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- Abteilung für Mikrobiologie und Molekularbiologie (18)
- Institut für Community Medicine (10)
- Institut für Pharmazie (9)
- Institut für Physik (9)
- Kliniken und Polikliniken für Innere Medizin (9)
- Institut für Klinische Chemie und Laboratoriumsmedizin (8)
- Klinik und Poliklinik für Neurologie (8)
- Klinik für Anästhesiologie und Intensivmedizin (7)
- Klinik und Poliklinik für Chirurgie Abt. für Viszeral-, Thorax- und Gefäßchirurgie (7)
Zink-Transporter 8-Autoantikörper sind auch in Kindern ohne hereditäres Diabetes-Risiko in der Lage, das Erkrankungsrisiko zu stratifizieren, was auf eine ähnliche Pathophysiologie hinweist, und insbesondere in anderweitig als niedrig-risikobehaftet eingestuften und in IA-2A-negativen Individuen diejenigen identifiziert, die manifestieren werden.
ZnT8A sind zudem hilfreich in der Identifizierung eines autoimmun-vermittelten Diabetes mellitus im Erwachsenenalter, insbesondere bei phänotypisch als T2D eingestuften Patient*innen, sodass eine entsprechende Therapie und damit die Prognose sowie das Langzeit-Outcome in diesem Patientenkollektiv positiv beeinflusst werden kann.
Das entsprechend des SNP im kodierenden SLC30A8-Gen getriggerte Reaktionsmuster ist in T1D-Patient*innen und hoch-risikobehafteten Kindern mit überwiegend davon unabhängiger Autoantikörperantwort gegenüber der ZnT8WA-dominierenden Antwort in LADA-Patient*innen deutlich different, was die Hypothese unterschiedlicher Pathomechanismen dieser beiden Diabetesformen unterstützt.
Die zusätzliche Testung von ZnT8QA trägt nicht zu einer zusätzlichen Risikostratifizierung bei, sodass ein kombiniertes ZnT8A-Screening mit einem ZnT8-Arg325-Trp325-Hybridkonstrukt eine deutliche Zeit- und Kostenersparnis ohne Sensitivitätsverlust darstellt.
Für frühgeborene Kinder ist Muttermilch die empfohlene enterale Ernährung mit vielen bereits gut untersuchten positiven Effekten. Jedoch ist der Gehalt an Makronährstoffen zu niedrig, um die Bedürfnisse von Frühgeborenen zu decken. Zusätzlich zeigt native Muttermilch eine hohe inter- und intraindividuelle Variabilität der Makronährstoffe. Die Effizienz der allgemein verbreiteten Standardfortifizierung mit kommerziell erhältlichen Fortifiern ist durch diese Variabilität beeinträchtigt und kann so in einem Großteil der Muttermilchproben zu einer inadäquaten Nährstoffzufuhr führen, die zu niedrig, jedoch auch zu hoch ausfallen kann. Unzureichende Ernährung kann einen negativen Einfluss auf das Wachstum und die Körperzusammensetzung sowie Folgeerkrankungen im Erwachsenenalter haben.
Diese Studie zeigt anhand eines Datensatzes mit realen Messwerten zur Zusammensetzung der Muttermilch in über 3300 Proben, dass die Messung der Makronährstoffe in nativer Muttermilch und die anschließende, darauf basierende Targetfortifizierung mit der individuellen Ergänzung der fehlenden Makronährstoffen zu adäquaten Nährstoffeinträgen führt. Mit diesem Ansatz kann auf die Variabilität der nativen Muttermilch reagiert und die Variation der Makronährstoffeinfuhr signifikant verringert werden. In dieser Arbeit wurden drei verschiedene optimierte Standardfortifier entwickelt. Deren Zusammensetzung erhöht den Makronährstoffeintrag bereits unter Standardfortifizierung, aber noch mehr bei ein oder zwei Muttermilchanalysen pro Woche.
Weiterhin wurde in dieser Arbeit der Einfluss der durch die verschiedenen Fortifizierungsstrategien erzeugten Nährstoffzufuhren auf die Wachstumsraten berechnet, die für Standardfortifizierung ungenügende und für Targetfortifizierung hauptsächlich zufriedenstelle Ergebnisse zeigt.
Verschiedene Kombinationen von Pooling mit bis zu drei Proben oder von Pooling einer größeren Anzahl wie in einer Milchbank zu Verfügung stehenden Proben verringerten nicht die Variabilität der Nährstoffzufuhr. Ebenso zeigte die Gefriertrocknung keine zufriedenstellenden Ergebnisse für alle Makronährstoffkonzentrationen.
Die Ergebnisse dieser Arbeit verdeutlichen, dass standardfortifizierte Muttermilch trotz verschiedener Poolingstrategien keine adäquate Makronährstoffzufuhr für frühgeborene Kinder sicherstellt. Für den klinischen Alltag wird die Bedeutung der Targetfortifizierung deutlich, die mit regelmäßiger Muttermilchanalyse und unter Anwendung optimierter Standardfortifier zufriedenstellend gelingen kann und so zu physiologischen Wachstumsraten führen kann.
Einfluss der Plasmabehandlung auf das transepidermale Penetrationsverhalten von Arzneistoffen
(2021)
Zusammenfassung und Ausblick
Die Forschungshypothese, dass eine Plasmabehandlung der Haut mit kaltem
Atmosphärendruckplasma zu einer lokalen Änderung der physikochemischen Eigenschaften des
Stratum corneum und dessen Struktur und (Barriere-)Funktion führt, konnte bestätigt werden.
Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden morphologisch sichtbare Hautveränderungen, die
Penetrationseigenschaften verschiedener Substanzen vor und nach Plasmabehandlung sowie
Veränderungen der Lipidzusammensetzung des Stratum corneum auf molekularer Ebene analysiert.
Der wesentliche Erkenntnisgewinn der Arbeit besteht im qualitativen und quantitativen Nachweis der
gefahrlosen durch kaltes Atmosphärendruckplasma vermittelten Penetrationssteigerung von
Substanzen in die Haut mit speziellem Fokus auf das Stratum corneum.
Die Plasmabehandlung der Haut mit einem Plasmajet lockert abhängig von der
Plasmabehandlungszeit das aus Corneozyten und einer interzellulären Lipidmatrix bestehende
Stratum corneum auf. Die aufgelockerte Struktur des Stratum corneum ermöglicht eine beschleunigte
Penetration verschiedener, nach Plasmabehandlung applizierter Substanzen durch die Haut (Kapitel
4.2.). Die Penetrationssteigerung variiert dabei abhängig von den Stoffeigenschaften der
penetrierenden Substanz (zum Beispiel Molekülgröße und Lipophilie).
Die morphologische Auflockerung des Stratum corneum spiegelt sich im nach der Plasmabehandlung
veränderten Ceramid-Profil wieder. Die veränderten Barriereeigenschaften in den obersten Schichten
des Stratum corneum nach einer einminütigen Plasmabehandlung lassen sich über die Interaktion von
plasma-produzierten reaktiven Spezies mit Lipiden der Haut (insbesondere Triacylglycerolen) und
die dadurch vermittelte Bildung von Triacylglycerol-Oxidationsprodukten erklären (Kapitel 4.4.).
Eine Plasmabehandlung hat im Bereich der in der Dermatologie für den kINPen MED empfohlenen
Anwendungsdauer von 15 s/cm² bis 1 min/cm² keine negativen Auswirkungen auf die Haut (keine
gesteigerte Anzahl an Apoptosen im Stratum basale, Möglichkeit der Regeneration des
aufgelockerten Stratum corneum von basal, (Kapitel 4.3.)). Längere Behandlungszeiten von 2
min/cm² bis 5 min/cm² können jedoch zu Apoptosen in für die Zellregeneration bedeutenden
Schichten führen.
Im Gegensatz zu anderen Methoden zur transdermalen Penetrationssteigerung besteht bei der Plasma-
vermittelten Penetrationssteigerung auf Grund der antibakteriellen Plasmaeigenschaften und der
Penetrationsbeschleunigung von ausschließlich kleinen Stoffen (Größe unter 689 nm) ein geringeres
Risiko der Infektion der behandelten Hautbereiche durch die Einwanderung von Bakterien und
Pilzen. Die Plasmabehandlung stellt demnach eine zukunftsträchtige Möglichkeit zur gefahrlosen
Penetrationssteigerung von Arzneistoffen durch die Hautbarriere dar.
Da die in dieser Arbeit gewonnenen Daten in vitro mit Hilfe eines Schweineohrmodells ermittelt
wurden, ermöglichen sie einen ersten Einblick in die Reaktion der gesunden menschlichen Haut auf
die Plasmabehandlung, lassen sich jedoch nicht eins zu eins auf die in vivo-Situation am menschlichen
Körper übertragen. Zudem sollte bei der Plasmabehandlung in vivo beachtet werden, dass es am
menschlichen Körper große intra- und interindividuelle Unterschiede in der Beschaffenheit der
Hautbarriere gibt, welche zu unterschiedlich starken Effekten der Plasmabehandlung führen könnten.
Ein Vergleich der Penetrationseigenschaften weiterer Stoffe mit unterschiedlichen hydro- und
lipophilen Stoffeigenschaften sowie unterschiedlichen Molekülgrößen vor und nach
Plasmabehandlung wäre für weitere Forschungsarbeiten empfehlenswert. Auf diese Weise könnte
erforscht werden, auf welche Substanzen die Plasmabehandlung der Haut den größten Einfluss hat
und es wären weitere Rückschlüsse auf die Form der aufgelockerten Bindungen, sowie auf eine
eventuelle Interaktion modifizierter Stratum corneum-Bestandteile mit der penetrierenden Substanz
möglich. Gleichzeitig könnten die Versuche mit längeren Penetrationszeiten wiederholt werden, um
zu überprüfen, ob tatsächlich eine Rechtsverschiebung des Peaks der Konzentration der penetrierten
Substanzen (siehe Kapitel 3.4. und Kapitel 3.5.) in tiefere Hautbereiche stattfindet.
Ein direkter Vergleich penetrationssteigernder Methoden (beispielsweise Mikronadeln und
Plasmajet) wäre interessant, um die verschiedenen Systeme auch quantitativ vergleichen zu können
und zu analysieren, ob die Vorteile der plasmavermittelten Penetrationssteigerung gegenüber der
Mikronadelmethode durch die Menge an penetrierter Substanz ausgeglichen werden können.
Neben den Lipiden könnte auch die Modifikation weiterer Stratum-corneum-Bestandteile ursächlich
für die veränderten Barriereeigenschaften der Haut nach Plasmabehandlung sein. Interessant wäre
deshalb auch die Untersuchung der Stratum-corneum-Peptide und -Proteine vor und nach
Plasmabehandlung.
Um die Reaktion der Haut in vivo auf die Plasmabehandlung besser vorhersagen zu können und damit
die im Rahmen dieser Arbeit erlangten Erkenntnisse in die klinische Praxis übertragen zu können,
sind weitere Studien nötig. Diese könnten die in vitro-Experimente am Schweineohr beispielsweise
auf ein in vivo-Mäusehautmodell übertragen. An einem frischen Mäusehautmodell wäre auch die
Untersuchung längerer Penetrationszeiten sowie die Geschwindigkeit der Hautregeneration und dem
damit Verbundenen Wiederaufbau der Hautbarriere nach Plasmabehandlung möglich.
Nach einer Verifizierung der Ergebnisse in vivo könnten die im Rahmen dieses Projekts gewonnenen
Erkenntnisse in Zukunft auf den klinischen Alltag übertragen werden. Für Langzeittherapien bei
speziellen Patientengruppen mit Problemen bei der oralen Medikamentenaufnahme (beispielsweise
in Form von Resorptionsstörungen im Magen-Darm-Trakt) oder bei einem starken First-Pass-Effekt
des Medikaments in der Leber ist die transdermale Medikamentenapplikation eine
Ausweichmöglichkeit, welche durch eine vorherige Plasmabehandlung der Haut noch verbessert
werden würde.
Im Rahmen des bereits etablierten medizinischen Anwendungsfelds von kaltem
Atmosphärendruckplasma bei der Behandlung chronischer Wunden könnte eine Plasmabehandlung
der Wundränder und angrenzender gesunder Hautbereiche die Penetration von nach der Behandlung
applizierten wundheilungsfördernden Cremes und Gels im betroffenen Gebiet beschleunigen und so
die Heilungsaussichten noch weiter verbessern.
In der DDR wurde im Leistungssport staatlicherseits ein System entwickelt, welches sich unter anderem durch den Einsatz von leistungssteigernden Substanzen auszeichnete. Diese Substanzen zogen häufig schwere somatische Schäden nach sich. Die Sportler*innen wussten in den meisten Fällen nicht, dass sie diese Mittel erhielten und waren häufig minderjährig. Der Alltag der Sportler*innen war meist durch prekäre physische sowie psychische Trainingsbedingungen geprägt. Auf Grund von Schilderungen der Betroffenen, Berichten von Sporthistoriker*innen und Unterlagen des Ministeriums für Staatssicherheit lässt sich vermuten, dass ein erheblicher Teil der Sportler*innen unter psychischen Erkrankungen leidet. Daher sollte die psychische Verfassung überblickshaft dargestellt werden.
Vor diesem Hintergrund wurden Fragebogenpakete an 1200 Proband*innen verschickt, die sich bis zum Erhebungszeitpunkt ratsuchend an die Doping-Opfer-Hilfe e.V. gewendet hatten. Diese Pakete enthielten jeweils 13 Selbstbeurteilungsskalen zur psychischen Symptomatik bzw. Persönlichkeitsmerkmalen. Die Ergebnisse wurden mit einer nach Alter und Geschlecht parallelisierten Stichprobe (N=255) aus der Allgemeinbevölkerung verglichen.
Auf allen untersuchten Skalen konnten signifikante Unterschiede festgestellt werden. Der Großteil der betroffenen Sportlerinnen und Sportler wies eine klinisch-relevante psychische Belastung auf. Exemplarisch hierfür sind eine hohe Punktprävalenz für Posttraumatische Belastungsstörungen (21,1%) und eine klinisch relevante depressive Symptomatik (65,19%).
Vermutlich konnten die negativen Erlebnisse im Kindes- und Jugendalter auf zwei Arten pathogen wirken. Zum einen konnten sie direkt psychische Erkrankungen auslösen und zum anderen fand eine negative Beeinflussung der Entwicklung statt, welche bei den Betroffenen zu einer erhöhten Vulnerabilität gegenüber späteren Stressereignissen führen konnte. Aufgrund des Querschnittsdesigns der Studie müssen potenziell kausale Zusammenhänge jedoch mit Zurückhaltung diskutiert werden. Eine Berücksichtigung der Sportarten bei weiteren Untersuchungen könnte besondere Risikogruppen darstellen.
Modulation der biologischen Wirkung von MikroRNA-1 mittels chemischer Modifikation des RNA-Moleküls
(2021)
In vielen Malignitäten kann eine Dysregulation von miR beobachtet werden. Die reduzierte Expression dieser kleinen, nicht-codierenden RNA resultiert in verlängertem Tumorüberleben, einer gesteigerten Proliferationsrate, verbesserter Angiogenese und Metastasierung von Tumorzellen [1, 2]. Da miR-1 in ihrer Funktion als Tumorsuppressor mehrere onkogene Signal- und Effektorkaskaden supprimieren kann, ist die Erforschung ihres therapeutischen Potenzials von gesteigertem Interesse [1]. Dies zu realisieren eignen sich Prostatakarzinomzellen in besonderem Maße, da dort endogene miR-1 enorm herunterreguliert ist [157].
Die vorliegende Arbeit untersuchte die miR-1 Re-Expressionstherapie zur Hemmung der Tumorprogression auf molekularer Ebene an Prostatakarzinomzellen mit synthetischen miR-1 Molekülen. Darüber hinaus wurde die synthetische miR-1 durch unterschiedliche Substituenten modifiziert, um zu evaluieren ob diese Modifikationen Einfluss auf die biologische Wirkung auf die untersuchten Prostatakarzinomzelllinien haben. Ein weiterer Fokus lag dabei auf der Fragestellung, ob die Position und die chemischen Eigenschaften der Substituenten selbst einen Einfluss auf die miR-1 Effekte ausüben.
Es konnte gezeigt werden, dass die Wiederherstellung der intrazellulären miR-1 Spiegel durch die unmodifizierte, synthetische miR-1 bereits einen hemmenden Effekt auf das Tumorwachstum hatte. Ausserdem deuten die Ergebnisse darauf hin, dass die chemisch synthetisierte und modifizierte miR-1, der unveränderten, synthetischen miR-1 in ihrer tumorsupprimierenden Funktion überlegen sein kann.
Die antiproliferative Wirksamkeit der modifizierten miR-1 Moleküle hing jedoch eher von der Position, als von der Art des modifizierten Nukleotids ab. Es konnte gezeigt werden, dass, unabhängig vom Substituenten, Modifikationen an vermutlich kritischen Positionen sogar ein gesteigertes Tumorwachstum zur Folge hatten. Substituenten an ungünstigen Positionen konnten zu Reduktion der antiproliferativen Effekte von miR-1-Molekülen und somit sogar zu vermehrten Tumorwachstum führen. Dies bietet die Möglichkeit, durch die Auswahl gut charakterisierter miR mit hohem antiproliferativem Potenzial maßgeschneiderte, synthetisch modifizierte miR für die zukünftige, individualisierte Therapie verschiedener Krebsentitäten zu entwickeln.
Diese Studie liefert einen umfassenden Überblick über die Assoziationen der fünf Adipokine Adiponektin, Chemerin, Galektin-3, Leptin und Resistin mit der Menge unterschiedlicher Fettkompartimente sowie metabolischer Risikofaktoren und Phänotypen. Dafür wurden Daten von 4116 Teilnehmern der bevölkerungsbasierten SHIP-TREND-Studie mittels multivariabler linearer und logistischer Regressionsmodelle analysiert.
Adipöse Teilnehmer weisen verglichen mit normalgewichtigen Probanden höhere Chemerin-, Galektin-3- und Leptinkonzentrationen sowie niedrigere Adiponektinkonzentrationen auf. Der Leberfettgehalt sowie die Menge des subkutanen (SAT)- und viszeralen Fettgewebes (VAT) waren jeweils unabhängig voneinander invers mit der Adiponektinkonzentration assoziiert. Zusätzlich konnten unabhängige positive Assoziationen zwischen dem Leberfettgehalt, der Menge des SAT und der Chemerinkonzentration sowie zwischen SAT und der Galektin-3- und Leptinkonzentration beobachtet werden. Bei körperlich inaktiven Teilnehmern vs. körperlich aktiveren Probanden wurde eine höhere Chemerin- und Leptinkonzentration festgestellt. Darüber hinaus wiesen Raucher vs. Nichtraucher eine höhere Chemerin- und Galektin-3-Konzentration sowie eine niedrigere Leptin- und Adiponektinkonzentration auf. Der Alkoholkonsum war positiv mit dem Adiponektin- und invers mit dem Resistinspiegel assoziiert. Alle untersuchten Adipokine zeigten zudem signifikante Assoziationen mit mindestens einem Lipidmarker auf. Mit Ausnahme von Resistin wurden für alle untersuchten Adipokine signifikante Assoziationen mit dem Glukosestoffwechsel festgestellt. Insgesamt war eine hohe Adiponektinkonzentration mit einem vorteilhaften Stoffwechselprofil verbunden, wohingegen eine hohe Chemerin-, Galektin-3- bzw. Leptinkonzentration mit ungünstigen Stoffwechselbedingungen assoziiert war. Interessanterweise scheint eine hohe Leptinkonzentration aber hauptsächlich auf Übergewicht hinzuweisen, wohingegen eine hohe Adiponektin- oder Chemerinkonzentration mit einem breiteren Spektrum metabolischer Phänotypen assoziiert ist. Galektin-3 und Resistin scheinen dagegen nur eine untergeordnete Rolle in Zusammenhang mit metabolischen Phänotypen zu spielen.
Insgesamt trägt die vorliegende Untersuchung zu einem besseren Verständnis der Assoziationen von Adipokinen mit unterschiedlichen Fettkompartimenten, Verhaltensrisikofaktoren und metabolischen Phänotypen bei. Allerdings ist bisher sehr wenig über das gesamte Spektrum der komplexen Physiologie der Adipokine bekannt. Daher sind weitere Studien erforderlich, um Klarheit in diese Zusammenhänge zu bringen.
