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- nucleus accumbens (1)
- olfactory bulb volume (1)
- olfactory lobe (1)
- olfactory sulcus depth (1)
- oral biopharmacy (1)
- organic cation transporter 1 (1)
- ossäre Läsion (1)
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- pancreatic cancer cells (1)
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Institute
- Institut für Physik (11)
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- Institut für Biochemie (10)
- Institut für Pharmazie (10)
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- Zoologisches Institut und Museum (7)
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- Institut für Med. Biochemie u. Molekularbiologie (5)
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- Institut für Geographie und Geologie (3)
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- Klinik und Poliklinik für Innere Medizin Abt. Gastroenterologie, Endokrinologie und Ernährungsmedizin (3)
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- Poliklinik für Zahnerhaltung, Parodontologie und Endodontologie (3)
- Institut für Epidemiologie u. Sozialmedizin (2)
- Institut für Hygiene und Umweltmedizin (2)
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- Klinik für Anästhesiologie und Intensivmedizin (2)
- Poliklinik für Kieferorthopädie, Präventive Zahnmedizin und Kinderzahnheilkunde (2)
- Historisches Institut (1)
- Institut für Anglistik/Amerikanistik (1)
- Institut für Ethik und Geschichte der Medizin (1)
- Institut für Humangenetik (1)
- Institut für Immunologie u. Transfusionsmedizin - Abteilung Immunologie (1)
- Institut für Medizinische Psychologie (1)
- Institut für Pharmakologie (1)
- Institut für Psychologie (1)
- Institut für Rechtsmedizin (1)
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- Klinik und Poliklinik für Kinderchirurgie (1)
- Klinik und Poliklinik für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie (1)
- Poliklinik für zahnärztliche Prothetik und Werkstoffkunde (1)
- Wirtschaftswissenschaften (1)
Hintergrund: Es wurde untersucht, ob die Streifenmeniskometrie zur Diagnostik eines trockenen Auges geeignet ist. Außerdem wurde geprüft, ob sich Hinweise auf eine Beeinflussung des Messverfahrens infolge von lidkantenparallelen Bindehautfalten (LIPCOF) bzw. einer Meibom-Drüsen-Dysfunktion (MDD) ergeben.
Material und Methodik: Die Stichprobe umfasst 391 Augen von 201 Probanden (85 männlich, 116 weiblich) zwischen 18 und 81 Jahren (Altersdurchschnitt 53,17 ± 16,52 Jahre). Es wurden drei Gruppen konzipiert. 54 Augen mit einer diagnostizierten Keratokonjunktivitis sicca (KCS) und 122 Augen mit einer nur mild ausgeprägten KCS wurden 225 gesunden Augen gegenübergestellt. Jedes Auge wurde mittels Streifenmeniskometrie, Schirmer-1-Test, Jones-Test, OCT-Meniskometrie (Tränenmeniskushöhe - TMH, Tränenmeniskusweite - TMW, Tränenmeniskusquerschnittsfläche - TMA) und dem Fragebogen Ocular Surface Disease Index (OSDI) untersucht. Außerdem wurden Hinweise auf eine MDD in Form von charakteristischen Lidkantenveränderungen und das Vorhandensein von LIPCOF mittels optischer Kohärenztomografie (OCT) erfasst.
Ergebnisse: Die Ergebnisse der Streifenmeniskometrie, des Schirmer-1-Tests, des Jones-Tests sowie der OCT-Meniskometrie (TMH, TMW und TMA) waren bei den KCS-Patienten im Vergleich zu den augengesunden Kontrollprobanden signifikant kleiner (p < ,001). Der OSDI-Score bei den KCS-Patienten war signifikant größer als in der Kontrollgruppe (p < ,001). Zwischen der Streifenmeniskometrie und dem Ausprägungsgrad der KCS besteht eine signifikante Korrelation (r = -,396, p < ,001). Die Sensitivität der Streifenmeniskometrie liegt in einem vertretbaren Bereich zwischen 0,79 und 0,89. Die Spezifität im Bereich zwischen 0,42 und 0,5 ist jedoch unbefriedigend. Die Streifenmeniskometrie korrelierte mit allen angewandten Untersuchungsverfahren signifikant (p < ,001) auf überwiegend mittlerer Stufe. Zur Diagnostik eines trockenen Auges bei einer bestehenden MDD ist die Streifenmeniskometrie ungeeignet. Hinweise auf eine Beeinflussung durch LIPCOF zeigten sich nur für die OCT-Meniskometrie.
Schlussfolgerung: Es konnte eine Korrelationsvalidität der Streifenmeniskometrie zum Schirmer-1-Test, Jones-Test, OSDI und zur OCT-Meniskometrie festgestellt werden. Die Vorteile des Verfahrens liegen im geringen technischen und zeitlichen Aufwand. Bei nur minimaler Bindehautreizung ist es eine sehr patientenfreundliche Untersuchungsmethode. Nachteilig ist die niedrige Spezifität aufgrund derer die Streifenmeniskometrie stets mit anderen Testverfahren kombiniert werden sollte.
Kraniomandibuläre Dysfunktionen sind eine der häufigsten Erkrankungen im Wechselspiel zwischen dem stomatognathen System und dem übrigen Körper, insbesondere der Halswirbelsäule. Sehr häufig steht dabei das Kiefergelenk im Mittelpunkt. Durch das fehlende physiologische Zusammenspiel kommt es nicht selten zu unterschiedlichen lokalen Beschwerden am Kauapparat sowie zu Fernwirkungen, die mitunter nicht auf den kraniozervikalen Übergang beschränkt bleiben. Da die Beziehungen zwischen dem Kauapparat und dem kraniozervikalen Übergang nicht vollständig verstanden sind, bestand das Ziel dieser Studie darin, zu untersuchen, ob die ossäre Morphologie der angrenzenden Regionen mit dem kraniozervikalen Übergang physiologische Wechselwirkungen aufweist und damit als ursächlicher Faktor für eine CMD diskutiert werden sollte.
Die vorliegende Studie basiert auf 125 DVT-Datensätzen, die im Rahmen des klinischen Alltags in der Klinik für Mund-Kiefer-Gesichtschiurgie / Plastische Operationen der Universitätsmedizin Greifswald erstellt worden sind. Die Erstellung der Rohdaten wurde mit dem Liegendgerät Newtom 3G (Q.R.s.r.l.) durchgeführt. Anschließend wurden die Daten mit der Software NewTom NNT Version 2, 11 (Q.R.s.r.l., Verona Italien) nachberechnet und vermessen. Der kraniozervikale Übergang, das Kiefergelenk und der Gesichtsschädel wurden durch charakteristische lineare Maße und Winkel standardisiert vermessen. Außerdem wurde eine Typisierung der Form des Kondylus vorgenommen und die Anzahl der Stützzonen festgestellt.
Zur Analyse der erhobenen Daten wurden zunächst Mittelwerte und Standardabweichungen getrennt nach Geschlecht und Altersgruppen ermittelt. Um den Geschlechtsdimorphismus und Unterschiede zwischen den Altersgruppen der erwachsenen Probanden darzustellen, wurde eine einfaktorielle Varianzanalyse (ANOVA) durchgeführt. Anschließend erfolgten Korrelationsanalysen, um Zusammenhänge zwischen den einzelnen Untersuchungsregionen aufzuzeigen. Des Weiteren wurden Korrelationsanalysen unter Berücksichtigung der Form des Proc. condylaris und der Anzahl der vorhandenen Stützzonen durchgeführt, um den Einfluss auf die drei Untersuchungsregionen herauszuarbeiten. Schließlich wurde eine Faktorenanalyse durchgeführt, um weitere funktionelle Zusammenhänge zu ermitteln.
Der Vergleich der erhobenen Daten mit denen der Literatur zeigte in großen Teilen Übereinstimmungen. Durch die Varianzanalyse ließ sich kein Hinweis auf signifikante Unterschiede der Maße in den einzelnen Altersgruppen erkennen. Es traten jedoch geschlechtsspezifische Unterschiede auf. Die Maße der männlichen Probanden waren überwiegend größer als die der weiblichen. Besonders große Unterschiede zeigten sich bei den Maßen des Gesichtsschädels und den Maßen des kraniozervikalen Überganges. Am Kiefergelenk war lediglich der Proc. condylaris bei den Männern länger als bei den Frauen.
Die Korrelationsanalyse wies auf Zusammenhänge zwischen den einzelnen Regionen hin, die vor allem zwischen den Maßen des Gesichtsschädels und den Maßen des kraniozervikalen Überganges deutlich ausgeprägt waren. Diesbezüglich wiesen 67,9 % der Werte signifikant positive Korrelationen auf. Zwischen den Maßen des Gesichtsschädels und des Kiefergelenks waren es lediglich 45,2 % signifikante Korrelationen und zwischen kraniozervikalem Übergang und Kiefergelenk sogar nur 36,1 % signifikante Korrelationen. Besonders deutlich war der Zusammenhang zwischen den Längen des Gesichtsschädels und den Längen von Atlas und Axis. Die signifikanten Zusammenhänge konnten durch Regressionsanalysen weiter charakterisiert werden. Es ließen sich jedoch keine geschlechtsspezifischen Unterschiede erkennen. Durch die Faktorenanalyse konnte gezeigt werden, dass sich die einzelnen Parameter mathematisch gruppieren lassen.
Die Korrelationsanalyse unter Berücksichtigung der Kondylenform und der Anzahl der Stützzonen zeigte, dass beide Struktureinheiten einen großen Einfluss auf die Untersuchungsregionen und deren Beziehungen zueinander haben. So wurde deutlich, dass die Anzahl der Korrelationen bei runden Kondylenformen größer ist als bei flachen Formen. Auch wurde deutlich, dass bei fehlenden Stützzonen keine oder kaum Korrelationen nachgewiesen werden können und die Wechselwirkung zwischen den Regionen mit der Anzahl der Stützzonen zunimmt.
Die vorliegende Studie zeigt auffällige ossäre Zusammenhänge zwischen dem kraniozervikalen Übergang, dem Kiefergelenk und dem Gesichtsschädel. Trotz der relativ kleinen Stichprobe konnte die Studie einen Anhalt auf mögliche Zusammenhänge liefern. Die Art der Zusammenhänge, sowie der Einfluss weiterer Faktoren wie Körpergröße, ethnische Zugehörigkeit oder Erkrankungen sollten künftig im Fokus weiterer Untersuchungen stehen. Für derartige Untersuchungen kann diese Studie als Grundlage dienen.
Das Glaukom ist eine chronische Augenerkrankung, die mit einem progressiven Verlauf einhergehen kann. In der wissenschaftlichen Literatur gibt es keine einheitliche Definition für eine Glaukomprogression. Sie stellt einen individuellen Prozess dar, der von vielen Risikofaktoren beeinflusst wird. Der Schweregrad der Risikofaktoren ist nach wie vor ein viel diskutiertes Thema.
Es ist heutzutage noch nicht möglich, Patienten von ihrem Glaukom zu heilen. Ziel der Therapie ist daher eine Verlangsamung des fortschreitenden Krankheitsprozesses. Trotz medizinischer Behandlung – sowohl in Form von antiglaukomatöser Medikamententherapie als auch durch operative Maßnahmen – und des Einhaltens des individuellen Zieldrucks kann eine Progression in manchen Fällen fortschreiten und bis zur Erblindung führen.
Methodik:
In der vorliegenden Arbeit sind retrospektiv Daten von Glaukompatienten analysiert worden, die im Zeitraum von 2005 bis 2007 sowie von 2010 bis 2012 stationär an der Klinik und Poliklinik für Augenheilkunde der Universitätsmedizin Greifswald behandelt worden sind. Dabei kamen zahlreiche Methoden der klinischen Diagnostik, einschließlich der Durchführung eines 24- Stunden-Augeninnendrucktagesprofils, Perimetrie mit Glaukomstrategie, 24-Stunden-Blutdruckprofil, zur Auswertung. Die Progression der Erkrankung wurde anhand der Veränderungen in der statischen Schwellenwertperimetrie ermittelt und als eine Verschlechterung des mittleren Defekts (MD) um 2 dB zwischen dem ersten und zweiten Kontrollintervall definiert.
Ergebnisse:
• Insgesamt konnten 152 Augen von 77 Patienten in die Studie einbezogen werden.
• 15,1 % der Probandenaugen (23 Augen von 19 Probanden) wiesen eine Glaukomprogression auf. Bei insgesamt 129 Augen (84,9 %) von 58 Probanden wurde keine Glaukomprogression unter der laufenden medikamentösen und chirurgischen Behandlung festgestellt.
• Bei der Mehrheit der Patienten sowohl in der Progressionsgruppe (69,5 %) als auch ohne Glaukomprogression (49,6 %) lag ein POWG vor.
• Die Glaukomprogression betrifft vor allem weibliche, hyperope und ältere Probanden mit einem primären Offenwinkelglaukom. Der Visus der Betroffenen mit Glaukomprogression verminderte sich in der Längsschnittkontrolle um einen Faktor von ca. 0,05 bei einer Erhöhung des Intraokulardrucks (IOD) um ca. 0,35 mmHg.
• Der mittlere Defekt (MD) hat sich in der Progressionsgruppe durchschnittlich um 3,8 dB (SD±1,5) verschlechtert. Der Unterschied zwischen diesen beiden Untersuchungsgruppen ist definitionsgemäß hoch signifikant (p<0,001).
• Sowohl Probanden mit Glaukomprogression als auch ohne Progression weisen pathologische IOD-Schwankung im 24 Stunden Verlauf von > 6 mmHg auf. Der Anteil ist in der Gruppe mit Progression jedoch höher.
• Ein Bluthochdruck war bei 65,2 % der Augen mit Glaukomprogression bekannt. Bei der Vergleichsgruppe betrug dieser Anteil 60,4 %. Der systolische Blutdruck lag bei Probanden mit Glaukomprogression in allen Behandlungsgruppen im Durchschnitt deutlich höher als bei Probanden ohne Glaukomprogression. Der diastolische Blutdruck war in beiden Gruppen etwa gleich.
• Ein Diabetes mellitus trat bei 34,8% und eine Schilddrüsenerkrankung nur bei 4,3 % der Probanden mit Glaukomprogression auf.
• Es gab keine signifikanten Unterschiede des okulären Perfusionsdrucks zwischen Glaukompatienten mit Progression und denen ohne Glaukomprogression.
Die Kenntnis des Kiefergelenks und seiner umgebenden Strukturen sind im Alltag von Zahnärzten, Kieferorthopäden, Oralchirurgen und Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgen von großer Wichtigkeit. Da bei der Behandlung in diesen Fachdisziplinen das Kiefergelenk auf verschiedenste Weisen tangiert wird und es zu Auswirkungen, angefangen von Remodellierungsvorgängen, über CMD bis hin zu Arthropathien, kommen kann, ist die Kenntnis des Kiefergelenks von zentraler Bedeutung.
Ziel dieser Untersuchung ist eine physiologische Beurteilung des Kiefergelenks in Form, Größe und Angulation in Bezug zum Alter und Geschlecht der Probanden. Ein Großteil der bisher veröffentlichten wissenschaftlichen Studien beschäftigt sich mit dem Kiefergelenk vorselektierter Probanden, wie etwa aus der Kieferorthopädie oder der Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie. Die vorgelegte Untersuchung wurde im Rahmen der randomisierten kontrollierten SHIP-MRT-Studie an einer großen Kohorte aus Vorpommern vorgenommen. Hierbei handelt es sich um repräsentative Kohorte aus der Bevölkerung Mecklenburg-Vorpommerns, die nicht aus Patientengut gewonnen wurde.
Für diese Untersuchung wurden 707 MRT-Datensätze erwachsener weiblicher und männlicher Probanden in unterschiedlichen Alterstufen aus der obengenannten SHIP-Studie verwendet. Diese digitalen Datensätze wurden dreidimensional rekonstruiert, um 3 D Darstellungen der Kopfregion zu erhalten. Diese wurden nach den Kiefergelenken ausgerichtet und die Vermessung des Kondylusdurchmessers (Länge und Breite) und des Interkondylarwinkels durchgeführt. Um die Validität dieser Studie zu gewährleisten, wurde das rechte und das linke Kiefergelenk von zwei geschulten und unabhängig voneinander arbeitenden Observern getrennt untersucht. Übermittelt wurden die Messergebnisse in eine speziell für diese Studie entwickelte standardisierte Datenmaske.
Der Interkondylarwinkel beträgt im Mittelwert 128,98°. Er nimmt bei Erwachsenen mit zunehmendem Alter um 0.078 pro Jahr zu. Ein geschlechtsspezifischer Unterschied ließ sich nicht feststellen. Die Länge des Kondylus beträgt durchschnittlich 6,24mm und die Kondylusbreite 18,51mm. Bei Frauen ist die Kondylusbreite um 2,56mm und die Kondyluslänge um 0,53mm kleiner als bei Männern. Eine altersabhängige Veränderung bei Erwachsenen ließ sich nicht feststellen.
Obwohl sich die Ergebnisse dieser Studie grundsätzlich in die bekannte Literatur einordnen lassen, zeigen sie unseres Wissens nach zum ersten Mal, dass sich der Interkondylarwinkel bei Erwachsenen mit fortschreitendem Lebensalter ändert. Zudem lassen sich die Ergebnisse als Querschnitt über die Bevölkerung betrachten. Auch ist das Aufzeigen geschlechtsspezifischer Unterschiede unseren Wissens nach, aufgrund der Größe der Kohorte erstmalig möglich. Bisher gab es keine Untersuchungen von Probanden einer annähernd bevölkerungsrepräsentativen Normalbevölkerung.
Für den klinischen Alltag sind die Ergebnisse von Bedeutung, um die richtige Positionierung des Kondylus z.B. nach Collumfrakturen, oder auch nach Dysgnathie-Operationen besser beurteilen zu können, da Fehlpositionierungen des Kondylus zu massiven Funktionsstörungen führen können. Auch bei großen kieferorthopädischen und prothetischen Veränderungen können die Ergebnisse dieser Studie von Nutzen sein, die Auswirkungen auf das Kiefergelenk besser einzuordnen.
Mit der vorliegenden Arbeit wurde eine standardisierte Methode vorgestellt, die es ermöglicht, den Interkondylarwinkel und die Größe des Kondylus anhand von MRT- Datensätze zu quantitativ reproduzierbar zu analysieren.
The thesis investigates the occurrence of the Early Modern European witch-hunt within the distinctively diverse society of the Grand Duchy of Lithuania. Positioned at the intersection of Latin and post-Byzantine cultures, along with Western and Eastern Christianity, this region lay on the frontlines of the Reformation and Counter-Reformation. The research aims to analyze the specific characteristics of the witch-hunt in this area, considering it a case study of social and cultural interaction within a borderland. It focuses particularly on identifying the distinctive aspects of the Lithuanian witch-hunt, examining the social and cultural roots of the witch trials, and exploring their relationship to the broader social and cultural developments of the period.
Central to this study is a detailed examination of the witch trials and an analysis of court materials. The thesis posits a socio-cultural interpretation of witch persecutions, arguing that they were culturally influenced manifestations of social tensions, enacted through legal mechanisms. The emergence of new Early Modern challenges, such as the social consequences of agrarian reform, the expansion of manorialism, and serfdom, led to novel tensions, conflicts, and responses, including accusations of witchcraft. The importation of authoritative foreign ideas about witchcraft reinvigorated, facilitated, and shaped pre-existing moderate indigenous beliefs, a process facilitated by religious struggles and Catholic post-Tridentine confessionalization. The Lithuanian legal system provided an environment conducive to an intensive witch-hunt, with witchcraft being a secular grave felony tried in highly decentralized and poorly supervised courts. However, this potential was largely unrealized. The study argues that the cultural diversity of the society played a major role in inhibiting the spread of Western witchcraft discourse, thereby limiting the extent of the witch-hunt in the Grand Duchy of Lithuania.
This thesis deals with the process considerations and optimizations of a whole-cell enzyme cascade reaction for the synthesis of ɛ-caprolactone. The enzyme cascade synthesis of ɛ-caprolactone has been conceptualized and verified using a dehydrogenase and a monooxygenase. The advantage of this enzyme combination is the closed-loop co-factor regeneration. Dehydrogenase and monooxygenase expressed in discrete whole cells were applied in defined ratio to conceptualize the cascade reaction. This necessitates the use of separate co-factor regeneration system due to impermeability of the E. coli cell wall to the co-factor. Article I deal with the design and optimization of dehydrogenase and monooxygenase co-expression in a same E. coli cell. In Article II, the cascade reaction was upscaled and a fed-batch process was realized. Following which, the important reaction metrices were analyzed and optimized. Article III extends the two-enzyme cascade with a lipase. The use of lipase helps to overcome the product inhibition of monooxygenase by ɛ-caprolactone.
