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Institute
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- Institut für Chemie und Biochemie (10)
- Institut für Physik (10)
- Abteilung für Mikrobiologie und Molekularbiologie (9)
- Institut für Pharmakologie (9)
- Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie (9)
- Institut für Hygiene und Umweltmedizin (7)
- Institut für Mathematik und Informatik (7)
- Klinik und Poliklinik für Augenheilkunde (7)
- Klinik und Poliklinik für Neurologie (7)
Publisher
- S. Karger AG (15)
- Frontiers Media S.A. (8)
- De Gruyter (7)
- IOP Publishing (1)
Die Bedeutung der Visite in der Medizin bezieht sich auf eine gute Kommunikation zwischen Arzt und Patient. In dieser Studie wurden der Visitenablauf und -gestaltung quantitativ und qualitativ betrachtet. Der Arzt war direktiv steuernd und zeigte adressatenorientierendes Kommukationsverhalten. Inhaltlich war die unfallchirurgische Visite somatisch orientiert, aber es zeigte sich auch ein hohes Maß an Small talk/Konversation. Zudem wurde die Zufriedenheit von Arzt und Patient als Auswertungskriterien herangezogen. Beide, Arzt und Patient, waren meist zufrieden mit der Visite.
Cyanobakterien sind eine vielversprechende Quelle an strukturell diversen und biologisch hochaktiven Naturstoffen für die Entwicklung neuer Wirkstoffe. Bislang konnte die Strukturklasse der [7.7]Paracyclophane nur in fädigen Cyanobakterien der Gattungen Nostoc und Cylindrospermum nachgewiesen werden. Vorangegangene Arbeiten zeigten, dass gerade die Carbamidocyclophane chemisch und biologisch interessante Verbindungen darstellen. Im Rahmen dieser Arbeit wurden vor allem die Carbamidocyclophane produzierenden Cyanobakterien Nostoc sp. CAVN2 und Nostoc sp. CAVN10 unter besonderer Berücksichtigung der strukturellen Vielfalt an biosynthetisierten Metaboliten sowie deren antimikrobieller Aktivität umfassend charakterisiert. Um das biosynthetische Potenzial auf der metabolischen Ebene zu untersuchen, wurde im Vorfeld eine spezifische [7.7]Paracyclophan-Analytik etabliert, die skalierbare Methoden für alle Aufarbeitungsschritte beinhaltet. Die Optimierung endete in einem validierten sowie arbeits- und zeitsparenden einstufigen Extraktions- und Aufreinigungsverfahren mittels eines Zweiphasensystems und anschließender LC-UV-Analyse, um biologische Proben reproduzierbar zu analysieren und enthaltene Carbamidocyclophane zu quantifizieren. Kultivierungsstudien zum Einfluss der Temperatur an metabolisch aktiven und defizienten Nostoc-sp.-CAVN10-Kulturen ergaben einen direkten Zusammenhang zwischen der Biomassezunahme und der Temperaturerhöhung. Im Gegensatz dazu zeigten die einzelnen Carbamidocyclophan-Gehalte ein eher differenzierteres Bild über die verschiedenen Wachstumsphasen und Temperaturen hinweg. Da nur eine geringe Korrelation zwischen der spezifischen Wachstumsrate und der spezifischen Carbamidocyclophan-Produktionsrate ermittelt werden konnte, ist eine Relevanz dieser Verbindungen für den primären Zellstoffwechsel nicht ersichtlich. Bei Kultivierungsexperimenten an Nostoc sp. CAVN2 hatte der Zusatz von Chlorid- oder Bromid-Ionen eine drastische Erhöhung der Basalrate und Strukturdiversität der [7.7]Paracyclophane zur Folge. Das gleichzeitige Vorhandensein beider Halogenide im Medium zeigte kompetitive Effekte, wobei Chlorid als Substrat für den Halogenierungsprozess favorisiert wurde. Mit Hilfe eigens entwickelter Kultivierungsprozedere und Separierungsstrategien konnten insgesamt 25 Verbindungen aus Stamm CAVN2 isoliert und strukturell aufgeklärt werden. Dabei bilden die Carbamidocyclophane H–U neue chlorierte, bromierte und nicht halogenierte Naturstoffe. Zusätzlich konnten aus Stamm Cylindrospermum stagnale PCC 7417 neben den bekannten Cylindrocyclophanen A, B und D die drei neuen Cylindrofridine A–C erhalten werden. Diese stellen den Cylindrocyclophanen strukturell eng verwandte lineare Mono- und Dialkylresorcinole dar. Die vergleichende Evaluierung der Bioaktivität von 30 Reinsubstanzen ergab, dass viele Verbindungen sehr starke antimikrobielle Aktivität gegen grampositive Bakterien zeigen – besonders gegen Antibiotika-resistente Kokken mit minimalen Hemmkonzentrationen von oftmals deutlich unter 1 µM. Dabei bedingten die verschiedenen Substituenten (Carbamoyl- und Acetoxy-Reste sowie Hydroxygruppen oder Halogene) z.T. signifikante Aktivitätsunterschiede. Die Zytotoxizität der [7.7]Paracyclophane ist vor allem an das Vorhandensein des Makrozyklus gebunden, da lineare Derivate (Cylindrofridine B/C) kaum biologisch aktiv waren. Eine Ausnahme stellt dabei das nicht zytotoxische, aber antimikrobiell aktive Cylindrocyclophan-D-Monomer Cylindrofridin A dar. Die phylogenetische Analyse der 16S-rDNA-Daten bestätigte die morphologisch-taxonomische Identifizierung der Stämme CAVN2 und CAVN10 als Cyanobakterien der Gattung Nostoc und ergab weiterhin, dass alle Carbamido- und Cylindrocyclophane produzierenden Nostoc-Stämme Bestandteil einer monophyletischen Gruppe sind, die phylogenetisch distinkt zu anderen [7.7]Paracyclophan-Produzenten ist. Des Weiteren konnten keine Nukleotidunterschiede zwischen Stamm CAVN2 und CAVN10 auf den untersuchten Markergen-Sequenzen festgestellt werden, was beide auf der phylogenetischen Ebene als identisch erscheinen lässt und sie somit nur metabolisch aufgrund der strukturellen Diversität und Quantität an [7.7]Paracyclophanen differenzierbar sind. Mit Hilfe von molekulargenetischen Analyseverfahren und bioinformatorischer Auswertung konnte in Stamm CAVN2 das Carbamidocyclophan-Biosynthesegencluster mit einer Gesamtgröße von ca. 26,9 kbp identifiziert werden. Dieses beinhaltet 13 offene Leserahmen (cabA-cabM), wobei das Gen cabL für eine putative Carbamoyltransferase codiert. Ein neuer Halogenase-Typ in Verbindung mit einer Tandem-ACP-Domänen-Struktur in der Typ I Polyketidsynthase CabD könnte für die Ausbildung halogenierter Derivate verantwortlich sein. Der Nachweis eines codierenden Bereichs mit Rieske-Domäne (cabM) lässt eine direkte oxidative intermolekulare Makrozyklisierung bei der Assemblierung vermuten.
