined by western-blotting and flow cytometry, respectively.
Altogether, our data identified for the first time PSMC5 as a disease-causing gene for
a syndromic form of ID. How proteasome dysfunction caused by PSMC5 variants contributes to disease pathogenesis, remains to be fully determined.
Die Therapie von Erkrankungen des hinteren Auges erfolgt heute hauptsächlich durch die intravitreale Injektion von Lösungen, Suspensionen oder Implantaten. Um neue intravitreale Arzneiformen zu entwickeln werden in der präklinischen Phase neben In vitro-Untersuchungen zur Wirkstofffreisetzung auch In vivo-Studien an Tieren verwendet. Die Physiologie des Auges der verwendeten Tiere weicht jedoch von denen des humanen Glaskörpers ab, weshalb die Übertragbarkeit der Ergebnisse teilweise kontrovers diskutiert wird. Durch eine Kombination dieser in vivo-Studien mit biorelevanteren In vitro-Freisetzungsmodellen könnte ein besseres Verständnis für das Verhalten von intravitrealen Arzneiformen erhalten werden.
In dieser Arbeit wurde die EyeFlowCell entwickelt, bei der zentral der humane Glaskörper durch ein künstliches Gel simuliert wird. In dieses Glaskörpersubstitut injizierte Arzneiformen können hinsichtlich ihrer Wirkstofffreisetzung unter verschiedenen Aspekten charakterisiert werden…
In der vorliegenden Arbeit wurde die Morphologie des knöchernen Gaumens
verschiedener Feuchtnasenprimaten, Neuweltaffen und Altweltaffen untersucht und miteinander verglichen. Zudem wurde ein möglicher Zusammenhang zwischen der Morphologie des knöchernen Gaumens und dem Sinus maxillaris überprüft. Die Untersuchung erfolgte anhand von CT- und DVT-Datensätzen an insgesamt 138 verschiedenen Primatenschädeln. Das genaue Alter sowie das Geschlecht einiger Tiere waren nicht bekannt. Mit Hilfe der Software OsiriX Lite Version 10.0.2 (Osman Ratib, Antoine Rosset) wurde die Vermessung der verwendeten Datensätze anhand definierter Gaumenmaße
durchgeführt. Zusätzlich ermöglichte die Software die Bestimmung des
Gaumenvolumens sowie die Erstellung eines Gaumenmodells mittels 3-D Rekonstruktion. Zudem wurden verschiedene Schädelmaße sowie das Volumen des Sinus maxillaris bestimmt.
Die biostatistische Auswertung der Ergebnisse umfasste neben der Untersuchung signifikanter Unterschiede der Gaumenmaße mittels U-Test und H-Test eine Korrelationsanalyse sowie eine einfache lineare Regressionsanalyse. Um den Einfluss möglicher Störvariablen zu eliminieren, wurden die Schädelbasislänge und die Obergesichtshöhe im Rahmen einer partiellen Korrelationsanalyse herausgerechnet. Insgesamt erfolgte die Auswertung sowohl innerhalb einer Primatengruppe als auch
zwischen den jeweiligen Gruppen. Um die Gaumenmorphologie der Primatengruppen
besser vergleichen zu können, wurden Gaumenindizes gebildet.
Bei allen untersuchten Primatengruppen konnte eine Gaumenwölbung nachgewiesen
werden. Dabei unterscheiden sich im koronaren Schnittbild vor allem das Ausmaß und
die Form dieser Wölbung. Grundsätzlich liegt bei allen untersuchten Primaten im
vorderen Abschnitt des Gaumens eine flache Wölbung vor. Diese nimmt im Bereich der
Prämolaren und Molaren zu und flacht im dorsalen Abschnitt des Gaumens wieder ab.
Während bei den Strepsirrhini eine geringe Wölbung des Gaumens vorliegt, ist diese bei den Catarrhini am stärksten ausgeprägt. Bezüglich der Grundform der Gaumenwölbung
weist der Gaumen der Strepsirrhini im Bereich der Molaren eine trianguläre Form auf. Diese ist bei den Platyrrhini elliptisch bis halbkreisförmig. Die Grundform der
Gaumenwölbung der Catarrhini variiert zwischen trapezoid bis rechteckig und einer hohen Bogenform.
Die erhobenen Gaumenindizes ergaben für alle untersuchten Primatengruppen einen
Gaumen, der als leptostaphylin (schmalgaumig) klassifiziert werden kann. Dabei weisen
die Platyrrhini den verhältnismäßig breitesten Gaumen aller untersuchten
Primatenspezies auf. Bezüglich der Gaumenhöhe ist der Gaumen der Strepsirrhini und
Platyrrhini als chamaestaphylin (niedergaumig) zu bezeichnen. Der Gaumen der
Catarrhini ist dagegen als orthostaphylin (mittelhochgaumig) einzustufen.