Der globale Rückgang der Artenvielfalt, verursacht durch das intensive Eingreifen des Menschen in die Ökosysteme, zählt zu den großen Herausforderungen der kommenden Jahrzehnte, nicht zuletzt im Interesse des Menschen, dessen Existenz dadurch zunehmend bedroht wird. Auch Wälder sind von dieser Entwicklung betroffen. In Deutschland über Jahrhunderte zu Forsten umgebildet, die vorwiegend der Holzproduktion dienten, führte dies zu monotonen Strukturen, in denen natürliche Elemente wie Totholz nicht den notwendigen Platz haben, um die zahlreichen davon abhängigen Arten zu versorgen. Derzeit findet jedoch – ausgelöst durch wissenschaftliche Befunde – ein gesellschaftliches Umdenken statt, das natürliche Waldelemente vermehrt in Wirtschaftswälder integrieren möchte.
Vor dem Hintergrund der sich durch diese Entwicklungen abzeichnenden Veränderung der Wälder wurde nun erstmals für das deutsche Bundesland Bayern flächenrepräsentativ untersucht, wie die Bevölkerung dieser Veränderung gegenübersteht, und wie die kulturellen Ökosystemleistungen von Wäldern, also die Beiträge des Ökosytems Wald für das menschliche Wohlergehen, wahrgenommen und beurteilt werden. Im Vordergrund standen dabei das natürliche Erbe und die Erholung. Dazu wurde eine repräsentative Online-Befragung mit 2473 Probanden durchgeführt, in die zwei leicht modifizierte Choice Experimente eingebunden wurden. Mit ihrer Hilfe sollten nicht nur die Präferenzen für bestimmte Waldzustände und Maßnahmen zur Sicherung der Artenvielfalt aufgedeckt, sondern auch festgestellt werden, welche Trade-offs zwischen ihren gesellschaftlichen, ökologischen und ökonomischen Folgen bestehen. Auch die Einstellung der Befragten gegenüber der Natur allgemein, und Totholz speziell, war Gegenstand der Studie. Zudem wurde über Reisekostenmodelle versucht, die Erholungsleistung der bayerischen Wälder zu bemessen, um sie in Relation zu den anderen Leistungen zu setzen.
Es zeigte sich, dass die Einstellung der bayerischen Bevölkerung gegenüber der Natur und vor allem gegenüber Totholz überwiegend positiv ist, auch wenn unterschiedliche Formen der Umwelteinstellung identifiziert werden konnten. In den Präferenzanalysen ergaben sich positive Zahlungsbereitschaften für solche Waldnaturschutzprogramme, die zu einer Verbesserung der Habitatverfügbarkeit für gefährdete Arten in allen Wäldern, nicht nur in einzelnen Schutzgebieten führen würden. Dabei sind ebenfalls Unterschiede zwischen verschiedenen Waldmanagementstrategien, sowie zwischen bestimmten sozio-demographischen Subgruppen festzustellen. Darüber hinaus konnte ein hoher Wert der Erholungsleistung der bayerischen Wälder ermittelt werden, der sich nicht wesentlich verändern würde, wenn mehr natürliche Strukturen zugelassen werden. Somit wäre diese kulturelle Ökosystemleistung auch weiterhin gewährleistet, vorausgesetzt, dass keine Extremzustände angestrebt werden. Aus Sicht der Forstpraxis und des Naturschutzes ist von besonderem Interesse, dass die Trade-offs, welche zwischen der Gesellschaft und diesen beiden Akteursgruppen bestehen, allen drei Seiten zugute kommen können.
Overall, the present thesis provides tools for virus characterization. Importantly, the application of the developed tools contributed to the fundamental knowledge of selected, veterinary relevant viruses in terms of their underlying biology and virus-host interaction.
By using in vitro models and full-genome sequencing, important new findings were gained that contributed to the deeper understanding of the selected viruses. Results show that in vitro models can be successfully modified to enable study of specific host factors that are important for viral entry. By genetically modifying a bovine cell line using CRISPR/CAS9 technology , a stable cell culture model was established that is now available to the research community, to study the virus-host interaction of pestiviruses. The model was further used to elucidate the adaptability of bovine viral diarrhea the virus and impact on infectivity and growth. By using deep sequencing, genetic changes that occurred during the adaption process of bovine viral diarrhea virus were identified and linked to the phenotype, allowing the characterization of genetic regions important for virus binding to the host cell.
Whole-genome analysis using deep-sequencing was further used to characterize circulating rabbit haemorrhagic disease virus (RHDV) strains from Germany. The study provides more than 50 full genomes of RHDV strains sampled between 2013 and 2020. Since the virus family is drastically under sampled, in particular in central Europe, these sequences represent a very valuable addition to the field. The investigation led further to the discovery of a novel recombinant virus strain in hares, that is likely still circulating today. This finding is of special interest, since it is the first detection of a recombination event between the genogroups RHDV and European brown hare syndrome virus (EBHSV) of Lagoviruses. It highlights the importance of full genome virus surveillance and the potential risk of virus variants that might evade diagnostic detection.
Serological assay were used to study the persistency of antibodies developed during a natural infection with Schmallenberg virus. It could be shown that these antibodies are long lasting and therefore, re-emergence of this virus in Europe is likely favoured by introduction of naïve animals into a herd and not by decreasing antibody-titers over time.
Overall, the discoveries described in this thesis underline the importance of adequate tools for virus characterization and they give valuable answers to fundamental questions regarding the biology of the different viruses.
Ziel dieser Arbeit war es, die Auswirkungen des demographischen Wandels auf die
Blutversorgung in Mecklenburg-Vorpommern (MV) zu analysieren. Dabei sollten
Grundlagen für die Entwicklung von gesundheitspolitischen Strategien geschaffen
werden, um einem Defizit in der Versorgung entgegenwirken zu können.
Durch eine prospektive Longitudinalstudie mit Daten zu allen Vollblutspendern und
Empfängern von Erythrozytenkonzentraten (EK) in MV in den Jahren 2005, 2010 und
2015 wird die Versorgungskette vollständig abgebildet. Derartige Informationen liegen
zum jetzigen Zeitpunkt für kein anderes Bundesland vor.
Es konnte gezeigt werden, dass die demographischen Veränderungen durch eine
Abnahme der Spenderzahlen zu einem ausgeprägten Rückgang der Vollblutspenden
geführt haben (-18,0%). Dies wird verstärkt durch einen Rückgang der Spendebereitschaft
um -10,6% insbesondere bei den <30-Jährigen. Gleichzeitig konnte trotz
alternder Bevölkerung auch der Blutbedarf dank des medizinischen Fortschritts um
13,5% reduziert werden. Dennoch deckten bereits im Jahr 2015 die gewonnenen
Blutspenden nur noch knapp den Blutbedarf der Patienten. Die durchgeführten Vorausberechnungen
für 2030 lassen erwarten, dass es mit einem Defizit von circa
18.000 EK zu erheblichen Versorgungsproblemen im Bundesland kommen wird,
wenn Spendebereitschaft und Transfusionsbedarf auf dem Niveau von 2015 verbleiben.
Die demographische Situation Mecklenburg-Vorpommerns ist denen der westlichen
Bundesländer Deutschlands circa 10 Jahre voraus. Damit nimmt Mecklenburg-
Vorpommern als Modellregion eine Vorreiterrolle bezüglich der Bewältigung der
damit einhergehenden Herausforderungen für die Blutversorgung ein. Um den Blutbedarf
der Patienten langfristig und überregional decken zu können, wird in Zukunft
eine noch engere interdisziplinäre Kooperation von Blutspendediensten, Krankenhäusern
und Gesundheitspolitik sowohl auf Landes- als auch Bundesebene notwendig
sein.
Alkohol liegt nach Tabak und Bluthochdruck an dritter Stelle der Risikofaktoren für Krankheit und vorzeitigen Tod in Europa. Häufig ist der zu starke Alkoholkonsum durch eine Alkoholabhängigkeit bedingt, die für die Betroffenen nur sehr schwer zu überwinden ist. Dies ist unter anderem dadurch begründet, dass der Effekt der bisher angewendeten Therapiemaßnahmen zur Bekämpfung dieser Sucht sehr limitiert ist. Um neue und bessere Therapien zu entwickeln, gilt es zunächst, das Verständnis für die Prozesse und Zusammenhänge, die für die Suchtentwicklung maßgeblich sind, zu verbessern. Eine große Rolle spielt dabei das zentrale Nervensystem des Menschen.
In dieser Arbeit wurden bestimmte Gehirnregionen, bei denen ein bekannter Zusammenhang zur Entwicklung einer Sucht besteht, auf Veränderungen durch Alkoholabhängigkeit untersucht. Dazu wurden Ratten zunächst durch chronisch-intermittierende Alkoholexposition in eine Alkoholabhängigkeit geführt, anschließend die Gehirne entnommen und mittels Golgi-Imprägnation eingefärbt. Nachfolgend wurden Nervenzellfortsätze (Dendriten) und ihre Eintrittspforten für Informationen (Dornen/Spines) aus Gyrus cinguli, Nucleus accumbens und Infralimbischem Kortex mittels Lichtmikroskopie dreidimensional aufgenommen und am Computer rekonstruiert. Diese Rekonstruktionen wurden dann auf Spinedichte (Spines/μm Dendritenlänge), Spinelänge und Spinedurchmesser analysiert. Hierbei wurde eine signifikant höhere Spinedichte im Gyrus cinguli und eine signifikant niedrigere Spinedichte im Nucleus accumbens der alkoholexponierten Tiere im Vergleich zur Kontrollgruppe festgestellt. Alle anderen Analysen ergaben keine Auffälligkeiten.
Die Erkenntnisse dieser Arbeit geben einen Einblick in die neuroplastischen Veränderungen, die durch Alkoholexposition hervorgerufen werden und unterstreichen die Relevanz von Gyrus cinguli und Nucleus accumbens für die Suchtentwicklung. Eine eindeutige Interpretation der Ergebnisse ist beim aktuellen Kenntnisstand nicht möglich, jedoch wird das Verständnis für den Gesamtzusammenhang der multifaktoriellen Alkoholabhängigkeit durch diese Arbeit verbessert.
Vergleichende Untersuchungen zu rekombinanten Toxoplasma-gondii-Isolaten natürlichen Ursprungs
(2020)
Toxoplasma gondii ist ein weltweit vorkommender einzelliger Parasit mit hohem zoonotischen Potential. In Nordamerika und Europa haben sich drei klonale Toxoplasma-Linien durchgesetzt, Typ I, Typ II und Typ III. Sie unterscheiden sich hinsichtlich ihrer Virulenz in Labormäusen: Toxoplasma gondii vom Typ I gilt im Allgemeinen als hochvirulent, wohingegen Typ II und III wenig virulent in Labormäusen sind. In Deutschland dominieren T. gondii vom Typ II. Trotz selten vorkommender natürlicher sexueller Rekombinationen von T. gondii in Deutschland konnten in einer vorausgegangenen Studie rekombinante T. gondii-Typ II-III-Oozysten aus dem Kot einer natürlich infizierten Katze in Deutschland isoliert werden. Mittels klonaler Vereinzelung wurden in einer weiteren vorausgegangenen Studie aus diesen Oozysten die fünf Tachyzoiten-Klone B6-H6, 2-C10, 2-H8, C12 und A7 generiert, die sich in der Verteilung ihrer Typ II- und III-Allele voneinander unterschieden. Ziel dieser Arbeit war es, die fünf Klone vergleichend zu untersuchen hinsichtlich ihrer Geno- und Phänotypen. Besonderes Augenmerk wurde dabei auf die bekannten polymorphen Virulenzfaktoren ROP18, ROP5, ROP16 und GRA15 gelegt, die maßgeblich für Unterschiede in der Labormausvirulenz zwischen den klonalen Linien sorgen können. ROP18 und ROP5 sind an der Inhibition der IRG-vermittelten Zerstörung der parasitophoren Vakuole, dem Hauptabwehrmechanismus in Mäusen, beteiligt. Während alle fünf Klone das virulente Allel von ROP5 besaßen, hatten nur zwei der fünf Klone, B6-H6 und 2-C10, das virulente Allel von ROP18, dessen virulenter Genotyp in einer hohen Expression resultiert. Diese beiden Klone lösten auch eine 100 %-ige Mortalität in den infizierten BALB/c-Mäusen aus. Hier stimmte der virulente ROP18-Genotyp mit der hohen Mausvirulenz überein. Die anderen drei Klone, 2-H8, C12 und A7, besaßen das nicht virulente Allel von ROP18. Von letzteren drei Klonen lösten jedoch lediglich nur C12 und A7 eine geringere, 30 %-ige Mortalität in infizierten BALB/c-Mäusen aus. Hier würde der nicht-virulente ROP18-Genotyp die niedrigere Virulenz erklären. Der Klon 2-H8, der ebenso ein nicht-virulentes ROP18-Allel besaß, löste dagegen eine 100 %-ige Mortalität aus. Demnach ließe sich die Virulenz der infizierten BALB/c-Mäuse in dieser Studie nur in vier von fünf Klonen mit dem ROP18-Genotypen erklären. Neben ROP5 und ROP18 wurden auch die Virulenzfaktoren ROP16 und GRA15 untersucht. Diese regulieren das Zytokinprofil in infizierten Makrophagen und können dadurch Einfluss auf den klinischen Verlauf der Infektion nehmen. Von ROP16 und GRA15 besaßen jeweils alle fünf Klone das virulente Allel. Daher kann auch der Genotyp dieser Virulenzfaktoren hier nicht alleine die Unterschiede in der BALB/c-Mausvirulenz erklären. Auch das Expressionsprofil der Virulenzfaktoren in in-vitro inokulierten J-774A.1-Makrophagen mit geringen, wahrscheinlich nicht biologisch relevanten Abweichungen, ließ keine eindeutigen Rückschlüsse für die Ursache der unterschiedlichen Mausvirulenzen zu. Die in-vitro-Inokulation von J-774A.1-Makrophagen mit den Klonen ergab weiterhin, dass der mittelvirulente Klon C12 in der Lage war, die Makrophagen deutlich früher zu infizieren und eine höhere IL-12-Expression hervorzurufen. In überlebenden BALB/c-Mäusen verursachte er einen geringeren Gewichtsverlust gegenüber den anderen Klonen. Es kann für diese Studie festgehalten werden, dass sich die Virulenz der Klone in Labormäusen nicht allein durch das Vorhandensein virulenz-vermittelnder ROP18- oder anderer Virulenzgene erklären ließ. Durch die sexuelle Rekombination zwischen T. gondii des Typs II und III waren offenbar Allelkombinationen entstanden, welche auf ein komplexes multifaktorielles Netzwerk schließen lässt, das ursächlich für die Unterschiede in der Mausvirulenz und der Makrophagenfunktionalität zu sein schien.
Das Ziel der vorliegenden Studie war es, Veränderungen hinsichtlich des Volumens und der Oberfläche des Wurzelkanalsystems an extrahierten Zähnen durch zwei verschiedene Wurzelkanalspülsysteme zu vergleichen. Die Nullhypothese „Das schallaktivierte Spülsystem EDDY™ (VDW, München (Deutschland)) weist keine signifikanten Unterschiede im Vergleich zum ultraschallaktivierten Spülsystem IRRI S® (VDW, München (Deutschland)) hinsichtlich der Veränderung des Volumens oder der Oberfläche des Wurzelkanalsystems auf.“ sollte überprüft werden.
Die Auswertung wurde mittels eines Micro-Computertomographen und einer geeigneten Visualisierungssoftware vorgenommen. Dabei wurden die Zähne vor und nach der Wurzelkanalaufbereitung sowie nach der abschließenden Wurzelkanaldesinfektion, eingescannt. Alle 20 extrahierten Unterkiefermolaren mit ähnlicher Wurzelkanalmorphologie wurden hierbei zufällig in zwei Gruppen eingeteilt und gemäß den Herstellerangaben in gleicher Weise mit dem Feilensystem RECIPROC® (VDW, München (Deutschland)) mesial bis ISO 40 (Größe 0,40mm, Taper .06) distal bis ISO 50 (Größe 0,50mm, Taper .05) aufbereitet. Einem weiteren Scan im Micro-Computertomographen nach der Aufbereitung folgte die Aktivierung der Spüllösung im Wurzelkanalsystem je nach Versuchsgruppe mit dem schallgestützten Spülsystem EDDY™ mit einem Airscaler oder mit dem ultraschallgestützten Spülsystem IRRI S® mit einem Ultraschallgerät. Die Veränderungen hinsichtlich des Volumens und der Oberfläche nach der reziproken Wurzelkanalaufbereitung ergab zwischen beiden Versuchsgruppen keine signifikanten Unterschiede. Bei Betrachtung des Effekts der Wurzelkanalspülung allein zeigte sich jedoch ein signifikanter Unterschied zwischen beiden Gruppen. Das schallaktivierte System EDDY™ führte zu einer signifikant stärkeren Vergrößerung des Volumens und der Oberfläche als das Ultraschallspülsystem IRRI S®. Eine mögliche Schlussfolgerung für diesen Effekt daraus ist, dass das System EDDY™ mehr Debris entfernt als das zu vergleichende System IRRI S®. Betrachtet man allerdings alle Arbeitsschritte gemeinsam, also die mechanische Wurzelkanalaufbereitung und die chemische Desinfektion mit schall- bzw. ultraschallaktivierten Spüllösungen, so ist kaum noch ein Unterschied zwischen den Systemen erkennbar. Dies liegt am geringen Beitrag der Wurzelkanalspülung auf die Veränderung des Volumens und der Oberfläche im Vergleich zur Wurzelkanalaufbereitung. Die schallgestützte Spülung mit EDDY™ war nach der Wurzelkanalaufbereitung in der Lage ein signifikant größeres Volumen und eine signifikant größere Oberfläche im Wurzelkanalsystem zu erreichen als die ultraschallgestützte Spülung mit IRRI S®. Damit konnte gezeigt werden, dass die durch die reziproke Aufbereitung unbearbeiteten Areale zum Teil mit dem System EDDY™ erreicht werden und somit einer besseren Desinfektion zur Verfügung stehen. Die Anwendung der schallgestützten Aktivierung von Spüllösungen scheint somit geeigneter für den Einsatz bei der Wurzelkanalbehandlung.
Weitere klinische Studien sind nötig, um die hier vorgestellten Ergebnisse in-vivo zu überprüfen.
Lebenslang persistierende Neurogenese ist ein fester Bestandteil des olfaktorischen Systems bei reptanten Dekapoden („Panzerkrebse“; lat. reptans – kriechend; griech. deca – zehn, podes – Füße). Dabei generiert das deutocerebrale proliferative System über die Larvalphase hinaus neue Neuronen, die in die bestehenden neuronalen Netzwerke der deutocerebralen chemosensorischen Loben (auch „olfaktorische Loben“) integriert werden. Während in zahlreichen Studien die phänotypische Ausprägung, der zelluläre Mechanismus zur Umsetzung adulter Neurogenese und deren regulierende Faktoren umfassend untersucht und zum Teil kontrovers diskutiert wurden, ist über die phylogenetische Verbreitung in anderen Taxa der Malacostraca („Höhere Krebse“; griech. malakos – weich, ostrakon – Schale) nichts bekannt. Daher wurden im Rahmen der vorliegenden Arbeit verschiedene Vertreter aus Malakostrakentaxa mit unterschiedlicher phylogenetischer Position untersucht und unter evolutionären Aspekten diskutiert. Wie gezeigt werden konnte, ist adulte Neurogenese vermutlich ein plesiomorphes Merkmal der Eumalacostraca, welches in Vertretern der Euphausiacea („Leuchtgarnelen“; griech. phausis – Leuchten) und Peracarida („Ranzenkrebse“; griech. pera – Ranzen, karides – kleine Seekrebse) reduziert wurde. In Abhängigkeit von der zugrunde gelegten Verwandtschaftshypothese ist die Reduktion der persistierenden Neurogenese entweder mehrfach unabhängig (konvergent) erfolgt oder ein apomorphes Merkmal eines Monophylums aus Euphausiacea und Peracarida. Dagegen ist innerhalb der Decapoda eine Ausdehnung und strukturelle Erweiterung des deutocerebralen proliferativen Systems feststellbar. Um einen möglichen Zusammenhang zur Komplexität und Bedeutung des olfaktorischen Systems zu überprüfen, wurden zusätzlich die neuroanatomischen Merkmale von Vertretern der Decapoda und der Peracarida (am Beispiel der Amphipoda) vergleichend betrachtet. Dabei konnte innerhalb der Decapoda eine Korrelation zwischen der Entwicklung des deutocerebralen proliferativen Systems und der Evolution des akzessorischen Lobus bei Vertretern der Reptantia sowie dessen Reduktion in der Gruppe der Meiura, zu denen die Vertreter der Brachyura („Echte Krabben“; griech. brachys – kurz, oura – Schwanz) und Anomura („Mittelkrebse“; griech. anomalos – ungleich) gehören, festgestellt werden. Basierend auf diesen Ergebnissen wurden Vermutungen über die im Adultus neu generierten Neuronenklassen und somit über die Funktion adulter Neurogenese aufgestellt. In allen anderen untersuchten Taxa der Malacostraca konnte dagegen keine Korrelation mit der Komplexität des olfaktorischen Systems festgestellt werden.