We consider Iterated Function Systems (IFS) on the real line and on the complex plane. Every IFS defines a self-similar measure supported on a self-similar set. We study the transfer operator (which acts on the space of continuous functions on the self-similar set) and the Hutchinson operator (which acts on the space of Borel regular measures on the self-similar set). We show that the transfer operator has an infinitely countable set of polynomial eigenfunctions. These eigenfunctions can be regarded as generalized Bernoulli polynomials. The polynomial eigenfuctions define a polynomial approximation of the self-similar measure. We also study the moments of the self-similar measure and give recursions for computing them. Further, we develop a numerical method based on Markov chains to study the spectrum of the Hutchinson and transfer operators. This method provides numerical approximations of the invariant measure for which we give error bounds in terms of the Wasserstein-distance. The standard example in this thesis is the parametric family of Bernoulli convolutions.
Alcohol dehydrogenases as biocatalysts for the production of enantiomerically pure chiral alcohols
(2016)
Summary Enantiomerically pure chiral alcohols are key compounds in the production of certain chemicals including pharmaceuticals. Chemical synthesis allows to obtain maximal yield of 50% for one enantiomer ( >50% yield is achievable with chiral catalysts used in chemical synthesis), whereas biosynthesis leads to nearly 100% yield. Hence, expensive and time consuming resolution of racemic mixture can be avoided. Alcohol dehydrogenases are the most popular enzymes used in the chiral alcohols synthesis due to high activity with appropriate aldehydes or ketones. ADHs require a cofactor which has to be regenerated after the conversion of aldehyde/ketone to the respective alcohol. Thereby, different regeneration methods were used in the practical work to compare and choose the better one. R. erythropolis and C. hydrogenoformans alcohol dehydrogenases were chosen based on the literature screening. Each gene was cloned into Xplor2 vector and pFPMT vector. Xplor2 vector was used for the transformation of A. adeninivorans and pFPMT vector was used for the transformation of H. polymorpha. Chemically synthesized alcohol dehydrogenase sequences from R. erythropolis (ReADH) and C. hydrogenoformans (ChADH) were cloned between TEF1 promoter and PHO5 terminator which are components of Xplor2 vector or between FMD promoter and MOX terminator which are genetic elements of pFPMT vector. Moreover, ChADH and ReADH sequences with His-tag encoding sequence at the 5’ or 3’ end were constructed and the most active form of the protein was selected for further studies. ReADH-6H was used for the synthesis of 1-(S)-phenylethanol and ethyl (R)-4-chloro-3-hydroxybutanoate whereas ChADH-6H was used for the production of ethyl (R)-mandelate. ReADH-6H synthesized in A. adeninivorans and H. polymorpha was fully biochemically characterized. The enzymes from the two yeast species showed some differences in their pH and temperature optima, thermostability and activity levels. A-ReADH (A. adeninivorans) and H-ReADH (H. polymorpha) were highly active with the same substrates which were: acetophenone, 4-hydroxy-3-butanone and ethyl 4-chloroacetoacetate for reduction reaction along with 1-phenylethanol and 1,6-hexanediol for oxidation reaction. Recombinant A-ReADH-6H and H-ReADH-6H were synthesized in A. adeninivorans and H. polymorpha, respectively. Both enzymes were used for the synthesis of 1-(S)-phenylethanol and ethyl (R)-4-chloro-3-hydroxybutanoate with the use of substrate-coupled cofactor regeneration system. The enantiopurity of the products was >99%. Moreover, A. adeninivorans whole cell catalyst was also used for the synthesis of both chiral alcohols. BmGDH (Bacillus megaterium glucose dehydrogenase) was co-expressed with ReADH-6H for NADH cofactor regeneration. Comparison between isolated enzymes and permeabilized whole cell catalysts indicate that cell biocatalysts are more suitable for the production of 1-(S)-phenylethanol with 92% of acetophenone being converted in 60 min. However, cells did not show any significant advantage over isolated enzymes in the synthesis of ethyl (R)-4-chloro-3-hydroxybutanoate although the velocity of the synthesis of ethyl (R)-4-chloro-3-hydroxybutanoate was slightly improved using whole-cell catalysts, giving an 80% substrate conversion in 120 min. Recombinant C. hydrogenoformans alcohol dehydrogenase was synthesized in A. adeninivorans and biochemically characterized. Enzyme showed high activity only with one substrate, ethyl benzoylformate. The A. adeninivorans and H. polymorpha cell catalysts synthesizing ChADH and BmGDH (Bacillus megaterium glucose dehydrogenase) were constructed and used in the synthesis of ethyl (R)-mandelate (reduction product of ethyl benzoylformate) with the enantiopurity of the reaction product being >98%. H. polymorpha catalysts were more effective in the synthesis than A. adeninivorans cells. The first were able to convert 93% of ethyl benzoylformate within 180 min and the latter were converting 94% of the substrate within 360 min. Re-use of non-immobilized cells and catalysts entrapped in Lentikat® was performed and the improvement of the stability of immobilized catalysts was reported. Space time yield of 3.07 mmol l-1 h-1 and 6.07 mmol l-1 h-1 was achieved with A. adeninivorans and H. polymorpha cell catalysts, respectively. Alcohol dehydrogenase 1 from A. adeninivorans was analyzed concerning the synthesis of enantiomerically pure chiral alcohols. The enzyme did not synthesize industrially attractive products. However, based on biochemical characterization enzyme plays a role in the synthesis of 1-butanol or ethanol and thereby it is of biotechnological interest.