Da die Prävalenz von Übergewicht und Adipositas weiterhin ansteigt, wird die Prävention sowie die Behandlung von Adipositas und ihren Folgeerkrankungen in Zukunft eine entscheidende Rolle in der Medizin spielen.
Um jedoch passende Präventionsstrategien und Behandlungsmöglichkeiten zu entwickeln, ist es von großer Bedeutung, die pathophysiologischen Grundlagen dieser Volkskrankheit zu erforschen.
Da die Prävalenz erst in den letzten Jahren deutlich angestiegen ist, gibt es bislang nur wenige Langzeitstudien zu Adipositas und ihrem Effekt auf Hirnparameter.
Die vorliegende Studie verwendet jedoch einen Versuchsaufbau, der es ermöglicht strukturelle Adipositaseffekte des Gehirns über einen Zeitraum von durchschnittlich 4,9 Jahren zu dokumentieren. Gleichzeitig ermöglicht diese Arbeit die Beobachtung langfristiger Auswirkungen polygener Adipositas auf die graue Substanz.
Nach standardisierter Erhebung somatometrischer Daten von 502 Probanden, erfolgte die Durchführung von ebenfalls standardisierten MRT-Untersuchungen des Hirns an zwei Messzeitpunkten, jeweils unter den gleichen Bedingungen. Daraufhin erfolgte die statistische Auswertung dieser Daten unter Verwendung einer Zielregion- sowie Globalanalyse. Eine mögliche altersbedingte Verzerrung wurde durch die Adjustierung an das Alter verhindert. Es konnten strukturelle Unterschiede der grauen Substanz des Gehirns dokumentiert und bestätigt sowie eine mögliche Verbindung zwischen hohen BMI-Werten und einer konsekutiven Hirnatrophie formuliert werden.
Die Ergebnisse liefern erste Hinweise auf einen möglichen kausalen Zusammenhang struktureller Adipositas-Effekte auf das Gehirn.
Im Zuge dieser Arbeit wurde herausgefunden, dass hauptsächlich die kortikale Dicke sowie das Volumen des OFC und des AC-MPFC durch einen höheren Ausgangs-BMI-Wert negativ beeinflusst werden. Allerdings ergibt sich aus den vorliegenden Daten kein Hinweis auf einen Zusammenhang zwischen genetisch bedingter BMI-Erhöhung und Hirnatrophie.
Eine Vielzahl von unterschiedlichen Mechanismen könnten dabei eine mögliche Rolle bei der Entstehung einer Hirnatrophie bei adipösen Personen spielen. Um diese besser zu verstehen, sind weitere Studien notwendig und aufgrund der hohen Prävalenzen sicher auch von medizinischem, aber auch wirtschaftlichem Interesse.
Die ex-vivo Wirkung von Spermin und Spermidin auf T-Lymphozyten bei Patienten mit kognitivem Defizit
(2021)
Demenzerkrankungen stellen die Medizin und die Wissenschaft vor eine der größten Herausforderungen des 21. Jahrhunderts. Aufgrund des Fehlens kausaler Therapien werden neue Therapieansätze dringend für die Bewältigung dieser medizinisch herausfordernden Erkrankung benötigt. Vielversprechende Ergebnisse im Hinblick auf ein neues Therapeutikum liefert eine Klinische Studie (Smart-Age) mit einem polyaminreichen Pflanzenextrakt als Nahrungsergänzungsmittel, eingesetzt bei Patienten mit Subjektiver kognitiver Verschlechterung (engl. Subjective Cognitive Decline).
Da die genauen Wirkmechanismen der Polyamine Spermin und Spermidin auf die kognitive Gesundheit noch unzureichend verstanden sind und das Immunsystem eine zentralen Rolle in der Pathogenese der Alzheimer-Demenz einnimmt, war es das Ziel in der vorliegenden Dissertation die Wirkung der beiden genannten Polyamine auf die Aktivierung und Autophagie von T-Lymphozyten und die Zytokinsekretion von PBMC durchflusszytometrisch, anhand einer Studienkohorte kognitiv beeinträchtigter Patienten (Subjektive kognitive Verschlechterung SCD, milde kognitive Beeinträchtigung MCI, milde Alzheimer-Demenz) (n=22) und gesunder, altersäquivalente Kontrollprobanden (n=12), zu untersuchen.
Die Ergebnisse der Arbeit zeigen, dass Spermin und Spermidin die Aktivierung und die Autophagie von T-Lymphozyten dosisabhängig in der Patienten- und der Kontrollkohorte steigert. Spermin führte zu einer dosisabhängig verminderten Zytokinexpression aller 11 untersuchten Zytokine in der Patienten- und der Kontrollkohorte. Spermidin hingegen führte sowohl zu einer vermehrten als auch einer verminderten Expression einzelner Zytokine im Zellkulturüberstand.
In der vorliegenden explorativen Studie konnte somit erstmals prospektiv der Einfluss der Polyamine Spermin und Spermidin auf die T-Lymphozyten Aktivierung, Autophagie und die Zytokinexpression von Patienten im Frühstadium kognitiver Erkrankungen in in-vitro Experimenten gezeigt werden. Verglichen mit einer Kontrollkohorte kognitiv gesunder, altersentsprechender Probanden zeigten sich ähnliche Effekte von Spermin und Spermidin auf die untersuchten Parameter, wobei für einzelne Parameter der Untersuchung eine höhere Sensitivität der Polyaminbehandlung von T-Lymphozyten kognitiv erkrankter Patienten nachzuvollziehen war.
Die Daten dieser Dissertation liefern somit einen ersten Beitrag zur umfassenden Beleuchtung zellulärer Wirkmechanismen einer Polyaminsubstitution in humanen, peripheren Immunzellen bezüglich kognitiver Gesundheit, um hierdurch neue therapeutische Ansätze zur Behandlung dementieller Erkrankungen zu entwickeln.
Ziel:
Es wurde die Inzidenz knöcherner Hand- und Handgelenkverletzungen im WBCT in einem städtischen Traumazentrum der Maximalversorgung untersucht und die Dunkelziffer der übersehenen Frakturen in der primären radiologischen Diagnostik beschrieben. Außerdem wurden assoziierte Faktoren für das Auftreten und das Übersehen von knöcherner Hand- und Handgelenkverletzungen beleuchtet.
Material und Methoden:
Es handelt sich um eine retrospektive Kohortenstudie mit Screening aller WBCT in einem Zeitraum von insgesamt acht Monaten. Im ersten Schritt wurden die Hände- und Handgelenke in drei Ebenen mit einer Schichtdicke von 1-2mm rekonstruiert und diese durch einen unabhängigen Radiologen begutachtet. Anschließend wurden die primären Befunde mit dem Referenztest, der Reevaluation der WBCT, verglichen. Hieraus wurde die diagnostische Genauigkeit des WBCT im Rahmen der primären Befundung abgeleitet. Beeinflussende Faktoren (GCS, Artefakte, Trauma-Mechanismus, begleitende Verletzungen) wurden ermittelt und ein Algorithmus zur Verbesserung der Detektionsrate entwickelt.
Ergebnisse:
Insgesamt wurden 506 WBCT im genannten Zeitraum von 01/2020 bis 08/2020 in die Studie eingeschlossen. Es zeigten sich in 59 (11,7%) WBCT 92 knöcherne Hand- und Handgelenkverletzungen. Distale intraartikuläre Radiusfrakturen traten am häufigsten auf (n=24, 26,1%) und bei 22 Patienten (37,3%) kam es zu multiplen Verletzungen. 4 Fälle wurden primär korrekt als positiv gewertet, was einer äußerst geringen Sensitivität und einer hohen Spezifität des WBCT bei der Primärbefundung entspricht (Sensitivität 6,8%; 95% CI 1,9 - 16,5; Spezifität 100%; 95% CI 99,2 bis 100,0). Nach zusätzlicher, sekundärer Bildgebung und klinischer Neubewertung wurden 43 weitere positive Fälle (72,9%) identifiziert. Insgesamt 12 Verletzungen blieben unentdeckt (20,3%). Motorradunfälle prädisponierten für knöcherne Hand- und Handgelenkverletzungen (22% vs. 10,1% in einer Polytraumavergleichsgruppe ohne Hand-/Handgelenksfrakturen, p=0,006). In 98% der Fälle kam es zusätzlich zu weiteren Frakturen der Extremitäten, wobei nur 37% der Patienten ohne knöcherne Hand- und Handgelenkverletzungen zusätzliche Extremitätenfrakturen aufwiesen (p<0,001). Weitere Aspekte wie die Vigilanz und das Vorliegen von Artefakten stellten keine signifikanten Beeinflussungsfaktoren dar.
Schlussfolgerung:
Die Prävalenz knöcherner Hand- und Handgelenkverletzungen im WBCT nach einem Polytrauma betrug 11,7% in der Kohorte. 93,2% wurden in der Primäruntersuchung übersehen. Knöcherne Hand- und Handgelenkverletzungen gehen oft mit weiteren Frakturen der Extremitäten einher und treten häufiger nach Motorradunfällen auf. Durch wiederholte klinische Bewertungen und sekundäre radiologische Reevaluierung einer WBCT mit multiplanaren Rekonstruktionen der Hände kann die Zahl der übersehenen Frakturen bei Polytraumapatienten reduziert werden.
Pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC), due to its genomic heterogeneity and lack of development of effective therapies, will become the second leading cause of cancer-related death within 10 years. Therefore, identifying novel targets that can predict response to specific treatments is a key goal to personalize pancreatic cancer therapy and improve survival. Given that the occurrence of oncogenic KRAS mutations is a characteristic event in PDAC leading to genome instability, a better understanding of the role of DNA repair mechanisms in this process is desirable. The aim of our study was to investigate the role of the error-prone DNA double strand breaks (DSBs) repair pathway, alt-EJ in the presence of KRAS G12D mutation in pancreatic cancer formation. Our findings showed that oncogenic KRAS contributes to the activation of the alt-EJ mechanism by increasing the expression of Polθ, Lig3 and Mre11, key components of alt-EJ in both mouse and human PDAC models. In addition, we demonstrated that alt-EJ has increased activity in DNA DSBs repair pathway in a mouse and human model of PDAC bearing KRAS G12D mutation. We further focused on estimating the impact of alt-EJ inactivation by polymerase theta (Polθ) deletion on pancreatic cancer development and survival in genetically engineered mouse models (GEMMs). Here, we described that although deficiency of Polθ resulted in delayed cancer progression and prolonged survival of experimental mice, it can lead to full-blown PDAC. Our study showed that disabling one component of the alt-EJ may be insufficient to fully suppress pancreatic cancer progression and a complete understanding of all alt-EJ factors and their involvement in DSB repair and oncogenesis is required.
Bei einem seit vielen Jahren bekannten erhöhten Risiko für MS-Patient:innen epileptische Anfälle zu erleiden, untersuchten wir eine Gruppe von Patient:innen mit diesen beiden Voraussetzungen. Die epileptischen Anfälle können hier als Folge der MS auftreten, aber auch durch Erkrankungen in der Vorgeschichte der Patient:innen begünstigt werden. Für unsere Studie wählten wir einen retrospektiven populationsbasierten Ansatz.
Die finale Studiengruppe bestand aus 59 Personen mit epileptischen Anfällen und MS aus insgesamt 2285 MS-Patient:innen, die in den Zentren Greifswald und Rostock in diesem Zeitraum behandelt wurden. Es zeigte sich eine Prävalenz epileptischer Anfälle bei Patient:innen mit MS-Diagnose von 2,6%. Eine Aufteilung in zwei Subgruppen mit epileptischen Anfällen vor/nach MS-Diagnose, mit 22 vs. 37 Patient:innen, wurde anschließend durchgeführt. Die Patient:innen in der Subgruppe MS-E Gruppe waren durchschnittlich 9 Jahre älter und wiesen einen höheren EDSS aus, verglichen mit der Subgruppe E-MS. Bei 16,9% der Kohorte wurde der epileptische Anfall rückblickend als erstes MS-Symptom gewertet. In 50,8% der Studienpopulation bestanden epileptogene Risikofaktoren in der Vorgeschichte, mit 40,9% (9/22) vs. 56,8% (21/37) in den Subgruppen vor/nach MS-Diagnose. Die häufigsten konkurrierenden Ursachen bestanden in abgelaufenen Schädel-Hirn-Traumata und cerebralen Ischämien, zusammen in mehr als 30% der Fälle. Die Diagnosestellung der epileptischen Anfälle und Epilepsie erfolgte bei 18,6% ohne EEG-Diagnostik, bei erfolgter EEG-Diagnostik bestanden in 58,3% pathologische EEG-Muster. Bei einem Drittel der Patient:innen erfolgte die Diagnosestellung ohne direkte Beobachtung oder EEG-Auffälligkeiten.
Im Vergleich zur Normalbevölkerung zeigt sich in unserer Studienpopulation eine erhöhte Prävalenz epileptischer Anfälle. Die Bedeutung einer adäquaten Diagnostik der epileptischen Anfälle, auch wenn einmalig aufgetreten, stellt sich in unserer Studie dar. Hierbei ist es entscheidend, dass eine EEG-Diagnostik erfolgt und zusätzlich eine ausführliche semiologische Anamnese. Diese sollte idealerweise von Ärzt:innen oder Neurolog:innen mit epileptologischer Erfahrung durchgeführt werden um die Befunde gut einordnen zu können, am besten im Rahmen eines strukturierten Work-ups. Die epileptischen Anfälle können sowohl vor, als auch nach dem Beginn der MS-Symptomatik auftreten und auch die erste Manifestation der Erkrankung darstellen. Alternative Risikofaktoren für epileptische Anfälle sollten sorgfältig erfragt und dokumentiert werden, die Diagnosestellung und Behandlung einer Epilepsie aber nicht verzögern. Es stellte sich in unserer Kohorte kein signifikanter Unterschied in bestehenden Risikofaktoren zwischen den Sub¬gruppen vor/nach MS-Diagnose heraus. Dies spricht dafür, epileptische Anfälle als einen Teil der MS-Erkrankung zu betrachten, der durch Risikofaktoren aber auch die MS-Erkrankung selbst verursacht werden kann.
Die Sepsis stellt ein hoch komplexes, klinisch heterogenes Krankheitsbild dar, das die Medizin und Wissenschaft auf der ganzen Welt vor große Herausforderungen stellt. Obwohl nahezu jeder erfahrene Intensivmediziner Unterschiede zwischen einem Patienten mit abdomineller Sepsis und einem Patienten mit Urosepsis benennen könnte, haben nur sehr wenige Forschungsgruppen diese Unterschiede
weiter untersucht und beschrieben. Jede Sepsis beginnt in einem anatomischen Fokus der Infektion, der sich fast überall im menschlichen Körper befinden kann. Existieren Unterschiede zwischen Patienten mit unterschiedlichem Sepsisfokus? Ist Sepsis vielleicht nicht gleich Sepsis? Um diese Fragen zu beantworten, hat unsere Arbeitsgruppe über einen Zeitraum von acht Jahren die Daten von 816 Sepsispatienten ausgewertet, deren Fokus ausschließlich im Abdomen, Respirationstrakt, Urogenitaltrakt oder den Knochen und Weichteilen lag. Die Patienten wurden über den gesamten Studienzeitraum konsekutiv eingeschlossen und prospektiv auf das Vorliegen einer Sepsis gescreent. Wir verglichen klinische, mikrobiologische und laborchemische Daten zum Sepsiszeitpunkt zwischen den Fokusgruppen und konnten signifikante Unterschiede in allen drei Bereichen beobachten. Beispielsweise war die Inzidenz für das Auftreten eines septischen Schocks bei Patienten mit abdominellem und urogenitalem Fokus signifikant höher als bei den anderen Gruppen. In Bezug auf die mikrobiologischen Unterschiede waren die Urosepsis und die Knochen- und Weichteilsepsis mit deutlich höheren Blutkulturpositivitäten assoziiert. Außerdem unterschied sich das Erregerspektrum zwischen den Gruppen. Des Weiteren konnten wir Unterschiede in den Laborergebnissen der Patienten zum Sepsiszeitpunkt feststellen. Fast die Hälfte der Patienten mit Urosepsis zeigte pathologisch erhöhte PCT-Werte im Vergleich zu nur 15 % der respiratorischen Gruppe. Weiterhin hatten dreimal so viele Patienten mit Fokus im Bereich Knochen/Weichteile eine Hypoalbuminämie wie Patienten der urogenitalen und pulmonalen Gruppe. Darüber hinaus waren die verschiedenen Sepsisfokusse mit Unterschieden in den SOFA-Scores, SIRS-Kriterien und dem Auftreten von Organdysfunktionen zum Sepsisbeginn assoziiert. Die vorliegende Dissertation liefert eindeutige Hinweise auf klinische, laborchemische und mikrobiologische Unterschiede zwischen Sepsispatienten mit verschiedenen Sepsisfokussen zum Beginn der Sepsis. In großen randomisierten Studien sollte den deutlichen Unterschieden zwischen den verschiedenen Sepsisfokussen möglicherweise mehr Aufmerksamkeit geschenkt werden, damit therapeutische Ansätze, welche nur einer Subgruppe helfen, mit ausreichender Fallzahl herausgearbeitet werden können.
Background: COVID-19 lead to the adoption of containment measures including temporary closure of dental clinics. Despite the risk of infection transmission, dental emergencies have not ceased during this pandemic and had to be managed also in the lockdown period.
Aim: To analyze the profiles and offered management options of pediatric patients presenting with dental emergencies during a COVID-19 lockdown.
Design: Retrospective analysis of patient records of children seeking emergency dental treatment during a 7-week lockdown period in 2020 in a university pedodontics clinic in Germany, compared to a similar cohort from 2019. Data on patient level, tooth level, and session level were collected. An analysis of the digital records after 6 months follow-up was performed for the patients who received Non-Aerosol Generating Procedures (NAGP) as management for dental emergency in the lockdown period in 2020.
Results: The 2020 cohort consisted of 83 patients, while the 2019 cohort included 46 patients showing 45% higher necessity for emergency treatment in 2020. Most common chief complaint was oral mucosal conditions in 2020 (26.4%), and irreversible pulpitis in 2019 (25.5%). Dental caries (without spontaneous pain) was the second most chief complaint in both cohorts (20.7% and 23.4% respectively). Most interventions in 2020 were Minimally Invasive Treatments such as the hall technique and silver diammine fluoride (20.3%), which were in 2019 not considered, followed by pharmacological treatment (16.9%), which were in 2019 also highly used (35.9%). The 6 months follow up for the NAGP revealed benefit in management of the acute dental problem, by either direct treatment or by postponing the treatment need to a later time period.
Conclusion: The COVID-19 pandemic led to increase in emergency pediatric dental visits and shifted treatment options towards less invasive procedures.
In challenging situations, where aerosols increase the risk of infection transmission, NAPD are a viable option in the management of dental emergencies, especially in pediatric dentistry.
Frontotemporal lobar degeneration (FTLD) is likely to be the second-most common cause of dementia in individuals under 65 years of age. Pathognomonic changes in personality, behavior and motivation are known to lead to high caregiver stress and burden, with little support being available. The aim of this work is to present the current state of knowledge on the characteristics, challenges and unmet needs of caregivers as well as on possible interventions.
Two scoping reviews on caregiver burden using the PRISMA checklist for scoping reviews were conducted using PubMed, Web of Science and ScienceDirect in April 2017 and November 2019, respectively. A total of 107 articles were considered eligible and were analyzed qualitatively and summarized.
Our results show that caregivers of patients with FTLD are often female, spouses of the PwD, younger in age, have underage children and provide care at home. Behavioral and motivational disturbances in the PwD are perceived to be the most burdensome aspects of caregiving. Those caring for an individual with the bvFTD subtype thus report higher levels of burden than caregivers of an individual with a form of PPA. With rising dementia severity, caregivers report higher levels of burden. Many caregivers experience a decline in their own physical and mental health as well as a significant financial burden resulting from care duties. The deterioration of the relationship between the PwD and their caregivers is a main burdensome aspect. Only few interventions were conducted so far, and none of those that were identified were designed as an RCT. The most efficacious interventions were those aimed directly at caregivers, whereas interventions aiming at the amelioration of symptoms in the PwD showed little effect.