Hintergrund: Die Infektion mit dem Humanen Immundefizienz-Virus (HIV) ist keine tödliche Krankheit mehr [1]. Mit dem Aufkommen der HAART (highly active antiretroviral therapy) im Jahre 1996 und ihrer stetigen Weiterentwicklung hin zur cART (combined antiretroviral therapy) stieg der Behandlungserfolg bei HIV-infizierten Personen drastisch an. Eine Kombination aus unterschiedlichen Wirkstoffklassen machte die Therapie effizienter und verbesserte die Lebensqualität von HIV-Patienten [92]. Doch obwohl sich die Medikation als gut und wirksam erwiesen hat, ist sie nicht frei von Nachteilen. Die Adhärenz bei der Medikamenteneinnahme ist bei vielen Patienten nicht ausreichend, was unter anderem Nebenwirkungen, sozialen Faktoren, Stigmatisierung und Komorbiditäten geschuldet ist. Unterschreitet die Medikamenteneinnahme 95 % der verordneten Dosis, besteht die Gefahr von Resistenzbildung, die mit hohen Kosten für das Gesundheitssystem und gesundheitlichen Risiken für die infizierte Person verbunden ist [4, 10]. Die kontinuierliche Weiterentwicklung der antiretroviralen Therapie hat zu einer deutlichen Veränderung der Ansprüche an die Qualität der Versorgung geführt. Während in den Anfangstagen der HIV-Behandlung das Hauptaugenmerk auf die Verhinderung von opportunistischen Infektionen (OI) gelegt wurde, sind inzwischen Aspekte wie die langfristige Virussuppression und die stabile Rekonstitution des Immunsystems die Mindestanforderungen der Therapie. Trotz dieser allgemeingültigen Ziele gibt es regional unterschiedliche Herausforderungen. Zur unterschiedlichen Versorgungsqualität in ländlichen und städtischen Regionen existieren nur rudimentäre Daten. Ziel dieser Arbeit war, diese Daten prototypisch für Berlin und Greifswald zu erheben.
Methoden: Im Rahmen der Qualitätssicherungsvereinbarung zur strukturierten Patientenversorgung nach § 135 Abs. 2 SGB V wurden gemäß EBM seit 2009 in Berlin sowie in Greifswald Daten HIV-positiver Patienten im Rahmen der Routineversorgung erhoben. Von 43 Patienten in Greifswald konnten 41 mit einer HIV-Erkrankung in unsere Studie eingeschlossen werden. In Berlin umfasste die Ursprungskohorte einer Schwerpunktpraxis 1669 Patienten. Eingeschlossen wurden aufgrund der von uns angelegten Kriterien (Sampling der Berliner Patientendaten nach Alter und Geschlecht) jedoch nur 187 Patienten. Die wichtigsten Ausschlusskriterien waren eine fehlende Einwilligung zur Studienteilnahme sowie ein Lost to follow-up (LTFU) über mehr als drei Quartale. Die Auswertung der bizentrischen, nicht interventionellen Korrelationsstudie erfolgte retrospektiv. Der Beobachtungszeitraum betrug fünf Jahre (01/2009 – 01/2014). Hauptaugenmerk der Datenauswertung wurde auf die Erfassung, den Vergleich und die Herausarbeitung von Gemeinsamkeiten und Unterschieden der demografischen, immunologischen, virologischen, klinischen und therapeutischen Daten der beiden Kohorten gelegt. Die Auswertung erfolgte mithilfe des Statistikprogrammes R (Version 3.2.1). Statistische Signifikanz wurde bei p ≤ 0,05 angenommen.
Ergebnisse: Vor Durchführung des Samplings bestanden deutliche Unterschiede hinsichtlich der demografischen Daten in beiden Kohorten. Bei gleichem Altersdurchschnitt (Median Berlin (B): 44,4 Jahre; Greifswald (G): 44,5 Jahre; p = 0,94) war der Anteil HIV-infizierten Frauen in Greifswald deutlich höher (B: 9,4%; G: 22%; p = 0,01), was sich im ländlichen Raum auch in einer vergleichsweise geringen Transmissionsrate der HIV-Infektion über Männer, die Sex mit Männern haben (MSM) niederschlug (B: 141/187 [75,4%]; G: 17/41 [41,46%]; p = 5,384e-05). Zu Therapiebeginn zeigte sich eine im Median signifikant geringere CD4+ T-Lymphozytenzellzahl in Greifswald als in Berlin (B: 516/µl; G: 266/µl; p < 0,001). Weiterhin hatten in Greifswald mehr Patienten einen Ausgangswert von <200 CD4+ T-Zellen je µl Blut (B: 12/187 [6,41%]; G: 13/41 [31,7%]; p < 0,001). Ungeachtet dieser unterschiedlichen Ausgangssituationen glichen sich die CD4+ T-Zellzahlen unter cART nach drei Quartalen auf ein einheitlich hohes Niveau an (B: 564/µl; G: 416/µl; p = 0,095). Die Viruslast (VL) lag in Greifswald zu Therapiebeginn nicht signifikant über der von Berlin (p = 0,17). Ein Abfall der VL unter cART auf ein Level von < 50 Kopien/ml erfolgte in beiden Kohorten ähnlich schnell (B: 128d; G: 137d; p= 0,8). Von allen 184 bzw. 41 diagnostizierten Patienten wurden in beiden Kohorten > 80 % mit cART versorgt (B: 153/184 [83,15%]; G: 36/41 [87,8%]; p = 0,12). Ein Absenken der VL unter die Nachweisgrenze (NG) gelang in beiden Kohorten bei mehr als der Hälfte der Patienten (B: 115/184 [62,5%]; G: 23/41 [56,09%]; p = 0,085). Die Firstline-Therapie (FL) wurde in Berlin im Median 1127 d und in Greifswald 809 d eingenommen (p = 0,09). Eingesetzte Therapieregime in FL sowie in Secondline (SL) waren in beiden Kohorten weitgehend übereinstimmend (FL: p = 0,48; SL: p = 0,08). Therapiewechsel fanden etwa in gleicher Häufigkeit statt (B: 33,5%; G: 32,1%; p = 0,87), während die Gründe für einen Therapiewechsel voneinander abwichen (p = 0,0076). Therapieumstellungen fanden in Berlin am häufigsten aufgrund einer Therapievereinfachung (Umstellung auf Single-tablet regimen (STR)) oder auf Patientenwunsch statt, während in Greifswald medikamentenassoziierte Probleme wie Resistenzbildung und das Auftreten von Nebenwirkungen am häufigsten als Ursache für einen Therapiewechsel benannt wurden. Koinfektionen wie Hepatitis C (HCV) und Hepatitis B (HBV) traten in beiden Kohorten mit gleicher Häufigkeit auf (p = 1), auch die Anzahl an durchgeführten HBV-Impfungen differierte nicht (p = 0,68). Ein Rückgang der OI war nach Beginn mit cART in beiden Kohorten gleichermaßen zu verzeichnen (p = 0,87).
Diskussion: Die Auswertungen unserer Studie zeigen insgesamt, dass die Versorgung von HIV-infizierten Patienten sowohl in städtischen als auch in ländlichen Regionen leitlinienkonform durchgeführt wird und die Qualität sehr hoch ist. Dieses Fazit kann gezogen werden, obgleich sich die Patienten aus Greifswald mit ihrer Erkrankung bei Therapiebeginn in einem deutlich weiter fortgeschrittenen Stadium befanden. Die Zahl der CD4+ T-Lymphozyten bei Erstdiagnose bzw. bei Therapiebeginn hat sich dabei als wichtigster Vorhersagewert etabliert, da niedrige Werte in direkter Verbindung mit dem Auftreten von Komorbiditäten stehen. Ein später Beginn mit cART ist weiterhin direkt mit einer erhöhten Morbidität und Mortalität assoziiert [48, 49], besonders dann, wenn die CD4+ T-Lymphozyten bei Beginn mit cART bereits unter 200/µl abgesunken sind [50,51]. Trotzdem gelingt durch eine leitlinienorientierte und stringente Therapie eine Angleichung der Werte innerhalb kurzer Zeit, was für ein hohes Versorgungsniveau auch im ländlichen Raum spricht. Zwischen dem Leben im ländlichen Raum und einem späten Beginn mit cART scheint des Weiteren ein Zusammenhang zu bestehen [52]. Als mögliche Ursachen hierfür werden verminderte Risikowahrnehmung, größere Stigmatisierung, weniger Diskretion und Anonymität, ein geringerer Bildungsgrad sowie ein schlechterer Zugang zu Aufklärungskampagnen und Screening-Maßnahmen angegeben [52, 54, 55]. Ob diese Gründe auch für Greifswald Gültigkeit besitzen, erfordert weiteren Nachforschungen. Mitverantwortlich für die unterschiedlichen Ausgangssituationen könnte des Weiteren sein, dass in Greifswald die Versorgung von HIV-positiven Patienten nicht durch eine Fachabteilung, sondern - aus historischen Gründen - durch verschiedene Ambulanzen bzw. Klinken mitgetragen wurde. Ein Umstand, der Ende 2014 durch die Betreuungsübernahme aller HIV-Patienten in die Klinik und Poliklinik für Hautkrankheiten der Universitätsmedizin Greifswald bereits geändert wurde und dessen Effekte es im Nachgang zu evaluieren gilt.
Die cART wurde in beiden Kohorten wirkstoffgleich verordnet, während die Gründe für Therapiewechsel voneinander abwichen. Am ehesten erklärbar ist die häufige Umstellung der cART auf Patientenwunsch in Berlin dabei durch viele HIV-Schwerpunktpraxen, HIV-Selbsthilfegruppen und AIDS-Treffpunkte in der Hauptstadt, die einen regeren Austausch über neue Therapieregime und Möglichkeiten zur Verbesserung bzw. zur Vereinfachung der Therapie ermöglichen.
Der aktuelle demografische Wandel in Deutschland zeigt eine erhöhte Lebenserwartung und damit einen Anstieg an altersassoziierten Erkrankungen wie dem Schlaganfall. Eine mögliche Folge ist die Armparese, welche eine gravierende Behinderung bei der Ausführung alltäglicher Handlungen darstellt. Dadurch kommt der motorischen Rehabilitation mit dem Ziel der Wiederherstellung der Alltagstauglichkeit eine besonders wichtige Rolle zu.
Unter zahlreichen Therapiekonzepten ist für das Arm-Fähigkeits-Training (AFT), welches einzeln verschiedene sensomotorische Armfähigkeiten anspricht und das motorische Lernen induziert, eine gute Wirksamkeit belegt.
In Studien konnte gezeigt werden, dass eine nicht-invasive Hirnstimulation in Form einer repetitiven transkraniellen Magnetstimulation (rTMS), genauer der intermittierenden Theta-Burst-Stimulation (iTBS), vorübergehend die lokal kortikale Erregbarkeit des stimulierten Areals erhöhen (Huang et al., 2005) und dadurch gegebenenfalls auch das nachfolgende trainingsinduzierte Lernen beeinflussen kann. Das Wissen über mögliche „Priming“-Effekte von iTBS auf das motorische Lernen bei Gesunden kann helfen, zielgerichtete therapeutische Anwendungen für Patienten nach einem Schlaganfall zu entwickeln.
Ziel dieser Untersuchung war es festzustellen, ob das exzitatorische „Priming“ mit iTBS über dem primären motorischen Kortex (M1) oder dem primären somatosensorischen Kortex (S1) unmittelbar vor einer täglichen Trainingseinheit mit AFT (über vier Tage) für den linken Arm bei gesunden rechtshändigen Probanden die sensomotorische Lerndynamik verbessern kann.
Zu diesem Zweck wurde ein Training des linken, nicht-dominanten Arms von 18 jungen und gesunden Probanden mithilfe von acht unterschiedlichen motorischen Aufgaben (AFT) einmal pro Tag für insgesamt fünf Tage durchgeführt. Mit Ausnahme des ersten Tages (Baseline) erfolgte das Training nach der Applikation einer exzitatorischen Form der repetitiven transkraniellen Magnetstimulation (iTBS). Die Stimulation wurde je nach randomisierter Gruppenzuordnung entweder über M1 oder S1 rechts oder als Sham-Stimulation, um einen möglichen Placebo-Effekt auszuschließen, über M1 rechts durchgeführt.
Die Hauptkomponentenanalyse der Daten zum motorischen Verhalten ergab acht
unabhängige motorische Komponenten, die den acht trainierten Aufgaben entsprachen. AFT induzierte motorisches Lernen über alle Fähigkeiten hinweg mit einem Generalisationseffekt auf eine nicht-trainierte Aufgabe der Fingergeschicklichkeitm(Nine-Hole-Peg-Test,ccNHPT).
Probanden, die iTBS (entweder über M1 oder S1) erhielten, zeigten im Vergleich zur Sham-Stimulation sowohl eine bessere Leistung bei den AFT-Aufgaben während der Trainingsdauer als auch eine größere Verbesserung der nicht-trainierten Fingergeschicklichkeitsaufgabe (NHPT) für den trainierten linken Arm nach Trainingsende.
Daraus resultiert, dass die exzitatorische repetitive transkranielle Magnetstimulation in Form von iTBS über M1 oder S1 das motorische Lernen über verschiedene sensomotorische Fähigkeiten hinweg verbessern kann.
Auch wenn die verstärkenden Effekte eines exzitatorischen „Priming“ absolut gesehen klein waren, so geben sie dennoch Grund zur Annahme, dass darin auch ein therapeutisches Potenzial für die Armrehabilitation nach Schlaganfall liegt. Ob das so ist, wäre jedoch mit geeigneten klinischen Studien zu untersuchen.
Die Ergebnisse des Promotionsvorhabens wurden in einer Peer-Review-Zeitschrift publiziert (Platz et al., 2018a).
Eine negative Energiebilanz über längere Zeit geht bei kritisch kranken Patienten mit einer erhöhten Komplikationsrate und einer verschlechterten Prognose einher. Durch eine fehlende Nutzung des Darms kommt es unter anderem zum Verlust der Darmintegrität, zu bakterieller Translokation und erhöhten Infektionsraten. Die Leitlinien empfehlen, eine enterale Ernährung im Falle von fehlenden Kontraindikationen innerhalb der ersten 24 Stunden nach Aufnahme des Patienten auf Intensivstation zu beginnen. Jedoch werden die Leitlinien, wie auch auf der internistischen Intensivstation der Universitätsmedizin Greifswald, trotz vorliegendem Ernährungsprotokoll, oft nur unzureichend vom ärztlichen Personal in die Praxis umgesetzt. Hieraus resultieren ein verzögerter Start der enteralen Ernährung und ein mangelhafter enteraler Kostaufbau. Es konnte für verschiedene Bereiche gezeigt werden, dass Pflegepersonal ärztlich delegierbare Aufgaben erfolgreich übernehmen kann. Die vorliegende Dissertation untersuchte durch eine Vorher-/Nachher-Analyse den Effekt der Delegierung der initialen enteralen Ernährungstherapie auf das Pflegepersonal. Es wurde nach ausführlicher Schulung und Modifikation des bestehenden Ernährungsprotokolls die Verantwortlichkeit für den Start und den nachfolgenden Kostaufbau auf die Schwestern und Pfleger übertragen.
Es wurde die Kontrollgruppe (101 Patienten) vor der Intervention verglichen mit der Interventionsgruppe (97 Patienten) nach der Intervention. Es konnte eine signifikante Verbesserung des Ernährungsstarts erreicht werden. Nach Durchführung der Intervention wurden Patienten innerhalb von 21 Stunden nach Aufnahme auf die Intensivstation enteral ernährt und es wurde bei nur einem Prozent der Patienten der Beginn der enteralen Ernährung versäumt. Zuvor wurden Patienten erst innerhalb der ersten 42 Stunden enteral ernährt und der Ernährungsstart wurde bei 27% der Patienten versäumt. Der plangemäße Kostaufbau wurde durch das Pflegepersonal nach Einführung der Intervention verbessert und es wurden signifikant mehr Kilokalorien verabreicht als vorher (kumulative durchschnittliche Kilokalorienmenge vorher 1298 ± 1542 und nachher 4002 ± 3240 Kilokalorien). Durch eine Befragung des Pflegepersonals konnte evaluiert werden, dass das enterale Ernährungsprotokoll im Stationsalltag eine anerkannte Richtlinie und Hilfe bei der Ernährungstherapie darstellt und es durch die neue zusätzliche Aufgabe zu keinem Mehraufwand auf Kosten anderer Pflegemaßnahmen kommt. Die Outcome-Parameter waren zwischen beiden Gruppen zumeist nicht signifikant unterschiedlich.
Zusammenfassend konnte durch die Delegierung der initialen enteralen Ernährung an das Pflegepersonal mittels eines Protokolls eine Qualitätsverbesserung der Ernährungstherapie auf der internistischen Intensivstation erreicht werden.
Bei erwachsenen, stammzelltransplantierten Patienten gibt es derzeit keine epidemiologischen Daten bezüglich der BKPyV-assoziierten hämorrhagischen Zystitis in Deutschland. Deren Assoziation mit anderen klinischen Umständen wie der GvHD wird in der aktuellen Literatur sehr kontrovers diskutiert. Aus diesem Grund wurde eine deutschlandweite Umfrage zur BKPyV-assoziierten hämorrhagischen Zystitis unter Hämatologen und Urologen durchgeführt.
Hierfür wurden zwei Fragebögen entwickelt, einer für Hämatologen und ein Fragebogen für Urologen. Die Befragung befasste sich mit epidemiologischen Daten der Infektion im Allgemeinen, dem klinischem Management und Behandlungsmöglichkeiten. Außerdem wurde deren Verbindung zu anderen Erkrankungen, wie z. B. zu Infektionen im Zusammenhang mit der Stammzelltransplantation erfasst. In die Studie wurden 39 Zentren einbezogen, an denen mindestens fünf allogene Stammzelltransplantationen pro Jahr durchgeführt werden und welche als Mitglieder der EBMT registriert sind. Zwischen Januar und Juni 2016 wurden von den Vertretern der Hämatologie 76.9% und von den Urologen 74,7% der versandten Fragebögen beantwortet. Die BKPyV-assoziierte hämorrhagische Zystitis zeigte eine geringere Inzidenz als in der aktuellen Literatur beschrieben wird. Im Zusammenhang mit dieser Erkrankung wurden in den letzten fünf Jahren sechs Todesfälle gemeldet. Die meisten Hämatologen und Urologen halten die lokale Therapie für die am effektivsten wirksame Behandlungsmöglichkeit, während 50,0% angeben, dass es gar keine orale oder intravenöse Therapieoption gibt. Die Zusammenhänge zu anderen klinischen Umständen, wie z. B. dem Transplantationstyp, der Reaktivierung des CMV, der akuten GvHD, der Nephropathie oder schlechtem klinischen Ergebnis wurden sehr heterogen berichtet. Es zeigte sich eine Diskrepanz zwischen Hämatologen und Urologen in Bezug auf die Assoziation zur akuten GvHD (p=0.004).
Neben der Umfragestudie wurde eine retrospektive Datenanalyse von 64 erwachsenen, erstmalig allogen stammzelltransplantierten Patienten durchgeführt, welche ihre Transplantation zwischen März 2010 und Dezember 2014 an der Universitätsmedizin Greifswald erhielten. Der Beobachtungszeitraum belief sich bis zwei Jahre nach der Stammzelltransplantation. Die akuten Leukämien zeigten sich als häufigste Erkrankung (45.3%). Für die Konditionierung wurden bei 67,2% der Patienten myeloablative und bei 32,8% nicht-myeloablative Protokolle verwendet. Alle Patienten erhielten 10mg Alemtuzumab an Tag -2 (20mg bei HLA-mismatch) zur Prophylaxe einer GvHD. Bei 27 Patienten (41,5%) kam es zu einer Reaktivierung des CMV. Die BKPyV-assoziierte hämorrhagische Zystitis wurde bei zehn Patienten (15,6%) diagnostiziert. Andere durch Viren oder Protozoen verursachte Infektionen traten nur selten auf (<10%). Es zeigte sich kein Zusammenhang zwischen BKPyV oder JCPyV mit einer Reaktivierung von CMV, EBV, HHV6 oder dem Parvovirus B19, welche einer Behandlung bedurft hätten.