Bei einigen Präparaten konnte ein Torus palatinus beobachtet werden, wobei die
Ausprägung und Häufigkeit dieser Exostose zwischen den Primatengruppen variierte. Während ein Torus palatinus bei den Catarrhini in 49,4 % der Fälle gefunden wurde,
konnte dieser bei den Strepsirrhini bei 28 % der Präparate festgestellt werden.
Hervorzuheben ist, dass bei keinem der untersuchten Neuweltaffen ein Torus palatinus
gefunden wurde.
Die Korrelationsanalyse ergab für alle untersuchten Primatengruppen eine insgesamt
hohe signifikante Korrelation zwischen den erhobenen Gaumenmaßen und verschiedenen
Längen-, Breiten- und Höhenmaßen des Gesichtsschädels. Bei allen Primatenspezies, die
einen Sinus maxillaris ausgebildet haben, konnten wir einen signifikanten
Zusammenhang zwischen dem Gaumenvolumen und dem Volumen des Sinus maxillaris
feststellen. Im Rahmen einer partiellen Korrelationsanalyse konnte jedoch gezeigt
werden, dass diese Korrelation maßgeblich durch die Schädelgröße determiniert wird.
Lediglich bei den Catarrhini konnten wir nach partieller Korrelationsanalyse eine
signifikante Korrelation zwischen der Gaumenhöhe und dem Sinus maxillaris feststellen.
Inwiefern das Vorhandensein des Sinus maxillaris einen Einfluss auf die
Gaumenmorphologie hat, wurde im Sinne eines natürlichen Experiments durch einen
Speziesvergleich innerhalb der Cercopithecoidea überprüft. Dazu wurde die
Gaumenmorphologie von Colobus guereza, einem Primaten ohne Sinus maxillaris, und
Macaca fuscata, einem Primaten mit Sinus maxillaris, verglichen. Es konnte gezeigt
werden, dass die Ausbildung des Sinus maxillaris keinen signifikanten Einfluss auf die Morphologie des knöchernen Gaumens hat. Für beide Strukturen kann folglich ein
eigenes Wachstumspotenzial angenommen werden.
Bei Primaten, welche einen Sinus maxillaris ausgebildet haben, weisen die Ergebnisse
dieser Studie auf einen Zusammenhang zwischen der Gaumenhöhe und dem Volumen
des Sinus maxillaris hin. Dabei wird der Zusammenhang beider Maße vor allem durch
die Schädelgröße determiniert, obgleich der Einfluss der Schädelgröße bei den Platyrrhini
und Strepsirrhini größer zu sein scheint als bei den Catarrhini. Insgesamt besteht der
Zusammenhang zwischen Sinus maxillaris und Palatum durum unserer Auffassung nach vor allem aufgrund der engen topografischen Beziehung beider Strukturen zueinander,
sodass ein gut ausgebildeter Processus alveolaris einen großen Sinus maxillaris
begünstigt.
Diese Arbeit bietet eine Übersicht über die unterschiedliche Gaumenmorphologie
einzelner Primatenspezies innerhalb der Ordnung der Primaten und leistet so aus
vergleichend-anatomischer Sicht einen Beitrag zum Verständnis einiger Einflussfaktoren
auf die Gaumenmorphologie. Die Ergebnisse dieser Studie tragen Modellcharakter und
lassen aufgrund der engen stammesgeschichtlichen Verwandtschaft zwischen nichtmenschlichen
Primaten und dem Menschen Rückschlüsse auf den Zusammenhang beim
Menschen zu. In Bezug auf den Sinus maxillaris verdeutlicht diese Studie, dass die
Pneumatisationsverhältnisse bei der Beurteilung der Maxilla und des knöchernen
Gaumens künftig stärker berücksichtigt werden sollten.
Die vorliegende Arbeit bietet aus wissenschaftlicher Sicht zahlreiche Diskussionspunkte. Zum einen ist in der aktuellen Forschung ein wachsendes Interesse zum Thema chronische Schmerzen zu beobachten. Zum anderen steigen die Nachfrage und das Angebot an alternativen Heilmethoden, wie Akupunkturverfahren rasant an. Die Studie konzentriert sich auf die Indikation Akupunktur bei chronischen Rückenschmerzpatienten und bietet damit Anlass, auch den volkswirtschaftlichen Aspekt von chronischen Schmerzpatienten genauer zu beleuchten.
Der theoretische Teil der Arbeit soll neben definitorischen Aspekten und inhaltlichen Prinzipien vor allem einen Überblick über die aktuelle Literatur und die thematischen Gegenstandsbereiche geben, aus denen in den folgenden Kapiteln der Fragebogen abgeleitet wurde.