Further research should reproduce and validate efficacious interventions and establish new interventional approaches. Another focus should be set on the situation of underage children of individuals with FTLD and relatives of a person with hereditary FTD. More research from non-Western countries is needed in order to identify culture-specific factors of caregiver burden. Along those lines, support structures for FTLD caregivers should be assessed on a local basis and extended accordingly. So far, no study has assessed the relationship between caregiver burden and possible consequences for the quality of care provided to the PwD in FTLD specifically. Awareness both in the wider population and among healthcare professionals is an urgent need for the future since FTLD is often misdiagnosed, leading to a delay in obtaining the correct diagnosis and access to suitable support.
Zusammenfassend wurde festgestellt, dass eine Epilepsie im Kindes- und Jugendalter eine insgesamt gute Prognose hat. Von den untersuchten 666 Patienten wurden 65,3 % der Patienten während des Studienzeitraumes anfallsfrei, 29,1 % zeigten eine klinische Besserung.
Den größten prognostischen Vorhersagewert hatte dabei das EEG. Wurde ein normales EEG erreicht, dann wurden auch 96,0 % klinisch anfallsfrei oder verbesserten sich. Ebenfalls betrachtet wurden die initialen EEGs. Es stellte sich heraus, dass Patienten ohne Allgemeinveränderungen im initialen EEG einen besseren Therapieerfolg aufwiesen (85,6 % anfallsfrei oder verbessert).
An zweiter Stelle steht der mentale Status. Kinder mit einer normalen Intelligenz zeigten ein besseres Outcome als Kinder mit einer Lern- oder geistigen Behinderung. Eine IQ-Wert-Veränderung nach Medikamenteneinnahme konnte nicht nachgewiesen werden.
Ebenfalls einen signifikanten Einfluss hatte die Anzahl der Versuche. Die besten Ergebnisse wurden nach dem ersten Versuch erzielt. Mit steigender Versuchszahl verringerte sich der prozentuale Erfolg, aber auch mit mehr als 4 Versuchen konnten noch Verbesserungen oder auch Anfallsfreiheit erzielt werden.
Es zeigte sich, dass auch die Ätiologie einen gewissen Voraussagewert hat. Patienten mit einer idiopathischen Epilepsie hatten eine bessere Prognose als Kinder mit symptomati-schen oder kryptogenen Anfällen. Dabei spielte auch die Art der Epilepsie eine große Rolle, denn darauf bezieht sich die medikamentöse Behandlung. Die besten Ergebnisse zeigten sich bei den benignen Partialepilepsien (90,1% anfallsfrei oder verbessert), den Absencen (65,2 % anfallsfrei oder verbessert) und den primären Grand mal Anfällen (71,4 % anfallsfrei oder verbessert). Schlechter zu behandeln waren die fokalen und die sekundären Grand Mal Anfälle und die größten Schwierigkeiten fand man bei den syndromalen Epilepsien wie BNS-Anfällen und das Lennox-Gastaut Syndrom.
Die am häufigsten verwendeten Medikamente waren Valproat, Lamotrigin, Sultiam, Topi-ramat und Levetiracetam. Eine besonders gute Wirksamkeit zeigte bei Absencen Ethosu-ximid (74,1 % anfallsfrei oder verbessert), bei den benignen Partialepilepsien Sultiam (94,9 % anfallsfrei oder verbessert), bei fokalen Anfällen Oxcarbazepin (71,5 % anfallsfrei oder verbessert) und bei Grand mal Epilepsien Valproat (76,5 % anfallsfrei oder verbessert). Valproat besitzt ein breites Wirkspektrum und führte bei fast allen Anfallsarten zur klinischen Verbesserung oder Anfallsfreiheit. Allerdings zeigte es auch die meisten Nebenwirkungen (31,6 % aller Nebenwirkungen) zu denen Gewichtszunahme, negative Verhaltensänderungen und Sedierung zählten. Insgesamt sind traten in 21,7 % aller medikamentösen Therapieversuchen Nebenwirkungen auf.
Auch die Anzahl der Medikamente spielt eine Rolle bezüglich Prognose und Erfolg. Die besten Ergebnisse zeigten sich unter einer Monotherapie (98,6 % der Patienten mit einer Monotherapie wurden anfallsfrei oder verbesserten sich).
Die neuen Antiepileptika (69,7 % anfallsfrei oder verbessert) haben einen ähnlichen Be-handlungserfolg wie die alten Antiepileptika (71,6 % anfallsfrei oder verbessert). Bei einigen Anfallsarten sind die neuen Medikamente eine Verbesserung 68, 69, 70, 71 und zeigen vor allem einen Vorteil im Nebenwirkungsprofil. Allerdings bestehen noch Lücken in der Zulassung und sie haben höhere Therapiekosten. Vigabatrin wird vor allem bei BNS Anfällen und cortikalen Dysplasien angewendet. Lamotrigin sticht durch das breite Anwendungsspektrum mit wenig Nebenwirkungen hervor. Levetiracetam zeigt im EEG positive Resultate und auch klinisch vor allem bei Grand Mal Anfällen. Es hat keine Interaktionen und im Gegensatz zu Valproat kaum Teratogenität. Oxcarbazepin ist durch weniger Nebenwirkungen bei fokalen Anfällen eine gute Alternative. Aber trotz der höheren Nebenwirkungen sind die alten Antiepileptika unverzichtbar. Sultiam ist weiterhin das Medikament der ersten Wahl bei benignen Partialepilepsien mit einem sehr guten Erfolg.
Es wurde festgestellt, dass in der Kinder- und Jugendklinik der Universitätsmedizin Greifswald eine weitgehend gute Einstellung der Epilepsie erfolgen konnte. Ein Teil der Patienten konnte aber trotz mehrerer Versuche und Medikamente bis zum Ende des Studienzeitpunktes nicht zufriedenstellend behandelt werden. Dies und auch die bestehenden Nebenwirkungen zeigen, dass eine stetige Weiterentwicklung der antikonvulsiven Therapie wichtig ist und angestrebt werden sollte.
Universal products provide an axiomatic framework to study noncommutative independences general enough to include, besides the well known "single-faced" case (i.e., tensor, free, Boolean, monotone and antimonotone independence), also more recent "multi-faced" examples like bifree independence. Questions concerning classification have been fully answered in the single-faced case, but are in general still open in the multi-faced case. In this thesis we discuss how one can use insights in the relation between universal products and their associated moment-cumulant formula as a starting point towards a combinatorial approach to (multi-faced) universal products. We define certain classes of partitions and discuss why the defining axioms are sufficient to associate to each of them a multi-faced universal product. For the two-faced case we present our result that every positive and symmetric universal product can be produced in this fashion and we outline how these results might contribute to a classification of positive and symmetric universal products.
Primary tooth trauma occurs commonly during the development of motor coordination. Its consequences do not only affect the traumatized primary tooth but may affect the underlying permanent successor as well. Its management may involve very high costs on patients and insurance companies and complicated injuries can have negative effects on the quality of life of preschool children. Investigating the causes and patterns of trauma in primary teeth are highly needed to aim for preventive measures. This retrospective study compared the patterns of dental trauma injuries at the trauma center at Greifswald University/Germany for a recent pediatric cohort (2014-16, 103 children) with a historic one before the German unification and the health care system reformation (1974-1989, n=120). The data contained details on etiology, injury types and treatment delivered for 450 injured teeth (247 historic, 203 recent). In both cohorts, the occurrence was more common in males than females (63%/55%, resp.) with an age peak from 2 to 6 years. Maxillary incisors were most affected (89.6%/88.6%, resp.) and periodontal ligament injuries dominated (77.8%/90.3%, resp.).
Almost half of the injuries occurred at home (46.6%), mostly due to falling (48.5%) or during playing (37.8%) in the recent pediatric cohort which provided better forensic data due to insurance issues and potential concern about child abuse. Advice and follow up was the most common approach in the recent pediatric cohort (76%).
Trauma patterns in the primary dentition seem to be rather universal due to the activities of small children and their anatomic conditions. Trauma to primary dentition occurred mostly at home or in the nurseries and possibly is hard to avoid due to falls or accidents during normal playing. Even after 30 years and a change in the health care system due to German unification, the patterns remain similar.
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Therapeutische Antikörper können unerwartete Wirkungen verursachen, wenn das Zielantigen nicht nur auf den Zielzellen exprimiert wird. Ein gegen das CD38-Antigen gerichteter Antikörper, Daratumumab (DARA), wurde für die Behandlung des multiplen Myeloms entwickelt. Allerdings beeinträchtigt dieser Antikörper erheblich die Verträglichkeitsuntersuchungen zwischen Blutkonserve und Patientenplasma vor der Transfusion von Erythrozytenkonzentraten.
CD38 wird auch auf Erythrozyten (RBCs) exprimiert. Durch die Bindung von DARA an die Spendererythrozyten wird im indirekten Antihumanglobulintest (IAT) eine in vitro Unverträglichkeit mit allen Testerythrozyten angezeigt. Dies wird dadurch verursacht, dass das erforderliche Antihumanglubulin (AHG) humanes IgG bindet, unabhängig davon, welches Zielantigen dieser Antikörper hat. Infolgedessen können Agglutinationen durch transfusionsrelevante Antikörper im Patientenplasma von DARA-induzieretn Agglutinationen nicht unterschieden werden, wodurch das Risiko für akute hämolytische Transfusionsreaktionen steigt.
Daraus ergab sich die Fragestellung für meine Arbeit – eine Modifikation für den IAT zu finden, der diese Interferenz auflöst. Ich habe zwei neue Strategien verfolgt: i) die Adsorption von DARA aus dem Patientenplasma mit CD38-exprimierenden peripheren Blutzellen, ii) die Blockung der DARA-Bindungsstelle auf Erythrozyten, ohne dass die Bindung von transfusionsrelevanten erythrozytären Antikörpern behindert wird.
Für den ersten Ansatz konnte ich PBMCs als die Zellen identifizieren, die die höchste CD38 Expression zeigten. Leider konnte die Inkubation von DARA-gespiktem Plasma selbst nach mehreren Adsorptionsschritten die Interferenz im IAT nicht vollständig beseitigen. Auch die Durchführung der Methode erwies sich als nicht praktikabel für ein Routine-Diagnostiklabor. Für den zweiten Ansatz habe ich mit Hilfe von Pepsin F(ab‘)2 Fragmente von DARA hergestellt um damit die DARA-Bindungsstelle auf den Erythrozyten zu blockieren, damit das AHG nur an gebundene transfusionsrelevante Antikörper bindet. Die Zugabe von DARA F(ab´)2 Fragmenten zu den Testerythrozyten konnte die DARA-induzierten Agglutinationen im IAT verhindern und im Plasma vorhandene erythrozytäre Alloantikörper sichtbar und differenzierbar machen. Weiterhin konnte ich nachweisen, dass die Zugabe von DARA (Fab´)2 Fragmenten nicht die Sensitivität der Teste im Gelzentrifugationstest und im Capture® beeinträchtigt. Experimente mit Plasma von Myelom-Patienten vor und nach der DARA-Infusion bestätigten die Ergebnisse. Die Verwendung von F(ab‘)2 Fragmenten ist ein vielversprechendes Verfahren, um Interferenzen von therapeutischen Antikörpern im IAT der prätransfusionellen Diagnostik aufzulösen - nicht nur für Daratumumab.
Hintergrund: Das gemeinsame Auftreten von verhaltensbasierten Risikofaktoren, speziell das Tabakrauchen, der gesundheitsriskante Alkoholkonsum, Übergewicht/Adipositas und mangelnde körperliche Aktivität stellt eine enorme Herausforderung für die öffentliche Gesundheit dar. Aktuell ist deren Verbreitung sowie deren soziodemografische Prädiktoren bei Krankenhauspatient*innen mit nicht-übertragbaren Erkrankungen unzureichend beschrieben.
Ziel: Zum einen untersuchte diese Arbeit die Verbreitung der vier verhaltensbasierten Risikofaktoren bei Krankenhauspatient*innen. Zum anderen wurden soziodemografische Prädiktoren der verhaltensbasierten Risikofaktoren bei Krankenhauspatient*innen mit nicht-übertragbaren Erkrankungen, d.h. mit kardiovaskulären Erkrankungen, Krebserkrankungen, chronischen Erkrankungen des Atmungssystems sowie Diabetes mellitus Typ II, untersucht.
Methode: An einem Universitätsklinikum in Vorpommern wurde über 17 Monate hinweg ein systematisches Patientenscreening hinsichtlich derer verhaltensbasierten Risikofaktoren sowie soziodemografischen Faktoren durchgeführt. Insgesamt konnten 5.762 Patient*innen im Alter von 18 bis 64 Jahren in die Studie eingeschlossen werden. Zur Feststellung der Verbreitung von verhaltensbasierten Risikofaktoren wurden Häufigkeiten sowie 95%-Konfidenzintervalle ermittelt. Zur Untersuchung von Prädiktoren verhaltensbasierter Risikofaktoren wurden logistische Regressionen durchgeführt.
Ergebnisse: Von allen Krankenhauspatient*innen litten über die Hälfte an nicht-übertragbaren Erkrankungen (n=3.214, 55,7 %). Insgesamt wiesen in allen vier untersuchten Fachabteilungen des Krankenhauses 96,2 % der Patient*innen (58,6 % männlich) mindestens einen und 71,4 % zwei oder mehr verhaltensbasierte Risikofaktoren auf. In der Subgruppe der Krankenhauspatient*innen mit nicht-übertragbaren Erkrankungen waren die Häufigkeiten vergleichbar. Über fast alle Erkrankungsgruppen hinweg zeigte sich, dass es bei den verhaltensbasierten Risikofaktoren zu einem eher homogenen Auftreten hinsichtlich ihrer soziodemografischen Prädiktoren kam.
Diskussion: Es besteht ein ausgesprochener Bedarf an systematischen Screening- sowie Interventionsmaßnahmen bei Krankenhauspatient*innen hinsichtlich ihrer verhaltensbasierten Risikofaktoren. Dabei sollten v.a. multiple Risikoverhaltensmuster gleichzeitig adressiert werden. Maßnahmen zur Prävention sollten zielgruppenorientiert entwickelt und umgesetzt werden, wobei soziodemografische Unterschiede bei verhaltensbasierten Risikofaktoren zu berücksichtigen sind. Im Sinne der Primär-, Sekundär- sowie Tertiärprävention sollte das Auftreten nicht-übertragbarer Erkrankungen bei bislang noch nicht erkrankten Patient*innen verhindert und der Behandlungserfolg sowie die Prognose bei bereits erkrankten Patient*innen verbessert werden.
Die gestörte Glukosetoleranz (engl. impaired glucose tolerance, IGT) ist eines der präsymptomatischen Zustände des Typ-2-Diabetes mellitus (T2DM) und erfordert zur Diagnose einen oralen Glukosetoleranztest (oGTT). Ziele dieser Arbeit waren:
1) die Identifikation einer Metabolitsignatur zur Vorhersage einer IGT,
2) die pathophysiologische Einordnung der bedeutendsten Assoziationen und
3) die Identifizierung von Untergruppen innerhalb der IGT-Population, um so erste
Hinweise auf eine Patientenstratifizierung anhand objektivierbarer Metabolitmarker im
Blut zu erlangen.
Dazu dienten Metabolomdaten basierend auf Massenspektrometrie und Kernspinresonanzspektroskopie von 827 Teilnehmern der Study of Health in Pomerania (SHIP)-TREND. Durch einen targeted und non-targeted Anlayseansatz konnte ein breites Spektrum an Metaboliten erfasst und mithilfe statistischer und bioinformatischer Methoden die Assoziationen zum oGTT-Outcome, zur 2-Stunden Insulinkonzentration und daraus abgeleitet zur IGT, ausgewertet werden. Aus über 100 assoziierten Molekülen konnten beteiligte Stoffwechselwege, wie etwa der Katabolismus von verzweigtkettigen Aminosäuren und Veränderungen im Lipoprotein- und Fettstoffwechsel herausgearbeitet werden. Zudem konnte eine integrative Signatur zur Vorhersage einer IGT abgeleitet werden. Es wurde ein verbessertes IGT-Prädiktionsmodell etabliert, welches auf einer Kombination von Metaboliten und klinischen Merkmalen basiert. Diese Befunde sind jedoch in klinischen Studien zu prüfen. Über Verfahren des maschinellen Lernens konnten zwei Cluster innerhalb der IGT-Population identifiziert werden. Die IGT-Cluster spiegeln möglicherweise unterschiedlich fortgeschrittene IGT-Stadien oder verschiedene Ätiopathogenesen wider. Metabolitsignaturen könnten demnach gegebenenfalls eine frühzeitige Patientenstratifizierung ermöglichen. Somit wären bereits IGT-Patienten einem Risikoprofil zuzuordnen, was eine zuverlässigere T2DM- Risikoprognose erlauben würde. Durch rechtzeitige Präventivmaßnahmen bei IGT-betroffenen Personen könnte die Manifestation eines T2DM unter Umständen verhindert werden.
Die hier vorgestellten Befunde sind jedoch als vorläufig zu betrachten und bedürfen einer Replikation in unabhängigen Studien. Die Subtypen-Klassifizierung sollte idealerweise in einer längsschnittlichen Follow-up-Studie examiniert werden, um eine tatsächliche klinische Relevanz zu belegen. Von besonderer Bedeutung wäre dabei die Untersuchung der IGT-Cluster im Follow-up hinsichtlich eines Ansprechens auf allgemeine Interventionsmaßnahmen wie z.B. Lebensstiländerungen aber auch hinsichtlich einer spontanen IGT-Regredienz oder Progression zu einem T2DM und damit einhergehenden Komplikationen.
Die Grundlamelle der mittleren Nasenmuschel – dreidimensionale Struktur und klinische Anatomie
(2021)
Die Basallamelle der mittleren Nasenmuschel (3BL) ist eine anatomische Landmarkenstruktur, welche in der endoskopischen transnasalen Schädelbasischirurgie verstanden werden muss. Sie besteht aus einem vorderen vertikalen und einem hinteren horizontalen Anteil und erscheint in ihrer einfachsten Darstellung – wenn man sie von der Seite betrachtet – „L“-förmig. In dieser Studie analysierten wir ihre dreidimensionale (3D) Morphologie sowie Variationen mit Fokus auf eine präzise und systematische Beschreibung der angewandten Anatomie.
Digitale Volumentomographien (DVT) von 25 Erwachsenen, 19 Kadaver und 6 Schädeln (insgesamt: 100 Kopfhälften) wurden mit der 3DSlicer-Software untersucht und somit 3D-Modelle der 3BL erstellt. Wir haben eine geometrische Klassifizierung der Form der 3BL eingeführt, basierend auf Segmenten. Wir analysierten ihre Parameter und Beziehung zu benachbarten anatomischen Strukturen.
Bei seitlicher Betrachtung gab es kein konsistentes „L“-förmiges Erscheinungsbild der 3BL, wie es sonst oft zitiert wird. Zur Beschreibung der 3BL wurde eine Klassifikation von 9 Segmentarten verwendet. Die 3BL hatten durchschnittlich 2,95 ± 0,70 Segmente (Median: 3), am häufigsten war die Horizontalplatte (23,05 % aller Segmente), danach die konkav-konvexe Platte (22,71 %) und die Sigmaplatte (22,37 %). Weitere Arten waren selten. Wir identifizierten eine Horizontalplatte in 68 % der Basallamellen, während 32 % der 3BL vertikal gerichtet waren. Die sigma – konkav-konvex – horizontale trisegmentale 3BL war der häufigste Phänotyp (27 %). Insgesamt war das sigma – konkav-konvexe Muster in 42 % erkennbar. 87 % der 3BL hafteten an der Bulla ethmoidalis.
Die Segmentierungsmethode erschien geeignet, die Morphologie der 3BL adäquat zu beschreiben. Diese Studie kann helfen, durch die Klassifizierung der anatomischen Variationen die intraoperative Orientierung während der Siebbeindissektion zu verbessern.