Es konnte eine Korrelation der BKPyV-assoziierten hämorrhagischen Zystitis mit der Toxoplasmose gefunden werden (p=0,013). Zusätzlich fand sich das gleichzeitige Auftreten einer Virurie mit BKPyV und JCPyV signifikant mit der Toxoplasmose assoziiert (p=0,047). Sowohl BKPyV als auch JCPyV sind in der retrospektiven Analyse nicht mit einer GvHD, einem Rezidiv oder dem Tod der Patienten assoziiert. Weiterführende prospektive Studien bzw. die Entwicklung klinischer Modellsysteme sind wichtig, um wirksame Therapiemöglichkeiten zu entwickeln. Von ebenso großer Bedeutung ist die weitere Untersuchung der Zusammenhänge zwischen BKPyV bzw. JCPyV mit anderen klinischen Umständen durch prospektive Studien mit exaktem Monitoring der Medikamente sowie des Immunsystems.
Der rundblättrige Sonnentau (Drosera rotundifolia L.) ist typisch für nährstoffarme Hochmoore und nimmt eine besondere Rolle im Moor-Ökosystem ein. Die Pflanzenart gilt in vielen europäischen Ländern als gefährdet bzw. stark gefährdet. Ihre Gefährdung lässt sich auf drei Ursachen zurückführen:
1) Seit Jahrzehnten führt die Bewirtschaftung der europäischen Moore und die damit einhergehende Entwässerung und Düngung zu einem deutlichen Rückgang der von Drosera-Arten bevorzugten oligotrophen, nassen und sauren Standorte.
2) Bereits im Mittelalter waren Drosera-Arten als Heilpflanzen bekannt und wurden hauptsächlich zur Behandlung von Atemwegserkrankungen (Asthma, Bronchitis, Keuchhusten etc.) eingesetzt.
3) Obwohl seit den 1920er Jahren bereits immer wieder Kultivierungsversuche mit Drosera-Arten durchgeführt wurden, konnte bisher keine Methode für den großflächigen Anbau von Sonnentau realisiert werden, um die von der Pharmaindustrie benötigten Mengen des Drosera-Rohstoffs zu produzieren. Daher werden bis heute europäische und nicht europäische Drosera-Arten immer noch in großen Mengen in natürlichen Mooren gesammelt.
Die zunehmende Zerstörung der natürlichen Moore und die Sammlung für arzneiliche Zwecke stellen zusammen eine ernsthafte Bedrohung für den Erhalt von D. rotundifolia dar. Die Torfmooskultivierungsflächen in Deutschland sind in vieler Hinsicht vergleichbar mit intakten Hochmooren. Das nährstoffarme Milieu der kultivierten Torfmoose dient als Lebensraum für heimische Drosera-Arten, wie Drosera rotundifolia L. und Drosera intermedia Hayne. Daher bieten diese Kulturflächen eine neue Alternative für den Anbau von Drosera-Arten.
In vier Studien wurde die Eignung von Torfmoosrasen für den Drosera-Anbau untersucht, mit Schwerpunkt auf den Anbau von Drosera rotundifolia auf Torfmoos- kultivierungsflächen. In der ersten Studie wurde das Wissen über die Morphologie, Verbreitung, Ökologie, Reproduktion, Nutzung, den Schutz und den Anbau von D. rotundifolia erstmals zusammenfassend diskutiert, um eine wissenschaftliche Grundlage für einen erfolgreichen Anbau auf Torfmoosrasen zu schaffen. Basierend auf diesen Kenntnissen konzentriert sich die zweite Studie auf die Keimfähigkeit von D. rotundifolia und die Überlebensrate von jungen Drosera-Pflanzen auf Torfmoosrasen unter natürlichen, naturnahen und künstlichen Bedingungen. Die dritte Studie fokussiert auf den Gehalt pharmakologisch wirksamer Inhaltsstoffe angebauter und „wild wachsender“ D. rotundifolia- sowie D. intermedia-Pflanzen auf Torfmooskultivierungsflächen. Die vierte Studie untersucht die Biomasseproduktivität und den Ertrag, d. h. den Biomasseanteil der geerntet wird, von beiden o. g. Drosera-Arten auf Torfmooskultivierungsflächen.
Die generierten Daten und Erkenntnisse der vier Studien wurden in vier wissenschaftlichen Artikeln zusammengefasst, wovon zwei bereits veröffentlicht und zwei eingereicht sind.
Die wichtigsten Ergebnisse dieser Studien sind die Folgenden:
I) Drosera rotundifolia ist sehr stark mit Sphagnum-dominierten Pflanzengemeinschaften verbunden, welche durch Entwässerung europaweit zurückgegangen bzw. verschwunden sind. Dadurch ist D. rotundifolia in den meisten europäischen Ländern eine seltene und geschützte Pflanzenart geworden.
II) Verschiedene Drosera-Arten, u. a. D. rotundifolia, D. intermedia, D. anglica und D. madagascariensis, werden immer noch von Pharmaunternehmen verwendet. Die Pflanzen werden in der freien Natur gesammelt, weil deren Anbau zeitaufwendig und (noch) nicht effizient ist. Daher ist die Entwicklung von Anbaumethoden erforderlich.
III) Die selbstentwickelte „Torf-Gefäß-Methode“ ergab sich als die meist geeignete Drosera-Anbau-Methode durch das spezielle Mikroklima des Sphagnum- Rasens, das konkurrenzarme Milieu und den permanent nassen Sphagnum- Torf in den Pflanzgefäßen.
IV) In den Feldversuchen wurden bei der Aussaat sehr niedrige Keimungsraten < 1 % registriert. Deshalb sind für den Anbau mit Aussaat große Mengen an Samen erforderlich.
V) Die Entfernung von Gefäßpflanzen zeigte im ersten Jahr eine positive Korrelation mit der Anzahl der Drosera-Keimlinge und führte im zweiten Jahr zu einer höheren Anzahl überlebender Drosera-Pflanzen.
VI) Auf Torfmooskultivierungsflächen wachsende Drosera-rotundifolia-Pflanzen wiesen eine 7- bis 8-mal höhere Konzentration von 7-Methyljuglon auf als D. madagascariensis, die hauptsächlich für ‘Droserae herba’ verwendet wird.
VII) Für Drosera rotundifolia gab es bezüglich der Tageszeit keine signifikanten Unterschiede in den Konzentrationen bioaktiver Inhaltsstoffe. Dies bedeutet, sie kann ganztägig zwischen 7 und 16 Uhr gesammelt werden. Die höchsten Konzentrationen bioaktiver Inhaltsstoffe wurden für D. rotundifolia und D. intermedia bei 13 bis 24 Monate alten blühenden Pflanzen festgestellt
VIII) Im Vergleich zu natürlichen Mooren Mittel- und Nordeuropas, zeigte D. rotundifolia auf den Torfmooskultivierungsflächen eine 3-34 Mal höhere Biomasseproduktivität (275 kg ha-1 a-1) und einen 2-21 Mal höheren Ertrag (214 kg ha-1 a-1).
IX) Der höchste Ertrag von D. rotundifolia und D. intermedia wurde im Juli und August dokumentiert. In diesen Monaten erreichen die Pflanzen ihr höchstes Gewicht. Auf Torfmooskultivierungsflächen erreichte D. rotundifolia einen viermal höheren Ertrag als D. intermedia. Deshalb ist D. rotundifolia für den Anbau zu bevorzugen.
X) Für eine langfristige nachhaltige Produktion von Drosera wird die Ernte von mindestens 12 Monate alten Pflanzen empfohlen.
Die Diagnostik der schweren Sepsis und des septischen Schocks stellt eine Herausforderung dar, denn noch heute kann nur ein Zusammenspiel aus vielen Einzelparametern einen Anhalt für eine septische Erkrankung geben. Die Abnahme von Blutkulturen gilt dabei als Goldstandard der Diagnostik einer Sepsis und des septischen Schocks und stellt ein wichtiges Hilfsmittel dar, um Erreger nachweisen zu können. Diese Suche der verursachenden Erreger im Blut dient der adäquaten Therapieeinleitung. Die gezielte Antibiotikawahl kann bei Sepsispatienten das Outcome verbessern, die Krankenhausliegezeit verkürzen sowie einer Resistenzentwicklung entgegenwirken.
Mit der vorliegenden Arbeit sollten Zusammenhänge zwischen der Anzahl abgenommener Blutkultursets und der Positivitätswahrscheinlichkeit bei Patienten mit schwerer Sepsis und septischen Schock unter den heutigen Bedingungen einer Leitlinien-orientierten Diagnostik und Therapie untersucht werden. Damit sollten Empfehlungen bezüglich der Anzahl zu entnehmender Blutkultursets aufgezeigt werden. In einer retrospektiven Datenanalyse wurden die Daten von 590 Patienten der Universitätsmedizin Greifswald mit schwerer Sepsis und septischen Schock und damit 4464 Blutkultursetergebnisse analysiert. Es wurden unterschiedliche Gesichtspunkte aus zwei Gruppen untersucht und miteinander verglichen. Der erste untersuchte Schwerpunkt umfasste alle Blutkulturpaare, die während der beiden definierten Zeiträume entnommen wurden. Letztendlich konnte gezeigt werden, dass für beide Zeitgruppen mit der Entnahme von drei Blutkultursets Positivitätswahrscheinlichkeiten über 98% erreicht werden konnten.
Es wurden ebenfalls die Positivitätsraten für verschiedene Keimspezies untersucht. Es konnte bei der überwiegenden Anzahl der detektierten Keimspezies die Entnahme von drei Blutkultursets empfohlen werden. Bei einigen Problemkeimen wie z.B. P. aeruginosa sollte im Vorfeld eine Abwägung für die Wahrscheinlichkeit des Keims als ursächlich für die Sepsis erfolgen. Ist die Wahrscheinlichkeit hoch, sollten als praktische Konsequenz vier Blutkulturpaare entnommen werden.
Weiterhin wurden die Positivitätswahrscheinlichkeiten der verschiedenen Primärfokusse verglichen. Hier reichte es in der 2-Stunden-Gruppe aus, zwei Blutkultursets zu entnehmen, um eine über 95%ige Nachweisrate von Erregern zu erzielen. Im Vergleich dazu zeigte sich für die 24-Stunden-Gruppe, dass dafür drei Blutkulturpaare notwendig waren. Da der Respirationstrakt und der abdominelle Fokus
fast Dreiviertel aller Fokusse in unserer Studie darstellten, sollte bei diesen Primärfokussen die Positivitätsrate möglichst hoch angestrebt werden. Daher zogen wir das praktische Fazit, dass auch hier unabhängig der Zeitgruppe drei Blutkulturen entnommen werden sollten. Somit sollten drei Blutkultursets bei Sepsisverdacht aus einer Punktionsstelle vor dem Beginn einer Antibiotikatherapie entnommen werden. Neben einer deutlichen Zeitersparnis konnten für die meisten Mikroorganismen sowie Primärfokusse damit maximale Positivitätswahrscheinlichkeiten erzielt werden. Von einer Entnahme von nur einem Set sollte abgesehen werden. Die Differenzierung bei einem Hautkeimnachweis in einer entnommenen Blutkultur zwischen einer möglichen Kontamination oder einer echten Bakteriämie ist dabei nur bedingt zu interpretieren. Für noch konkretere Aussagen und zur stetigen Verbesserung unserer Medizin sind weitere Studien mit dieser Thematik entsprechend unabdinglich.
Bruxismus wird in SB und WB unterteilt und sind als verschiedene Entitäten zu betrachten. Die Ätiologie von SB ist noch nicht vollständig bekannt, als gesichert gilt, dass es ein multifaktorielles Geschehen ist. Die Behandlung der Patienten in der zahnärztlichen Praxis ist vielfältig, meist jedoch symptomatisch ausgerichtet. Am häufigsten wird eine Art der Aufbissschienen in der Therapie verwendet. CES und die Vorgängerversionen des in der vorliegenden Studie verwendeten GrindCare 4 zeigten sich erfolgreich in der Therapie von Bruxismus. Ziel der vorliegenden Studie war es, die Effektivität der Biofeedbacktherapie des neu auf dem Markt erschienen GrindCare 4 an einem Patientenkollektiv in der zahnärztlichen Praxis zu beurteilen.
In der vorliegenden Therapieverlaufsstudie wurden 23 Patienten untersucht. Die Probanden stammten sowohl aus Angehörigen des ZZMK als auch aus Patienten die mit dem Wunsch der Behandlung von Bruxismussymptomen in das ZZMK kamen und zur Teilnahme an der klinischen Untersuchung eingeladen wurden. 13 Probanden (männlich/weiblich (m/w) = 4/9; Mittelwert (MW) = 35,0 Jahr) durchliefen die Studie im 21-tägigen Studienprotokoll. Ebenfalls 13 Probanden wurden zur 42-tägigen Studie eingeladen, zehn (m/w= 2/8; MW = 36,7 Jahre) konnten diese erfolgreich abschließen.
Der Untersuchungsteil dieser Studie unterteilt sich in drei Abschnitte:
Im ersten Abschnitt wurde ein anamnestischer Befund sowie ein detaillierter Funktionsbefund nach den Richtlinien RDC/TMD erhoben. Zudem wurde ein Befund nach dem Bruxismus- Status nach Lange und Bernhardt angefertigt. Die Patienten wurden aufgeklärt und das GrindCare- Gerät wurde mit Anweisungen bezüglich der Anwendung an den Patienten ausgehändigt. Das Studienprotokoll sah eine Messung der Häufigkeit der Muskelkontraktionen mittels GrindCare vor. Die Messung dauerte vier Nächte im 21-tägigen Protokoll und sieben Nächte im 42-tägigen Protokoll an. Der zweite Abschnitt, der eine Therapie mit GrindCare mit Biofeedback umfasst, begann nach dieser Messphase. Die Therapie wurde je nach Studienprotokoll zwei bzw. vier Wochen durchgeführt. Im letzten Abschnitt nach der Therapie wurde mit Hilfe von GrindCare weitere drei bzw. sieben Nächte die Häufigkeit der Muskelkontraktionen gemessen und ausgewertet. Darauf folgte eine zweite klinische Untersuchung mittels klinischer Funktionsanalyse.
Die Auswertung der Daten erfolgte mittels nicht parametrischer Tests.
In der Anwendung des Gerätes kam es vermehrt zu Schwierigkeiten in der Anwendung. Vor allem kam es zum vorzeitigen Ablösen der Gelpads. Es zeigte sich keine signifikante Veränderung der EMG-Ereignisse im Studienteil der zweiwöchigen Therapiephase. Eine signifikante Verringerung der EMG-Ereignisse konnte erst nach längerer Biofeedbacktherapie im 42-tägigen Studienteil gezeigt werden. Die Werte konnten in der vierten Woche Biofeedback um 40% und in der abschließenden Messphase um 32% gegenüber der ersten Messphase reduziert werden. Die Anzahl der druckdolenten Palpationsstellen sank in beiden Studienteilen signifikant (21-tägiger Studienabschnitt p=0,010; 42-tägiger Studienabschnitt p=0,035). Der durch die Probanden berichtete myofasziale Schmerz und die Einschränkung ihrer Leistungsfähigkeit, sowie die Jaw Disability konnte in der vorliegenden Studie nicht signifikant vermindert werden.
Die EMG-Ereignisse scheinen nur nach längerer Therapie mittels Biofeedback abzunehmen, eine zweiwöchige Interventionsphase ist nicht ausreichend. Die in der abschließenden Messphase weiterhin bestehende Reduktion der EMG-Werte bei vierwöchiger Therapie deutet auf einen möglichen Lerneffekt hin. Eine Verringerung der Bruxismussymptome ist nicht gesichert. Nur die Anzahl der druckdolenten Palpationsstellen konnte signifikant reduziert werden.
Der Hersteller hat das Studiengerät zur Überarbeitung unter anderem aufgrund der vorliegenden Ergebnisse zum Zeitpunkt der Veröffentlichung vom Markt genommen. Weitere Studien mit einer größeren Kohorte und einer Kontrollgruppe sind notwendig, um die Ergebnisse zu sichern. Eine längere Therapiedauer und ein ausgedehntes Follow-up könnten sinnvoll sein.
Untersuchung von Virulenzdeterminanten des Newcastle Disease Virus mit Hilfe von Virusrekombinanten
(2020)
Die Newcastle Krankheit (Newcastle Disease, ND) wird durch das aviäre Paramyxovirus-1 (APMV-1) verursacht und zählt zu den bedeutendsten Viruserkrankungen des Geflügels, wobei die Ausprägung der Krankheitssymptome sehr stark variiert. Das APMV-1 der Taube (pigeontype paramyxovirus, PPMV-1) infiziert größtenteils Brief-, Rasse-, Stadt- und Wildtauben, jedoch ist auch Wirtschaftsgeflügel für diesen Erreger empfänglich. Die Krankheit ist weltweit verbreitet und besonders die schweren Verlaufsformen, ausgelöst durch den mesogenen und den velogenen Pathogenitätstyp, führen bis heute zu hohen wirtschaftlichen Verlusten. Durch die Entwicklung des reversen genetischen Systems für das NDV ist es möglich, verschiedene Bereiche des viralen Genoms unterschiedlich pathogener NDV-Isolate auszutauschen und rekombinante Viren zu generieren, um mögliche Virulenzdeterminanten zu identifizieren. Lange Zeit galt die Aminosäuresequenz an der proteolytischen Spaltstelle des Fusionsproteins als die Virulenzdeterminante des NDV. Studien der letzten Jahre belegen aber zunehmend, dass es weitere Sequenzabschnitte im Genom gibt, die Einfluss auf die Pathogenität haben. Besonders bei den Taubenisolaten zeigte sich, dass diese trotz einer polybasischen Aminosäuresequenz an der proteolytischen Spaltstelle des F-Proteins, die typisch für meso- und velogene APMV-1 ist, mit einem ermittelten intrazerebralen Pathogenitätsindex (ICPI) < 0,7 als lentogen (niedrig virulent) einzuordnen sind.
Die Bestimmung der Gesamtsequenz des vorliegenden PPMV-1 Isolates R75/98 und die Herstellung des entsprechenden rekombinanten Virus rR75/98 waren Ziel dieser Arbeit. Nach der in vitro-Charakterisierung, die keine signifikanten Unterschiede zwischen dem Wildtyp und der Rekombinante zeigte, verdeutlichte die ICPI-Bestimmung, dass sich R75/98 und rR75/98 in ihrer Pathogenität unterschieden. Während R75/98 mit einem ICPI von 1,1 als mesogen eingestuft wurde, entsprach das rekombinante Virus rR75/98 mit einem ICPI von 0,28 dem lentogenen Pathotyp. Durch einmalige Passage der Rekombinante im Tier entstand das Reisolat RrR75/98, welches sich in seinen in vitro-Eigenschaften nicht von den beiden anderen Isolaten unterschied, aber in seiner Pathogenität (ICPI 0,93) wieder dem mesogenen Ausgansvirus R75/98 entsprach. Unter Nutzung des Next Generation Sequencing war es möglich, die Grundlagen für diese Pathogenitätsunterschiede aufzuzeigen. Während es zwischen R75/98 und rR75/98 insgesamt acht Aminosäuresubstitutionen gab (drei im F-Protein, zwei im HN-Protein und drei im L-Protein), die zu einer Verminderung der Pathogenität führten, wurden nur zwei Aminosäuremodifikationen (jeweils eine im F- und L-Protein) nachgewiesen, um die Pathogenitätssteigerung vom lentogenen rR75/98 hin zum mesogenen RrR75/98 hervorzurufen. Beide Aminosäureaustausche haben einen Effekt auf die vorhergesagte Proteinstruktur und beeinflussen vermutlich die Proteinfaltung, was wiederum eine nicht unwesentliche Auswirkung auf die biologische Aktivität des Virus haben kann. Besonders die Modifikation im F-Protein an Aminosäureposition 472 verdeutlicht, dass neben der Aminosäuresequenz an der proteolytischen Spaltstelle andere Bereiche dieses Proteins Einfluss auf die NDV-Virulenz haben.