Zunächst werden im ersten Teil Aspekte zum Thema Schmerz genauer definiert und beleuchtet. Anschließend wird im zweiten Teil die Therapie bei chronischen Rückenschmerzen, der Themenbereich der Inanspruchnahme und das Ansehen alternativer Methoden in der Medizin diskutiert. Der letzte Abschnitt des theoretischen Hintergrundes wird der Akupunktur gewidmet.
The biomechanical (Young's modulus, adhesion force, deformability) properties of platelets depend on the cytoskeleton and have an undisputed influence on physiological and pathological processes such as hemostasis and thrombosis. The alterations of these biomechanical properties can be used as label-free diagnostic markers in initiation or progressive diseases such as MYH9-inherited disease. Therefore, the focus of my thesis was to investigate the relationship between the changes in platelet cytoskeleton proteins and the resulting biomechanical properties using biophysical methods.
In the first chapter of my thesis I focused on my review of the biophysical methods that are most commonly used to assess and quantify the biomechanical properties of platelets. In this review, I provide an in-depth insight into the governing principles and instrumentation setup and discuss relevant examples applied to platelet mechanics. In addition, my review also summarizes the limitations of these biophysical methods and highlight latest improvements. The review covers the following techniques: micropipette aspiration, atomic force microscopy (AFM), scanning ion conductance microscopy (SICM), tensile force microscopy on hydrogel substrates, microcolumns, and deformable 3D substrates, and real-time deformability cytometry (RT-DC). This review is directed toward clinician scientists who are interested in exploring applications of single-cell based biophysical approaches in unraveling the role of platelet biomechanics in hemostasis and thrombosis research.
In the second chapter of my thesis, I present my research paper on the influence of commonly used ex vivo anticoagulants on the intrinsic biomechanical properties and functional parameters (e.g. activation profils) of human platelets. To comprehensively assess this, platelets obtained in different ex vivo anticoagulants such as ACD-A, Na-Citrate, K2-EDTA, Li-Heparin, and r-Hirudin were used, and their biomechanical properties were determined by real-time fluorescence and deformability cytometry (RT-FDC). Flow cytometry, and confocal laser scanning fluorescence microscopy were used to determine platelet function properties. K2-EDTA and Li-Heparin were found to affect platelet biomechanics by increasing actin polymerization of non-stimulated human platelets. This increased actin polymerization results in decreased platelet deformation. It is recommended that an ex vivo anticoagulant such as ACD-A, Na-Citrate, or r-Hirudin be chosen for the study of the cytoskeleton of human platelets and, if possible, that it not be exchanged, because comparability of results is not assured. Furthermore, I demonstrate the significance of choosing correct ex vivo anticoagulants in RT-FDC by showing that platelets from a healthy donor and a MYH9 patient with the E1841K point mutation differ in their deformation. This paper is the first comprehensive investigation at the single platelet level to establish the relevance of preanalytical standardization in platelet sample preparation for biomechanical studies.
The third chapter of my thesis is focused on the biomechanical analyses of platelets and thrombi from MYH9-related disease. Here I studied three Myh9 mouse lines with a point mutation in the Myh9 gene at positions 702, 1424, or 1841. Furthermore, two MYH9 patients (MYH9 p.D1424N, MYH9 p.E1841K) were examined. MYH9-related disease (MYH9-RD) presents with macrothrombocytopenia with a moderate bleeding tendency. It is caused by mutations in the MYH9 gene that lead to alteration of non-muscle myosin heavy chains type IIA (NMMHC IIA), resulting in disruption of the platelet cytoskeleton. Western blot analysis, flow cytometry, in vitro aggregometry, and transmission electron microscopy demonstrated that Myh9 point mutant mice have comparable primary function compared to the control group. The heterozygous point mutations in the Myh9 gene resulted in decreased platelet deformation (RT-FDC), decreased platelet adhesion to collagen (single platelet force spectroscopy-SPFS), and decreased platelet-platelet interaction forces (SPFS). Decreased platelet force (Micropost Arrays) results in softer thrombi (colloidal probe Spectroscopy), impaired clot retraction, and thus prolonged bleeding time. The R702C, D1424N, and E1841K mutations have a similar effect on platelet biomechanical functions, although the E1841K mutation had less impact on thrombus formation and stiffness. MYH9-RD patients have an increased risk of bleeding, and the antifibrinolytic drug tranexamic acid (TXA) is one way to control bleeding complications in these patients. It was shown that TXA treatment significantly reduced bleeding time in the three Myh9 mouse models, confirming that the enhanced bleeding phenotype due to decreased platelet forces in Myh9 mutant mice can be compensated by the addition of TXA.
With the biophysical methods and research results presented in my thesis, it is clear that it is essential to study the altered response of the platelet cytoskeleton by cytoskeletal mutations, biochemical, physical stimuli, or by pharmacological aspects. This will provide us with an opportunity to better understand the underlying mechanisms and thus contribute to better clinical treatment.