Diese kumulative Doktorarbeit fasst unsere kürzlich erschienene Publikation zusammen [1].
Die Messung der endexspiratorischen Ammoniakkonzentration bei Patienten mit terminaler Niereninsuffizienz während der Dialyse stellt eine neue nicht-invasive Methode zur Evaluation des Dialyseerfolges dar.
Ziel dieser Studie ist es die endexspiratorische Ammoniakkonzentration von Patienten mit terminaler Niereninsuffizienz während der Dialyse zu messen, um einen signifikanten Abfall der endexspiratorischen Ammoniakkonzentration während des Dialysevorganges nachzuweisen. Des Weiteren gilt es Einflussfaktoren auf die endexspiratorische Ammoniakkonzentration vor der Dialyse zu finden sowie eine mögliche positive Korrelation zwischen der endexspiratorischen Ammoniakkonzentration und der Harnstoffkonzentration im Blut zu untersuchen.
Insgesamt wurden 45 Dialysepatienten (22 Frauen, 23 Männer) im Alter zwischen
dem 28. und dem 85. Lebensjahren für diese Studie rekrutiert. Es erfolgte eine standardisierte Befragung der Patienten bezüglich ihrer Vorerkrankungen und kardiovaskulären Risikofaktoren. Die restlichen relevanten Diagnosen wurden aus den Krankenunterlagen entnommen. Neben der Messung der endexspiratorischen Ammoniakkonzentration erfolgten laborchemische Bestimmungen der Ammoniakkonzentration im EDTA-Blut ebenfalls vor und nach der Dialyse. Auch weitere Laborparameter, wie Aspartataminotransferase, Alaninaminotransferase, Gamma-Glutamyl-Transferase, Harnstoff, Kreatinin sowie Hämoglobin HbA1c wurden mitbestimmt. Die Analyse der endexspiratorischen Ammoniakkonzentration erfolgte mittels des durchstimmbaren Infrarotdiodenlasers unter der Anwendung der Absorptionsspektroskopie als eine hoch sensitive und selektive Methode zur Bestimmung der organischen Atembestandteile.
Die Ergebnisse dieser Studie zeigen einen signifikanten Abfall der endexspiratorischen Ammoniakkonzentrationen im Verlauf der Dialyse (mediane Werte: von 236,3 ppb
auf 120,6 ppb (p < 0,001)). Beim genaueren Betrachten des individuellen Verlaufs von Dialysepatienten fällt auf, dass 18 Patienten mit einer hohen endexspiratorischen Ammoniakkonzentration vor der Dialyse (über 300 ppb) einen deutlichen Abfall (> 100 ppb) im Verlauf der Behandlung aufweisen. Von den Patienten, bei denen vor der Dialyse ein niedriger Atemammoniakspiegel (< 300 ppb) erfasst wurde, zeigten sich bei fünf Probanden ein deutlichen Abfall, bei elf Probanden ein geringerer Abfall (< 100 ppb), bei vier Probanden keine signifikante Veränderung (±10 ppb) und bei sieben Teilnehmern eine Erhöhung der endexspiratorischen Ammoniakkonzentration während der Dialyse.
Die statistische Analyse ergab weiterhin eine deutlich positive Korrelation zwischen den Ammoniakkonzentrationen im Blut vor der Dialyse mit den Blutammoniakwerten nach der Dialyse und eine mäßig positive Korrelation zwischen den endexspiratorischen Ammoniakkonzentrationen vor der Dialyse mit den Ammoniakspiegel im Atem nach der Dialyse. Eine schwach positive Korrelation wurde zwischen den endexspiratorischen Ammoniakwerten nach der Dialyse mit den Blutammoniakwerten nach der Dialyse gefunden. Die lineare Regressionsanalyse ergab eine signifikante Assoziation von Nephrektomie und Restdiurese mit den endexspiratorischen Ammoniakwerten, welche vor der Dialyse gemessen wurden. Damit wird verdeutlich, das nephrektomierte Patienten und Patienten mit einer höheren Restdiurese einen deutlichen Abfall der endexspiratorischen Ammoniakkonzentrationen während der Dialyse aufzeigten und somit vermehrt von der Dialyse als Behandlung profitieren.
In Anlehnung an die Ergebnisse dieser Studie, dass im Verlauf der Dialyse ein signifikanter Abfall der endexspiratorischen Ammoniakkonzentration vorliegt, wird eine klinische Etablierung der nicht-invasiven Ammoniakkonzentrationsmessung vor und nach der Dialyse als eine gute Möglichkeit der Überwachung einer Dialysesitzung empfohlen. Aus unserer Sicht sollte am besten die Messung nicht offline mittels Sammelns der Atemproben im Tedlar-Beutel, sondern durch direktes Ausatmen in das Messsystem erfolgen, um den Verlust von an der Oberfläche des Beutels haftenden Ammoniaks zu verhindern. Falls jedoch die offline Methode bevorzugt werden sollte, müsste gewährleistet werden, dass die Atemgasproben so schnell wie möglich analysiert werden, um die Messgenauigkeit zu stärken.
Hand- und Unterarmverletzungen zählen zu den häufig übersehenen Verletzungen bei Polytraumapatienten. Sie sind selten lebensbedrohlich, können jedoch zu dauerhafter Funktionseinschränkung und Einbußen an Lebensqualität führen. Goldstandard für die Diagnostik von Patienten mit Verdacht auf Polytrauma ist ein CT von Kopf, Hals und Körperstamm. Ein einheitliches Protokoll zur Lagerung der Arme ist dabei bisher nicht etabliert. Die Lagerung der Arme wurde bisher vornehmlich nicht im Hinblick auf den Nutzen für die Diagnostik von Verletzungen in diesem Bereich, sondern auf ihre negativen Auswirkungen wie vermehrte abdominelle Bildartefakte und erhöhte Strahlenbelastung betrachtet. Mittel der Wahl zur Diagnostik von Handfrakturen ist gemäß aktueller S3-Leitlinie das konventionelle Röntgen.
Diese Studie stellt unseres Wissens die erste systematische Untersuchung des diagnostischen Potentials des PCT für Hand- und Unterarmfrakturen bei Polytraumapatienten dar. An zwei überregionalen Traumazentren wurden demografische, klinische und Bildgebungsdaten von 426 intubierten Patienten mit der Arbeitsdiagnose Polytrauma analysiert, von denen 66 (15,5 %) Hand- oder Unterarmfrakturen aufwiesen. Rund 75 % der Hand- und Unterarmfrakturen wurden bereits im initialen PCT diagnostiziert. Bei weiteren 14 % erfolgte die Diagnose mittels konventioneller Röntgenaufnahmen innerhalb der ersten 24 Stunden nach Aufnahme. 12 % der Frakturen wurden nach mehr als 24 Stunden, bis zu 40 Tage nach Aufnahme, diagnostiziert. Klinisch auffällige Frakturen sowie solche, die in vollständig abgebildeten Regionen lagen, wurden signifikant häufiger im PCT diagnostiziert, auch wenn fast alle Frakturen selbst im Scanfeld enthalten waren. Eine besonders vollständige Abbildung der oberen Extremität wurde bei Lagerung der Hände auf dem Abdomen beobachtet.
Diese Ergebnisse zeigen eindrücklich, dass das PCT schon jetzt zur frühzeitigen Diagnostik von Hand- und Unterarmfrakturen geeignet ist, insbesondere bei Lagerung der Hände auf dem Abdomen. Vor allem klinisch unauffällige Frakturen, die entsprechend den Leitlinien keine weitere Diagnostik erfahren würden, können durch eine aufmerksame Befundung frühzeitig identifiziert und einer adäquaten Therapie zugeführt werden. Auf Basis der technischen Weiterentwicklungen hinsichtlich Strahlendosis und Bildartefakte sowie der neuen Erkenntnisse hinsichtlich des diagnostischen Potentials des PCT bei Hand- und Unterarmfrakturen sollte die PCT-Diagnostik auch die obere Extremität mit einbeziehen und könnte zusätzliche Röntgenaufnahmen in Zukunft obsolet werden lassen.
Palliative Sedierung (PS) kommt zum Einsatz, wenn schwere Symptome am Ende des Lebens anderweitig nicht gelindert werden können und nimmt in der Palliativmedizin einen immer höheren Stellenwert ein. Es ist nur wenig über die Aufklärung der Patienten und die Durchführung der PS in Deutschland bekannt.
Ziel der Arbeit war es, in einer beobachtenden prospektiven Querschnittsstudie Daten zur Vorbereitung und zum Ablauf der PS auf der Palliativstation und im Hospiz der Universitätsmedizin Greifswald sowie im Rahmen einer spezialisierten ambulanten Palliativversorgung (SAPV) über ein Jahr zu erheben. Dazu wurden in den einzelnen Institutionen einheitliche Aufklärungs- und Dokumentationsbögen eingeführt.
Im Erhebungszeitraum wurden 1124 Patienten behandelt. Insgesamt erhielten 5,25% (n=59) der Patienten eine PS. Es wurden Unterschiede in der Häufigkeit zwischen den Institutionen festgestellt (Palliativstation: 7,65%; Hospiz: 1,85%; SAPV: 4,59%). Sedierte Patienten auf der Palliativstation waren signifikant jünger als nicht sedierte (65,6 vs. 71,1 Jahre) und lebten signifikant häufiger in einer festen Partnerschaft. Die meistgenannte Indikation zur PS war Unruhe, gefolgt von Angst, Delir und fehlender Lebensqualität. Oft war es der Wunsch des Patienten und seiner Angehörigen, eine PS zu starten. Ging es um die Fragen nach dem Beginn der PS, der Tiefe und der Medikation, wurde der Patient deutlich seltener in den Entscheidungsprozess einbezogen als seine Angehörigen. Durchschnittlich dauerten die PS ca. vier Tage mit einer Spannweite von vier Stunden bis 23 Tage. Das am häufigsten genutzte Sedativum war Midazolam, selten in Kombination mit anderen Sedativa. Oft wurden zur Symptomreduktion weitere Medikamente (z.B. Analgetika, Antiemetika, Antipsychotika) verabreicht.
Viele Aspekte sind in den Leitlinien nicht einheitlich definiert und werden in der Literatur kontrovers diskutiert, z.B. psychische Symptome als Indikation für eine PS, künstliche Nahrungs- und Flüssigkeitszufuhr während der PS, sowie die angemessene Tiefe und Beurteilung einer PS. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, worauf die Behandler bei der Planung einer PS besonderes Augenmerk legen sollten. Eine frühzeitige Aufklärung des Patienten und seiner Familie mit einer klaren Abgrenzung der PS von der Sterbehilfe ist neben der ständigen Weiterbildung aller Palliativmediziner und Pflegekräfte äußerst wichtig.
Background: Highly accurate detection of intracranial hemorrhages (ICH) on head computed tomography (HCT) scans can prove challenging at high-volume centers. This study aimed to determine the number of additional ICHs detected by an artificial intelligence (AI) algorithm and to evaluate reasons for erroneous results at a level I trauma center with teleradiology services.
Methods: In a retrospective multi-center cohort study, consecutive emergency non-contrast HCT scans were analyzed by a commercially available ICH detection software (AIDOC, Tel Aviv, Israel). Discrepancies between AI analysis and initial radiology report (RR) were reviewed by a blinded neuroradiologist to determine the number of additional ICHs detected and evaluate reasons leading to errors.
Results: 4946 HCT (05/2020-09/2020) from 18 hospitals were included in the analysis. 205 reports (4.1%) were classified as hemorrhages by both radiology report and AI. Out of a total of 162 (3.3%) discrepant reports, 62 were confirmed as hemorrhages by the reference neuroradiologist. 33 ICHs were identified exclusively via RRs. The AI algorithm detected an additional 29 instances of ICH, missed 12.4% of ICH and overcalled 1.9%; RRs missed 10.9% of ICHs and overcalled 0.2%. Many of the ICHs missed by the AI algorithm were located in the subarachnoid space (42.4%) and under the calvaria (48.5%). 85% of ICHs missed by RRs occurred outside of regular working-hours. Calcifications (39.3%), beam-hardening artifacts (18%), tumors (15.7%), and blood vessels (7.9%) were the most common reasons for AI overcalls. ICH size, image quality, and primary examiner experience were not found to be significantly associated with likelihood of incorrect AI results.
Conclusion: Complementing human expertise with AI resulted in a 12.2% increase in ICH detection. The AI algorithm overcalled 1.9% HCT.
Trial registration: German Clinical Trials Register (DRKS-ID: DRKS00023593).
Hintergrund
Akupunktur wurde 2007 für die Indikationen chronische Knie- und Rückenschmerzen in den Leistungskatalog der gesetzlichen Krankenversicherung aufgenommen. Die Studie untersucht, wer Akupunktur erhält, wer Akupunktur anbietet und ob es zeitliche und regionale Unterschiede gibt.
Methoden
Für die retrospektive Beobachtungsstudie wurde eine knapp vier Millionen große Stichprobe anonymisierter GKV-Abrechnungsdaten verwendet. Diese ist für das Jahr 2013 gemäß Alter und Geschlecht repräsentativ für Deutschland.
Ergebnisse
Rückenschmerzen war die am häufigsten kodierte Indikation (86 %) für die Abrechnung von Akupunktur. Überwiegend Frauen nahmen Akupunktur in Anspruch, das mittlere Alter lag bei 61,1 Jahren. Bei 63 % der Versicherten mit Akupunktur in 2014 wurde jene erstmals abgerechnet, 37 % nahmen bereits in 2012 oder 2013 Akupunktur in Anspruch. Der Anteil an Versicherten mit frühzeitiger Beendigung (< 6 Sitzungen) ihres ersten Akupunkturbehandlungszyklus in 2014 betrug bei Knieschmerzpatienten 14 % und bei Rückenschmerzpatienten 21 %. Von 2008 bis 2015 ließ sich ein signifikant abnehmender Trend der Inanspruchnahme nachweisen. Es zeigten sich deutliche regionale Unterschiede zwischen den neuen und alten Bundesländern sowie den Stadtstaaten. Knapp 11 % aller durchführenden Ärzte rechneten die Hälfte aller erbrachten Sitzungen in 2014 ab.
Diskussion
Dass überwiegend Frauen im höheren Alter Akupunktur in Anspruch nehmen entspricht der Epidemiologie von Rücken- und Knieschmerzen sowie ihrer höheren Präferenz für komplementäre Behandlungsverfahren. Der hohe Anteil von Patienten, die Akupunktur wiederholt in Anspruch nehmen, deutet auf einen wahrgenommenen Nutzen in einer Teilgruppe hin. Dem gegenüber stehen die geringe und kontinuierlich abnehmende Inanspruchnahme sowie der hohe Anteil an frühzeitigen Beendigungen.
Die Prävalenz von Übergewicht und Adipositas im Kindes- und Jugendalter ist hoch und hat in den letzten 4 Jahrzehnten in den westlichen Ländern zugenommen [44]. Laut Angaben der WHO waren im Jahr 2016 weltweit rund 124 Millionen Kinder und Jugendliche übergewichtig oder adipös. Im Vergleich zur ersten KiGGS-Datenerhebung vor rund 15 Jahren stagnierte die Übergewichts- (8,5%) und Adipositas- (5,9%) Prävalenz 2014 bis 2017 in Deutschland auf hohem Niveau.
Mit diesem epidemiologischen Phänomen stieg auch die Inzidenz assoziierter Risikofaktoren und Folgeerkrankungen bei adipösen Kindern und Jugendlichen (Dyslipidämie, Diabetes mellitus, arterielle Hypertonie, Steatosis hepatis, erhöhte inflammatorische Aktivität, verminderte Lebensqualität und Wohlbefinden, depressive Verstimmung), die mit einer erhöhten Mortalität und Berufseinschränkungen im Erwachsenenalter einhergehen [121]. Morbidität und Mortalität sind umso höher, je früher die Adipositas im Kindesalter einsetzt.
Um die gesundheitlichen und wirtschaftlichen Folgen dieser Entwicklung positiv zu beeinflussen, empfiehlt die Arbeitsgemeinschaft für Adipositas im Kindes- und Jugendalter (AGA) die Anwendung strukturierter Behandlungs- und Schulungsprogramme (SBSP) zur dauerhaften Gewichtsreduktion und -stabilisierung adipöser Kinder und Jugendlicher. Deren Wirksamkeit konnte bereits in zahlreichen Adipositastherapie-Studien mit hohen Teilnehmerzahlen belegt werden. Bei der Mehrzahl der Patienten konnten durch entsprechende Programme mit geschultem Personal und einem spezialisierten, interdisziplinären Setting langfristige Effekte wie Übergewichtsreduktion und Verbesserung des kardiovaskulären Risikoprofils durch Körperfettverlust nachgewiesen werden. Die Abnahme des BMI-SDS um bereits 0,25 Basispunkte zeigte in Studien bereits eine signifikante Verbesserung der kardiovaskulären Risikofaktoren, sogar noch 1 Jahr nach Interventionsende [200].
Aufgrund dessen war es das Ziel der vorliegenden Studie, das Risikoprofil von übergewichtigen und adipösen Kindern zu identifizieren und deren Beeinflussung durch das an der MEDIGREIF Inselklinik Heringsdorf (Haus Gothensee) angewendete SBSP zu analysieren.
Die Ergebnisse der aktuellen Studie zeigen: Mehr als zwei Drittel aller adipösen Kinder und Jugendlichen wiesen zu Beginn des SBSP bereits mindestens einen Risikofaktor oder eine Folgeerkrankung auf. Insbesondere hinsichtlich folgenden, bedeutsamen Parametern zeigten die untersuchten Teilnehmer bereits manifeste Pathologien für arterielle Hypertonie (79%), sehr wahrscheinliche Insulinresistenz mit HOMA-Index ≥ 2,5 (67%), erhöhtes LDL-Cholesterin (61%), Steatosis hepatis (54%), erhöhte Carotis-Intima-Media-Dicke (34%) und erhöhte Entzündungsaktivität (39%).
In der multivariaten Analysen stellte sich das Körpergewicht bzw. der BMI als wichtigster Einflussfaktor für den Blutdruck, die Carotis-Intima-Media-Dicke und Insulinresistenz (HOMA-Index) heraus. Zudem korrelierten die Befunde arterielle Hypertonie, erhöhte CIM-Dicke sowie Steatosis hepatis neben dem BMI mit dem HOMA-Index. Für das CrP, als Marker der Entzündungsaktivität, konnte die stärkste Assoziation zur Fettmasse gezeigt werden. Dies spiegelt die Rolle des Fettgewebes als endokrines Organ mit Ausschüttung proinflammatorischer Zytokine und deren Bedeutung in der Herabsetzung der Insulinwirkung und Arterioskleroseentwicklung wider.
Nach Teilnahme am fünfwöchigen SBSP konnte unter allen Teilnehmern eine signifikante mittlere Gewichtsreduktion von 4,25 kg, begleitet von einer Reduktion des BMI um 1,6 Basispunkte, sowie des BMI-SDS um 0,16 Basispunkte erreicht werden. Darüber hinaus ergab sich eine Abnahme der Körperfettmasse um 4,5 kg. Im Gegensatz dazu nahm die fettfreie Masse um 0,3 kg zu. Diese Veränderungen waren mit einem positiven Einfluss auf die untersuchten Parameter verbunden und zeigten eine signifikante Abnahme des Anteils von Patienten mit sehr wahrscheinlicher Insulinresistenz (HOMA-Index ≥ 2,5) auf 60 %, erhöhtem LDL-Cholesterin auf 23 % und erhöhter Entzündungsaktivität auf 19 %.
Die Ergebnisse korrelieren gut mit den Daten der durchgeführten Literaturrecherche und weisen auf die gemeinsamen Pathomechanismen der Adipositas-folgeerscheinungen hin. Ein höherer BMI geht häufig mit Dyslipidämie, Hyperglykämie und Insulinresistenz sowie Entzündung und oxidativem Stress einher [88, 232, 233]. Aufgrund der zu kurzen Nachbeobachtungszeit konnten Verbesserungen der sonographischen Dichte der Leber, des Blutdrucks oder der Dicke der Carotis-Intima-Media nicht untersucht werden.