Zur Untersuchung des Einflusses einzelner Abschnitte des F-Proteins auf die Pathogenität wurden im ursprünglich lentogenen NDV Clone 30 einzelne Sequenzbereiche durch die des mesogenen PPMV-1 R75/98 substituiert, die entsprechenden rekombinanten Viren generiert und charakterisiert. Es zeigte sich, dass sowohl die Expression als auch die Inkorporation der chimären Fusionsproteine mittels Western-Blot nachgewiesen werden konnte. Die Rekombinanten unterschieden sich weder in Größe noch in Form (Elektronenmikroskopie) und die chimären Fusionsproteine konnten an der Plasmamembran der Wirtszellen detektiert werden. Alle Rekombinanten waren in der Lage, Synzytien auszubilden und in verschiedenen Zelllinien (Wachtelmuskelzelle, Hühnerembryofibroblasten) bzw. in embryonierten Hühnereiern zu replizieren. Bei der Bestimmung des ICPIs zeigten sich jedoch Unterschiede. Zwei der sechs Rekombinanten wurden als lentogen eingestuft, die anderen vier wurden dem mesogenen Pathogenitätstyp zugeordnet. Es konnte gezeigt werden, dass neben der Interaktion der homologen F1- und F2-Untereinheit, die zytoplasmatische Domäne des Fusionsproteins einen bedeutenden Einfluss auf die Pathogenität von NDV hat. Auch für andere Vertreter der Paramyxoviren ist bekannt, dass die zytoplasmatische Domäne der beiden Oberflächenproteine F und HN mit dem M-Protein interagiert und diese Interaktion wichtig für den Zusammenbau der Viruspartikel, den Knospungsvorgang und die Freisetzung der Viren ist.
Neben dem Fusionsprotein existieren zusätzlich Virulenzdeterminanten in den weiteren NDV-Proteinen. Während es bereits Untersuchungen zum Einfluss auf die Pathogenität für die Proteine NP, P, V, M, F, HN und L gibt, war es noch nicht möglich, eine Aussage zum W-Protein zu treffen, da der Nachweis dieses Proteins bis dato nicht erfolgte. Zunächst wurde für unterschiedlich pathogene NDV der Bereich der P-Gen-Editierungsstelle amplifiziert, gefolgt von einer Tiefensequenzierung, um zusätzlich zur P- und V-mRNA auch die W-mRNA nachzuweisen und deren mengenmäßigen Anteil zu bestimmen. Im Rahmen dieser Arbeit wurden außerdem Plasmide hergestellt, die für weiterführende Arbeiten genutzt werden konnten, in denen erstmals der Nachweis des W-Proteins für NDV gelang.
Für eine intakte Filtration des Blutes sind hochspezialisierte Epithelzellen in den Glomeruli der Nieren, die Podozyten, essentiell. Der Verlust oder die Schädigung dieser postmitotischen Epithelzellen bzw. morphologische Veränderungen der komplex geformten Fortsätze dieser Zellen sind die häufigsten Ursachen für den Verlust der Filtrationsfähigkeit der Nieren. Diese besondere 3D-Morphologie der Podozyten hängt entscheidend vom Aktinzytoskelett und von Aktin-bindenden Proteinen ab. Aus der Literatur weiß man, dass das Aktin-bindende Protein Palladin einen entscheidenden Einfluss auf die Nukleation bzw. Polymerisation von Aktinfilamenten ausübt und dass Palladin sowohl die Morphologie als auch die Dynamik von Zellen bestimmt. In der vorliegenden Arbeit wurde die Rolle von Palladin hinsichtlich der Podozytenmorphologie und -funktion in vitro und in vivo erstmals untersucht.
Mittels in vitro Experimenten an kultivierten Podozyten der Maus konnte gezeigt werden, dass ein Knockdown von Palladin zu einer deutlichen Abnahme der Aktinfilamente und kleineren Fokalkontakte führt. Interessanterweise hatte dies aber keinen Einfluss auf die Adhäsionfähigkeit der Podozyten, sogar unter mechanischer Bean¬spruchung. Ferner konnte gezeigt werden, dass Palladin einen entscheidenden Einfluss auf die Expression anderer essentieller Aktin-assoziierter Proteine, wie Synaptopodin und α-Aktinin-4, aufweist.
Dass Palladin eine wichtige Rolle bei der Bildung und Stabilität von Aktinfilamenten spielt, konnte durch die Inkubation von kultivierten Palladin Knockdown-Podozyten mit verschiedenen Inhibitoren der Aktin-Polymerisation gezeigt werden. Die quantitative Auswertung mit Hilfe der Software F_Seg zeigte, dass Palladin Knockdown-Podozyten nach der Inkubation deutlich weniger Aktinfilamente und mehr Aktin-Cluster im Vergleich zu den Kontrollen aufweisen. Der Einsatz eines Migrations-Assays zeigte zudem, dass kultivierte Palladin Knockdown-Podozyten schneller migrieren und vermehrt dynamische Strukturen wie Lamellipodien und sogenannte Ring-Like-Structures (RiLiS) ausbilden.
Um den Einfluss von Palladin auf Podozyten in vivo zu untersuchen, wurden Mäuse generiert, bei denen Palladin spezifisch in den Podozyten ausgeknockt ist. Analysen der Glomeruli-Morphologie dieser Tiere mit Hilfe der Immunfluoreszenz-, Superresolution- und Elektronenmikroskopie (Raster- und Transmissionsmikros-kopie) zeigten eindeutig, dass die glomerulären Kapillaren stark erweitert waren und sich ein stark vergrößerter sub-podozytärer Raum ausgebildet hatte. Ferner waren die für die Filtration des Blutes maßgeblichen Fortsätze der Podozyten stark verbreitert und die Expression des essentiellen Schlitzmembranproteins Nephrin nach dem Knockout von Palladin signifikant reduziert.
Durch den Einsatz eines nephrotoxischen Serums wurde eine Glomerulonephritis induziert, die bei Podozyten-spezifischen Palladin-Knockout Mäusen zu einer stärkeren Schädigung der Glomeruli im Vergleich zu den Kontrolltieren führte. Dies deutet auf eine essentielle Rolle von Palladin für die Morphologie und Funktion der Filtrationsbarriere hin.
Des Weiteren konnte anhand von Nierenbiopsien nachgewiesen werden, dass die Palladin-Expression bei Patienten, die an einer fokal segmentalen Glomerulosklerose bzw. an der diabetischen Nephropathie erkrankt waren, im Vergleich zu den Kontrollnieren deutlich verringert ist.
Zusammenfassend zeigen die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit, dass Palladin sowohl in vitro als auch in vivo einen entscheidenden Einfluss auf das Aktin-zytoskelett der Podozyten und somit auf die Funktion dieser hochspezialisierten Epithelzelle hat.
Einleitung:
Der Fragebogen zur Erfassung des stimmlichen Selbstkonzepts (FESS) erfasst persönlichkeitsbezogene Aspekte der Stimme. Seine Anwendbarkeit im klinischen Kontext bei Patienten mit Tumoren im Kopf-Halsbereich wurde evaluiert. Besonderes Augenmerk lag auf der Verständlichkeit der einzelnen Items und sonstigen Problemen beim Ausfüllen. Erstmals erfolgte bei Patienten mit Kopf-Hals-Tumoren eine Erhebung des FESS gemeinsam mit einem objektiven Stimmgütemaß, um zu prüfen, ob die Stimmgüte mit den FESS-Skalen korreliert. Dies ist interessant, da die Stimme durch bestimmte Tumorerkrankungen und -therapien verändert wird und dadurch das stimmliche Selbstkonzept beeinflussen könnte.
Probanden und Methoden:
113 Patienten der Tumornachsorgesprechstunde füllten den Fragebogen, erweitert um ein 18. Item "Es fällt mir leicht diesen Bogen auszufüllen", aus. Eine individuelle Befragung schloss an. Die benötigte Zeit wurde gemessen. Zur objektiven Einschätzung der Stimmqualität wurde der Acoustic Voice Quality Index (AVQI) erhoben sowie ergänzend die Kurzform des Voice Handicap Index (VHI-12) und der Fragebogen zur Allgemeinen Selbstwirksamkeitserwartung. Fragen zur Charakterisierung der Stichprobe sowie zur Veränderung der Stimme und des Stimmempfindens durch die Tumorerkrankung beziehungsweise -therapie wurden gestellt.
Ergebnisse:
Die Mehrheit fand den FESS leicht auszufüllen (Ø 3 Minuten). 29 Patienten gaben im Interview gar keine Probleme an. 23 hatten Verständnishürden beim Antwortformat und 25 sprachen die Auseinandersetzung mit der eigenen Stimme an. 41 hatten allein bei den 4 besonders schwer verständlichen Items (9, 11, 12, 16) Schwierigkeiten. Bei denen der Tumor die Stimme beeinträchtigt hatte sowie diejenigen, die eine Stimmverschlechterung angaben, hatten tatsächlich höhere AVQI- Werte und gingen bewusster und emotionaler mit ihrer Stimme um.
Diskussion:
Die Studie weist Schwächen des FESS bei dieser Patientengruppe auf und quantifiziert sie, was dessen Anwendbarkeit dabei nicht ausschließt. Vom FESS überforderte Patienten dürfen hier-bei nicht vernachlässigt werden. Die Kenntnis der Schwächen hilft bei der Entscheidung, wann er anzuwenden ist, und wann nicht. Eine nachweisbare Stimmschädigung durch die Krankheit führt zur Veränderung des stimmlichen Selbstkonzepts und stärkt folglich dessen Auffassung.
Thrombozyten reagieren auf Infektionen, unter anderem auf die mit dem Humanen Immundefizienz-Virus (HIV). Dabei zeigt sich eine erhöhte Rate an kardiovaskulären und thrombotischen Ereignissen. Die medikamentöse Therapie hemmt unter anderem die reverse Transkriptase der HI-Viren. Allerdings wirken diese Arzneimittel auch auf die humanen Thrombozyten. Diese besitzen eine endogene reverse Transkriptase. Eine solche ist in den Blutplättchen in Form von Long Interspersed Nuclear Element 1 (LINE-1) Ribonukleinsäure (RNA) als Grundlage für die Translation vorhanden. Auch die entsprechenden Proteine sind als Open Reading Frame 1 (ORF1) und Open Reading Frame 2 (ORF2) - Proteine nachweisbar. Diese kodieren unter anderem für eine Endonuklease, Chaperone und reverse Transkriptase. Letztgenannte ist in den Blutplättchen auch aktiv. Folglich sind humane Thrombozyten in der Lage RNA in Desoxyribonukleinsäure (DNA) umzuschreiben. Dem Dogma der Molekularbiologie folgend, besitzen Zellen ohne Nucleus keine DNA. Auf Grund des Vorhandenseins einer endogenen reversen Transkriptase in humanen Thrombozyten konnte erstmals DNA in Form von Gewebsthromboplastin und Urokinase-Typ Plasminogen Aktivator Rezeptor (uPAR) nachgewiesen werden.
In der vorliegenden monozentrischen randomisierten kontrollierten cross-over Studie wurde der Einfluss der Länge sowie der Anpressdruck von drei speziellen zweikomponenten-Kompressionsstrümpfen untersucht. Ein reiner UnterschenkelKompressionsstrumpf vom Typ AD (Anpressdruck 37 mmHg) wurde mit zwei Varianten des Unterschenkel- und Oberschenkel-Kompressionsstrumpf-Typs AG(Anpressdruck 37 mmHg und 45 mmHg) verglichen. Ausgewertet wurden die Daten von 16 Patienten mit einer CVI im Stadium C3–C6, hinsichtlich der Hämodynamik, der Entstauung, der Lebensqualität und des Tragekomforts. Die Tragephase mit jedem der drei Kompressionsstrümpfe dauerte eine Woche, gefolgt von einer Woche Pause zwischen den Tragephasen. Die Hämodynamik wurde mittels Dehnungsstreifenplethysmographie und die Beinvolumenänderung mittels Bodytronic 600 bestimmt. Die Lebensqualität und der Tragekomfort wurden mittels Fragebogen am Ende jeder Tragephase bewertet.
Anhand der ausgewerteten Daten spielt die Länge der Kompressionsstrümpfe eine sehr wichtige Rolle hinsichtlich der hämodynamischen Wirkung und der Entödematisierung der Beine. Mit den AD Kompressionsstrümpfen trat eine Zunahme des Beinvolumens am Oberschenkel häufiger auf. Missempfindungen an den Noppen des proximalen Unterschenkels aufgrund eines ödematösen Oberschenkels mit AD Kompressionsstrümpfen konnten in dieser Studie mit AG Kompressionsstrümpfen vermieden werden. Häufige Beschwerden der Patienten mit CVI, wie Schweregefühl, Spannungsgefühl und Ödemen (Rabe, et al., 2003a) konnten die Probanden im Alltag nicht beeinträchtigen. Die neuen AG Kompressionsstrümpfe (AG45 und AG 37)zeigten beide sehr gute Ergebnisse bezüglich der Hämodynamik und können daher die therapeutische Effektivität des schon bekannten Kompressionsstrumpf-Standards AD weiter optimieren. Sie bewirken eine bessere venöse Drainage am gesamten Bein und ergleich zu dem AD-Kompressionsstrumpf ohne den Tragekomfort und die Lebensqualität im Alltag zu beeinträchtigen.
Der Vergleich der Todesfälle im Straßenverkehr in der Bundesrepublik Deutschland der Jahre 1970 (21.332 Fälle) und 2015 (3459 Fälle) belegt einen Rückgang der Verkehrstoten um nahezu 84 % bei deutlich gestiegenem Kraftfahrzeugbestand. Trotz sinkender Zahlen an Verkehrstoten sind die rechtsmedizinische Untersuchung charakteristischer Verletzungsmuster sowie die Beurteilung der Kausalitätsfrage zwischen Unfallereignis und Tod essenziell und gehören zu den Routineaufgaben der Rechtsmedizin. Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, die tödlichen Straßenverkehrsunfälle aus dem Obduktionsgut des Instituts für Rechtsmedizin Greifswald der Jahre 2006 - 2015 in einer retrospektiven Analyse auszuwerten und zu beschreiben. Einbezogen wurden dabei PKW-, LKW,- Fußgänger-, Kraftrad- und Fahrradunfälle sowie ein Kutschunfall. Neben der Frage des Kausalzusammenhangs zwischen dem Unfall und dem Todeseintritt wurde ein besonderes Augenmerk auf die Erkenntnisse aus der Obduktion zur Rekonstruktion des Unfallherganges gelegt.
Von insgesamt 1 887 Obduktionen im Untersuchungszeitraum entfielen 163 Fälle auf tödlich verunglückte Straßenverkehrsteilnehmer, wovon in 157 Fällen ein Kausalzusammenhang zwischen Unfallereignis und Tod nachgewiesen werden konnte. Deren statistische Auswertung ergab für das Gesamtkollektiv 58 (≈ 36,94 %) weibliche und 99 (≈ 63,06 %) männliche Todesopfer. Weibliche Verkehrstote waren gegenüber den männlichen in nahezu allen Unfallgruppen unterrepräsentiert. Die meisten Personen starben in der Altersklasse der 20- bis 24-Jährigen (Anzahl n = 21). Weibliche Personen verstarben durchschnittlich mit ungefähr 61 Jahren, männliche mit etwa 46 Jahren, bei einer für beide Geschlechter mittleren Überlebenszeit von 2,35 Tagen (n = 157 – 1; ein stark abweichender Wert wurde nicht berücksichtigt). 123 Personen starben inner-halb des ersten Tages an den Unfallfolgen. Unter allen Untersuchten verunglückten die meisten bei Tageslicht und trockener Fahrbahn (n = 59). Die Hauptunfallmonate waren August (n = 17) und Dezember (n = 17). In 61 Fällen waren die Getöteten selbst die Unfallverursacher. Von den auf Alkohol hin untersuchten 126 Getöteten waren 35 Personen alkoholisiert (ab 0,21 ‰ bis 2,9 ‰ Blutalkoholkonzentration). 50 der 157 Unfallopfer wurden auf Medikamente und weitere toxische Substanzen gescreent. Von 18 positiv getesteten Personen musste bei 8 aufgrund der jeweils bei der Obduktion fest-gestellten Blutkonzentration von einer Bewusstseinsbeeinträchtigung zum Unfallzeit-punkt ausgegangen werden. Mit ungefähr 42,68 % waren PKW-Unfälle mit 67 Getöteten unter allen untersuchten Unfallarten am häufigsten vertreten. Die Haupttodesursache im Gesamtkollektiv war das Polytrauma (n = 67), gefolgt vom Schädelhirntrauma (n = 51). Prozentual am häufigsten verstarben mit etwa 46,67 % Kraftradfahrer an den Folgen eines Polytraumas (n = 7). Mit 55 % starben Fahrradfahrer prozentual am häufigsten aufgrund eines Schädelhirntraumas (n = 11). Durch die Obduktionen der Leichname konnte die Rechtsmedizin innerhalb des untersuchten Kollektivs vor allem in den Unfallgruppen der PKW-, Fußgänger-, Kraftrad- und Fahrradunfälle entscheidende Beiträge zur Rekonstruktion und Klärung rechtsrelevanter Fragen liefern. Hier zeigten sich vor allem Gurtmarken der PKW-Insassen, Verletzungen, die auf die Geh-richtungen der Fußgänger schließen ließen, Zeichen von Überrollen und/oder Überfahren der Fußgänger sowie Schädelhirntraumata der Kraftrad- und Fahrradfahrer als besonders relevant.
Pankreaskarzinome zählen zu den aggressivsten Tumorentitäten, metastasieren früh und haben eine sehr schlechte Prognose. Aktuellen Untersuchungen zufolge liegt die Fünf-Jahres-Überlebensrate nach einem in kurativer Absicht durchgeführten Eingriff mit anschließender Chemotherapie bei ca. 20 bis 30 %. Bedingt durch die meist erst sehr spät einsetzenden Frühsymptome sind zum Zeitpunkt der Diagnosestellung jedoch nur noch 10 bis 20 % der Tumoren operabel. Chronischer Stress könnte diese Prognose zusätzlich verschlechtern.
In dieser Arbeit wurde in vivo in einem murinen, syngenen und immunkompetenten Pankreaskarzinommodell mittels magnetresonanztomographischer Bildgebung untersucht, ob sich chronischer Stress auf die Tumorprogression eines orthotop implantierten Pankreaskarzinoms bei C57BL/6-Mäusen und deren Prognose auswirkte. Die Stressquantifizierung ließ sich über die Erfassung eines Stressscores und mittels Messung von Corticosteron aus dem Serum der Mäuse eindeutig validieren. Immunhistochemisch wurde die Expression der Matrixmetalloproteinase-9 im Tumorstroma untersucht.
Die Ergebnisse zeigten ein durch Stress induziertes schnelleres Tumorwachstum mit konsekutiv schlechterer Überlebensprognose. Eine unselektive β-Rezeptoren-Blockade mittels Propranolol reduzierte die in dieser Arbeit beschriebenen negativen Auswirkungen von Stress signifikant und verlängerte das Überleben der tumortragenden Versuchstiere unter Stressbedingungen. Die immunhistochemische Aufarbeitung zeigte eine vermehrte MMP-9-Expression im Tumorstroma unter Stressbedingungen.
Die Blockade der β-Rezeptoren wäre zukünftig eine mögliche additive therapeutische Maßnahme, und erste klinisch retrospektive Kohortenstudien legen nahe, dass β-Blocker die Prognose von Tumorerkrankungen positiv beeinflussen können. Zukünftig könnte eine weitere intensive Erforschung stressassoziierter Auswirkungen und Signalkaskaden zum Verständnis und zur Weiterentwicklung dieser vielversprechenden therapeutischen Ansätze beitragen.
Being the victim of traumatizing events has consequences that can lead to wellknown mental disorders, such as depression. However, newest studies show that these events do not only affect the victims’ behavior, but also the expression levels of specific genes in their blood and in their brain. Latest research discovered little pieces of RNA in the cells that were long thought to be genetic junk. Nevertheless, these so-called miRNAs can regulate the expression of multiple genes, thus modulating metabolism and cell functioning. The aim of this study was to see if childhood traumatization led to a set of differentially expressed miRNA profiles in the peripheral blood. For this, we used subjects from the SHIP trend cohort, who had previously answered various questionnaires, among them the Childhood Trauma Questionnaire and the Patients Health Questionnaire-9 and analyzed the miRNAs in their blood to find out whether there was an association between the score and the dysregulation of certain miRNAs. Furthermore, we selected 5 different independent variables: PHQ-trend, CTQ score, as well as its subscales Abuse and Neglect, and Major Depressive Disorder lifetime prevalence. The analyses showed a set of up- or downregulated miRNAs in the blood. In a second step, we tried to replicate our results comparing them to results in the literature. Some of the significantly dysregulated miRNAs had previously been described as key players in the pathogenesis of MDD, a few even displaying similar results to ours. The next step was to see if the significant miRNAs had common target genes and if these had been described in the literature as having an influence on MDD, showing positive results. One last step was to see if there were also common biological pathways that were modulated by the differentially expressed miRNA. This analysis did not show promising results since there were almost no brain pathways among the results. For future studies, it will be necessary to validate our results using a clinical sample, such as GANI_MED, where the prevalence of childhood traumatization, as well as MDD, is much higher. By doing this, new possibilities of trauma treatment through modulation of epigenetic pathways could arise. If childhood traumatization leads to a set of dysregulated miRNAs that can end in a positive diagnosis of MDD in adulthood, what effects could have a targeted miRNA therapy on the pathogenesis of these psychiatric disorders?