With the aim to discover and create suitable biocatalysts for the synthesis of chiral amines in a faster and more efficient way, this thesis includes protein engineering studies (Article I), explores transaminase substrate specificities (Articles II and IV), and an ultrahigh-throughput growth system-based for the directed evolution of amine-forming enzymes (Article III).
The protein engineering studies described in Article I deal with the creation of a (R)-amine transaminase activity in the α-amino acid transaminase scaffold to expand our knowledge of the evolutionary relationship between amine transaminase and α-amino acid transaminase. Article II describes the broadening of the limited substrate scope of transaminases to enable the conversion of bulky substrates. In Article III, a growth selection system is described for an ultra-high throughput screening strategy to accelerate the identification of desired mutants, which can be widely applied to the directed evolution of amine-forming enzymes.
The order of bats (Chiroptera) account for ~20% of all mammalian species and attracted immense global attention due to their identification as important viral reservoir. Bats can harbour a plethora of high-impact zoonotic viruses, such as filoviruses, lyssaviruses, and coronaviruses without displaying clinical signs of disease themselves. Given this striking diversity of the bat virome, their ability of self-powered flight, and global distribution, understanding chiropteran immunity is essential to facilitate assessment of future spillover events and risks.
However, scarcity of bat-specific or cross-reactive tools and standardized model systems impede progress until today. Furthermore, the richness of species led to generation of isolated datasets, hampering data interpretation and identification of general immune mechanisms, applicable for various chiropteran suborders/families. The key to unlocking bat immunity are coordinated research approaches that comprehensively define immunity in several species. In this work, an in-depth study of innate and adaptive immune mechanisms in the fructivorous Egyptian Rousette bat (Rousettus aegyptiacus, ERB) is presented.
Detailed stability analyses identified EEF1A1 as superior reference gene to ACTB, and GAPDH, which rendered unstable upon temperature increase or presence of type-I-IFN. Since the body core temperatures of pteropid bats reach from 35°C to 41°C and it has been postulated that bats display constitutive expression of IFNs, a suitable reference gene has to be stable under these physiologically relevant conditions. To study cellular innate immunity in detail, cell lines from the nasal epithelium, the olfactory compartment and the cerebrum were generated. To include immune responses of epithelia cells, essential for immunity at sites of primary viral infection, primary epithelia cells from the nasal epithelium, trachea, lung and small intestine were generated. Cellular identities were determined by comprehensive analyses of transcripts and proteins expressed by each cell line. The capacity of each cell line to produce type-I- and III-IFNs was assessed at 37°C and 40°C upon stimulation with viral mimetics. This revealed cell type-dependent differences is the capability to express IFNs upon stimulation. Furthermore, the constitutive expression of type-I- and III-IFNs was significantly elevated in higher temperatures and quantified at mRNA copy levels. To characterize ERB innate immunity upon infection with high-impact zoonotic viruses, cells from the nasal epithelium, the olfactory system, and the brain were infected with several lyssaviruses. This revealed striking differences in susceptibility: cells from the nasal epithelium rendered least whereas cells from the olfactory epithelium rendered most susceptible to viral infection and replication. Additionally, due to a lack of IFN expression in infected cells, it could be shown that LBV possibly possesses advanced strategies to ensure successful replication in ERB cells. Since the current SARS-CoV-2 pandemic put bats even further in the focus of zoonotic research, primary epithelial cells and animals were infected with this virus to monitor ERB-specific immune transcripts in cells and tissues. These studies revealed a notably early IFNG expression in the respiratory tract of infected individuals.
To understand immunomaturation in bats, the immune cell landscape in periphery and various tissue in adult and juvenile ERB was analyzed by flow cytometry and scRNA-seq, revealing intriguing, age-dependent variations in the abundance of granulocytes and lymphocytes. Flow cytometry revealed a significantly higher number of granulocytes in adults, as well as higher numbers of B cells in juveniles. scRNA-seq allowed detailed identification of different leukocyte subsets, uncovering the presence of highly-abundant NKT-like cells and a unique PLAC8 expressing B cell population. A functional characterization of phagocytic cells and lymphocytes derived from adult and juvenile ERB revealed no significant differences in cellular functionality.
In conclusion, the presented work demonstrated suitability of all established ERB cell lines to study bat immunity in vitro, which led to striking findings regarding IFN expression at steady state, or upon stimulation or viral infection. In addition, established qRT-PCR protocols allowed definition of constitutive and temperature-dependent elevation of IFN expression magnitudes, as well as insights into expression of immune-related transcripts in SARS-CoV-2 infected ERB. Finally, based on optimized scRNA-seq technologies and flow cytometry, frequencies and absolute cell counts could be determined in ERB of different ages, revealing e.g. age-dependent variations in leukocyte profile compositions.