Zusammenfassend zeigt die vorliegende Studie, dass die interne Rehabilitation zu einer wirksamen Gewichts- bzw. BMI-Reduktion bei Kindern und Jugendlichen mit Übergewicht und Adipositas führt. Darüber hinaus weisen übergewichtige und adipöse Kinder und Jugendliche bereits eine Vielzahl von metabolischen und kardiovaskulären Risikofaktoren und Erkrankungen wie arterielle Hypertonie, Insulinresistenz und Steatosis hepatis auf. Neben der Gewichtsreduktion ließ sich auch eine Verbesserung hinsichtlich der Risikoparameter Insulinresistenz, Dyslipidämie, Leberwerten und CrP nachweisen.
Wegen des guten Nutzen-Risiko-Verhältnisses sollte demnach jeder Betroffene flächendeckend die Möglichkeit zur Adipositasbehandlung - nach entsprechender Indikationsstellung durch den betreuenden Kinderarzt bzw. Hausarzt anhand festgelegter Kriterien - erhalten. Grundlage jeder Adipositasbehandlung in allen Altersstufen sollte ein multimodales Programm aus den Komponenten Ernährungs-, Bewegungs- und Verhaltenstherapie sein [121] .
Die alleinige Orientierung auf einen Bereich hat langfristig nur geringe Effekte [131]. Die kombinierten Schulungsprogramme müssen familienorientiert ausgerichtet sein und eine individuell zugeschnittene Intensität und Gestaltung je nach Geschlecht, Alter, sozioökonomischem und kulturellem Hintergrund sowie angestrebten Zielparametern besitzen [234]. Als „chronische Krankheit“ bedarf die Adipositas einer kontinuierlichen langfristigen Behandlung [235]. Stationäre Maßnahmen in spezialisierten Rehabilitationskliniken müssen deshalb durch eine intensive Vor- und Nachbetreuung im ambulanten Bereich ergänzt werden [177]. Bisher fehlen breite Daten zum langfristigen Nutzen dieser spezifischen Behandlungsmaßnahmen über mehrere Jahre. Weitere kontrollierte longitudinale Studien, wie die aktuelle LIFE-Studie aus Leipzig, sind deshalb obligat, um die Langzeitwirkung in Bezug auf Körpergewicht und BMI (BMI-SDS) sowie die assoziierten Risikoprofile und Erkrankungen aufzuklären. Dabei kommen im Rahmen der zunehmenden Individualisierung der Medizin auch auf den einzelnen Patienten orientierte Angebote zum Einsatz [236]. Damit Adipositas erst gar nicht entsteht, stellt zudem die Ableitung effektiver Präventivstrategien aus prognostizierbaren Gewichtsverläufen und Risikofaktoren ein weiteres großes Ziel wissenschaftlicher Forschungsarbeit dar.
Drainage has commonly been a pre-requisite for the productive use of peatlands. The biased focus on agriculture, forestry and peat extraction has long ignored the destructive effects of drainage and the successive degradation of ecosystem functions of wet peatlands. Accelerated by the climate crisis, the finite nature of drainage-based peatland use is increasingly recognised. Consequently, productive land use options for wet or rewetted peatlands (paludiculture) are required as sustainable alternatives. A wide range of paludiculture plants and options of biomass utilisation are identified as suitable and promising. Despite the growing interest, experiences with and research on the economic viability of paludiculture are still rare.
This thesis addresses the lack of knowledge on paludiculture in terms of practical feasibility, costs and benefits at the farm level, market prospects and framework conditions. I selected the two currently most advanced paludicultural practices in Europe: a) Harvesting natural reed beds as a traditional ‘low-input’ paludiculture, i. e. the utilisation of existing ‘wild’ vegetation stands; b) ‘Sphagnum farming’ as a novel ‘high-input’ paludiculture including stand establishment and water management required for the active transformation from drainage-based peatland use to paludiculture. In both cases, I investigate three different biomass utilisation avenues. This thesis adds to the fields of problem-driven sustainability and land-use science. Procedures and costs of paludiculture were studied in transdisciplinary research projects in close cooperation with practitioners. Due to the novelty of the topic, I put special emphasis on the triangulation of methods and data sources: pilot trials, field measurements, semi-structured expert interviews, structured questionnaires, secondary data from trade statistics and literature. To account for uncertainty related to costs and revenues, I conduct stochastic scenario analysis (Monte Carlo simulation) for the extended contribution margin accounting of harvesting reeds and sensitivity analysis for the investment appraisal of Sphagnum farming.
Paludiculture on fens: harvesting reeds
Paper I investigates harvesting procedures for reed-dominated (Phragmites australis) vegetation stands. In many European countries special-purpose tracked machinery is applied for large-scale conservation management and the commercial harvest of thatching reed. Stochastic scenario analysis reveals a wide range of possible economic outcomes (ca. € -1000 to € 1500 ha-1 a-1) and identifies material use of reed superior to its use as a source of energy. Winter harvest of high-quality thatching reed in bundles is the most profitable option. Winter harvest of bales for direct combustion is suitable for low-quality stands and has a limited risk of loss. In the case of summer harvest, revenues for green chaff for biogas production cannot cover harvesting costs but non-market income via subsidies and agri-environmental payments may ensure profitability. While biomass for energy generation is limited to a local market, thatching reed is traded as an international commodity. The market situation for thatching reed is investigated for Europe (Paper II) and Germany (Paper III). The major reed consuming countries in Western Europe (Netherlands, Germany, UK, Denmark) rely on imports of up to 85 % of the national consumption, with reed being imported from Eastern and Southern Europe and since 2005 also from China. The total market volume for reed for thatching in Northern Germany is estimated with 3 ± 0.8 million bundles of reed with a monetary value at sales prices of € 11.6 ± 2.8 million. Most of the thatchers (70 %) did not promote reed of regional origin to their customers due to insufficient availability in the first place and a lack in quality as second reason. The cultivation of reed in paludiculture may improve quantity and quality of domestic thatching reed. An area of 6000 ± 1600 ha with an average yield of 500 bundles per hectare would allow covering the current total demand of 3 million bundles of the German thatching reed market (Paper III).
Paludiculture on bogs: Sphagnum farming
Sphagnum farming provides an alternative to peatland degradation in two ways: Firstly, Sphagnum mosses can be cultivated as new agricultural crops on rewetted peatlands. Secondly, the produced Sphagnum biomass is a high-quality raw material suitable to replace peat in horticultural growing media (Paper V). Pilot trials have demonstrated the practical feasibility of establishing Sphagnum cultures on former bog grassland, cut-over bogs and mats floating on acidic waters bodies; Paper IV compares for the three types of production sites the specific procedures, costs and area potential in Germany. Water-based Sphagnum farming is not recommended for large-scale implementation due to highest establishment costs, major cultivation risks and limited area potential. For soil-based Sphagnum farming, the most important cost positions were Sphagnum shoots to set up pilots, investment for water management and regular weed management. Bog grassland has the highest area potential, i. e. 90,000 ha in NW Germany. Paper V assesses the profitability of Sphagnum farming on former bog grassland based on extrapolating five years of field experience data (establishment ņ management ņ harvest) to a total cultivation time of twenty years. Cultivating Sphagnum biomass as founder material for Sphagnum farming or restoration was profitable even in pessimistic scenarios with high costs, high bulk density and low yields. Selling Sphagnum for orchid production was economically viable in the case of medium to high yields with a low bulk density. Cost-covering prices for Sphagnum biomass substituting peat seem achievable if end consumers pay a surcharge of 10 % on the peat-free cultivated horticultural end-product. An area of 35,000 ha of Sphagnum farming suffices to meet the annual demand of the German growing media industry for slightly decomposed Sphagnum peat.
Framework conditions affecting feasibility of paludiculture
The relation of revenues from selling biomass to its production costs is an important piece of the paludiculture feasibility puzzle. Further aspects effecting the economic viability and competitiveness of paludiculture encompass the market demand, the availability of mature technology, legal restrictions, the eligibility for agricultural subsidies, a remuneration of external benefits and the opportunity costs of present farming activities (Paper I, V). Legal and policy regulations are of major importance for land use decisions on peatlands – both for keeping up drainage and for shifting to paludiculture.
Conclusion and Outlook
This thesis provides a first assessment of the costs and profitability of large-scale harvesting of reeds and Sphagnum farming based on real-life data. The paludicultural practices investigated may be a solution for a minor share of the more than 1 million ha of peatlands drained for agriculture in Germany. Future research should also address other biomass utilisation options and other crops. Large-scale pilots are required to improve technical maturity of procedures and machinery, gather reliable data to replace assumptions on costs and revenues and study long-term effects on economics and ecosystem services. The micro-economic perspective needs to be complemented by the societal perspective quantifying and monetising external effects of peatland restoration, paludiculture and drainage-based peatland use. There is a high need for intensified research, large-scale implementation and accelerated adaption of the policy and legal framework to develop paludiculture as an economically viable option for degraded peatlands.
80% of chronic kidney diseases are caused by the loss and the damage of a differentiated and postmitotic cell type, the podocytes. The size-selectivity of the blood filtration barrier is highly dependent on the complex interdigitation of the podocyte foot processes as well as of the slit membrane which is spanned in between. Changes of this specific morphology as well as a detachment of podocytes lead to the clinical hallmark of a nephrotic syndrome e.g. proteinuria and oedema formation.
Since specific drugs or therapies are usually not available, patients are often dependent on dialysis and transplantation. Therefore, intensive studies are necessary to understand the pathogenesis of glomerulopathies as well as to identify specific drugs. In the past, it was already demonstrated that the zebrafish is an ideal model to study kidney function and to screen for drugs, since the larvae quickly develop a simple glomerulus that is comparable to the glomeruli of mice, rat and human.
In the present work, a zebrafish model was established to study a specific glomerulopathy named focal segmental glomerulosclerosis (FSGS). FSGS is mainly characterized by histology of the glomeruli which shows segmental scar formation and matrix deposition due to an activation of parietal epithelial cells (PEC) lining the Bowman’s capsule. For this purpose, we used the nitroreductase/metronidazole (NTR/MTZ) system, in which a cytotoxic agent is exclusively generated in podocytes by the enzyme NTR resulting in apoptosis of cells. Firstly, the parameters for development of an FSGS-like disease were evaluated and the glomerular response to podocyte depletion was examined during three days after the induction of podocyte damage. Using classic histological techniques, immunofluorescence staining and transmission electron microscopy, it was possible to demonstrate that zebrafish larvae phenocopy human FSGS in important characteristics after partial podocyte depletion. Secondly, by intravascular injection of fluorescence-labeled high molecular weight dextran, we found that the filtration barrier became leaky. Moreover, we identified a severe podocyte foot process effacement, formation of subpodocyte space pseudocysts and loss of the slit membrane protein podocin. Morphometrical, histological and ultrastructural analysis revealed an enlargement of the glomerulus, proliferation of cuboidal PECs and intraglomerular deposition of extracellular matrix components, all typical hallmarks of FSGS. Further, we observed adhesions between the parietal and the visceral glomerular cell layer forming sclerotic lesions. However, it remains still unclear whether an inflammatory response is involved in the development of sclerotic lesions. Our microscopic analysis provided some evidence for immigration of immunocompetent cells like neutrophils, presumably due to induction of apoptosis in our model.
Taken together, in the present work a zebrafish model was established with characteristics of mammals FSGS which will be useful for pathomechanism studies as well as for drug screening.
Epileptische Anfälle zählen weltweit zu den häufigsten neurologischen Symptomen. Obwohl bereits sehr viele Daten belegen, dass andere neurologische, akut die Hirnfunktion beein-trächtigende Erkrankungen, wie der Schlaganfall, zu einer systemisch peripheren Immunal-teration führen, existieren bisher wenige humane Daten über den Einfluss epileptischer An-fälle auf das erworbene und angeborene Immunsystem. Ziel der vorliegenden Arbeit war es herauszufinden, ob ein epileptischer Anfall ebenfalls zu Veränderungen der erworbenen und angeborenen Immunantwort führt.
Im Rahmen dieser explorativ prospektiven Kohortenstudie wurden Immunparameter im EDTA-Blut von 31 Patient*innen an Tag 0 und 1 nach einem gesicherten epileptischen An-fall (fokale Anfälle oder generalisiert tonisch-klonische Anfälle) analysiert. Als Kontroll-gruppe (n = 18) dienten mehrheitlich Patient*innen mit Kopfschmerzen ohne entzündliche Genese sowie Patient*innen vor einer Katarakt Operation. Die Analyse von Quantitäts-, Charakterisierungs- und Aktivierungszustand der Lymphozyten, Monozyten und Granulozy-ten erfolgte mittels fluoreszenzmarkierter Antikörper (verwendete Marker: CD3, CD4, CD8, HLA-DR, CD32, CD14, CD16 und CD62-L). Zusätzlich wurden die Werte mit bereits publizierten Daten von Patient*innen nach einem Mediainfarkt, die nach demselben Protokoll untersucht wurden, verglichen. Die Auswertung der Facs-Rohdaten erfolgte mittels der Flow-Jo10-Software. Als statistische Tests dienten der Kruskal-Wallis-Test sowie der Dunns-Test als Post-Hoc-Test. (GraphPad Prism 6.0).
Parallel zum Schlaganfall traten nach einem epileptischen Anfall eine Reduktion der Lym-phozytenzahl, eine Monozytose, eine reduzierte monozytäre HLA-DR-Expressionsdichte sowie eine erhöhte Expressionsdichte des Rezeptors CD32 auf. Unterschiede in der Immun-antwort nach Schlaganfall und epileptischem Anfall bestanden in der zeitlichen Dauer der Veränderungen sowie der Zusammensetzung der Monozyten-Subpopulationen.
Diese Studie liefert Daten zu strukturellen und molekularen Veränderungen der unmittelba-ren Immunantwort nach einem epileptischen Anfall. Die erworbene und angeborene postik-tale Immunreaktion ist abhängig von der Art der Anfälle. Sie scheint aber unabhängig davon zu sein, ob ein erstmaliger Anfall oder eine bereits diagnostizierte Epilepsie vorliegt. Lym-phozyten, Monozyten und Granulozyten sind essentielle Elemente der humanen Immunab-wehr. Gezeigte Immunalterationen durch epileptische Anfälle könnten bei Patient*innen zu einer passager reduzierten Abwehrlage führen. Ausgehend von diesen grundlegenden Er-kenntnissen können in Folgestudien umfassendere Zellfunktionsanalysen durchgeführt wer-den, um die tatsächliche klinische Relevanz und Folgen dieser beobachteten Immunalterati-onen zu prüfen.
Immunogenität von Hautkrebszellen und dem Modellprotein Ovalbumin nach einer Kaltplasma-Behandlung
(2021)
Eine Behandlung von Tumoren mit physikalischem Kaltplasma zeigt eine erhöhte Toxizität und ein reduziertes Tumorwachstum. Zeitgleich werden während einer Behandlung mit Plasma eine Vielzahl an reaktiven Sauerstoff- und Stickstoffspezies (RONS) generiert, welche Immunzellen stimulieren können. Viele neue Therapieansätze bestreben nicht nur eine Tumortoxizität, sondern auch eine Förderung der körpereigenen, da diese häufig durch Mechanismen der Tumorzellen unterdrückt wird. Zu solchen Therapien zählen checkpoint inhibitoren, Vakzinierungen oder ein adaptiver Zelltransfer mit transgenen oder vor-stimulierten Zellen. Die dadurch geförderte Antitumor-Immunantwort basiert grundlegend auf einem mehrphasigen Prozess. Dieser beginnt mit einer Antigen-unspezifischen frühen Phase, in der das innate Immunsystem aktiviert wird und zu einer Vermehrung und Differenzierung von Antigen-spezifischen CD4+ und CD8+ T-Zellen führt. Da während einer Entzündungsreaktion viele RONS gebildet werden, um Fremdkörper zu eliminieren und Immunzellen zu rekrutieren, ist eine Therapie mit RONS naheliegend. Durch die Anwendung von Kaltplasma können die gebildeten RONS zum Entzündungsgeschehen beitragen und Zellen des innaten und adaptiven Immunsystems stimulieren. Eine veränderte Immunogenität von Tumorzellen sowie eine daraus resultierende direkte Aktivierung von Immunzellen im Kontext einer Antitumor-Immunantwort wurden nach einer Behandlung mit Jet-Plasmen bislang nicht untersucht.
In der vorliegenden Arbeit wurde die Kaltplasma-Behandlung von Hautkrebszellen und eines Modellantigens unter Berücksichtigung einer Antitumor-Immunantwort durch natürliche Killerzellen des innaten Immunsystems sowie adaptive Immunzellen in vitro und in vivo untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass eine Behandlung mit Kaltplasma zu einer erhöhten Tumortoxizität führt und das Repertoire der Oberflächenmoleküle auf Tumorzellen verändert. In vivo wurde eine vermehrte Infiltration von Immunzellen in das Tumormikromilieu beobachtet, welche mit einer erhöhten Aktivierung von Lymphozyten und Konzentrationen immunstimulatorischer Zytokine einherging. Durch die zeitgleich reduzierten Tumorgrößen, ist eine durch Immunzellen vermittelte Tumortoxizität als Erklärung naheliegend. In zwei Vakzinierungsstudien konnte die Immunogenität von Plasma-behandelter Tumorzellen und einem Tumorassoziierten Modellantigen bestätigt werden.
Der Wachstumsfaktor BDNF ist nicht allein neuronenspezifisch. Bisherige Studien zeigten einen starken Zusammenhang der BDNF-Konzentration mit körperlicher Aktivität sowie den Nachweis einer BDNF-Sekretion durch kontrahierende Skelettmuskelzellen.
Weiterführend untersuchten nur wenige Studien den möglichen Zusammenhang zwischen der BDNF-Konzentration und der kardiorespiratorischen Fitness. Hier zeigten sich in den bisherigen Studien heterogene Ergebnisse, sodass der Zusammenhang zwischen BDNF und der kardiorespiratorischen Fitness weitestgehend ungeklärt ist.
In unserer Analyse aus der Allgemeinbevölkerung (n = 1.607, 51 % weiblich) konnte in geschlechtsstratifizierten Regressionsmodellen gezeigt werden, dass nur bei Frauen eine erhöhte BDNF-Konzentration mit erhöhter VO2peak, VO2@AT sowie VO2peak/kg assoziiert sind. Eine mögliche Erklärung bisheriger heterogener Ergebnisse beruht auf unterschiedlichen Studienpopulationen mit auffällig geringem bis fehlendem Frauenanteil in bisherigen Studien, individueller Korrektur von Störfaktoren sowie individueller Erfassung der körperlichen Aktivität und kardiorespiratorischer Fitness. Zur Darstellung der geschlechtsspezifischen Ergebnisse zwischen BDNF und der kardiorespiratorischen Fitness bedarf es weiterer Untersuchungen. Beispielsweise gilt es spezifische Skelettmuskelfasertypen sowie den Einfluss der konkreten Östrogenmenge zu betrachten.
Der ischämische Schlaganfall ist die zweithäufigste Todesursache weltweit und eine der führenden Ursachen für Behinderung im Erwachsenenalter. Adipositas ist eine weltweite Epidemie mit steigender Prävalenz und einhergehender Komorbiditäten und Einschränkung der Lebensqualität. Sowohl ein Schlaganfall als auch Adipositas verändert den Aktivierungsstatus des Immunsystems.
Um den Zusammenhang zwischen Schlaganfall, Körpergewicht, Immunsystem und Adipositas zu untersuchen wurde die LIPS-Studie konzipiert. Von Juli 2015 bis Juni 2016 wurden 40 Schlaganfallpatient*innen und 16 Kontrollproband*innen an der Universitätsmedizin Greifswald eingeschlossen zur Untersuchung des Fett- und Immunstatus. An Tag 0, 1, 2, 3, 4, 5 und 7 wurde das Körpergewicht, der Körperfettgehalt und die Armfaltendicke gemessen, der NIHSS bestimmt und Blut- und Urinentnahmen erfolgten. Außer an Tag 0 erfolgte außerdem eine indirekte Kalorimetrie. Das abdominelle Fett, der Leberfettgehalt und die Infarktgröße wurden mittels MRT an zwei Zeitpunkten zu Beginn und Ende des stationären Aufenthalts gemessen. In einer Langzeitstudie erfolgten Körpergewichts-, Körperfettgehalts- und Armfaltenmessung, sowie Blut- und Urinentnahme und Bestimmung des NIHSS an Tag 30, 90, 180. Die Langzeitstudie und die indirekte Kalorimetrie wurden im Verlauf abgebrochen.