To enable control of African swine fever (ASF) in Eastern and Southern Africa, prototype live vaccine candidates were generated by targeted gene deletions from a Kenyan genotype IX ASF virus (ASFV). It was attempted to delete known nonessential genes involved in virulence (encoding TK, dUTPase, CD2v, 9GL), possibly essential genes (p12, pA104R, ribonucleotide reductase), and genes with widely unknown functions (pK145R). Isolation of the desired virus recombinants by plaque assays or limiting dilutions on a wild boar lung cell line (WSL-HP) was facilitated by substitutive reporter gene insertions encoding fluorescent proteins (GFP, DsRed), or the human membrane protein CD4. The latter protein permitted enrichment of recombinant virus particles by magnetic activated cell sorting (MACS). The isolated ASFV recombinants were characterized by PCR and sequencing of the mutated genome parts, and replication kinetics and virus spread in cell culture were investigated. Deletion of TK, CD2v, or pK145R had no detectable effect on in vitro growth of ASFV Kenya. Interestingly, virus mutants lacking the DNA binding protein pA104R which has been considered to be essential for DNA replication, also exhibited almost wild type-like growth properties.
In contrast, ASFV mutants lacking ribonucleotide reductase or p12 could not be purified to homogeneity on WSL-HP cells, indicating these proteins are essential for virus replication in cell culture. Therefore, trans-complementing cells lines stably expressing ASFV p12 have been prepared which can now be used for mutant virus purification. If this approach is successful the resulting defective mutant ASFV Kenya-p12 might be suitable as a safe “disabled in second cycle” (DISC) live vaccine in swine.
In a novel approach to improve reverse genetics of ASFV the CRISPR/Cas9 cell line WSL-gRp30 (Hübner et al., 2018a) was co-transfected with genomic DNA of ASFV-KenyaCD2vDsRed, sgRNA plasmids targeting K145R or 9GL, and GFP-expressing recombination plasmids for homology-directed repair. For booting up of the noninfectious virus genome the cells were infected with phylogenetically distant helper virus (genotype II ASFV Armenia, 84% identity) which was selectively inhibited on the used cell line. The desired double-fluorescent double-deletion mutants could be isolated after few plaque purification steps on selective WSL-gRp30 cells. Next generation sequence (NGS) analyses of reconstituted ASFV Kenya genomes showed that no unwanted recombination with the helper virus occurred, indicating that the method might be also suitable for booting of synthetic ASFV genomes cloned and mutagenized in E. coli or yeast.
The modified CRISPR/Cas9 system of S. pyogenes might be also usable for generation of ASFV resistant pigs. To evaluate this alternative control measure WSL cell clones stably expressing Cas9 nuclease and single or multiple sgRNAs against essential ASFV proteins were prepared and tested for their susceptibility to infection. Strain specific sgRNAs targeting the p30 gene of ASFV Kenya or Armenia selectively inhibited the respective viruses, and a p12 gene-specific sgRNA abrogated replication of both genotypes almost completely. Interestingly, coexpression of four ASFV-specific sgRNAs did not enhance virus inhibition, but might help to reduce the frequency of escape mutants which were occasionally isolated from the single sgRNA-expressing cells, and exhibited silent base substitutions or in-frame deletions within the target genes. First attempts to express the in vitro tested CRISPR/Cas9 constructs in transgenic pigs are in progress.
CRISPR/Cas9 supported rescue of a defective BAC clone of pseudorabies virus (PrV) vaccine strain Bartha (Hübner et al., 2018b) was used to develop putative vectored vaccines against ASFV. In the present study expression cassettes for the codon-optimized p12 and p54 genes of ASFV were successfully inserted into the PrV genome. The insertions did not significantly affect PrV recombination in cell culture, and the transgenes were expressed at similar levels as in ASFV-infected cells. It has to be tested whether coinfection with vector constructs for these and other immunogenic ASFV proteins is able to protect pigs against a lethal challenge.
For characterization of the generated ASFV mutants and PrV vector constructs, monospecific antisera against several ASFV gene products (p11.5, p12, p54, pK145R, p285L) were prepared by immunization of rabbits with bacterial GST fusion proteins. The anti-p12 serum showed only weak and strain-specific reactions with the ASFV Kenya protein, but was nevertheless useful for identification of p12-expressing PrV recombinants and WSL cell lines. All other sera showed satisfying reactions in Western blot and mostly immunofluorescence analyses, and allowed i.a. precise localization of the pK145R and p285L proteins in ASFV-infected cells and virions (Hübner et al., 2019).
Experience in the construction of optimized stellarators shows the coil system is a significant challenge. The precision necessary allow the generation of accurate flux surfaces in recent experiments affected both cost and schedule negatively. Moreover, recent experiments at Wendelstein 7-X have shown that small field corrections were necessary for the operation of specific desired magnetic configurations. Therefore, robust magnetic configurations in terms of coil geometry and assembly tolerances have a high potential to facilitate swifter and less expensive construction of future, optimized stellarators. We present a new coil optimization technique that is designed to seek out coil configurations that are resilient against 3D coil displacements. This stochastic version of stellarator coil optimization uses the sampling average approach to incorporate an iterative perturbation analysis into the optimization routine. The result is a robust magnetic configuration that simultaneously reproduces the target magnetic field more accurately and leads to a better fusion performing coil configuration.
Objectives: To examine the association between third molars and orofacial pain. We hypothesized that impacted third molars are a cause of orofacial pain.
Methods: Magnetic resonance images of 1808 participants from two populationbased cohorts from Northeastern Germany were analysed to define the status of third molars according to the Pell and Gregory classification. A self-reported questionnaire and a clinical dental examination were used to detect chronic and acute complaints of orofacial pain, masticatory muscle pain, migraine and other types of headache. Logistic regression models were used to analyse the associations between third molar status and orofacial pain.
Results: Individuals with impacted third molars in the maxilla had a higher chance of chronic orofacial pain than those with erupted third molars (odds ratio 2.19; 95% CI 1.19-4.02). No such association was detected for third molars in the lower jaw. Third molars were not associated with masticatory muscle pain, migraine or other types of headache.
Conclusions: Impacted maxillary third molars might be a cause of chronic orofacial pain. Thus, physicians should consider the eruption/impaction status of third molars in their decision-making process when treating patients who complain of orofacial pain.
Given a manifold with a string structure, we construct a spinor bundle on its loop space. Our construction is in analogy with the usual construction of a spinor bundle on a spin manifold, but necessarily makes use of tools from infinite dimensional geometry. We equip this spinor bundle on loop space with an action of a bundle of Clifford algebras. Given two smooth loops in our string manifold that share a segment, we can construct a third loop by deleting this segment. If this third loop is smooth, then we say that the original pair of loops is a pair of compatible loops. It is well-known that this operation of fusing compatible loops is important if one wants to understand the geometry of a manifold through its loop space. In this work, we explain in detail how the spinor bundle on loop space behaves with respect to fusion of compatible loops. To wit, we construct a family of fusion isomorphisms indexed by pairs of compatible loops in our string manifold. Each of these fusion isomorphisms is an isomorphism from the relative tensor product of the fibres of the spinor bundle over its index pair of compatible loops to the fibre over the loop that is the result of fusing the index pair. The construction of a spinor bundle on loop space equipped with a fusion product as above was proposed by Stolz and Teichner with the goal of studying the Dirac operator on loop space". Our construction combines facets of the theory of bimodules for von Neumann algebras, infinite dimensional manifolds, and Lie groups and their representations. We moreover place our spinor bundle on loop space in the context of bundle gerbes and bundle gerbe modules.
Abstract
In this work we investigated immunological mechanisms involved in the onset of PE, a multifactorial pregnancy related disease of global importance. The clinical symptoms range from de novo hypertension, renal and hepatic damage, to IUGR and convulsions (eclampsia). An imbalance between vasospastic and vasodilatory mediators, leading to generalized endothelial dysfunction, is most probable responsible for the onset of the disorder. Autoimmune reactions provoked by the semi-allogen fetus have also been postulated as a possible cause. Preterm delivery is the only curative therapie available.
Our focus was on a subset of B lymphocytes, the CD19+ CD5+ B1-a B cells. These cells belong to the innate immune system and produce natural polyreactive (and possibly autoreactive) antibodies such as AT1-AA but also different cytokines. In the context of PE it has been reported that B1-a B cells in the peripheral blood are augmented. Female sex hormones, pregnancy associated hCG and its isoform h-HCG modulate the immune functions in pregnancy and thus may be involved in the development of PE. Cytokine production patterns of B1-a B cells and the impact of female sex hormones were analyzed.
For our experiments an established mouse model for immunological pregnancy loss (CBA/J x DBA/2J model) was used. Aditionally, isolated human peripheral blood B1-a B cells were used.
In the mouse model we could demonstrate that in vivo transferred B1-a B cells induced deposits in the mothers’ kidneys, correlating with renal damage. Secretion patterns of the cytokines IL10, IFN-γ, TNF-α and IL17 in disturbed pregnancies were altered as measured by FACS or MBAA respectively. Our data revealed an increased expression of anti-inflammatory IL10 in normal pregnant mice.
The activation levels of human and murine B1-a B cells (as recorded by CD69 and CD86 expression) were influenced by female sex hormones in a dose-dependent manner. In humans, recombinant h-HCG had a strong capacity to activate B1-a B cells. PG exerted a comparable effect on murine B1-a B cells.
We provide further evidence for a possible autoimmune component in the pathogenesis of PE. B1-a B cell involvement might include AA secretion as well as cytokine production. H-HCG emerges as a potentially important factor for human B1-a B cell activation in vitro.
Cardiovascular diseases are the most common cause of death in industrial nations. The basis of these diseases is a dysfunction in the interaction between the cells the heart is composed of. The main types of cells making up the human heart are cardiomyocytes that build the myocardium and provide the contraction properties, endothelial cells that delimit the blood flowing through the inner chambers and coronary arteries from the myocardial tissue, and fibroblasts, which build the connective tissue. A common process in the development of cardiovascular diseases is the formation of fibrosis due to injury of the endothelium and subsequent infiltration of the cardiac tissue by immune cells, and inflammatory agents like cytokines. Cytokines exert different functions in cardiac cells. Tumor necrosis factor α (TNFα) is an inducer of apoptosis. Transforming growth factor ß (TGFß) is known for activation of proliferation. Other cytokines like C-X-C motif chemokine 11 (CXCL11), interleukin-6 (IL-6), or brain-derived neurotrophic factor (BDNF) have not yet been investigated or their impact on such cells is unknown. Eventually, however, fibrotic scar tissue arises from the transition from fibroblasts to myofibroblasts leading to a stiffening of the cardiac muscle and impaired pump function. In order to prevent the occurrence of these events the balance of proliferation, migration, and differentiation of cardiac cells needs to be controlled very delicately.
The mechanisms controlling these interactions are still not well understood, which is why this work aimed at the elucidation of molecular mechanisms within the three main cell types that might play a role in the regulation of cardiac function. A proteomic approach using mass spectrometry was used to identify alterations in protein levels that could provide hints about the involved pathways and find new players as candidates for more detailed investigation. Initially, the proteomic composition of HL-1 cardiomyocytes, L929 fibroblasts, and human umbilical vein endothelial cells (HUVECs) that were cultivated in standard growth conditions without stress was investigated. Half of the total protein intensity was made up by only 42 to 53 proteins, depending on the cell type. More than a third of all proteins were identified in all three cell types, which may be proteins performing common cell functions. Indeed, the proteins displaying the highest abundance seem to be predominantly involved in such common cellular functions as the regulation of glucose metabolism or the cytoskeleton. More specific functions like heart development and muscle contraction were found enriched in cardiomyocytes as were mitochondrial proteins. The proportion of proteins with extracellular localization and function was higher in fibroblasts and endothelial cells.
Secondly, the impact of cytokines on the proliferative behavior and the proteomic composition of cardiomyocytes and fibroblasts was analyzed. HL-1 cardiomyocytes and L929 fibroblasts were treated with different concentrations of cytokines with a cytotoxic, proliferative, or yet unknown effect on these cells. While HL-1 cells exhibited no macroscopic reaction to any of the cytokines used, cytotoxic/growth inhibitory (TNFα, CXCL11) and proliferative (TGFß, IL6, BDNF) effects were observed for L929 cells. The latter also showed CXCL11-induced upregulated EIF2 signaling, pointing to a higher need of protein synthesis.
The third aim was the examination of proteome adaptations in endothelial cells due to different kinds of stress, as these cells are the first line of defense against inflammatory agents or injury and therefore prone to wounding. The role of the growth factors vascular endothelial growth factor (VEGF) and basic fibroblast growth factor (bFGF) in wounding and starvation was another object of this study as they are known for their angiogenic and cell survival supporting properties. Additionally, the impact of the cellular sex on the response to stress and growth factors was examined, because a person’s sex plays an important role in susceptibility, risk factors, and outcome of cardiovascular diseases. This has mainly been attributed to the different hormone levels, especially the higher levels of estrogen in premenopausal women, which exerts cardioprotective properties, but also genetic background was reported to play an important role. Only few studies that examined the molecular properties of HUVECs considered the cellular sex and if so, the genetic bias of unrelated samples was not taken into account. This is why Lorenz and colleagues at the Charité in Berlin collected HUVECs from newborn twins of opposite sex, cultivated them without stress in standard growth medium, exposed them to wounding and serum starvation, and investigated the impact of the growth factors and the sex on migrational behavior and metabolic issues. The current work focused on the alterations of not only the intra- but also the extracellular proteome, because paracrine signaling is crucial for intercellular communication in order to cope with stress. General differences between male and female cells were observed for proteins encoded on the X chromosome with higher levels in females (DDX3X, UBA1, EIF1AX, RPS4X, HDHD1), except for one protein with higher levels in male cells (G6PD). A Y-chromosomal protein was, for the first time, identified in endothelial cells (DDX3Y). Wounding, starvation, and growth factor treatment led to alterations and sex-specific different levels in an unexpectedly high number of proteins, with VEGF showing a stronger impact than bFGF. Many proteins with alterations observed without taking the sex into account, were actually only changed in male or female cells. Some proteins were regulated in opposite directions, or growth factors inhibited their secretion in a sex-specific way by unknown mechanisms. Tissue factor pathway inhibitor 2 (TFPI2) should be emphasized as a protein with sex-specific differences, especially in the extracellular space and with increased levels after starvation and VEGF treatment. These observations suggest a temporal lack in TFPI2 synthesis and secretion in male cells, which might explain the enhanced adaptation of females to wounding.
The results of this work lay the basis for future investigation by providing a database of intra- and extracellular proteome changes due to different environmental circumstances. It strongly suggests the investigation of male and female HUVECs, and other cells, separately to avoid the impact of the sex observed in this work. Essentially, the observations suggest a number of candidate proteins for more detailed investigations of endothelial and cardiovascular diseases.
Reactive species play an essential role in orchestrating wound healing responses. They act as secondary messengers and drive redox-signaling pathways that are involved in the hemostatic, inflammatory, proliferative and remodeling phases of wound healing. Cold plasma produces a profusion of short- and long-lived redox species that promotes wound healing, however, until today, the knowledge of CAP mediated wound healing remained scarce. In this thesis, CAP mediated wound healing mechanism and their effect on extracellular matrix and adhesion molecules have been investigated. To this end, a keratinocyte cell line (HaCaT), skin fibroblast cell line (GM Fbs) and an in vitro coculture model including both HaCaT and GM Fbs at a 2:1 ratio, were employed to investigate the cross talk between these two skin cell types.
We examined the impact of CAP on extracellular matrix proteins and cell adhesion molecules in GM Fbs and observed a significant impact of cold plasma treatment on the expression level of collagen moieties, cell adhesion molecule like integrin, cadherin, versican, MMPs as well as extracellular matrix proteins.
Moreover, scratch assays with monocultures of HaCaT, GM Fbs and coculture of these two cell types were performed. We detected that, CAP accelerated the migratory capability of HaCaT cells cocultured with fibroblasts. In fact, compared to HaCaT monoculture, a significant acceleration on cell migration was observed in coculture upon CAP treatment. NAC, a potent antioxidant could abrogate this CAP-stimulated cell migration in coculture, further pointing towards the importance of well-orchestrated reactive species in wound healing. To better understand this CAP-mediated effect on cell migration, we examined the signaling pathways involved in tissue homeostasis and regeneration. We checked the HIPPO signaling pathway and observed an upregulation of several signaling molecules at transcriptional level in GM Fbs upon CAP treatment.
YAP is the central nuclear executer of HIPPO signaling pathway. YAP was upregulated in both HaCaT cells and GM Fbs. The major downstream effectors of the HIPPO signaling pathway (CTGF and Cyr61) were also upregulated in dermal fibroblasts at both transcriptional and protein level. However, administration of antioxidant NAC inhibited CAP-mediated wound healing and abrogated the gene expression of the HIPPO downstream effectors. These results confirm that the upregulation of YAP-CTGF-CYR61 axis is due to CAP-generated redox species. In HaCaT cells, both CTGF and Cyr61 was minimally transcribed. Even though CTGF was rarely detected in HaCaT cells on the protein level,Cyr61 remained undetected. This again shows the importance of the cross talk between fibroblasts and keratinocytes.
The coculture with the inclusion of fibroblasts showed an accelerated migration rate, compared to HaCaT monoculture which specifies a cross talk between these two cell types. Thus, monoculture of HaCaT cells were incubated with CAP-treated and untreated fibroblast conditioned medium. Interestingly, we observed that HaCaT cells exhibited an improved cell migration rate when incubated with CAP-treated fibroblast-conditioned media compared to that observed after incubation with untreated media. Upon investigation, an induction of CTGF and Cyr61 secretion was observed upon CAP treatment in the fibroblast-conditioned media. Furthermore, exposure to recombinant CTGF and Cyr61 could also significantly improve HaCaT cell migration which confirms that CAP mediated accelerated cell migration is due to activation of YAP-CTGF-Cyr61 axis.
In conclusion, this study revealed a completely new mechanical insight of CAP mediated wound healing. Along with several other ECM molecules, CAP activates a regenerative signaling pathway i.e., HIPPO signaling pathway in dermal fibroblasts at the onset of wound healing. Dermal fibroblasts drive a paracrine interaction by secreting CTGF and Cyr61 in close vicinity of wound, resulting in accelerated keratinocyte migration and wound healing in coculture.
Purpose:
To examine the prevalence of the so-called bovine aortic arch variation (common origin of the brachiocephalic trunk and the left common carotid artery) in embolic stroke patients, compared with a control group.
Methods:
Aortic arch branching patterns were retrospectively evaluated in 474 individuals with (n = 152) and without (n = 322) acute embolic stroke of the anterior circulation. Contrast-enhanced CT scans of the chest and neck (arterial contrast phase, 1–2- mm slice thickness) were used to evaluate aortic arch anatomy. The stroke cohort included 152 patients who were treated for embolic strokes of the anterior circulation between 2008 and 2018. A total of 322 randomly selected patients who had received thoracic CT angiographies within the same time frame were included as a control group.
Results:
With a prevalence of 25.7%, the bovine aortic arch variant was significantly more common among patients suffering from embolic strokes, compared with 17.1% of control patients (p = 0.039, OR = 1.67, 95%CI = 1.05–1.97). Stroke patients were more likely to show the bovine arch subtype B (left common carotid artery originating from the brachiocephalic trunk instead of the aortic arch) (10.5% vs. 5.0%, p = 0.039, OR = 2.25, 95%CI = 1.09–4.63), while subtype A (V-shaped common aortic origin of the brachiocephalic trunk and the left carotid) was similarly common in both groups. There was no significant difference regarding the frequency of other commonly observed variant branching patterns of the aortic arch.
Conclusion:
The bovine aortic arch, particularly the bovine arch subtype B, was significantly more common among embolic stroke patients. This might be due to altered hemodynamic properties within the bovine arch.