Hintergrund: Das in Händedesinfektionsmitteln enthaltende Ethanol wird während der Anwendung dermal und pulmonal resorbiert. Obwohl sich hieraus keine Gesundheitsgefährdung ableiten lässt, kann eine sich durch die Resorption ergebende grenzwertüberschreitende Konzentration von Ethylglucuronid (EtG) (>100 ng/ml) im Rahmen der gutachterlichen Beurteilung der Einhaltung der Abstinenz rechtlich schwerwiegende Folgen haben. Methode: 33 freiwillige Teilnehmer aus Klinik und Labor führten in einer Arbeitsschicht wiederholt praxisübliche Händedesinfektionen (HD) bei zusätzlicher Alkoholabstinenz (Studienphase 1) und bei erlaubtem Alkoholkonsum (Studienphase 2) durch. Der bei jedem natürlichen Toilettengang gewonnene Urin wurde auf EtG mittels Immunoassay und Flüssigchromatographie mit Massenspektrometrie-Kopplung (LC-MS/MS) sowie auf Ethanol und Acetaldehyd mittels Gaschromatographie (GC-FID) untersucht. Ergebnisse: Während der ersten Studienphase lag die Maximalkonzentration für EtG bei 958 ng/ml (MW 281,4 ng/ml), für Ethanol bei 9,2 mg/l (MW 1,7 mg/l) und für Acetaldehyd bei 0,81 mg/l (MW 0,16 mg/l). Drei Teilnehmer überschritten noch am folgenden Morgen den EtG-Grenzwert mit 149 ng/ml, 131 ng/ml und 120 ng/ml. In Studienphase 2 erreichte die Maximalkonzentration für EtG einen Wert von 5043,0 ng/ml (MW 2.328,8 ng/ml), für Ethanol von 1.020,1 mg/l (MW 110,4 mg/l) und für Acetaldehyd von 1,83 mg/l (MW 0,33 mg/l). Schlussfolgerung: In der Praxis durchgeführte ethanolische HD können grenzwertüberschreitende EtG-Konzentrationen im Urin verursachen, die u. U. noch nach 24 h nachweisbar sind. Daher müssen die Ergebnisse einer positiven EtG-Testung bei Teilnahme an einem Abstinenzprogramm stets im individuellen Kontext betrachtet und die HD ggf. auf ein Propanol basiertes Händedesinfektionsmittel umgestellt werden. Verglichen mit der als gesundheitlich verträglich geltenden oralen Aufnahme von 20 bzw. 10 g Ethanol/d für das männliche bzw. weibliche Geschlecht ist die Aufnahme von Ethanol durch wiederholte HD als unbedenklich zu bewerten.
Hintergrund: In dieser Arbeit wurde die Altersabhängigkeit der Gefäßreaktion bei der dynamischen Gefäßuntersuchung (DVA) retinaler Arterien und Venen in einem gesunden Probandenkollektiv untersucht. Die bereits erprobte statische Gefäßuntersuchung (SVA) diente dabei als Vergleichsmethode. Zukünftig sollen die in dieser Studie gewonnenen Daten als Referenz-Normal-Werte für die Bewertung hinsichtlich pathologischer Veränderungen der DVA-Reaktionsmuster gelten. Methode: Die dynamischen und statischen Gefäßanalysen wurden mit dem "Retinal vessel analyzer" (RVA) der Firma IMEDOS (Jena/ Germany) an insgesamt 52 gesunden Probanden zwischen 20-78 Jahren (44,28 ± 16,42) durchgeführt. Die Stimulation bei der DVA-Messung erfolgte durch dreimaliges Flickerlicht (12,5 Hz) über je 20 Sekunden. Ergebnis: Für die statische Gefäßuntersuchung ergab sich für alle drei Messgrößen eine signifikante Altersabhängigkeit mit "Central retinal arterial equivalent" (CRAE) (227,98 ±16,77) (p=0,017), "Central retinal venous equivalent" (CRVE) (265,41 ±16,034) (p=0,049) und einem unkorrigierten AV-Quotient (AVR) (0,90 ±0,05) (p=0,005). Für die DVA Untersuchung zeigte sich eine statistisch signifikante Altersabhängigkeit für die arterielle Konstriktion (-2,63 ±1,66) (p<0,001), die arterielle Gesamtreaktionsstrecke (6,17 ±2,49) (p=0,002), die arterielle Konstriktionsgeschwindigkeit (0,17 ±0,12) (p<0,001) und die venöse Dilatationsgeschwindigkeit (0,24 ±0,09) (p=0,046). Bei der arteriellen Dilatationsgeschwindigkeit (p=0,104) und der venösen Dilatationsstrecke (p=0,199) war nur eine tendenzielle Einflussnahme des Alters zu erkennen. Bedingt durch die repetitiv durchgeführten Blutdruckmessungen konnte als Nebeneffekt ein signifikanter Blutdruckabfall im Sinne einer Normalisierung hin zum Ruhewert über die ca. zweistündige Voruntersuchung von Ankunft (94,23 ±10,46) bis zum Beginn der DVA Messungen (89,03 ±7,40) (p<0,001) gezeigt werden. Schlussfolgerung: Sowohl bei der statischen als auch bei der dynamischen Gefäßanalyse muß die Altersabhängigkeit der gewonnenen Ergebnisse berücksichtigt werden. Die Einflussnahme aktueller kardiovaskulärer Stellgrößen wie z.B. dem Blutdruck auf die Ergebnisse der Messung ist anerkannte Tatsache. Die signifikante Veränderung der gemessenen Blutdruckwerte während der Probandenuntersuchung belegt somit die Notwendigkeit einer Miterfassung dieser Werte. Die in dieser Arbeit gewonnen Daten können nun für weitere Studien bezüglich pathologischer Veränderung als Referenzwerte dienen.
In dieser Studie sind die in-vitro-Befunde Gesamt-IgE, ANA-Titer und Plasmablastenaktivität als mögliche potentielle prognostische (Früh-) Marker für das Ansprechen (kein bzw. reduziertes Ansprechen) der Biological-Therapie im Verlauf bei Patienten mit Psoriasis vulgaris untersucht worden. Zwar konnte man keinen statistisch signifikanten Zusammenhang zwischen den Laborparameter und dem Ansprechen auf die biologische Therapie beobachten, jedoch sollte man die Schwächen der Analyse berücksichtigen. Schlussfolgernd konnte man in dieser retrospektiven Analyse keinen Zusammenhang zwischen den in-vitro erhobenen Werten von Gesamt-IgE und/oder ANA-Titer und/oder Plasmablastenaktivität und dem Ansprechen auf Biologika bei Psoriatikern feststellen. Prospektive Studien mit klar definierten Kontrollpunkten der Laborparameter, mit einer großen Anzahl der Patienten sind für die Zukunft wünschenswert, um die möglichen Prognosefaktoren für eine Therapie mit Biologicals zu definieren.