In der Gesamtkohorte und in der Unterteilung in Untergruppen zeigt sich eine statistisch signifikante Veränderung des Körpergewichts und teilweise des Körperfettgehalts. Die Armfaltendicke und Messungen des abdominellen Fetts mittels MRT ergaben zu keinem Zeitpunkt eine Veränderung. Die Auswertung bezüglich des Immunstatus sind einer weiteren Dissertation von Dr. med. Carl Witt zu entnehmen.
Die größte Limitation der Studie ist der geringe Stichprobenumfang, sowie eingeschränkte Vergleichbarkeit der Daten von Tag 0 auf Tag 1. Die Hypothese des kurzfristigen Gewichtsverlusts nach Schlaganfall konnte bestätigt werden. Weiterhin zeigte sich ein Einfluss des BMI auf den Gewichtsverlust, wonach dieser bei adipösen Patient*innen geringer ausfällt.
Die LIPS-Studie gibt Hinweise darauf, dass auch beim Menschen nach Schlaganfall eine frühe und schnelle Lipolyse stattfindet, ohne dass in dem kurzen Beobachtungszeitraum ein Effekt des Fettstatus auf den klinischen Verlauf bestätigt werden konnte.
Sepsis wird als eine lebensbedrohliche Organdysfunktion aufgrund einer fehlregulierten Reaktion des Organismus auf eine Infektion definiert (Sepsis-3) (23). Trotz der Fortschritte in der modernen Medizintechnik und der Entwicklung neuer Medikamente bleibt die Sepsis weiterhin eine der häufigsten Todesursachen auf Intensivstationen weltweit. Hinzu kommt, dass zukünftig von einer steigenden Letalität auszugehen ist. Gründe hierfür sind neben dem zunehmenden Anteil älterer und chronisch kranker Patienten die zunehmende Invasivität vieler diagnostischer und operativer Eingriffe und die steigende Antibiotikaresistenz der Erreger (35). Der rasante Anstieg resistenter Krankheitserreger weltweit stellt die Sepsisbehandlung vor neue Herausforderungen. Entscheidend für die Senkung der Letalität ist eine schnelle Diagnostik und eine zielgerichtete Therapie. Die auf kulturellen Verfahren basierte vorherrschende mikrobiologische Standarddiagnostik ist zu zeitintensiv, daher werden aktuell molekular-basierte Verfahren entwickelt die eine schnelle Diagnostik ermöglichen.
Ziel dieser Arbeit war herauszufinden, ob sich der Organismus in einer Sepsis mit dem invasivem Krankheitserreger auseinandersetzt und eine humorale Immunantwort generiert und ob diese Immunantwort erregerspezifisch ist.
Zur Beantwortung dieser Fragen wurde in dieser Arbeit ein Verfahren entwickelt, um die Antikörper-Bindung an verschiedene bakterielle Proteine zu quantifizieren.
Dafür wurden humane Plasmen von Sepsispatienten aus einer prospektiven klinischen Studie (VYOO-Studie, Greifswald) mittels automatisiertem 1D-Western Blot Verfahren (Simple WesternTM assay) auf ihren erregerspezifischen Antikörper-Gehalt untersucht. Das Erregerspektrum wurde durch die extrazellulären Proteine häufiger Sepsiserreger
(Enterococcus faecium, Enterococcus faecalis, Staphylococcus haemolyticus, Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, Serratia marcescens und Escherichia coli) bereitgestellt. Alle Bakterienisolate, mit Ausnahme von S. aureus (USA300 Δspa), stammen aus Wundabstrichen, Trachealsekreten und Blutkulturen der Sepsispatienten und wurden in der Medizinischen Mikrobiologie des Greifswalder Universitätsklinikums aufbewahrt und für die Kultivierung zur Verfügung gestellt. Mit Hilfe des automatisierten, eindimensionalen Western Blot (1D-WB) wurde die Bindung der extrahierten extrazellulären Proteine (ec-stat) verschiedener Sepsiserreger an humanen Serumantikörpern untersucht.
Die Ergebnisse dieser Arbeit stellen heraus, dass immunkompetente Patienten während einer systemischen Infektion eine adaptive Immunantwort generieren. Um herauszufinden ob diese Immunantwort erregerspezifisch ist, wurden die Patientenplasmen nicht nur gegen extrazelluläre Proteine (ec-stat) des jeweiligen invasiven Erregers getestet, sondern auch gegen ec-stat anderer Bakterienspezies. Bei jedem der untersuchten Erreger konnten Patienten mit einem Antikörperanstieg identifiziert werden. Bei keinem Patienten stiegen Antikörper gegen alle untersuchten Erreger an. Schlussfolgernd beruht der Antikörperanstieg auf einer spezifischen Reaktion des Immunsystems auf bakterielle Invasion und ist demzufolge erregerspezifisch.
Es zeigte sich, dass v.a. bei Patienten mit einer abdominellen Sepsis die Antikörpertiter gegen mehrere Darmbakterienspezies ansteigen. Diese Befunde deuten darauf hin, dass sich das Immunsystem mit multiplen Erregern auseinandergesetzt hat, selbst wenn mikrobiologisch nur ein Erreger nachgewiesen wurde. Dies könnte relevant für die Antibiotikatherapie sein.
Des Weiteren konnte beobachtet werden, dass trotz mikrobiologisch nachgewiesenem Erreger bei einigen Patienten keine Immunantwort gegen den Keim generiert wurde.
Insgesamt zeigen die Daten, dass viele Patienten bereits vor einer Infektion spezifische Antikörper gebildet haben. Schlussfolgernd hat sich das adaptive Immunsystem schon seit längerer Zeit (vor Infektion) mit dem Krankheitserreger auseinander gesetzt.
Mit Hilfe einer immunologischen Sepsisserologie, wie der Verwendung des in dieser Arbeit genutzten Simple WesternTM Assays, lassen sich wichtige Informationen über die Pathogenese der Sepsis und die Reaktion des Immunsystems gewinnen. Diese ergänzen die konventionelle mikrobiologische Diagnostik. Ein besseres Verständnis der Immunantwort bei Sepsis ist eine Voraussetzung für die Entwicklung neuer therapeutische Ansätze. In wie weit der Simple WesternTM Assay - jedoch das diagnostische Portfolio bei Sepsis erweitern kann, müssen weitere Untersuchungen zur Sensitivität und Reproduzierbarkeit adressieren.
Staphylococcus aureus (S. aureus) is among the most common infectious agents, burdening the
global health care system and challenging physicians. Thus, the demand for vaccination is
increasing, and despite many attempts, no vaccine is currently available. The iron-regulated
surface determinant protein B (IsdB) is a highly conserved surface protein of S. aureus. It has
an essential role in bacterial iron acquisition and cell attachment, functioning as a fitness factor.
It has been shown that IsdB is critical for S. aureus virulence and growth in iron-restricted
conditions, such as the human host. Therefore, IsdB was studied as a vaccine candidate. A nonadjuvant vaccine (V710) was developed based on IsdB, which showed promising results in the
preclinical, phase I, and phase IIa trials. Unexpectedly, in a phase IIb/III, in cardiothoracic
surgery patients that were infected by S. aureus, mortality was significantly higher in the
vaccinated group than the placebo. Despite increased antibody levels against IsdB in the
vaccinated patients, V710 failed to prevent S. aureus infection. Therefore, a better
understanding of the interaction between S. aureus and the immune system is required.
We have discovered that IsdB has an important role in host-pathogen interaction. This bacterial
protein activated human monocytes and murine bone marrow-derived dendritic cells
(mBMDCs) to produce proinflammatory cytokines, such as IL-6, TNF-α, IL-12, IL-23, IL-33,
and IL-1β. In silico molecular docking and DimPlot analysis predicted that IsdB binds to -TLR4
via non-covalent interactions. Microscale thermophoresis confirmed that IsdB has a high
affinity to recombinant human TLR4 in the nanomolar range. Inhibition of TLR4 completely
abolished the production of all the cytokines mentioned above in both cell types. Furthermore,
we characterized the TLR4 signaling pathway triggered by IsdB. In human monocytes, blocking
the myeloid differentiation factor 88 (MyD88) adaptor protein and NF-κβ transcription factor
caused complete abrogation of proinflammatory cytokines in response to IsdB, revealing that
IsdB induces cytokine release via the TLR4-MyD88-NF-κβ dependent pathway.
The consistent release of IL-1β suggested that IsdB induced activation of the inflammasome, a
multi-molecular complex known to play a crucial role in innate immunity. We corroborated our
observations in human monocytes and mBMDCs by inhibiting essential components of the
NLRP3 inflammasome. Blocking NLRP3, caspases in general and caspase-1 completely
inhibited the release of IL-1β. In monocytes, IsdB alone was sufficient to induce NLRPdependent IL-1β release, suggesting an alternative pathway of inflammasome activation. In
contrast, mBMDCs required an additional stimulus, such as ATP or MSU (known stress
signals) besides IsdB, to release IL-1β, indicating a classical inflammasome activation. These
results demonstrate that IsdB induces the release of IL-1β via the TLR4-NLRP3-Caspase-1
axis. Next, we addressed the molecular mechanisms involved in IsdB-induced IL-1β in monocytes.
A low concentration of intracellular potassium (K+) resulting from K+ efflux is known to trigger the NLRP3 inflammasome-mediated IL-1β release. We demonstrated that blocking potassium efflux by inhibition of ion channels, such as pannexin channels (P2X)7, and addition of extracellular KCl significantly reduced IsdB-induced IL-1β. Other common inflammasome activators, such as phagolysosome rupture and reactive oxygen species (ROS), did not contribute to the release of IL-1β in response to IsdB. In summary, we revealed yet another role of IsdB beyond iron acquisition from Hb and attachment to the host cells via vitronectin and integrins. It is conceivable that IsdB’s interaction with innate immune cells modulates the quality of the adaptive immune response, showing a new facet in the pathogen-host relationship of S. aureus that should be considered in future
vaccine development.
Zusammenfassung
In der vorliegenden Studie wurde die Morphologie des N. opticus von Tupaia belangeri untersucht. Grundlage dieser Untersuchung waren die MRT-Datensätze von 20 adulten Köpfen von Tupaia belangeri beiderlei Geschlechts. Die MRT Schichtaufnahmen erfolgten mit einem 7 Tesla ClinScan Kernspintomographen der Firma Bruker. Ausgehend von diesen MRT-Datensätzen wurden Volumenmessungen des N. opticus, lineare Streckenmessungen des N. opticus und der A. centralis retinae sowie Flächenmessungen der Retina vorgenommen.
Die Ergebnisse dieser Studie verdeutlichen, dass mit Hilfe der magnetresonanztomographischer Bilddiagnostik Messungen des N. opticus, der A. centralis retinae und der Fläche der Retina bei Tupaia belangeri vorgenommen werden können. Der Vorteil bei der Magnetresonanztomographie besteht in der detailreichen Qualität der Schichtaufnahmen mit exzellentem Weichteilkontrast.
Zwischen den beiden Geschlechtern von Tupaia belangeri besteht bezüglich des Volumens des N. opticus kein signifikanter Geschlechtsdimorphismus. Mit steigendem Alter wird bei beiden Geschlechtern eine Zunahme des Volumens des N. opticus deutlich. Die Länge des N. opticus vergrößert sich mit steigendem Alter der Tiere bei beiden Geschlechtern ohne erkennbaren Geschlechtsdimorphismus. Beim Durchmesser des N. opticus zeigten sich ebenfalls keine signifikaten Unterschiede bezogen auf das Geschlecht und auf das Alter der Tiere.
Die Längenmessungen des Durchmessers der A. centralis retinae von Tupaia belangeri zeigten keine signifikanten Unterschiede zwischen dem Geschlecht und dem Alter der Tiere. Bei den Flächenmessungen der Retina wurden keine signifikaten Zusammenhänge zwischen dem Geschlecht der Tiere deutlich. Eine Flächenabnahme der Retina wurde hingegen mit steigendem Alter der Tiere erkennbar.
Um mögliche Merkmalszusammenhänge zwischen dem Volumen, der Länge und dem Durchmesser des N. opticus sowie dem Durchmesser der A. centralis retinae und der Fläche der Retina darzustellen, wurde eine Korrelations- und Regressionsanalyse durchgeführt. Die Korrelationsanalysen zeigten signifikante Zusammenhänge zwischen dem Volumen des N. opticus und der Fläche der Retina und dem Volumen des N. opticus und dem Alter der Tiere. Außerdem konnte ein signifikanter Zusammenhang zwischen dem Volumen des N. opticus und seiner Länge festgestellt werden. Signifikante Korrelationen zwischen der A. centralis retinae und dem Volumen des N. opticus, zwischen der A centralis retinae und dem Durchmesser des N. opticus und zwischen der A. centralis retinae und der Fläche der Retina konnten nicht festgestellt werden.
Die MRT-Schichtaufnahmen von Tupaia belangeri mit dem 7-Tesla-Kleintier-MRT erlauben eine ausgezeichnete bilddiagnostische Befundung von anatomischen Strukturen innerhalb der Orbita und deren Topographie zueinander. Durch die hohe Auflösung der Bilder können die zu untersuchenden Regionen exakt analysiert und mit klinischen Daten in Bezug gesetzt werden. Mit Hilfe der Magnetresonanztomographie kann der zu vermessende anatomische Bereich abgegrenzt und in ein 3D-Rekonstruktionsmodell umgewandelt werden. Die vorliegende Studie liefert erstmalig detaillierte Größenangaben zum Volumen, der Länge und dem Durchmesser des N. opticus bei Tupaia belangeri. Die hier durchgeführten anatomischen Untersuchungen des N. opticus der Ordnung Scandentia können einen wesentlichen Beitrag zum besseren Verständnis der Morphologie der Kopfregion von Primaten darstellen.
Malignomerkrankungen gehen mit einer erhöhten Inzidenz thrombembolischer
Ereignisse einher, wobei GBM-Patienten am meisten gefährdet sind. Die genauen
Ursachen des hohen prokoagulativen Potentials von GBM-Patienten sind wenig
untersucht. Diese Dissertationsarbeit beschreibt zum ersten Mal die primäre
Hämostase in einer homogenen Gruppe von GBM Patienten. Gemessen wurde die
Thrombozytenaktivierung und -reaktivität von jeweils 21 GBM-Patienten und
gesunden Kontrollprobanden. Dabei zeigten die Thrombozyten der GBM-Patienten
eine stärkere Aktivierung, weil in den Messungen die Oberflächenexpression von
CD63, sowie die Sekretion von P-Selektin ins Plasma erhöht waren. Durch eine
gesteigerte Fibrinogenanbindung an den aktivierten GPIIb/IIIa-Rezeptor bzw.
erhöhte Oberflächenexpression von CD63, zeigten die Thrombozyten der GBMPatienten
nach ex vivo Stimulation mit ADP und TRAP eine erhöhte Reaktivität.
Eine erhöhte Bildung von Thrombozyten-Leukozyten-Konjugaten konnte trotz
gesteigerter Thrombozytenaktivität in der GBM-Patienten-Gruppe nicht beobachtet
werden. Tendenziell war die Konjugatbildung in der Monozytenpopulation sogar
vermindert. Dieser Zusammenhang lässt sich nicht in den Kontext der gängigen
Literatur bringen, insbesondere da sich die Funktion der Leukozyten gleichwertig als
unbeeinträchtigt zwischen GBM-Patienten und Kontrollprobanden zeigte. Um diesen
Sachverhalt zu erklären, müssen weitere Untersuchungen, wie die Studie zur
Untersuchung des PSGL-1 auf Leukozyten, durchgeführt werden. Darüber hinaus ist
unklar, wie es zu den hier beschriebenen Veränderungen kommt. Interaktionen
zwischen dem GBM und seinem Tumormikromilieu (TAM) wurden bereits
untersucht, aber eine aktive Beeinflussung von Zellen außerhalb seines Mikromilieus
ist für das GBM noch nicht beschrieben worden, jedoch wäre es ein denkbarer
Erklärungsansatz. Die S1P-Spiegel im PRP von GBM-Patienten zeigten sich signifikant
reduziert gegenüber denen der Kontrollprobanden, was einen systemischen
Ausdruck des antiinflammatorischen Status des GBM darstellen könnte. Die globale
Hämostase zeigte sich bei GBM-Patienten und Kontrollprobanden in der
vorliegenden Dissertation uneingeschränkt, wobei dies nicht der zentrale
Gegenstand der Arbeit war.
In einer stetig alternden Gesellschaft mit einem immer größeren Bedarf an
medizinischer Versorgung und mit fortschreitendem Fachärztemangel, stellen
teledermatologische Systeme wie das an der Hautklinik Greifswald entwickelte
System Mobil Skin® und die dazugehörige App mSkin® einen innovativen und
kostensparenden Lösungsansatz dar. Die Etablierung eines solchen Systems
basiert auf der Zufriedenheit seiner Nutzer.
Ziel dieser Studie war es zu überprüfen, wie zufrieden Patienten, Notärzte und
Hautärzte mit dem System im Rahmen der notärztlichen Behandlung in der ZNA
Greifswald waren und welche Faktoren speziell Einfluss auf die Zufriedenheit der
Patienten hatten.
Zu diesem Zweck erfolgte eine retrospektive schriftliche Befragung mit Hilfe von
Fragebögen und auf der Basis zusätzlicher patientenbezogenen Informationen.
Das für die Studie ausgewählte Kollektiv bestand aus allen Patienten, die sich im
Zeitraum vom 01.03.2016 bis 31.12.2018 in der ZNA Greifswald mit einer
Hautkrankheit vorgestellt hatten und dort mit Hilfe der App mSkin® behandelt
wurden, sowie aus den an dieser Behandlung beteiligten Ärzten.
Es nahmen 73 Patienten sowie 13 Ärzte der ZNA Greifswald und 4 Ärzte der
Hautklinik Greifswald an der Befragung teil. Die Zufriedenheit wurde u. a. in Form
eines sog. Zufriedenheitsscores ausgedrückt. Dieser lag bei den Patienten bei
23,85 (von 30), bei den Ärzten der ZNA bei 17,23 (von 30) und bei den Ärzten
der Hautklinik bei 22 (von 30). Zusätzlich wurden Alter, Geschlecht, Diagnose,
Behandlungsverlauf, DLQI-Score und Beschwerdescore der Patienten mit dem
Zufriedenheitsscore sowie mit ausgewählten Zufriedenheitsfragen der Patienten
korreliert. Einen Einfluss auf die Patientenzufriedenheit hatten leicht signifikant
das Alter (p=0,052) und signifikant der DLQI-Score (p=0,025) sowie der
Beschwerdescore (p= 0,045). Die Ergebnisse unterstreichen die im allgemeinen
hohe Akzeptanz und Zufriedenheit mit teledermatologischen Anwendungen
insbesondere auf Patientenseite. Die der Zufriedenheit zugrunde liegenden
Mechanismen bedürfen jedoch weiterer Untersuchungen.
Zusammenfassung
Zielsetzung: Eine Analyse des Hygienestatus im Rettungsdienst in Deutschland ergab eine Reihe von Defiziten (Groß 2010). Die sich daraus ergebenden Schlussfolgerungen wurden zunächst publiziert (Groß et al. 2010, Kramer et al. 2013), fanden 2014 Eingang in die Leitlinie der AWMF zu „Hygienemaßnahmen beim Patiententransport“ und wurden 2019 bei der Aktualisierung der Leitlinie berücksichtigt, wobei die ursprünglichen Schlussfolgerungen der o.g. Arbeit nicht an Gültigkeit eingebüßt haben. Um die Situation in einem ganzen Land zu analysieren, wurde Island als kleines Land ausgewählt.
Methode: Im Juli 2011 wurde eine Islandweite flächendeckende Umfrage in Form eines Fragebogens durchgeführt und an alle Rettungswachen verteilt, die am Krankentransport und Rettungsdienst beteiligt sind und 24-Stunden Bereitschaftsdienst haben. Ein Fragebogen mit 43 Fragen richtete sich an die Wachleiter*innen, ein separater Fragebogen mit 35 Fragen an das Personal.