Sirtuine stellen eine Familie der Lysin-Deacetylasen dar, die sich durch Verwendung des Kofaktors NAD+ auszeichnen und an der Regulation zentraler zellulärer Prozesse, wie beispielsweise der Gentranskription, der Apoptose und des Energiestoffwechsels, beteiligt sind. Basierend auf einer mäßig aktiven, stilbenoiden Leitstruktur mit schwach ausgeprägter Isoenzym-Selektivität wurden verschiedene Strukturanaloga synthetisiert und deren Einfluss auf die Deacetylase-Aktivität der humanen Sirtuine Sirt1–3 ermittelt. Azologisierung der Leitstruktur führte weiterhin zu Phenylazopyridinen sowie Azobenzenen, deren Eignung als molekulare Sirtuin-Photoschalter anhand der photophysikalischen Eigenschaften und des photochemischen Verhaltens in wässriger Umgebung bestimmt wurde. Einige Verbindungen zeigten eine submikromolare inhibitorische Aktivität im thermischen Gleichgewicht, welche durch Bestrahlung mit UV-Licht um das Vierfache verringert werden konnte. Langkettige Fettsäure-Derivate führten hingegen zu hochselektiven Sirt2-Inhibitoren, deren biologische Aktivität sich durch eine lichtabhängige Steigerung der wässrigen Löslichkeit induzieren ließ.
This thesis contains studies on a special class of topological insulators, so called anomalous Floquet topological insulators, which exclusively occur in periodically driven systems. At the boundary of an anomalous Floquet topological insulator, topologically protected transport occurs even though all of the Floquet bands are topologically trivial. This is in stark contrast to ordinary topological insulators of both static and Floquet type, where the topological invariants of the bulk bands completely determine the chiral boundary states via the bulk-boundary correspondence. In anomalous Floquet topological insulators, the boundary states are instead characterized by bulk invariants that account for the full dynamical evolution of the Floquet system.
Here, we explore the interplay between topology, symmetry, and non-Hermiticity in two-dimensional anomalous Floquet topological insulators. The central results of this exploration are (i) new expressions for the topological invariants of symmetry-protected anomalous Floquet topological phases which can be efficiently computed numerically, (ii) the construction of a universal driving protocol for symmetry-protected anomalous Floquet topological phases and its experimental implementation in photonic waveguide lattices, (iii) the discovery of non-Hermitian boundary state engineering which provides unprecedented possibilities to control and manipulate the topological transport of anomalous Floquet topological insulators.
G-quadruplexes (G4s) have been in the focus of research in the last decades for their regulatory roles in vivo and for their use in nano- and biotechnology. However, an understanding of the various factors that drive a particular quadruplex fold remains limited, challenging rational therapeutic targeting and design of these tetrahelical structures. In this regard, insights from modified G-quadruplexes may help to deepen our knowledge of G-quadruplex structure. In this dissertation, sugar-modified guanosine analogs are exploited for their altered conformational preferences regarding both glycosidic bond angle and sugar pucker by their incorporation into different syn positions of the G-core of a model G-quadruplex. Induced structural perturbations as characterized by NMR spectroscopy range from a local change in tetrad polarity to a complete refolding into an unusual structure with a V-shaped loop, a unique G4 structural element in the focus of this work. Detailed conformational analysis of the introduced G analogs and high-resolution structures of the modified quadruplexes reveal a complex interplay of glycosidic torsion angle, sugar pucker preferences and local interactions, which may all play a leading role in driving G4 folding.
Subjektives Stresserleben und dessen objektive Erfassung mittels des Antioxidativen Potentials
(2020)
Die Gefährdungsbeurteilung psychischer Belastungen ist seit der Novellierung des Arbeitsschutzgesetzes im Jahr 2013 für jeden Arbeitgeber Pflicht. Das stellt die Verantwortlichen Akteure des Arbeits- und Gesundheitsschutzes vor große Herausforderungen hinsichtlich der praktischen Umsetzung (Bamberg & Mohr, 2016), da der Gesetzgeber offengelassen hat, wie genau die Gefährdungsbeurteilung umzusetzen ist. Empfehlungen zu geeigneten Verfahren, wie sie in der DIN EN ISO 10075-3 formuliert werden, sind insofern kritisch zu bewerten, als dass von geeigneten Instrumenten neben der Erfassung der psychischen Belastung zudem die Erfassung der psychischen Beanspruchung gefordert wird. Dies kann vor allem bei schriftlichen Befragungen zu Verzerrungen führen (Podsakoff, Mackenzie, Lee & Podsakoff, 2003; Specter, 2006). Hier könnten parallel zu den Befragungsinstrumenten eingesetzte physiologische Maße Abhilfe schaffen.
Mit dieser Arbeit sollte die Eignung des Antioxidativen Potentials (AOP) als Indikator des oxidativen Stresses zur objektiven Erfassung des subjektiven Stresserlebens überprüft werden. Dazu wurden sechs Studien in unterschiedlichen Settings durchgeführt. Sie sollten die Zusammenhänge zwischen AOP, subjektivem Stresserleben und der Ernährung untersuchen. In keiner der Studien konnte das angenommene Wirkmuster vollständig bestätigt werden. Vielmehr ließen sich teils konträre Wirkrichtungen feststellen, so dass die Befundlage als inkonsistent bezeichnet werden muss. Ungeachtet methodischer Limitationen der Studien, verdeutlichen die Ergebnisse vor allem den hohen Forschungsbedarf der bezüglich der Wechselwirkungen von psychischen, physiologischen und behavioralen Prozessen in diesem Bereich noch besteht.
Zusammenfassend und basierend auf den durchgeführten Studien muss daher festgestellt werden, dass das AOP nicht als objektiver Parameter zur Erfassung des subjektiven Stresserlebens geeignet ist.
The active screen plasma nitrocarburizing (ASPNC) technology is a state-of-the-art plasma-assisted heat treatment for improving surface hardness and wear resistance of metallic workpieces based on thermochemical diffusion. In comparison to conventional plasma nitrocarburizing, the use of an active screen (AS) improves thermal homogeinity at the workload and reduces soot formation. Further it can serve as a chemical source for the plasma processes, e.g. by use of an AS made of carbon-fibre reinforced carbon. This compilation of studies investigates the plasma-chemical composition of industrial- and laboratory-scale ASPNC plasmas, predominantly using in-situ laser absorption spectroscopy with lead-salt tuneable diode lasers, external-cavity quantum cascade lasers, and a frequency comb. In this way the temperatures and concentrations of the dominant stable molecular species HCN, NH3, CH4, C2H2, and CO, as well as of less prevelant species, were recorded as functions of e.g. the pressure, the applied plasma power, the total feed gas flow and its composition. Additionally, the diagnostics were applied to a chemically similar plasma-assisted process for diamond deposition.
Resulting from this thesis are new insights into the practical application of an AS made of CFC, the plasma-chemistry involving hydrogen, nitrogen, and carbon, and the particular role of CO as an indicator for reactor contamination. The effect of the feed gas composition on the resulting nitrogen- and carbon-expanded austenite layers was proven by combination of in-situ laser absorption spectroscopy with post-treatment surface diagnostics. Furthermore this work marks the first use of frequency comb spectroscopy with sub-nominally resolved Michelson interferometry for investigation of a low-pressure molecular discharge. This way the rotational bands of multiple species were simultaneously measured, resulting in temperature information at a precision hitherto not reached in the field of nitrocarburizing plasmas.
Der Kernexport neusynthetisierter Kapside stellt einen Schlüsselprozess in der Herpesvirus-Replikation dar. Die zugrundeliegenden Mechanismen dieser Vesikel-vermittelten Translokation sind jedoch noch nicht vollständig verstanden. Der nuclear egress wird dabei maßgeblich von zwei viralen Proteinen dirigiert, die in PrV und HSV-1/-2 als pUL31 und pUL34 bezeichnet werden und in allen Herpesviren konserviert sind. Beide Proteine interagieren an der inneren Kernmembran, wo sie den sogenannten nuclear egress complex (NEC) bilden. Während pUL34 ein membranständiges Protein in der Kernmembran ist, gelangt das lösliche pUL31 über einen aktiven Transport in den Kern. Obwohl der erste Schritt der Freisetzung aus dem Kern, die Vesikelbildung und Abschnürung an der inneren Kernmembran, schon gut untersucht ist und auch die Kristallstrukturen des NEC für verschiedene Herpesviren ermittelt werden konnte, sind noch viele Fragen offen. So war zu Beginn dieser Arbeit noch unklar wie die Kapside in diese Hüllen rekrutiert werden und welche Rolle die nicht konservierte und offensichtlich flexible N-terminale Domäne von pUL31, die nicht in den Kristallstrukturen dargestellt werden konnte, für die Regulierung dieses Prozesses spielt. So konzentrierte sich diese Arbeit auf die Fragen, wie die Kapside mit dem NEC interagieren (Paper I und II) und wie der pUL31-N-Terminus diesen ungewöhnlichen Transportweg beeinflusst (Paper III).
Paper I und II: Untersuchungen zur Nukleokapsid/NEC Interaktion
Unklar ist, wie der NEC mit seiner Fracht, den Nukleokapsiden, interagiert. Auf Grundlage der vorhandenen Kristallstrukturen des Komplexes unterschiedlicher Herpesviren wurde eine Interaktionsdomäne in pUL31 postuliert und angenommen, dass dies mittels elektrostatischer Wechselwirkungen erfolgt. Um dies näher zu untersuchen, wurden in dieser Arbeit geladene Aminosäuren, die als mögliche Interaktionspartner in Frage kommen, zu Alanin mutiert. Die so generierten pUL31 Mutanten wurden, nach Transfektion entsprechender Expressionsplasmide in Kaninchennierenzellen (RK13), auf ihre Lokalisation und nach Koexpression mit pUL34 auf Interaktion getestet. Die Funktionalität der mutierten Proteine während der Virusreplikation wurde mit Hilfe stabiler Zelllinien nach Infektion mit PrV-∆UL31 untersucht. Über elektronenmikroskopische Analysen wurde der Einfluss auf den Kernexport im Detail betrachtet. Hierbei konnte einem konservierten Lysin an Position 242 in PrV pUL31 im Prozess der Kapsidumhüllung eine Schlüsselrolle zugeordnet werden. Dieses Lysin befindet sich im membrandistalen Bereich des NECs, in der Alphahelix H10 von PrV pUL31. Die Substitution des K242 zu Alanin führte zu einem Abschnüren und einer Akkumulation leerer, Virushüllen-ähnlicher Vesikel im PNS, obwohl reife Kapside im Kern und in unmittelbarer Nähe zu den Akkumulationen vorhanden waren. Dies führte zu der Hypothese, dass die Ladung des Lysins direkt an der Interaktion mit dem Kapsid beteiligt ist (Paper I).
Obwohl das Lysin 242 in der Struktur des Dimers oberflächenexponiert erschien, zeigten Modellierungen im NEC Oligomer, dass diese Aminosäure vermutlich zu tief in der Struktur verborgen ist um als direkter Interaktionspartner in Frage zu kommen. Um die im vorherigen Paper aufgestellte Hypothese zu verifizieren oder auch zu widerlegen, wurde das Lysin nicht nur durch Alanin, sondern auch durch andere nicht geladene, sowohl positiv als auch negativ geladene oder in ihrer Größe variierende Aminosäuren substituiert (Paper II).
Die neu generierten Substitutionsmutanten wurden nach Transfektion der Expressionsplasmide auf ihre Lokalisation und nach Kotransfektion mit pUL34, auf ihre Interaktion untersucht. Die Funktionalität der mutierten Proteine wurde ebenfalls mit Hilfe stabil exprimierender Zelllinien analysiert. Die vorliegenden Phänotypen wurden weiter mittels elektronenmikroskopischer Analysen bestimmt. Es stellte sich heraus, dass unabhängig von der vorhandenen Ladung der Aminosäure an Position 242 der Kernexport signifikant beeinträchtigt wurde. In Strukturanalysen der einzelnen Mutanten zeigte sich, dass vielmehr die Ausrichtung und Größe der Seitenkette der ersetzten Aminosäure entscheidend war. So störte beispielsweise die Substitution zu Serin und Tyrosin, die die Lage der Seitenketten des ursprünglich vorliegenden Lysins imitierten, die Funktion des pUL31 am wenigsten und die Titer erreichten fast Wildtypwerte. Dagegen führten Substitutionen zu deutlich längeren Aminosäuren, wie Glutaminsäure oder Arginin, zu massiven Beeinträchtigungen des nuclear egress. Allerdings führte keine der Substitutionen zu einem unkontrollierten Abschnüren von Vesikeln ohne Aufnahme eines Kapsids an der inneren Kernmembran.
Die hier gezeigten Ergebnisse entkräfteten die Annahme einer elektrostatischen Interaktion über pUL31 K242 mit den Nukleokapsiden in PrV. Vielmehr deuteten sie auf eine strukturell basierte Störung der Kapsidaufnahme in die Vesikel hin (Paper II).
Mittels serieller Passagen von Virusmutanten die das UL31 mit der K242A Substitution exprimierten, wurde nach möglichen kompensatorischen (second-site) Mutationen gesucht, die den Defekt ausgleichen und darüber hinaus Aufschluss auf die molekularen Ursachen ziehen lassen.
Die generierten Virusrekombinanten erreichten bereits nach ca. 10 Passagen Wildtpy-ähnliche Titer. Aus den Passagen wurden verschiedene Isolate charakterisiert. Es zeigte sich zwar keine Reversion zum Lysin 242, vielmehr waren jedoch entweder weitere Mutationen in pUL31 oder in pUL34 zu finden. Während die detektierten pUL34 Mutationen zu einem späteren Zeitpunkt charakterisiert werden müssen, wurden die second-site mutierten pUL31 Proteine auf Lokalisation, Kolokalisation und Kompensation des K242A Defektes getestet. Die Ergebnisse bestärkten die Annahme eines Strukturdefektes durch K242A. Darüber hinaus konnten durch Rückmutation des K242A Defektes in den second-site mutierten pUL31 zwei Helices bestätigt werden (H5 und H11), die ähnlich der H10 einen starken Einfluss auf den Kernexport besitzen.
Die erhaltenen Ergebnisse zeigten, dass die Aminosäure an Position 242 nicht direkt mit den Nukleokapsiden interagiert, dass eingeführte Mutationen jedoch die Umorganisation des NEC-Oligomers, welche offensichtlich notwendig für die effiziente Kapsidumhüllung an der inneren Kernmembran ist, stört und so den nuclear egress inhibiert (Paper II).
Es zeigte sich, dass sich die Struktur-Funktions-Beziehungen in den NECs komplexer darstellen als vermutet. Die Ergebnisse dieser Arbeit können zwar nicht den Mechanismus des Kapsidexports bzw. der Kapsidbindung und -inkorporation aufklären doch zeigen sie, dass die Interaktionen der NECs miteinander sehr viel komplexer aber auch wesentlich flexibler sind als zunächst angenommen.
Paper III: Untersuchung der N-terminalen Domäne von PrV pUL31
Neben einem Kernlokalisationssignal (NLS) beherbergt der N-terminus verschiedener pUL31 Homologer auch zahlreiche vorhergesagte Phosphorylierungsstellen, die an der Regulation des Kernexportes beteiligt sind bzw. sein könnten. Dieser flexible N-terminale Bereich hat in PrV pUL31 eine Länge von 25 Aminosäuren, wobei auffallend viele basische Aminosäuren in Clustern und verschiedene mögliche Phosphorylierungsstellen enthalten sind. Computer-unterstütze Analysen (NLStradamus) erkennen in der Aminosäuresequenz ein bipartites NLS (AS 5-20). Um die Rolle des N-terminalen Bereiches in PrV pUL31 näher zu untersuchen, wurde dieser schrittweise verkürzt und die basischen Aminosäuren, sowie die möglichen Phosphorylierungsstellen, durch gerichtete Mutagenese durch Alanin ersetzt. Getestet wurden diese Mutanten nach Transfektion der entsprechenden Expressionsplasmide in RK13 Zellen auf ihre Lokalisation und, nach Koexpression von pUL34, auf Interaktion und der Umorganisation der Kernmembran. Über stabil-exprimierende Zelllinien und nach Infektion mit der UL31 negativen Virusmutante (PrV-∆UL31) wurde die Funktionalität in eplikationsassays und auch ultrastrukturell charakterisiert. Erstaunlicherweise zeigte sich, dass weder das bipartite NLS noch die vorhergesagten Phosphorylierungsstellen eine entscheidende Rolle spielen. Vielmehr konnte der größte Teil des N-Terminus ohne sichtbaren Funktionsverlust deletiert werden, sofern mindestens ein Cluster basischer Aminosäuren in dieser Region erhalten blieb. Die Ergebnisse zeigten, dass der basische Charakter dieser Region entscheidend für die korrekte Lokalisation, sowie für die Bildung und Funktionalität des NEC ist. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass die Phosphorylierung im N-Terminus von PrV pUL31, wie auch die roteinkinase pUS3, zwar nicht essenziell für die Freisetzung der Nukleokapside aus dem perinukleären Spalt sind, jedoch diesen Prozess unterstützen (Paper III).
The genus Sphagnum (L.) belongs to the Bryophyte plant division and includes 150 to 400 species. As all mosses Sphagnum has no roots and can hardly regulate its water uptake. As long as enough water is available Sphagnum can grow nearly unlimited while the lower, older parts die off and may accumulate as peat. Single Sphagnum species are able to build up an acrotelm as a hydrological self-regulating mechanism of a bog, a type of intact peatland (mire) only fed by precipitation. Because Sphagnum dominates nearly half of the peatlands in the world, it is one of the globally most important peat formers.
Sphagnum biomass is an important raw material for many valuable products, but in a much larger scale Sphagnum is used in its fossil state – as Sphagnum peat. With a consumption of c. 40 million m³ per year globally, Sphagnum peat is the predominant raw material for horticultural growing media. To get Sphagnum biomass it is currently collected from wild populations, to get Sphagnum peat it is extracted from bogs.
By far, more peatlands (including bogs) are subjects to drainage for agri- and silvicultural use since centuries, which harms their ecosystem services, including their typical biodiversity, carbon storage capacity, water regulation function and palaeo-environmental archive. In Europe, c. 25 % of all peatlands are used for agriculture, in Germany more than 80 %. Globally drained peatlands cover 0.4 % of land surface but produce 5 % of all anthropogenic greenhouse gas emissions.
Sphagnum farming aims to cultivate Sphagnum biomass on rewetted degraded bogs as a new agricultural crop. Sphagnum farming is paludiculture and contributes to the protection of bogs and their peat by conserving the peat body through rewetting and by offering a climate-friendly alternative to fossil peat in horticulture. Next to climate change mitigation, Sphagnum farming has benefits for nutrient retention and biodiversity conservation.
This thesis contributes to the development of Sphagnum farming by studying the conditions under which Sphagnum may reach maximal growth. Under (semi)controlled glasshouse conditions, we tested the effects of different water regimes and fertilisation levels on the productivity of various Sphagnum species. On a 1260 m² large irrigated field on cut-over bog in Lower Saxony (Germany) we studied length increase, biomass productivity and tissue nutrient content of Sphagnum over a period of 10 years. Finally, we reviewed all scientific literature and practical experiences with respect to Sphagnum farming worldwide as a first step towards a science-based implementation manual.
The main conclusions of our studies are:
1. It is possible to cultivate Sphagnum on rewetted cut-over bog and on rewetted former bog grassland.
2. The rapid establishment of a closed, highly productive Sphagnum lawn requires the deployment of a loose, >1(–5) cm thick Sphagnum layer (80–100 m³ of Sphagnum founder material per hectare) at the start of the growing season (when long frost periods are no longer probable) and adequate water supply.
3. Water table management must be very precise until a dense, well-growing Sphagnum lawn has established. For highest yields the water table should rise with Sphagnum growth and be kept a few centimetres below the Sphagnum capitula. Water supply via open irrigation ditches seems to function better than via subsurface irrigation pipes.
4. Fertilisation does not increase Sphagnum productivity on sites with high atmospheric nitrogen deposition and irrigation with phosphate-rich surface water from the agricultural surroundings. To avoid growth reduction a balanced stoichiometry is important.
5. From all studied species, Sphagnum fallax has the highest productivity. Its fast decomposition and low water holding capacity, however, may make this species less suitable for use in horticultural substrates.
6. Vascular plant cover on Sphagnum production fields can be kept low (<50 % cover) by regular mowing. Higher covers retard Sphagnum growth and reduce its quality for growing media.
7. Pathogenic fungi occurred far more in the glasshouse than in the field and have to be controlled for highest Sphagnum yields. We found Sphagnum vitality and growth rate to be stimulated by high water levels, where Sphagnum is less vulnerable to fungal or algal infection despite high nutrient loads.
8. The rate of Sphagnum biomass accumulation may remain constant over at least 4–5 years after establishing a Sphagnum production field with sufficient water supply. At dry conditions Sphagnum biomass accumulation is lower as a result of lower biomass productivity and higher decomposition rates.