Die hygienische Aufbereitung von Medizinprodukten (MP) zur Wiederverwendung ist unerlässlich, um nosokomiale Infektionen zu vermeiden und somit die Sicherheit von Patienten, Anwendern und Dritten zu gewährleisten. Bisher gab es keine Studie, die die Aufbereitung von MP in ZSVA‘s deutschlandweit analysiert. In einer Online-Befragung von 160 Kliniken wurden anhand von 278 Fragen u.a. die räumlichen und personellen Rahmenbedingungen, Prozesse der Aufbereitung von MP einschließlich Endoskopen und Betten sowie die Qualitätssicherung untersucht. Nach der Auswertung erfolgte eine Begehung von 10% der befragten Kliniken. Dabei konnte gezeigt werden, dass die Ist Situation bei der Begehung weitgehend mit der Online-Befragung übereinstimmte. Unterschiede in der Aufbereitungsqualität konnten in Abhängigkeit von der Klinikgröße detektiert werden. Großkliniken und größere Kliniken schnitten in einigen Punkten besser ab, wie Arbeitssicherheit, Risikomanagement, Reklamationsmanagement und bei formalen und organisatorischen Themen. Unabhängig von der Klinikgröße zeigt die Studie Verbesserungsbedarf u.a. bei folgenden Punkten: Qualifikation des Personals an zentralen und vor allem dezentralen Aufbereitungsplätzen, Impfrate der Mitarbeiter/innen und jährliche Überprüfung reiner Schutzkleidung. Speziell bei der Endoskopaufbereitung haben einige Kliniken dringenden Verbesserungsbedarf u.a. bei der Durchführung mikrobiologischer Kontrollen, dem Vorhandensein eines Ultraschallbads für Zusatzinstrumente und der Sterilisation von Biopsiezangen und Polypektomieschlingen. Einige Kliniken gehen durch das Nichtbeachten von Richtlinien hohe Risiken ein. Zur künftigen Sicherstellung einer hohen Aufbereitungsqualität können weitere deutschlandweite Studien zur Aufbereitung von MP beitragen, sowie externe Kontrollen, durch das Gesundheitsamt und/oder Zertifizierer, sowie regelmäßige interne Audits. Nur mit ausreichender Personalstärke, gewährleisteter Qualifizierung und den entsprechenden Rahmenbedingungen kann eine sichere Aufbereitung im Sinne des Multibarrierensystems der Infektionsprophylaxe gelingen.
Mit dieser Arbeit sollte die Auswirkung eines P-gp knockouts auf das Genom des Gehirns von Mäusen (P-gp „knockout“ Mäuse) im Alter von 3, 6, 9 sowie 12 Monaten im Vergleich zu Wildtyptieren untersucht werden. Die vorgelegte Arbeit konnte Hinweise auf einen unmittelbaren Zusammenhang zwischen P-gp knockout und neuronaler Dysfunktion geben. Dabei fanden sich insbesondere bei den jungen Tieren signifikante Unterschiede in der Expression von Genen, die für entzündliche Prozesse oder auch strukturelle und funktionelle Eigenschaften der verschiedenen Zellen des Gehirns eine wichtige Rolle spielen.
Analyse der Situation der Krankenhaushygiene in Ghana während eines 3-monatigen Studienaufenthaltes
(2016)
Ziel war es, das Ausmaß nosokomialer Infektionen sowie die Hygienestrategien zur Prävention nosokomialer Infektionen und zur Eindämmung der bakteriellen Resistenzentwicklung in Entwicklungsländern am Beispiel von Ghana darzustellen. Weiterführend sollte das Problembewusstsein des medizinischen Personals in Ghana zu diesem Thema untersucht werden. Mit Hilfe eines Fragebogens wurden im Jahr 2008 in 19 zufällig ausgewählten Krankenhäusern in ganz Ghana 26 Ärzte, Studenten und Schwestern zur Krankenhaushygiene, zu nosokomialen Infektionen und zur bakteriellen Resistenzentwicklung befragt. Aufgrund der kleinen Stichprobe sind die Ergebnisse mit Vorbehalt zu bewerten. Knapp 2/3 der Befragten gaben an, die Problematik nosokomialer Infektionen zu kennen, jedoch wurden die Infektionsraten sehr niedrig eingeschätzt. Nur an Universitätskliniken tätige Ärzte und Studenten schätzten die Prävalenz nosokomialer Infektionen vergleichsweise hoch ein. Surveillance-Systeme existieren nicht. Trotzdem berichten 42 % der Teilnehmer von einem Dokumentationssystem in ihrer Einrichtung. 78 % der Befragten schätzten den Anteil der Patienten, die Antibiotika erhalten auf 40 bis 80 %. Zudem gaben 62% an, dass diese auch ohne Rezept erhältlich sind. 62 % waren davon überzeugt, dass die Resistenzentwicklung ein Problem darstellt. Jedoch waren damit häufig Malariaerreger gemeint. Nur 35 % veranlassen unter verschiedenen Umständen ein Antibiogramm. Meist wird dieses erst durchgeführt, wenn eine bereits begonnene Antibiotikatherapie keine Besserung zeigt. Häufig gibt es keine Möglichkeit für Laboruntersuchungen. Studien zeigen, dass beträchtliche Erregerresistenzen in Ghana bestehen. Diese werden auf Grund unzureichender Untersuchungen jedoch nicht erkannt und der Antibiotikaabusus wird nicht eingedämmt. 42 % der Befragten hatten keine Kenntnis über gesetzliche Grundlagen zu Krankenhaushygiene. Mit 92 % gaben jedoch fast alle Teilnehmer an, dass krankenhausinterne Hygienerichtlinien existieren. 75 % dieser Teilnehmer empfanden die bestehenden Hygienerichtlinien als adäquat und 21 % als teilweise umgesetzt. Auf genaue Nachfrage führten jedoch nur 15 % der Befragten eine korrekte Händedesinfektion durch. Dies spiegelt sich auch in eigenen Beobachtungen wider. Am Ende des Fragebogens wurde diese Frage wiederholt. Statt der 69 % aller Befragten hielten nun nur noch 42 % die Hygienerichtlinien für adäquat umgesetzt. 42% versicherten die Überwachung von Hygienemaßnahmen. 55 % dieser Befragten gaben an, dass eine Hygieneschwester für diese Kontrolle verantwortlich sei. Über die Möglichkeit einer Weiterbildung im Fach Hygiene waren nur 62 % informiert. Zu Fragen der Wasserhygiene und Finanzierung wirkten alle Befragten unsicher und es wurden divergente und damit nicht aussagekräftige Antworten gegeben. Es wurde deutlich, dass die Problematik nosokomialer Infektionen, die im Ergebnis der Literaturrecherche in Ghana besteht, von einem großen Teil der Befragten unterschätzt wird. Das Wissen über Zusammenhänge der Entstehung bis hin zu den Konsequenzen nosokomialer Infektionen und der bakteriellen Resistenzentwicklungen ist trotz adäquater Lehre mangelhaft. Daraus resultieren eine unzureichende Compliance bei der Umsetzung von Hygienemaßnahmen und ein inadäquater Umgang mit Antibiotika. Als Fazit ergibt sich großer Handlungsbedarf im Kampf gegen nosokomiale Infektionen, wobei der erste Schritt für die notwendige Etablierung und adäquate Umsetzung von Hygienemaßnahmen in der Entwicklung eines Problembewusstseins unter dem medizinischen Personal besteht.