Ergebnisse: 33 Fragebögen der Wachleiter*innen und 94 Fragebögen des Personals wurden vollständig beantwortet und ausgewertet.
Es kann auf beinahe allen befragten Themengebieten ein Defizit in der Gesetzeslage bzw. in Bezug auf Vorschriften und Leitlinien festgestellt werden. Das hat einen mangelhaften Wissensstand des Personals des Rettungsdiensts und Krankentransports zur Folge. Die Personalhygiene (Hände, Kleidung, Impfungen), der Fahrzeuge, Schutzmaßnahmen gegen multiresistente Erreger, die Qualitätssicherung und die Schulung bedürfen einer durchgreifenden Verbesserung. Gerade wenn vor allem in ländlichen Regionen Islands nur wenige Krankentransporte durchgeführt werden, entbindet das nicht von der Einhaltung der Basishygiene.
Schlussfolgerung: In der rasch globalisiert wachsenden Welt muss eine einheitliche landesübergreifende Regelung hygienischer Verfahrensweisen zum Schutz des Personals und der Patienten*innen im Rettungsdienst und Krankentransport in Island ausgearbeitet und unterrichtet werden.
Da es nur wenig offizielle und v.a. länderübergreifende Empfehlungen bzw. Verfahrensanweisungen gibt, wird zur Verbesserung ein Maßnahmenkatalog vorgeschlagen, der der Nationalen Gesundheitsbehörde übergeben wurde.
VER155008 konkurriert als ATP-Analogon um die Bindung an HSP70 und agiert hierbei als
spezifischer Inhibitor dieses Hitzeschockproteins. Bisherige Studien konnten einen
zytotoxischen Effekt von VER155008 auf verschiedene Tumorentitäten zeigen, die
vielfältigen Wirkmechanismen bleiben bisher allerdings noch weitgehend ungeklärt.
Hitzeschockproteine (HSPs) sind molekulare Chaperone, sie vermitteln korrekte Faltung,
Stabilisierung, Transport und Abbau von Proteinen, regulieren Transkriptionsfaktoren und
können auf Zellsignalkaskaden Einfluss nehmen. Diverse Tumorentitäten, wie auch das
Prostatakarzinom (PCa) zeigen eine gesteigerte HSP-Expression. HSPs tragen durch
antiapoptotische Effekte zur Proliferation, Invasion und Metastasierung des Tumors bei und
können Resistenzmechanismen gegenüber Therapeutika im PCa vermitteln.
Diese Arbeit konnte zunächst einen wachstumshemmenden, konzentrationsabhängigen
Effekt des HSP70-Inhibitors VER155008 auf die PCa-Zelllinien PC-3 und LNCaP nachweisen.
Geeignete Wirkstoffkonzentrationen, um einen halbmaximalen inhibitorischen Effekt (IC50)
zu erzielen wurden in PC-3-Zellen bei 3μM und LNCaP-Zellen bei 10μM VER155008 ermittelt.
Anschließende Proteinanalysen zeigten eine Modulation der Expression verschiedener HSPs,
sowie des Androgenrezeptors (AR), einem zentralen Proliferationsfaktor des PCa, als
Reaktion auf die HSP70-Inhibition. Untersucht wurde die Expression von HSP27, HSP70,
HSP90α/ß, sowie der Co-Chaperone HSP40, HSP60 und HOP und des AR. Die Expression von
HSP90ß, dem Bindungspartner des AR im AR-Multi-Chaperonkomplex, sowie HOP, seinem
Co-Chaperon, wurde in beiden PCa-Zelllinien um bis zu 50% signifikant supprimiert.
Zusätzlich zeigt sich eine um bis zu 70% supprimierte Expression von HSP27 nach
VER155008-Behandlung beider PCa-Zelllinien im Vergleich zur Kontrolle. HSP27 ist ein
wichtiges zytoprotektives Chaperon, dessen vermehrte Expression mit Therapieresistenzen
gegenüber Docetaxel, sowie einer schlechten Prognose des PCa assoziiert wird. Es vermittelt
die Translokation des AR in den Zellkern und reguliert dadurch die proliferative Wirkung der
AR-Aktivierung. Die HSP70-Inhibierung zeigte zusätzlich eine signifikante Reduktion des AR
um 40% in LNCaP-Zellen.
VER155008 zeigt sich als effektiver Wachstumsinhibitor des Prostatakarzinoms, der sowohl
in der hormonsensitiven LNCaP-, als auch in der kastrationsresistenten PC-3-Zelllinie
antiproliferative Wirkung zeigt, die unter anderem durch eine Modulation der Expression
von Hitzeschockproteinen und des Androgenrezeptors vermittelt wird.
Das Mammakarzinom ist die häufigste maligne Tumorerkrankung bei Frauen. In verschiedenen Studien konnte bereits gezeigt werden, dass Heparin einen Einfluss auf das Überleben von Tumorpatienten hat. Heparin ist ein stark negativ geladenes Molekül, dadurch kann es Komplexe mit basischen Proteinen bilden. Neben seiner Wirkung auf die Blutgerinnung wurden bei Heparin antikanzerogene Effekte beobachtet, wobei diese nicht in Zusammenhang mit den antikoagulatorischen Eigenschaften zu stehen scheinen.
Zytokine, kleine lösliche Proteine, können Einfluss auf die Interaktion und Kommunikation von Zellen nehmen. Des Weiteren sind sie an der Immunantwort unseres Körpers beteiligt.
In dieser Arbeit wurde der Einfluss von unfraktioniertem Heparin auf die Proliferation, Zytokinsekretion, Invasion und Migration von humanen Mammakarzinomzelllinien untersucht. Es wurden die humanen Mammakarzinomzelllinien MDA-MB-231 und MCF-7 eingesetzt. Die Zellen wurden ohne bzw. mit unfraktioniertem Heparin in der Dosierung 5 µg/ml sowie mit den Stimulationsfaktoren HGF, EGF, SDF-1α und TGF-β in den Dosierungen 10 ng/ml und 100 ng/ml inkubiert. Im Anschluss erfolgte zunächst mittels Cell Titer Blue® eine Bestimmung der relativen Zellzahl, um Rückschlüsse auf die Spontanproliferation erhalten zu können. Des Weiteren wurden mittels ELISA die Zytokinsekretion von IL-8, IL-11, RANTES, MCP-1, IP-10 und MIG sowie mittels real-time RT-PCR die Zytokinexpression von IL-8 untersucht. Darüber hinaus wurden der Einfluss von Heparin auf das Invasionsverhalten ermittelt und, zur Echtzeit-Beobachtung der Zellen unter unterschiedlichen Bedingungen, ein Wound-Healing-Assay (Scratch-Assay) durchgeführt.
Weder die eingesetzten Stimulationsfaktoren HGF, EGF, SDF-1α und TGF-β noch Heparin hatten einen signifikanten Einfluss auf die Spontanproliferation der MDA-MB-231-Zellen. Bei den MCF-7-Zellen konnte sowohl durch HGF als auch durch Heparin die Zellzahl im Vergleich zur unbehandelten Kontrollgruppe innerhalb von 48 Stunden gesteigert werden.
Heparin konnte die Zytokinsekretion sowohl auf Protein- als auch auf Genebene beeinflussen, dieser Effekt war zelllinien- sowie zytokinspezifisch. Bei den MDA-MB-231-Zellen konnte das eingesetzte Heparin die Zytokinsekretion von IL-8 signifikant und von IL-11 in der Tendenz herabregulieren. Für die MCF-7-Zellen konnte eine basale Sekretion von RANTES nachgewiesen werden, wobei diese nicht durch Heparin oder die Stimulationsfaktoren beeinflusst wurde.
Für IL-8 wurde diese Beobachtung zudem mittels real-time RT-PCR untersucht. Die größten Effekte konnten hier bei den MDA-MB-231-Zellen nach vier und acht Stunden festgestellt werden. Bei den MCF-7-Zellen zeigte sich dahingegen eine unzureichende IL-8-Expression auf Genebene.
Das eingesetzte Heparin hatte keinen wesentlichen Einfluss auf das Invasionsverhalten der MDA-MB-231-Zellen. Auch der Einsatz der Stimulationsfaktoren konnte das Invasionsverhalten der Zellen nicht verstärken. Bei den MCF-7-Zellen konnte innerhalb von 72 Stunden kein Invasionsverhalten beobachtet werden.
Im Wound-Healing-Assay konnten für die MDA-MB-231-Zellen keine signifikanten Ergebnisse erreicht werden, wobei Heparin ohne weitere Zusätze in der Tendenz den größten Effekt auf das Migrationsverhalten der Zellen hatte und dieses steigerte. Bei den MCF-7-Zellen konnte dahingegen kein Migrationsverhalten, sondern lediglich Zellproliferation beobachtet werden.
Heparin konnte sowohl die Spontanproliferation, die Zytokinsekretion sowie das Migrationsverhalten der verwendeten humanen Mammakarzinomzelllinien MDA-MB-231 und MCF-7 zelllinienspezifisch modulieren. Hiermit konnte gezeigt werden, dass Heparin in der Lage ist, das Tumormikromilieu humaner Mammakarzinomzelllinien zu beeinflussen. Heparin kann somit wiederum sowohl in das Tumorwachstum selbst als auch in den Metastasierungsprozess eingreifen.
Zum weiteren Verständnis, wie Heparin auch weitere Prozesse der Karzinogenese beeinflussen kann, müssten weitere, an diese Arbeit anknüpfende Untersuchungen erfolgen. Es konnte aber gezeigt werden, dass Heparin in der Lage ist, unabhängig von seinen antikoagulatorischen Eigenschaften, auf viele Schritte der Tumorentstehung, des Tumorwachstums und der Ausbreitung der Karzinomzellen Einfluss zu nehmen.
Zusammenfassung
Im Rahmen immunologischer Erkrankungen, wie Autoimmun- oder inflammatorischer Erkrankungen, Erkrankungen des zentralen Nervensystems oder Krebserkrankungen spielen Peptidasen eine wichtige Rolle [1, 2]. Die Exopeptidasen Membran-Alanyl-Aminopeptidase N (APN/CD13) und Dipeptidylpeptidase IV (DP IV/CD26) sind essentiell für die Regulation vieler biologischer Prozesse, insbesondere für die Autoimmunität und die Inflammation [3-5]. Literaturdaten und Vorarbeiten verschiedener Arbeitsgruppen belegen immunmodulatorische Eigenschaften von Inhibitoren der enzymatischen Aktivität der APN. Sowohl in vitro als auch in verschiedenen Krankheitsmodellen der Maus in vivo, zeigten sich therapeutisch relevante immunsuppressive Effekte dieser Inhibitoren [7, 11]. Mechanistisch liegen diesen positiven Wirkungen unter anderem eine Hemmung der Produktion und Sekretion proinflammatorischer Zytokine, sowie die Verstärkung der Produktion und Sekretion immunsuppressiver Zytokine zu Grunde [5]. Die Inhibitoren scheinen auch einen immunmodulatorischen Einfluss auf den Wnt Signalweg zu haben, der als Signaltransduktionsweg wichtige Aufgaben in der Regulation von Zellmigration, Polarität, interzellulärer Kontakte und für die frühe Embryonalentwicklung übernimmt [47]. Im Rahmen dieser Arbeit wurde sowohl der Einfluss verschiedener Inhibitoren der APN als auch des genetischen CD13-Knockouts in Mäusen auf die Aktivierung verschiedener Mikrogliazellpopulationen und auf die Expression von Komponenten des Wnt Signalweges untersucht. In Abhängigkeit von der Aktivierung war sowohl eine gesteigerte Expression proinflammatorischer Zytokine, als auch eine Hemmung der Komponenten des Wnt Signalweges in BV2 Mikrogliazellen zu beobachten. In BV2 Mikrogliazellen konnten keine signifikanten Einflüsse durch die Inhibitoren A1.002 und IP10.C9 detektiert werden. Lediglich durch den CD13-Antikörper My 7 konnten immunsuppressive Effekte in aktivierten BV2 Mikrgoliazellen beobachtet werden. In CD13-Knockout Mäusen konnte eine signifikante Reduktion der Wnt 10b positiven Mikrogliazellen gezeigt werden. In der Zusammenschau aller Ergebnisse lassen sich regulatorische Zusammenhänge zwischen der Aktivität der Mikrogliazellen, sowie der APN und dem Wnt Signalweg aufzeigen. Daher erscheinen weiterführende Analysen in primären isolierten Mikrogliazellen sinnvoll, um die Bedeutung von Inhibitoren der APN in neuronalen Zellen zu ermitteln. Dabei spielen nicht nur die Inhibitoren selbst, sondern auch deren Inkubationsbedingungen im Verhältnis zur LPS-vermittelten Zellaktivierung eine entscheidende Rolle.
Der Todesfall im Wasser gilt als sehr vielgestaltiger Sachverhalt innerhalb der forensischen Pathologie und stellt deshalb für den Rechtsmediziner eine Herausforderung dar. Zur Feststellung der Todesursache Ertrinken werden in der Literatur verschiedene innere und äußere Ertrinkungszeichen beschrieben, die durch rechtsmedizinische Zusatzuntersuchungen ergänzt werden können. Andere Befunde geben Anhalt für einen Aufenthalt des Leichnams im Wasser. Alle Zeichen stehen jedoch unter mutmaßlicher Beeinflussung durch zahlreiche Faktoren, die die Aussagekraft der Befunde einschränken.
Ziel der Untersuchung war es, Todesfälle im Wasser exemplarisch anhand des Obduktionsgutes des Instituts für Rechtsmedizin Greifswald zu charakterisieren, um Erkenntnisse für die rechtsmedizinische Praxis abzuleiten. Dabei sollten die häufigsten Todesumstände herausgearbeitet, erhobene Sektionsbefunde im Kontext der Literatur eingeordnet, und mögliche Beeinflussungsfaktoren identifiziert werden. Dafür wurden die Sektionsprotokolle aller Todesfälle im Wasser im Zeitraum von 1997 bis 2017 gesichtet und systematisch ausgewertet.
In der Untersuchung stellte sich heraus, dass von den dominierenden akzidentellen Todesumständen insbesondere alkoholisierte, junge Männer betroffen waren. Frauen hatten zum Todeszeitpunkt durchschnittlich ein höheres Lebensalter erreicht und bei ihnen waren Suizide überrepräsentiert. Die Ertrinkungsraten im Senium waren ebenfalls beachtlich. Diese Altersgruppe könnte bei Vorfällen im Wasser durch (kardiale) Vorerkrankungen und Multimedikation zusätzlich bedroht sein, da der Ertrinkungsvorgang dadurch wahrscheinlich beschleunigt wird. Ferner ließ sich in der Untersuchung aufzeigen, dass nur ein äußerer Schaumpilz (beobachtet unmittelbar nach Bergung des Leichnams) mit hinreichender Signifikanz exklusiv beim Tod durch Ertrinken auftrat. Für alle anderen untersuchten Ertrinkungszeichen, die zusätzlich durch Faktoren wie Reanimation, verlängertes postmortales Intervall und Fäulnis beeinflusst wurden, muss eine eingeschränkte Spezifität für die Diagnostik des Ertrinkungstodes angenommen werden.
Letztlich sind eine hohe Expertise und die Nutzung aller diagnostischen Möglichkeiten bei der Aufklärung von Todesfällen im Wasser entscheidend. Diese Erfahrung kann durch die regelmäßige Sektion derartiger Todesfälle gesteigert werden.
Ziel:
Diese populationsbasierte Studie untersucht sowohl die Prävalenz adipöser Schwangerer und deren Geburtsoutcome als auch den Einfluss der Adipositas auf das Outcome des Neugeborenen. Sie beschreibt die Bedeutung der Gewichtsentwicklung in der Schwangerschaft für Mutter und Kind.
Material/Methode:
Insgesamt wurden n=4593 Mütter und ihre Kinder in der populationsbasierten SNiP Studie, Survey of Neonates in Pomerania untersucht. Die Datenerhebung erfolgte im Zeitraum von März 2003 bis November 2008 in Universitäts- und Kreiskrankenhäusern im Nordosten von Mecklenburg-Vorpommern nach standardisierten Fragebögen, Erhebung von Laborparametern und klinischer Dokumentationen. Zur Beurteilung der Schwangerschaftskomplikationen und des Schwangerschaftsausganges wurden die Schwangeren in einzelne BMI Gruppen eingeteilt. Die individuelle Gewichtzunahme wurde ermittelt. Als Outcomeparameter wurden prä- und perinatale Erkrankungen, Pathologien und Risiken bei der Schwangeren und dem Neugeborenen ermittelt und ausgewertet. Hierbei wurden auch sozioökonomischen Faktoren erhoben und ausgewertet.
Ergebnis:
Adipositas ist eine Volkskrankheit. Die mit dieser Volkskrankheit im Zusammenhang stehenden gesundheitlichen Risiken treten nicht nur im Alter auf, sondern es entstehen auch zunehmend Gefährdungen junger Menschen. Hier sind besonders schwangere Frauen mit ihren Neugeborenen betroffen. Mehr als ¼ der schwangeren Frauen im Studiengebiet OVP sind präadipös (BMI 25-29,9) oder adipös (BMI ≥ 30).
Adipöse Schwangere finden sich dem weltweiten Trend entsprechend in der unteren sozialen Bevölkerungsschicht.
Eine Adipositas der Mutter beinhaltet Risiken für Mutter und Kind. Das Risiko einer adipösen Mutter (BMI ≥ 30) an einem Gestationsdiabetes zu erkranken gegenüber einer normalgewichtigen Mutter (BMI 19-24,9) steigt auf das 4,5fache. Das Risiko, eine Gestose auszubilden, steigt auf das 3fache.
Das Risiko des Auftretens mehr als einer Schwangerschaftskomplikation verdoppelt sich bei adipösen Müttern gegenüber normalgewichtigen Müttern. Dies kann unter der Geburt zu höheren Komplikationsraten führen. Häufiger ist bei adipösen Müttern eine primäre oder sekundäre Sectio indiziert. Für die Mütter beinhaltet eine Sectio die allgemeinen Risiken einer Operation (Thrombose/Embolie- Risiko, Blutungen, Wundinfektionen und Bildungen von Verwachsungen) bis hin zur Unfruchtbarkeit.
Zusätzlich stellt sich negativ heraus, dass die Fruchtwasserqualität mit zunehmender Adipositas schlechter wird. Es zeigt sich häufiger Mekonium im Fruchtwasser als Ausdruck einer Hypoxie mit Hyperperistaltik des kindlichen Darms. Durch die Sauerstoffunterernährung kann es vor oder während der Geburt zur Meconiumaspiration kommen, die Obstruktionen und chemische Schädigungen der Lunge verursachen können.
Bei der Betrachtung der Ergebnisse stellt sich allerdings immer wieder heraus, dass die Gewichtszunahme während der Schwangerschaft bei der Beurteilung des Geburtsoutcomes eine untergeordnete Rolle spielt. Allenfalls ist sie ein Parameter zur Abschätzung der Körpermaße des Kindes.
Der BMI eignet sich besser zur Abwägung von Risiken für Mutter und Kind.
Zuletzt ist zu vermerken:
Dennoch sollten untergewichtige Frauen auch nicht außer Acht gelassen werden.
Untergewichtige Frauen haben häufiger Fehlgeburten oder gebären häufiger Frühgeborene mit fehlenden Reifezeichen.
Schlussfolgerung:
Schwangerschaften von adipösen Schwangeren sind mit deutlich erhöhten prä- und perinatalen Schwangerschaftsrisiken für Mutter und Kind behaftet. Daher ist es sinnvoll, schon frühzeitig (am besten vor der Schwangerschaft bei Kinderwunsch) die werdende Mutter bei bestehender Disposition über die Folgen einer Adipositas aufzuklären und durch geeignete Maßnahmen (Diätberatung, Ernährungsumstellung) der Adipositas entgegen zu wirken. Die Beratung sollte jedoch nicht mit der Geburt des Kindes enden. So sollte nach der Geburt das Stillen des Kindes für einen gewissen Zeitraum empfohlen werden, um das spätere Adipositasrisiko des Neugeborenen zu verringern.