Da schwere psychotische Erkrankungen wie Schizophrenie und Bipolare Störungen in vielen Fällen durch Rückfälle und unvollständige Remissionen gekennzeichnet sind, stellt die Lebensqualität ein wichtiges Outcome-Kriterium bei der Behandlung dieser Erkrankungen dar. Es konnte gezeigte werden, dass insbesondere psychosoziale Faktoren wie Resilienz und Soziale Unterstützung positive Effekte auf die subjektive Lebensqualität Betroffener haben. Dabei scheinen soziale Unterstützungssysteme über ihren direkten positiven Effekt auf die Lebensqualität hinaus auch wichtig zu sein für die Entwicklung und Aufrechterhaltung von individuellen Bewältigungsfähigkeiten der Patienten. Somit soll diese Arbeit nicht nur die jeweiligen Wechselwirkungen zwischen den genannten Variablen untersuchen, sondern insbesondere, inwieweit Soziale Unterstützung bei Patienten mit Schizophrenie und Bipolarer Störung den positiven Effekt von Resilienz auf Lebensqualität indirekt vermittelt.
Die in dieser Querschnittsanalyse verwendeten Daten resultierten aus einer Baseline-Befragung im Rahmen zweier klinischer Studien, die mithilfe von psychiatrischen Patienten aus Mecklenburg-Vorpommern durchgeführt wurden. Für die hier verwendete Erhebung wurden in klinischen Interviews folgende Messinstrumente verwendet: SKID, WHOQOL-BREF, RS-11, F-SozU K-14 und BPRS. Die Datenanalyse der Interviews von 87 Patienten beinhaltete deskriptive Statistik, Shapiro-Wilk-Test, Pearson-Korrelation, hierarchische lineare Regression und Mediationsanalyse.
Die Regressionsanalysen ergaben, dass sowohl Resilienz als auch Soziale Unterstützung einen positiven Effekt auf Lebensqualität haben, wobei der Effekt von Resilienz größer ist als der von Sozialer Unterstützung, und dass Soziale Unterstützung ebenfalls einen positiven Effekt auf Resilienz hat. Die Mediationsanalyse konnte zeigen, dass es sich bei Sozialer Unterstützung um einen partiellen Mediator für den Effekt von Resilienz auf Lebensqualität handelt.
Aus diesen Ergebnissen lässt sich schlussfolgern, dass Soziale Unterstützung für die Entwicklung von Resilienz und die Verbesserung der Lebensqualität bei der betrachteten Patientengruppe eine bedeutende Rolle spielt. Die Behandlung von Menschen mit psychotischen Erkrankungen sollte daher angemessene Maßnahmen anbieten um den Betroffenen zu helfen, effektive soziale Unterstützungssysteme für sich zu kultivieren und ihre Resilienz zu stärken, um somit ihre Lebensqualität zu verbessern.
Bats belong to the most gregarious and diverse mammals with highly complex social behaviors. Despite extensive research on their ecology and social behavior in some bat species, gained insights are restricted to only few of the more than 1300 species. In the recent past, bats have also become a central topic of a different branch of research: Since the 1990s bats came to the fore of virologists and immunologists due to the bats’ apparent importance as reservoir hosts and vectors of several (mostly tropical) diseases. While this research is focused mainly on emerging infectious diseases linked to bats, and their zoonotic potential, little has been invested regarding the link between disease transmission and bat social systems.
In my work, I aim at filling this gap by merging automated daily roosting observations, social network analysis, and a virological screening in Natterer’s bats (Myotis nattereri). In a collaborative approach, my co-workers and I analyzed the social structure of individually marked Natterer’s bats, their astrovirus detection rate and transmission pathways within their colony, as well as roosting interactions between different co-occurring con- and heterospecific bat colonies.
We discovered Natterer’s bats to display a very divergent social network structure that contradicts the findings of previous studies on large fission-fusion groups. Contrary to the modular social network structure found in e.g. primates or other bats species, the social network of Natterer’s bats consists of only one highly interconnected community. Moreover, although the close proximity between bat hosts in the colony should strongly promote direct transmission, we found indications that astrovirus infections follow at least partly an indirect transmission pathway via contaminated roost use. Lastly, our results prove that co-occurring con- and heterospecific bat colonies, e.g. as in this study Natterer’s bats, brown long-eared bats and Bechstein’s bats, can influence each other in their roost use by avoiding conspecific roosts and by being attracted towards those of heterospecifics. This holds implication for the transmission of parasites and pathogens within and between different colonies with opportunities for spillovers. To conclude, this multidisciplinary study led to valuable insights in the hitherto hidden mechanisms within and among bat colonies.
Die Gruppe der solute carrier (SLC) Transportproteine hat 396 Mitglieder unterteilt in 53 Familien. Die Familie SLC35 fasst die Nukleosidzucker-Transporter zusammen. Einer der Mitglieder ist SLC35F1. Die Funktion von SLC35F1 ist bislang unbekannt, jedoch konnte gezeigt werden, dass SLC35F1 mRNA im Gehirn und der Niere stark exprimiert wird.
Das Ziel dieser Arbeit war es, die Lokalisation und Funktion von SLC35F1 im murinen Gehirn genauer zu charakterisieren. Hierfür wurden an Schnitten muriner Gehirne Immunfluoreszenzfärbungen durchgeführt. Im Anschluss erfolgte eine quantitative Analyse des Verteilungsmusters in verschiedenen Hirnarealen. Weiterhin sollte die subzelluläre Lokalisation von SLC35F1 geklärt werden. Hierfür wurden die Glioblastomazellen der Reihe U251-MG genutzt. Diese wurden mit einem t-grün-fluoreszierenden Protein (GFP) gekoppelten SLC35F1 Plasmid transfiziert. Mit den transfizierten Zellen wurden Lokalisationsstudien sowie in vivo Beobachtungen durchgeführt.
Diese Arbeit konnte zeigen, dass es sich bei SLC35F1 um ein neuronenspezifisches Protein handelt. Es wird im ZNS ubiquitär exprimiert. Auf subzellulärer Ebene scheint SLC35F1 im Gegensatz zu den meisten Nukleosidzucker-Transportern nicht im ER oder Golgi-Apparat vorzukommen. Stattdessen scheint SLC35F1 mit dem recycling Endosomenmarker Rab11 assoziiert zu sein. In diesem Kontext kann spekuliert werden, dass SLC35F1, vermittelt über Rab11, an verschiedenen Prozessen, die die neuronale Plastizität und die Bildung von LTP und dendritischen Dornen beeinflussen, beteiligt ist. Auch erscheint ein Einfluss auf die neuronale Entwicklung und die Entwicklung von Störungen wie der pädiatrischen Epilepsie möglich. Die genaue Funktion von SLC35F1 bleibt jedoch weiterhin ungeklärt.
Serome sind eine der häufigsten Komplikationen nach Mamma chirurgischen Eingriffen bei Brustkrebs. Ihre Entstehungsursachen sind multifaktoriell. Zur Verbesserung des Wohlbefindens der Patienten, wie auch aus wirtschaftlichen Aspekten, werden Herkunft und Zusammensetzung, sowie Risikofaktoren und Behandlungsmöglichkeiten von Seromen untersucht. Die Arbeit untersucht, bewertet und vergleicht Studien, die sich mit der Zusammensetzung, Entstehung und Therapie von Seromen beschäftigen. Des Weiteren werden Patienten, bei denen sich postoperative Serome gebildet hatten, in einer Fallstudie im Hinblick auf verschiedene Risikofaktoren untersucht. Ziel ist es die Pathogenese und damit die Herkunft der Serome genauer zu verstehen, sowie aus den Risikofaktoren ein Risikoprofil zu erstellen und die Therapiemöglichkeiten zu bewerten. Bei der Untersuchung der Zusammensetzung der Seromflüssigkeit kommt man zu dem Ergebnis, dass ein Serom eine lokal begrenzte Entzündungsreaktion darstellt. Die Seromflüssigkeit ist ein Filtrat aus afferent verletzten Lymphgefäßen, welche sich in einer Wundhöhle sammelt. Als Risikofaktoren, die einen Einfluss auf die Serombildung haben, können erhöhter BMI bzw. Übergewicht, Hypertonus und die Operationstechnik identifiziert werden. Beeinflussbare Faktoren, die zur Senkung der Serominzidenz führen können sind die Schneidetechnik, die Operationszeit, die intraoperative Vernähung von Wundlappen, die patienteninduzierte Analgesie, die Anwendung von postoperativen Drainagen, die Schulterimmobilisation und der Gewebekleber. Durch Anwendung dieser Techniken und Verfahren kann das Seromentstehungsrisiko gesenkt werden. Keinen Einfluss auf die Serombildung ist bei folgenden Parametern festzustellen: Tumorgröße, Resektionsumfang, präoperativen Hämoglobin- und Albuminwerte sowie Hormonstatus, Diabetes mellitus, Rauchen, Alter, neoadjuvante Chemotherapie und Kompressionsverbände. Bei der Untersuchung der Therapiemöglichkeiten gibt es neben der klassischen Punktion mehrere Alternativen. Nachteile der Punktion des Seroms sind die Infektionsgefahr durch die Eröffnung der Wundhöhle und das oftmalige Nachlaufen der Seromflüssigkeit nach der Punktion. Alternativ gibt es die Sklerotherapie, die in Studien gute Ergebnisse erzielt haben, allerdings für den Patienten schmerzhaft ist und ebenfalls Risiken einer Infektion mit sich bringen. Ähnliche Ergebnisse können bei der Therapie mit Octreotid und der prophylaktischen Therapie mit Kortison festgestellt werden. Problematisch bei der Kortisontherapie sind vor allem die häufigen Nebenwirkungen und die vielen Kontraindikationen.
Durch die multifaktorielle Pathogenese der Serome können die Risikofaktoren nicht einzeln betrachtet werden. Durch ein Zusammenspiel der Risikofaktoren ist eine Potenzierung möglich. Zu den wichtigsten Einflussparametern zählen die Schneidetechnik, Nahttechnik und die Anwendung von Drainagen. Bei Seromen, die sich nach einer Punktion wieder mit Flüssigkeit füllen, sind Therapiemethoden wie Sklerotherapie, Anwendung von Octreotid oder Kortison in Betracht zu ziehen. Eine prophylaktische Therapie kann bei entsprechendem Risikoprofil angewendet werden.
Es besteht der Bedarf weiterer Studien und Forschungsarbeiten, die die Senkung der Serominzidenz zum Ziel haben und die Wirksamkeit von Therapiemöglichkeiten genauer untersuchen.
Fehlfunktionen oder der Verlust von Podozyten führen zu Glomerulopathien, welche in ca.
90 % der Fälle die Ursache für eine Niereninsuffizienz ist. Der Verlust resultiert aus einer
fehlerhaften Haftung an der glomerulären Basalmembran unter anderem durch eine erhöhten mechanischen Beanspruchung, zum Beispiel bei erhöhtem Blutdruck. Die Erforschung
des Zusammenspieles aus dem Aktin-Zytoskelett und den Fokaladhäsionen verspricht hier
einen Erkenntnisgewinn über die Mechanismen der Adhäsion und der Resistenz gegen äußere Kräfte.
Die Fluoreszenzmikroskopie erlaubt eine detailreiche Abbildung dieser Strukturen. Die anschließende Beschreibung oder Quantifizierung ist allerdings aufgrund der ungeordneten
und statistisch verteilten Formen und Anordnungen der Filamente und Fokaladhäsionen
erschwert. Moderne computergestützte Bildauswertungsmethoden stellen hier eine Ausweg
dar, weil sie eine große Anzahl von Zellen mit einer beliebigen Detailgenauigkeit nach festen
Regeln untersuchen können. Das Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung und Testung von
solchen Methoden zur quantitativen Bildauswertung für die Merkmalsextraktion von Fokaladhäsionen, des Aktin-Zytoskelettes und der Zellform bei Podozyten.
Damit einzelne Zellen verglichen werden können, müssen die Zellgrenzen erkannt werden.
Dies ist erschwert durch sich überlappende Zellen und die selektive Bildinformation von
Fluoreszenz-Bildern.
Es konnten zwei Methoden etabliert werden. Eine hat einen hohen Automatisierungsrad, basiert auf Voronoi-Diagrammen und ist geeignet zur Auswertung von vielen Zellen. Die andere
ist semi-automatisiert und erreicht eine hohe Genauigkeit beim Erkennen der Zellgrenzen.
Hiernach werden die Zellen durch Bestimmung gängiger Formfaktoren charakterisiert und
insbesondere Filopodien in ihrer Anzahl und Größe analysiert.
Der Algorithmus zur Analyse des Aktin-Zytoskelettes fußt auf einer neuen iterativen Programmstruktur. Diese ermöglicht das Beobachten von pathologischen Veränderungen des
Aktin-Zytoskelettes ohne die Parameter neu zu justieren. Es wird der vollständige Datensatz aus Länge, Breite und Orientierung der beliebig gekrümmten Aktin-Fasern extrahiert.
Das präsentierte Programm zur Auswertung der Fokaladhäsionen wurde für eine hohe Sensitivität und Spezifität optimiert. Es werden die wichtigen Merkmale Anzahl, Fläche und
Orientierung für alle Fokaladhäsionen bestimmt. Die Orientierung der Fokaladhäsionen wird
erstmals sehr robust durch die Bestimmung des Gradientenfeldes der Fluoreszenz-Intensität
berechnet.
Die Programme wurden mit Matlab implementiert und jeweils mit einer eigenständigen
Programmoberfläche ausgestattet. Außerdem wurde auf eine intuitive Bedienbarkeit und
Anwenderfreundlichkeit geachtet.
Eine erste Anwendung fanden die etablierten Methoden bei der Erforschung der Bedeutung
von Palladin und Fascin-1 auf das Zytoskelett. Bei Palladin-Knockdown-Podozyten konnte
eine Abnahme der Aktinfilamente und eine höhere Vulnerabilität auf Toxine gefunden werden. Ein Fascin-1-Knockdown bewirkt eine Abnahme der Fokaladhäsionen in ihrer Anzahl
und Fläche.
Weitere Auswirkungen von intrinsischen oder extrinsischen Veränderungen auf das Zytoskelett und die Zellform können mit den hier etablierten Methoden in Zukunft untersucht
werden. Tiefere Einblicke in die Funktionsweise des Zytoskelettes sind auch durch die Korrelation dieser neu zugänglichen Merkmale untereinander und ggf. durch ein Abgleich mit
Modellen zur Simulation der Dynamik des Aktin-Zytoskelettes erwartbar.
Kaltes, gewebeverträgliches Plasma (tissue tolerable plasma – TTP) besitzt vielfach nachgewiesene anti-Tumor Effekte und stellt eine potentielle Option für die Tumortherapie dar. TTP ist ein partiell ionisiertes Gas, das durch Generierung reaktiver Spezies dosisabhängig proliferationshemmende Eigenschaften besitzt und dabei selektiver auf maligne gegenüber nicht-maligne Zellen wirkt. Das Pankreaskarzinom ist trotz moderner Medizin noch immer eine große Herausforderung im klinischen Alltag. Charakteristisch für das Pankreaskarzinom ist eine hochgradige Resistenz gegenüber Chemotherapeutika. Das potenteste Standardchemotherapeutikum Gemcitabin verlängert die mittlere Überlebenszeit nur um knapp zwei Wochen. TTP könnten hier eine Verbesserung bringen und durch synergistische Effekte eine Therapieergänzung darstellen.
Die vorliegende Arbeit untersucht in vitro die Effekte von TTP-behandeltem Medium und Gemcitabin auf murine 6606PDA-Pankreaskarzinomzellen und C57BL/6 Fibroblasten. Im Zellviabilitätsassay zeigte die Kombinationstherapie einen signifikant höheren inhibitorischen Effekt auf 6606PDA-Zellen als die jeweiligen Monotherapien. 25 s TTP-Behandlung führten bereits zu einer 50 % Reduktion der Zellviabilität. Im Gegensatz dazu waren es bei den Fibroblasten 70 s. Die Zugabe des Radikalfängers N-Acetylcystein bestätigte durch Abschwächung der TTP-Effekte die Mitbeteiligung reaktiver Spezies. Apoptose wurde im Caspase 3/7 Assay und p38 MAPK im Western Blot analysiert. Auch hier konnte die höchste Apoptoserate in 6606PDA-Zellen nach Kombinationsbehandlung nachgewiesen werden. Weiterhin inhibierte TTP alleine sowie in Kombination mit Gemcitabin signifikant die Tumorzellmigration. Durch die synergistischen Effekte war insgesamt eine Dosisreduktion von Gemcitabin bei signifikant hohem Tumorzelluntergang möglich.
Erstmalig konnte mit dieser Arbeit gezeigt werden, dass TTP-behandeltes Zellkulturmedium mit Gemcitabin in 6606PDA-Zellen synergistische anti-Tumor Effekte aufweist. Dabei konnten grundlegende Erkenntnisse über die molekularen Wirkungen gewonnen werden. Diese Ergebnisse müssen nun in weiteren Arbeiten in vivo verifiziert werden, um später einen erfolgreichen Transfer „from bench to bedside“ zu ermöglichen.
Polysaccharide is a major constituent of the total organic carbon that is generated by photosynthetic eukaryotes. In the marine realm, where approximately half of annual global carbon fixation occurs, algae can produce large amounts of polysaccharide during bloom events. Phytoplankton blooms are frequently seasonal phenomena, and spring blooms in particular have been a focus of study as they are predictable in space and time. This makes them much more amenable model systems in which to explore the processes that occur as organic carbon is recycled.
It is assumed that the bulk of the polysaccharides algae produce serve one of two primary functions - namely acting as an energy storage molecule, or they serve as structural polymers in the cell walls. Other polysaccharides may also have protective functions as exudates. Regardless of function in algae, the polysaccharides are a valuable energy source for heterotrophic bacteria. The combination of abundance and predictable or semi-predictable structure of the polysaccharides has led to proliferation of variations on a particular sequestration and degradation strategy among the Bacteroidetes and Gammaproteobacteria that is frequently characterised as being ‘selfish’. The strategy is based on uptake of poly- and especially oligosaccharides into the periplasm via the use of TonB-dependent transporters. Once in the periplasmic space, oligomers can be further degraded to monomers that can then be transported into the cytosol. This mechanism is beneficial to the cell as it needn’t then lose the nutritive benefit of the polysaccharide to other cells, which may or may not have manufactured their own degradative carbohydrate active enzymes (CAZymes).
The research articles that make up this thesis are thus based around attempts to find and elucidate the polysaccharide preferences of heterotrophic bacteria that become abundant following phytoplankton blooms.The first article is a study into the abundance of TonB-dependent transporter proteins in metaproteomes and metagenomes across a single spring phytoplankton bloom at the long term research station at Helgoland. This investigation identifies transporters for laminarin and alpha-glucans, the two most abundant glucose-based storage polysaccharides, are the most abundant predicted polysaccharide transporting TonB-dependent transporters during the bloom. However, as the bloom progressed, and particularly following a doubling of bacterial cell numbers, the proportion of predicted polysaccharide transporters dedicated to laminarin and alpha-glucan transport declined relative to transporters for less readily degraded mannose-, xylose-, and fucose-containing polysaccharides. The inference is that this change is an active response to the availability of the different polysaccharides, or their relative attractiveness as growth substrates during the period.
The second article is an in-depth look at one of the most abundant Bacteroidetes clades, which was previously unnamed, and has not to date been cultivated. The most abundant species in this clade grows rapidly and often peaks earlier than other heterotrophic clades. It was found to be limited in predicted polysaccharide consumption capability, having only PULs for predicted laminarin degradation. It is also detectable in many locations at higher latitudes where phytoplankton blooms are expected to occur, indicating this is a globally successful consumer of algal organic matter, and may have an outsize significance for global laminarin degradation given its high abundance.
The third article is a more holistic study of phytoplankton bloom associated Gammaproteobacteria, which have otherwise been rather ignored compared to the Bacteroidetes. Gammaproteobacteria overlap with Bacteroidetes to some extent in being clear consumers of laminarin, but fewer of them are clearly capable of consuming the more complex cell-wall derived polysaccharides. Some may, however, be producers of alginate, an otherwise mysteriously popular polysaccharide with Bacteroidetes, given that it is not known to be produced by bloom forming microalgae.
The fourth article then goes into detail on the PUL content of Bacteroidetes, based on metagenomic data. It finds five substrates, alpha- and beta-glucans, xylose and mannose rich polysaccharides, and alginate, are the most frequent predicted polysaccharide substrates for Bacteroidetes PULs among populations responding to the Helgoland spring blooms.
This thesis thus summarises multiple metagenomic and metaproteomic investigations into the polysaccharide consumption capabilities of marine heterotrophic bacteria. These bacteria have a profound impact on the overall carbon cycle in coastal regions, and are critical for understanding how changes in atmospheric carbon concentrations impact carbon turnover and storage in the world's oceans.