Protamine is administered as protamine sulfate to reverse the anticoagulant effect of heparin following cardiopulmonary bypass surgery. Immunogenicity of protamine has been recognized for decades in several patient groups including vasectomized men, diabetic patients on protamine-containing insulin and patients undergoing cardiopulmonary bypass surgery. Anti-protamine/heparin antibodies are a newly described class of heparin-dependent antibodies found in about 30% of patients exposed to protamine and heparin during cardiac surgery. A subset of seropositive patients especially who tested positive for platelet-activating anti-protamine/heparin immunoglobulin G (IgG) antibodies before surgery have prolonged postoperative thrombocytopenia with an increased risk for arterial occlusions. Studies presented in this thesis shed light on potential approaches that may prevent antibody-mediated platelet activation by anti-protamine/heparin antibodies. Two approaches are presented in this thesis, partially desulfated heparin (ODSH) and low molecular weight protamine (LMWP). Our studies demonstrated the ability of ODSH to inhibit anti-protamine/heparin antibody-mediated platelet destruction in the NOD/SCID mouse model by: i) reduction of antibody binding to preformed protamine/heparin complexes, as shown by enzyme immunoassay, ii) interfering with the binding of protamine/heparin complexes to platelets as shown by flow cytometry and fluorescence microscopy, and iii) inhibition of antibody-mediated platelet activation. Interestingly, ODSH was also able to block ongoing platelet destruction by displacing pre-bound complexes from the platelet surface. In addition, our data suggest the use of synthesized LMWP as a substitute for protamine in heparin reversal. The in vitro investigations showed that synthesized LMWP efficiently neutralizes heparin using the activated partial thromboplastin time. Anti-protamine/heparin antibodies have low binding properties to LMWP/heparin complexes as indicated in enzyme immunoassay. The ability of platelet-activating anti-protamine/heparin antibodies to induce platelet activation in the functional assay was significantly reduced in the presence of LMWP/heparin compared to protamine/heparin complexes. Owing to findings obtained in our studies, both approaches might be a promising future option to reduce anti-protamine/heparin antibody-mediated adverse effects.
Previous studies on the antimicrobial activity of cold atmospheric pressure argon plasma showed varying effects against mecA<sup>+</sup> or mecA<sup>-</sup>Staphylococcus aureus strains. This observation may have important clinical and epidemiological implications. Here, the antibacterial activity of argon plasma was investigated against 78 genetically different S. aureus strains, stratified by mecA, luk-P, agr1-4, or the cell wall capsule polysaccharide types 5 and 8. kINPen09® served as the plasma source for all experiments. On agar plates, mecA<sup>+</sup>luk-P<sup>-</sup>S. aureus strains showed a decreased susceptibility against plasma compared to other S. aureus strains. This study underlines the high complexity of microbial defence against antimicrobial treatment and confirms a previously reported strain-dependent susceptibility of S. aureus to plasma treatment.
Protamine (PRT) is a positively charged protein, which is widely used in medicine as an adjunct to certain preparations of insulin and as a rapidly-acting antidote for heparin, particularly to neutralize the effects of high heparin concentrations needed for anticoagulation during cardiac surgical procedures using cardiopulmonary bypass. It has been demonstrated that PRT and heparin form multimolecular complexes and that these complexes have high immunogenicity in a mouse model. Studies in this thesis provide new insights into the pathophysiology of anti-PRT/heparin antibodies. The results of study I showed that the administration of PRT combined with heparin is responsible for high immunoglobulin G (IgG) immunization after cardiac surgery. A subset of these antibodies was able to induce platelet activation in a way similar to that observed by heparin-induced thrombocytopenia (HIT). Using an animal model, we demonstrated that anti-PRT/heparin antibodies are capable of platelet destruction in the presence of PRT and heparin. Moreover, our data suggests that platelet-activating anti-PRT/heparin antibodies at surgery are potentially associated with postoperative thrombocytopenia and an increased risk for thromboembolic events. In study II, the immune response against PRT/heparin complexes was investigated. This study showed a relatively fast development of IgG with no general preceding IgM formation. In addition, patients undergoing liver transplantation developed anti-PRT/heparin antibodies without previous exposure to PRT. These results suggest that a previous contact with the antigen(s) itself or other antigens with molecular mimicry induced this immune response. In fact, we were able to identify Neutral Protamine Hagedorn (NPH) insulin and core histones (DNA-binding proteins) as potentially antigenic candidates for a previous immunization. Furthermore, the findings of study III demonstrate the ability of anti-PRT/heparin antibodies to activate platelets in the presence of NPH insulin in a heparin-dependent way suggesting that diabetic patients may have an enhanced risk for thromboembolic complications if treated with NPH insulin and possibly while receiving prophylactic heparin. These observations justify further clinical investigations to assess the impact of the interaction between anti-PRT/heparin antibodies and PRT-mimicking antigens, such as NPH insulin or histones.