Der soziale Status spielt bei der Bekämpfung der Adipositas eine besondere Rolle.
Bildung kann zu einem großen Teil das Auftreten von Adipositas vermeiden.
HINTERGRUND:
Die chirurgische Resektion von Kavernomen oder kavernösen Malformationen (CM) in eloquenten Arealen ist heutzutage möglich und wird mit gutem Ergebnis berichtet. Die Lebensqualität der Patienten postoperativ ist hingegen nicht genug untersucht.
ZIELSETUNG:
Analyse der langfristigen Lebensqualität nach ZNS-Kavernomresektion
METHODEN:
Daten für Patienten mit ZNS-Kavernom, die zwischen 2000 und 2016 mikrochirurgisch in einem tertiären medizinischen Zentrum behandelt wurden, wurden retrospektiv überprüft. Es wurden nur Patienten mit histopathologischer Sicherung des Kavernoms und mit vollständigen Dateninformationen eingeschlossen. Die klinischen Daten wurden analysiert. Zwischen 2017 und 2019 wurde ein Follow-up durchgeführt.
Die eloquenten Areale wurden nach Spazler-Martin-Definition definiert. Die Lebensqualität (QoL) wurde mit dem Short Form-12-Fragebogen (SF12) bewertet.
ERGEBNISSE:
Insgesamt 69 Patienten (39 Männer, 30 Frauen) wurden in die Studie eingeschlossen.
41 Läsionen befanden sich in einem eloquenten Bereich. Die Verteilung war wie folgt: Hirnstamm n = 8, Sensomotorisch n = 14, Sprachzentrum n = 8, Sehbahnen n = 5, tiefe Kleinhirnkerne oder Kleinhirnstiele n = 4 und Basalganglien n = 2.
22 Läsionen wurden in einem nicht eloquenten Bereich gefunden. 3 Läsionen befanden sich im Orbit und 3 im Rückenmark. 8 Patienten hatten multiple Kavernome.
42,0% der Patienten hatten fokale neurologische Defizite (FND), 34,8% hatten Anfälle und 11,6% hatten beide Symptome. Die postoperative Verschlechterung der modifizierten Rankin-Skala (mRS) betrug 19,5% für die Eloquente-Gruppe (EG) gegenüber 4,5% für die Nicht-Eloquente-Gruppe (NEG).
Nach einer mittleren Nachbeobachtungszeit von 6,5 Jahren war der neurologische Status besser oder unverändert bei 85,4% der EG und bei 100% der NEG im Vergleich zum Ausgangswert.
44 Patienten (EG n = 27, NEG n = 14) konnten an der letzten Nachuntersuchung teilnehmen. Die EG hatte mit Ausnahme der physischen Rolle (RP) größtenteils vergleichbare QoL-Ergebnisse, die mit der NEG übereinstimmten. Die Studienpopulation schnitt im Vergleich zu den Normen nur bei der Hälfte der Parameter von SF12 gut ab. Die allgemeine Gesundheit (GH), Vitalität, körperliche (RP) und emotionale Rolle (RE) waren jedoch signifikant schlechter.
FAZIT:
Bei einem späten Follow-up war die chirurgische Morbidität in der NEG vorübergehend und erholte sich größtenteils in der EG. In Bezug auf die Lebensqualität berichteten Patienten nach eloquenter Kavernomresektion in den meisten SF12-Domänen (mit Ausnahme der physischen Rolle) im Vergleich zur NEG über eine nicht minderwertige Lebensqualität. Sie berichteten jedoch über eine „Allgemeine Gesundheitswahrnehmung (GH)“, die unterhalb der Normstichprobe lag und von den eingeschränkten physisch bedingten (RP) und emotional bedingten Rollenfunktionen (RE) beeinflusst wurde.
Glioblastoma multiforme (GBM) is the most common and most aggressive malignant tumor of the central nervous system in adults. The median survival time of patients suffering from GBM is only 14-15 months. Despite a great progress in the technique of resection, radiation therapy, and chemotherapeutic drugs, survival time has not been significantly prolonged. Interestingly, the progression of GBM has been associated with intratumoral immune dysfunction states, and the GBM tissue represents a complex formation of tumor cells itself and diverse non-malignant cells such as endothelial cells, microglia or immunocompetent cells from peripheral blood. In that regard, accumulating evidence supports that Sphingosine 1-phosphate (S1P) acts as a key signal in the cancer extracellular milieu. S1P has been intensively discussed to be an important pro-tumoral molecule, since it is involved in proliferation, migration and invasion of both healthy and malignant cells. An increase in S1P has been associated with proliferation and invasion of GBM and other cancers that display a propensity for brain metastasis. S1P binds to five different cell surface G protein-coupled receptors called S1P receptor 1-5 (S1PR1-5), it has been shown in previous studies that particularly the S1PR1 and 2 are involved in regulating proliferation, metastasis, invasion, vascular angiogenesis and maturation of GBM cells and thus play an important role in tumorigenesis. Therefore, we used S1PR1 (ACT-209905, W146) and S1PR2 modulators/antagonists (Compound 16, JTE013) to investigate the role of these S1P receptor subtypes in the growth of human (prGBM, LN18) and murine (GL261) GBM cells to gain insight into the molecular processes of the pro-tumorigenic S1P signaling cascade in GBM cells. Further, we analyzed the influence of the human monocytic cell line THP-1 on GBM cell growth by co-culture experiments together with simultaneous application of S1PR1/S1PR2 modulators/antagonists to determine the role played by S1PR1 and S1PR2 signaling pathways in the interaction between tumor and immune cells. We found that all tested S1PR1/2 modulators (ACT-209905, W146, Compound 16, JTE013) significantly reduced the viability (Resazurine assay) and vitality (Crystal violet assay) as well as the migration and invasion of prGBM, LN18 and GL261 cells in a concentration dependent manner. The growth inhibitory effect of S1PR1 blocking by ACT-209905 was accompanied by the induction of apoptosis in GBM cells seen by increased caspase 3 activity. When S1PR1 antagonist (ACT-209905, W146) was co-administered with S1PR2 antagonist (Compound 16, JTE013) the inhibitory effect was much stronger compared to the single administration. Further, single and dual application of S1PR1 modulator and S1PR2 antagonist caused a stronger inhibition of GBM cell viability and vitality compared to 100 μM Temozolomide (TMZ) as the standard chemotherapeutic for GBM. These results suggest that both S1PR1 and S1PR2 are involved in the growth of GBM cells and that a simultaneous inhibition of both receptors has synergistic effects. In addition, the influence of THP-1 cells as a model for human monocytes/macrophages on GBM cell growth was analyzed since it has been shown that S1P signaling polarizes macrophages to the pro-tumoral M2 phenotype and S1PR1 has been linked to macrophage activation. Co-culture of GBM cells with THP-1 cells or THP-1 conditioned medium significantly enhanced the viability and vitality as well as the migration and invasion of GBM cells in a cell number dependent manner suggesting that THP-1 cells might secrete to date unknown pro-tumoral molecules which stimulate the pro-invasive growth of GBM cells. Our FACS analyses showed that THP-1 cells express not only the CD11b macrophage marker but also CD163 and CD206 as marker for the pro-tumorigenic M2 phenotype. Interestingly, the concomitant application of the S1PR1 modulator ACT-209905 had a significant inhibitory effect on the THP-1 induced increase of GBM cell growth and migration, which argues for a role of S1PR1 in the pro-tumoral characteristic of THP-1 on GBM cells. Immunoblot analyses further showed that blocking of the S1PR1 pathway leads to a reduced activation of several kinases including p38, AKT1 and ERK1/2 whereas THP-1 cells and THP-1 conditioned medium caused an activation of these kinases. To clarify the role of p38, AKT1 and ERK1/2 in the inhibitory effects of S1PR1 antagonists on GBM proliferation and migration in detail further studies are needed. Beside an impact on growth promoting kinases, S1PR1 blocking by ACT-209905 diminished surface expression (Median Fluorescence Intensity measured by FACS) of the pro-migratory molecules CD54 (ICAM-1) and CD166 (ALCAM), and reduced the percentage of CD62P (P-Selectin) positive GBM cells. In contrast, co-culture with THP-1 cells increased ICAM-1 and P-Selectin content of GBM cells which was reversed by ACT-209905 arguing for a role of ICAM-1 and P-Selectin in the migration of GBM cells. In conclusion, our study suggests a role of S1PR1 and S1PR2 signaling pathways in the growth and progression of GBM, improves our understanding of the complex mechanisms of S1P signaling in GBM cells, and gives at least a partial explanation for the pro-tumorigenic effects that macrophages might have on GBM cells combined with potential underlying mechanisms. Thus, this study argues for a further preclinical and clinical evaluation of a pharmacological modulation of S1PR1 and S1PR2 as a new or adjunctive therapeutic principle in GBM.
Etwa jeder zehnte Deutsche leidet an einer chronischen Nierenerkrankung (CKD), deren Entstehung zu etwa zwei Drittel auf eine Schädigung der Podozyten zurückgeführt werden kann. Die Funktion der Podozyten für die Aufrechterhaltung der selektiven glomerulären Filtration ist eng an ihre einzigartigen Morphologie interdigitierender Fußfortsätze gebunden. Deren Zwischenräume werden von einer Schlitzmembran überbrückt, die aus spezifischen Proteinen wie Nephrin besteht. Im Falle einer CKD kommt es jedoch zu einer Dedifferenzierung der Podozyten, welche einen Verlust ihrer komplexen dreidimensionalen Struktur und damit eine Proteinurie nach sich zieht. Da dieser Prozess durch die derzeit zur Verfügung stehenden Pharmaka wie Glukokortikoide oder Calcineurin Inhibitoren nur unzureichend therapiert werden kann, ist eine Dialysepflichtigkeit und/oder Nierentransplantation für die meisten Patienten unausweichlich.
Deswegen wurde im Rahmen dieser Arbeit der GlomAssay entwickelt und für das Screening podozytenspezifischer Wirkstoffe genutzt. Dazu wurden die Glomeruli eines transgenen Nephrin::CFP Mausstammes isoliert, welcher unter der Kontrolle des Nephrin Promoters den Fluoreszenzreporter CFP exprimiert. Anschließend wurden die Glomeruli kultiviert und der durch die zeitabhängige Dedifferenzierung der Podozyten bedingte Nephrin Abfall anhand der CFP Fluoreszenzintensität in situ quantifiziert.
Beim Vergleich verschiedener Isolationsmethoden erwies sich die Glomeruli Isolation mit magnetischen Dynabeads als geeignetstes Verfahren. Die Unversehrtheit der Podozyten wurde mittels Laser Scanning , Raster und Transmissionselektronenmikroskopie sowie durch Immunfluoreszenzfärbungen der Podozytenmarker Nephrin, Podocin und WT-1 verifiziert. Die spontane Dedifferenzierung der Podozyten in Zellkultur führte zu einem graduellen Abfall der CFP Fluoreszenz über 9 Tage. Dass die sinkende CFP Fluoreszenzintensität dabei unmittelbare Rückschlüsse auf eine verringerte Nephrin Expression zulässt, wurde mittels RT PCR, Western Blot , Transkriptom und Proteomanalyse belegt. Ein Effacement der Podozyten-Fußfortsätze und ein Verlust der Schlitzmembranen wurde anhand transmissions- und rasterelektronenmikroskopischer Aufnahmen nachgewiesen.
Um die Mechanismen der Podozytendedifferenzierung genauer zu verstehen, wurde das glomeruläre Transkriptom und Proteom nach 3 , 6 und 9 tägiger Kultivierung analysiert. Die Ergebnisse zeigten, dass außer den Schlitzmembranproteinen auch bspw. die Komponenten des Zytoskeletts, der Zell Matrix Kontakte oder der glomerulären Basalmembran von Bedeutung sind für die Podozytendedifferenzierung.
Die Validierung des GlomAssays erfolgte mit Hilfe verschiedener podozytenprotektiver und schädigender Substanzen. Die Podozyten Noxen Daunorubicin und Vinblastin bedingten dabei erwartungsgemäß einen Abfall der CFP Fluoreszenzintensität mit einer IC50 Konzentration von 1,55 µM bzw. 87,82 nM. Von den untersuchten podozytenprotektiven Pharmaka Dexamethason, all trans Retinsäure, Pioglitazon und 1α,25 Dihydroxyvitamin D3 führte nur die Behandlung mit Letzterem zu einer Reduktion der Podozytendedifferenzierung. Die damit einhergehende, erhöhte Nephrin und CFP Expression wurde mittels RT PCR und Western Blot Analyse nachgewiesen.
Anschließend wurde der GlomAssay für das Screening neuer Substanzen verwendet. Dabei wurde zum einen das Glykoprotein Hämopexin untersucht, welches mit der Entstehung der Minimal Change-Glomerulonephritis in Zusammenhang gebracht wird. Es zeigte jedoch keinen Effekt auf die Podozytendedifferenzierung. Zum anderen wurde der Brain Derived Neurotrophic Factor (BDNF) getestet, welcher als prognostischer Marker im Urin von CKD Patienten dient und für die Entwicklung und Integrität der glomerulären Filtrationsbarriere essentiell ist. Jedoch beeinflusste weder die Inkubation der Glomeruli mit BDNF noch mit dem BDNF bindenden TrkB-Fc Fusionsproteins die Differenzierung der Podozyten. Die Blockade des Tropomyosin Rezeptor Kinase B (TrkB) Rezeptors, welcher durch Interaktion mit BDNF aktiviert wird, durch den nichtkompetitiven Inhibitor ANA 12 bewirkte hingegen einen vorzeitigen Abfall der CFP Fluoreszenz mit einer IC50 Konzentration von 19,74 µM. Mit dem allosterischen TrkB Inhibitor Cyclotraxin B ließen sich diese Ergebnisse allerdings nicht bestätigen. Nichtsdestotrotz belegen die mit ANA 12 erzielten Resultate die Relevanz des BDNF für Podozytendifferenzierung.
Insgesamt gelang es mit dem GlomAssay ein neue in vitro Methode zu etablieren, um den Effekt pharmakologischer Substanzen auf die Podozytendifferenzierung schnell, nicht destruktiv und wiederholbar zu untersuchen. Dadurch bietet sich die Möglichkeit, das Screening podozytenprotektiver Wirkstoffe bereits in der präklinischen Phase stärker zu forcieren und so zukünftig die Entwicklung neuer Therapieoptionen zur Behandlung von CKDs voranzutreiben.
Background and Aim: High-risk neuroblastoma (HR-NB) is associated with a dismal prognosis despite the utilization of multimodal treatment, including therapy with an anti-GD2 monoclonal antibody (mAb). Here we investigated the use of an anti-idiotypic vaccine (ganglidiomab) in patients with HR-NB with or without relapse. Ganglidiomab is a murine monoclonal anti-idiotypic antibody and a structural mimic of GD2.
Patients and Methods: In this compassionate use program, seven HR-NB patients (two with relapsed disease) who achieved complete remission after salvage therapy were enrolled. They received 6-22 subcutaneous vaccine injections every two weeks. Each subcutaneous vaccine injection consisted of 0.5mg of ganglidiomab with 1.67mg aluminum as adjuvant. The immune response was quantified by ELISA methods. We investigated the vaccine-induced antibody response against ganglidiomab (vaccine), against ganglidiximab (a human-mouse chimeric variant of ganglidiomab), as well as against GD2, in immunized patients and determined the time to relapse or progression to last follow-up.
Results: Among the patients enrolled, 6/7 showed an immune response against ganglidiomab as well as an anti-ganglidiximab seroconversion. The non-responding patient had a haploidentical stem cell transplantation as part of the previous treatment, which is associated with B-cell immunodeficiency. However, an anti-GD2 seroconversion was only seen in 2/7 patients. Common toxicities were self-limited, including injection-related local reactions. No fever, pain, neuropathy, or grade 3/4 toxicities occurred during or post-treatment. All immunized patients did not experience a relapse or progression of their neuroblastoma with a median range of 56 months and 16 days from the first vaccine dose to the last follow-up, which contrasts with what is expected from historical control cohorts.
Conclusions: This is the first in man use of the anti-idiotype vaccine ganglidiomab in HR-NB patients. The vaccine was well-tolerated, and none of the vaccinated patients experienced a relapse or progression. These findings provide an important basis for the design of prospective clinical trials.
Störungen im Calcium- und Phosphatstoffwechsel bei chronisch Nierenkranken führen zur sogenannten „Chronic Kidney Disease - Mineral and Bone Disorder“ (CKD-MBD). Die CKD- MBD umfasst neben laborchemischen Veränderungen und Knochenerkrankungen vor allem Gefäßverkalkungen. Letztere sind aktive vaskuläre Umbauprozesse und finden sich insbesondere in der Tunica media arterieller Gefäße, mit einer Assoziation zu einer erhöhten kardiovaskulären Mortalität.
Ziel dieser Arbeit war es, vertiefende Einblicke in den Prozess der vaskulären Kalzifikation zu erlangen. Hierbei sollte die Frage geklärt werden, über welche Signalwege das in urämischen Gefäßen überexprimierte TGF-ß1 möglicherweise zur Inhibition vaskulärer Kalzifikation beiträgt und ob eine Beeinflussung möglich ist.
Zur Klärung dieses Sachverhalts wurde ein in vitro Zellkulturmodell (human vascular smooth muscle cells, hVSMCs) durch Zusatz von erhöhtem Calcium- und Phosphat etabliert, ähnlich den laborchemischen Veränderungen bei CKD-MBD. Die kalzifikationsbeeinflussende Rolle von TGF-ß1 sollte geklärt und mit dem SAPK/JNK (stress- activated protein-kinase/ c-Jun N-terminale Kinase) Signalweg eine mögliche Interaktion dieser beiden Signalkaskaden identifiziert werden. Außerdem sollte der Stellenwert der Apoptose sowie der osteogenen Differenzierung im Prozess vaskulärer Kalzifikation analysiert werden.
TGF-ß1 zeigte eine konzentrationsabhängige, kalzifikationsinhibierende Wirkung. TGF-ß1 vermittelte diesen Effekt unter anderem über Phosphorylierung der Proteinkinase SAPK/JNK, die im Zusammenhang mit Apoptose, Zellproliferation und Differenzierungsprozessen steht. Weiterhin konnte bestätigt werden, dass die Apoptose eine wichtige Rolle bei der Initiation der vaskulären Kalzifikation spielt.
Die weiterführende Erforschung der Interaktion des SAPK/JNK Signalwegs mit TGF-ß1 und einem damit verbundenem, potentiellen Therapieansatz bei Patienten mit vaskulärer Kalzifikation sollte in vivo in einem Tiermodell untersucht werden, insbesondere um herauszufinden, ob der Signalweg ohne Beeinträchtigung wichtiger zellulärer Funktionen beeinflusst werden kann. Sowohl TGF-ß1 als auch SAPK/JNK könnten mögliche Targets für neue therapeutische Strategien wie die Entwicklung von sog. „biased ligands“ darstellen, welche selektiv bestimmte Signalwege regulieren können.
Survival, development, and function of cells depend on numerous signaling pathways or-
chestrating the response to external and internal stimuli. Besides the well-established signaling through reversible phosphorylation, the concept of specific, spatio-temporal redox modifi-
cations of protein cysteinyl and methionyl side chains that regulate the biological function of these proteins is supported by an overwhelming amount of data. Although the specific reduction of protein redox modifications has been studied intensively, the oxidation of protein side chains was thought to be a result of so-called ‘oxidative stress’. However, this term has been increasingly challenged, since signaling pathways depend on specific, spatio-temporal oxidation of target proteins, most likely catalyzed by specific enzymes. The discovery of MICAL (molecule interacting with CasL) proteins evinced
the first examples of specific oxidases in signal transduction in the redox regulation of cellular functions.As part of the semaphorin signaling pathway, MICAL proteins were characterized to stereospecifically oxidize methionyl residues in actin, thereby regulating actin deolymerization, a process important in neurogenesis and cell migration. This oxidation can be reversed by the specific methionine-R-sulfoxide eductase B1. Besides the regulation of actin dynamics, MICALs are involved in the regulation of cell proliferation and
apoptosis, and the production of hydrogen peroxide may qualify them as specific oxidases also for cysteinyl residues.