Neben dem Langzeitparameter HbA1c steht mit der Glukosevariabilität ein Beurteilungsparameter für die kurzfristige Stoffwechseleinstellung des Patienten zur Verfügung. Mit DIABETIVA bot die ehemalige TAUNUS BKK im Rahmen eines IV-Vertrages einen Beitrag zur Diabetestherapieoptimierung an. Unter Nutzung von Selbstkontrolldaten und kontinuierlichem 72-Stunden-Glukosemonitoring (CGM) konnten mit dem Entscheidungsunterstützungssystem KADIS®Therapieoptionen in-silico entsprechend den DDG-Leitlinien personalisiert simuliert und die abgeleiteten, individuellen Empfehlungen dem behandelnden Arzt zur Verfügung gestellt werden. Ziel der Anwendungsbeobachtung war es, den Einfluss der KADIS®-Anwendung auf die Glukosevariabilität von CGM-Profilen zu prüfen. Zur Quantifizierung der Glukosevariabilität in CGM-Profilen wurden die Parameter mittlere Sensorglukose (MSG), MAGE, Standardabweichung (SD), IQR, Range der Sensorglukose und MODD (MeanOf Daily Differences) sowie die Zeit ober- und unterhalb des Zielbereiches von 3,9–8,9 mmol/l bestimmt. Die über die jeweils drei gemessenen CGM-Einzelprofiltage gemittelten Parameter wurden als Mittelwert±SD bzw. Median (Interquartilbereich) dargestellt. 869 Patienten waren im DIABETIVA-Programm eingeschrieben. Bei 250 Patienten lagen drei auswertbare CGM (Untersuchungsbeginn, nach zwölf und 24 Monaten) und jeweilige KADIS®-Therapieempfehlungen vor. Bei durchgängiger Umsetzung der KADIS®-Empfehlung verminderten sich die MSG nach zwei Jahren von 7,7±1,7 auf 7,3±1,2 mmol/l (p<0,01) und der Range von 7,5±2,9 auf 6,6±2,4 mmol/l (p<0,05), ebenfalls SD (p<0,05), MAGE (p<0,01) und MODD (p<0,05). Daneben verringerten sich die Zeiten im hyperglykämischen (p<0,001) und hypoglykämischen Bereich (p<0,001). Die Vergleichsgruppe, welche die KADIS®-Vorschläge nicht umsetzte, wies in allen Parametern Tendenzen zur Verschlechterung auf, die aber nicht signifikant waren. Bei Umsetzung der KADIS®-basierten Empfehlungen verringerten sich die Glukosevariabilität und die Zeit im hyperglykämischen Bereich bei den Teilnehmern des DIABETIVA-Programms signifikant.
Die Doktorarbeit befasst sich mit den Ergebnissen einer klinisch, mono-zentrisch, randomisierten, prospektiven Studie im Cross-over Design. geprüft wurden medizinische Kompressionsstrümpfe (MKS) gemäß RAL und CE-Zulassung in der Ausführung A-D CcL 1 (18 – 21 mmHg / 2,4 - 2,8 kPa) und CcL2 (23 – 32 mmHg / 3,1 - 4,3 kPa) mit geschlossener Fußspitze, unterschiedliche Modelle der Hersteller Medi, Juzo, Sigvaris und Bauerfeind hinsichtlich Schwierigkeiten im Anziehverhalten bei Bewegungseinschränkung (z.B. Hüft-TEP, bandscheibensymptomatik, Arthrose, etc.) im Vergleich auch zu herkömmlichen Kniestrümpfen. Die Studie erfolgte im Rahmen von 2 Visiten (1. Screeningvisite/Studieneinschluss, 2. Visite1 mit 3Anziehkomplexen der o.g. Strumpfvarianten mit und ohne Anziehhilfe (textil, Gestell) randomisiert); gezeigt werden konnte dass das Anziehverhalten auch die Compliance und somit auch das Therapieziel beeinflusst. Daher wird bei gehandikapten Patienten, unabhängig von der Kompressionsklasse, oft eine individuelle Hilfeleistungen benötigt, z.B. Anziehhilfen oder auch Hilfe durch Dritte (z.B. Pflegedienst)
Decades after international guidelines to approach Universal Health Coverage and Access for All to essential health care services have been formulated by the global community, social protection in health remains a major global challenge. This implies the devastating situation of having less than 15% of the global population benefiting of any kind of social protection in health, while more than 70% of the world population lacks any type of social protection coverage. 36 years after the famous and often-cited Alma-Ata Declaration proclaimed that „the promotion and protection of the health of the people is essential to sustained economic and social development and contributes to a better quality of life and to world peace”, people of the informal sector – which forms up to 90% of the population in many countries of sub-Saharan Africa – are still forced to take out loans or sell their assets to settle their hospital bills and in the end fall into poverty because of unbearable health care costs. While private health insurance schemes are mainly serving people living in urban areas and offer products and services that are not tailored to the needs of people of low-income from rural and/or remote areas, public social health insurance schemes are usually designed to serve the formal sector or are exclusively catering for public servants. At the same time, social protection in health is increasingly regarded to be a guarantor for development and economic growth of the national economy. In this context, some authors are convinced that community-based health financing is to be seen as a promising approach to insure parts of the population, which are normally excluded from any type of social protection in health, against catastrophic health care costs. With a focus on low-income people, Community-based Health Financing (CBHF) schemes offer products, processes and institutions that are tailored to the specific needs of their low-income target group, usually situated in the informal sector. In the aim to meet international standards and comply with the global development agenda, governments in sub-Saharan Africa are increasingly acknowledging the need to include the informal sector and people of low-income into their public health financing systems. As a result, innovative health systems evolved, which often comprise of hybrid sub-systems to cover various target groups of the society. While some governments – such as the governments of Rwanda, Ghana and Tanzania – have already implemented integrated national Social Health Insurance (SHI) systems that consider CBHF schemes to cover the informal sector, others are aiming at implementing this innovative idea in the near future, e.g. Burkina Faso and Togo. Given the above-illustrated situation, the overall research objective of this thesis is to explore the potential contribution of CBHF schemes towards Universal Health Coverage (UHC) in low- income countries of sub-Saharan Africa. Furthermore, the specific research objectives are set as follows; (1) To establish common lessons learnt from low-income countries in sub-Saharan Africa which implemented integrative SHI systems by combining efforts of national SHI schemes and CBHF schemes, or which are in an advanced stage of designing and implementing the same. (2) To comprehensively analyze the Kenyan health financing system and design adequate interventions towards the design and implementation of an integrative national SHI scheme in Kenya which is favoring UHC. (3) To develop a standard model for implementing integrative SHI systems in low-income countries of sub-Saharan Africa and the world. This thesis will at first provide a comprehensive topical background containing evidence about different relevant concepts such as Development, Universal Health Coverage, Social Protection, Health Financing and Micro Health Insurance. On this basis, the potential of combining community-based and national efforts towards tailored health care financing at national level will be explored by analyzing strengths and weaknesses of both approaches and providing brief insights from low-income countries of sub-Sahara Africa in this area. Furthermore, a comprehensive background to common development initiatives as well as the social protection and health care financing sectors in Kenya is provided to introduce the case study of chapter four. In the third chapter, common efforts of governments and other stakeholders involved in health care financing in sub-Saharan African countries to integrate CBHI schemes into public SHI schemes will be reviewed and analyzed. In the scope of this review, Tanzania, Rwanda, Burkina Faso and Ghana will serve as practical country case examples. Based on this extensive cross-country analysis, common lessons learnt regarding the complex process of designing integrative SHI systems in low-income countries of sub-Saharan Africa will be presented. In chapter four, through a comprehensive country case study, the Kenyan health and health financing sector and its stakeholders will be analyzed regarding its potential towards UHC, aiming at the development of most promising interventions towards the design and implementation of an integrated SHI scheme in Kenya, considering CBHF schemes as one building block of the system. A multi-stage model as well as a multi-level structure of a national SHI system to approach UHC in Kenya will be outlined and presented. The thesis will be concluded in chapter five by transferring the Kenyan experience to a global level and suggesting a standard model for implementing integrated SHI schemes in similar contexts as given in Kenya and the presented case examples. In the conclusion, common opportunities and limitations of community-based approaches towards UHC are highlighted and a way forward for the Kenyan context is suggested.
Background: Cardiovascular disease (CVD) remains the major cause of mortality and morbidity worldwide and produces large productivity loss. The majority of CVD mortality could be prevented with changes in modifiable risk factors including tobacco use, physical inactivity, unhealthy diet and harmful use of alcohol. Successful behavioral prevention of CVD requires the identification of relevant target behaviors and reach of populations at risk. Presenteeism i.e. attending work while ill is discussed as a work-related risk factor for CVD. However, little is known about the interplay of presenteeism with established health risk behaviors. The first aim of this dissertation was to examine the association of presenteeism with health behaviors (study 1). The second aim was to examine factors that can enhance the public health impact of CVD prevention efforts. Therefore, the effect of recruitment strategy used on reach (study 2) and of communication channel used on intervention usage (study 3) was examined. Methods: Study 1 comprised data from 710 Australian employees aged 18 years and older who completed an online-survey. Linear regression analysis was used to examine the association of health behaviors (physical activity, work and non-work-related sitting time, sleep duration and sleep quality) with presenteeism. For study 2 individuals aged 40-65 years were invited to a two-stage cardio-preventive program including an on-site health screening and a cardiovascular examination program (CEP) using face-to-face recruitment in general practices (n = 671) and job centers (n = 1,049), and mail invitations from a health insurance company (n = 894). Recruitment strategies were compared regarding three aspects of reach: (1) participation rate, (2) participants’ characteristics i.e. socio-demographics, self-reported health and CVD risk factors, and (3) predictors of program participation. Study 3 compromised 16,948 users (aged 18 years and older) of the feely available physical activity promotion program 10,000 Steps. Users were grouped based on which platform (website, app) they logged their physical activity: Web-only, App-only, or Web-and-app. Groups were compared on socio-demographics, engagement parameters and logged physical activity. Non-usage attrition i.e. discontinued program usage over the first three months was examined using Kaplan-Meier survival curves. A Cox regression model was used to determine predictors of non-usage attrition. Results: Analyses from study 1 revealed that presenteeism was associated with poor sleep quality and suboptimal sleep duration after controlling for socio-demographics, work and health-related variables. Engaging in three health risk behaviors was associated with higher presenteeism compared with engaging in none or one. Study 2 showed screening participation rates of 56.0%, 32.8%, 23.5% for general practices, job centers and the health insurance company, respectively. Participation rate for the CEP among eligible individuals was 80.3%, 65.5%, and 96.1%, respectively. Job center clients showed the lowest socio-economic status and the most adverse CVD risk pattern. Whereas being female predicted screening participation across all strategies, higher age predicted screening participation only within individuals recruited via the health insurance company. Within general practices and job centers CEP participants were less likely to be smokers than non-participants. Study 3 revealed that engagement with the program was highest for Web-and-app users. Cox regression showed that user group predicted non-usage attrition: Web-and-app users (hazard ratio = 0.86; P < .001) and App-only users (hazard ratio = 0.63; P < .001) showed a reduced attrition risk compared to Web-only users. Further, older age, being male, being non-Australian, higher program engagement and higher number of steps logged were associated with reduced non-usage attrition risk. Conclusion: The results of this dissertation have three implications for designing CVD behavioral interventions with a high public health impact. First, employees suffering from presenteeism may require interventions addressing health risk behaviors including suboptimal sleep behaviors. Second, implementing prevention efforts in job centers may be especially useful to reduce health inequalities induced by social gradient. Third, the population impact of web-based interventions may be increased when using mobile delivery channels.
Background: Abdominal obesity is a major driver for adverse medical conditions. While an interaction between adipose tissue and thyroid function is thought to exist, to our knowledge, no study has examined the effect of thyroid-stimulating hormone (TSH) on visceral adipose tissue (VAT) in a population-based context. Objective: We determined an association between serum TSH levels and VAT. Methods: A sample of 1,021 female and 956 male adults aged 20-79 years was drawn from registry offices in the cross-sectional, population-based Study of Health in Pomerania Trend (SHIP Trend) in Northeast Germany from 2008 to 2012. Our main exposure was serum TSH levels. Our main outcome was VAT measured using magnetic resonance imaging. The possibly mediating role of leptin on the TSH-VAT association was also assessed. Results: A total of 1,719 participants (87.9%) had serum TSH levels within the reference range. The mean volume of VAT was 5.33 liters for men and 2.83 liters for women. No association between TSH and VAT (β = 0.06, 95% CI: -0.02, 0.14) was observed, and there were no differences detected between sexes. VAT was strongly associated with leptin with a greater effect in women than in men. Leptin was strongly associated with TSH. Conclusions: No association between TSH and VAT was observed. Other biomarkers such as leptin may play a role in the relationship between thyroid function and metabolic risk.
Kindesmisshandlungen als Risikofaktor für depressive Erkrankungen im Lebensverlauf ist einer der stabilsten Befunde in der Fachliteratur. Neuere Studien postulieren einen distinkten Depressionssubtyp durch lebensgeschichtlich frühen Stress mit spezifischen neurobiologischen und endokriniologischen Auffälligkeiten, der sich möglicherweise auch in einem distinkten Symptomprofil der Depression niederschlägt. Dennoch entwickeln nicht alle von Misshandlungserfahrungen in der Kindheit Betroffenen eine depressive Störung im Lebensverlauf, so dass angenommen werden muss, dass protektive Faktoren wie Resilienz (psychische Widerstandfähigkeit) auf das bestehende Risiko für depressive Erkrankungen gegenläufig einwirken. Weiterhin gehen depressive Erkrankungen mit einem erhöhten kardiovaskulären Risiko einher, das vermutlich über das Metabolische Syndrom (MetS) (teil-)vermittelt wird. Ziel dieser Arbeit sollte es daher sein, auf Grundlage der populationsbasierten Stichproben der Study of Health in Pomerania (SHIP) die postulierten Assoziationen zwischen retrospektiv erfassten Kindesmisshandlungen und depressive Erkrankungen und das protektive Wirken von Resilienz auf diese Assoziation zu prüfen. Außerdem sollte geprüft werden, ob sich Kindesmisshandlungen distinkt in der späteren Depressionssymptomatik niederschlagen und symptomatische Überschneidung mit dem atypischen oder melancholischen Subtyp der depressiven Erkrankung aufweisen. Weiterhin sollten Alters- und Geschlechtseinflüsse auf die Assoziation von depressiven Erkrankungen und dem MetS untersucht werden und geklärt werden, ob erlebte Kindesmisshandlungen ursächlich mit dem MetS in Zusammenhang stehen. Aus den Ergebnissen der Analysen verschiedener populationsbasierten Stichproben (SHIP-0, SHIP-LEGENDE, SHIP-TREND-0) in dieser Dissertation lassen sich folgende Schlussfolgerungen ziehen: 1. Retrospektiv erfasste Erfahrungen von Kindesmisshandlungen unterliegen Alters- und Geschlechtseffekten und sind mit einem erhöhten Risiko für depressive Erkrankungen im Lebensverlauf assoziiert. 2. Resilienz wirkt als unspezifischer protektiver Faktor auf die Assoziation von Kindesmisshandlungserfahrungen und depressiven Erkrankungen im Lebensverlauf. 3. Personen mit depressiven Erkrankungen im Lebensverlauf und Kindesmisshandlungserfahrungen in der Vorgeschichte unterscheiden sich auf Symptomebene von Personen mit depressiven Erkrankungen ohne Erfahrungen von Kindesmisshandlungen. Allerdings konnte nicht belegt werden, dass dieses distinkte Symptomprofil bei Personen mit depressiven Erkrankungen und Kindesmisshandlungen in der Vorgeschichte eine umfassende symptomatische Überschneidung mit dem atypischen oder melancholischen Subtyp der depressiven Erkrankung aufweist. 4. Alter und Geschlecht haben einen differentiellen Einfluss auf die Assoziation von depressiven Erkrankungen und dem MetS. Misshandlungserfahrungen im Kindesalter sind nicht mit einem erhöhten Risiko für das MetS assoziiert, wenn depressive Erkrankungen als Einflussgröße berücksichtigt werden. Die Ergebnisse werden im Rahmen des neurobiologischen Ätiologiemodells der depressiven Erkrankung diskutiert und somit unter der Theorie, dass depressive Erkrankungen Stresserkrankungen sind und Kindesmisshandlungen (im Sinne von lebensgeschichtlich frühem Stress) einen besonders nachteiligen Einfluss auf neurobiologische und endokrinologische Systeme haben und mit einer erhöhten Vulnerabilität für depressive Erkrankungen einhergehen. Zukünftige Studien sollten sich an einem integrativen Ätiologiemodell der depressiven Erkrankung orientieren und die artifizielle Trennung zwischen biologischen Risikofaktoren und psychosozialen Einflüssen bzw. Lebensereignissen überwinden, um der Heterogenität der depressiven Erkrankung gerecht zu werden. Besonders im Hinblick auf die anhaltende Diskussion über Subtypen der depressive Erkrankung und der Wirkung von protektiven Faktoren besteht Forschungsbedarf.
Die juvenile idiopathische Arthritis (JIA) umfasst eine Gruppe sehr heterogener Krankheitsbilder, deren Ätiologie und Pathogenese noch nicht abschließend geklärt ist. Es wird eine multifaktorielle Krankheitsentstehung angenommen, bei der genetische Faktoren ein Suszibilitätsrisiko vermitteln. Unter anderem wird der Einfluss regulativer Zytokine auf die Krankheit diskutiert. In dieser Arbeit wurden Assoziationen zweier Promotorpolymorphismen regulativer Zytokine (IL-6 -174 G/C, MIF -173 G/C) untersucht. Mittels genspezifischer PCR und Restriktionsverdau erfolgte die Genotypisierung der beiden SNPs. Die Ergebnisse der Patientenproben wurden mit Hilfe des Chi-Quadrat-Tests und des Fisher’s Exact Tests mit den Kontrollgruppen verglichen. Für die Patientengruppe standen uns Proben aus der DNA-Datenbank der GKJR („Gesellschaft für Kinder- und Jugendrheumatologie“) zur Verfügung. In unserer Arbeit untersuchten wir zwei Kontrollgruppen hinsichtlich der beiden Promotorpolymorphismen. Die eine wurde durch 500 Proben aus einer populationsbasierten Studie (SHIP) gebildet, die andere durch 162 DNA-Proben aus einer Knochenmarkspenderdatei (ALL/AML; BMDG). In dieser Arbeit konnten keine eindeutigen Assoziationen zwischen der JIA bzw. einer ihrer Subgruppen mit einem der beiden untersuchten Promotorpolymorphismen gefunden werden. Es zeigte sich jedoch, dass in unseren Kontrollgruppen, auch im Vergleich zu unseren Patientengruppen, eine sehr unterschiedliche Verteilung der beiden SNPs vorliegt. Dabei zeigte sich interessanterweise dass die Verwendung unterschiedlicher Kontrollgruppen (bezüglich ihrer regionalen Herkunft) von Kaukasiern das Signifikanzniveau erheblich veränderten. Die Ergebnisse unterstreichen die Bedeutung der Auswahl von Patienten- und Kontrollgruppen bezüglich ihrer regionalen Zusammensetzung und genetischen Abstammung bei Krankheitsassoziationsstudien.
Ausbildung des Charakters
(2016)
FTY720 ist ein Immunsuppressivum, das zur Behandlung der schubförmigen Multiplen Sklerose (MS) zugelassen ist. FTY720 dämpft das adaptive Immunsystem, indem es durch seinen funktionellen Antagonismus am Sphingosin-1-Phosphat-Rezeptor 1 zu einer Sequestration von T-Zellen in sekundär lymphatischen Organen führt. Bislang ist allerdings unklar, ob durch diese FTY720-induzierte Lymphopenie Patienten mit MS einem erhöhten Risiko für schwerere Verläufe postoperativer infektiöser Komplikationen, wie zum Beispiel einer abdominellen Sepsis, ausgesetzt sind. Das Ziel der vorliegenden Arbeit war es die Auswirkung einer FTY720-induzierten Lymphopenie auf den Verlauf einer postoperativen polymikrobiellen Sepsis im murinen colon ascendens stent peritonitis (CASP)-Modell zu untersuchen. Zunächst erfolgte eine ausführliche Charakterisierung verschiedener Leukozytenpopulationen und Zytokine im Verlauf der CASP, welche die Grundlage für die Untersuchung der FTY720-induzierten Veränderungen bildete. Anschließend erfolgte eine ausführliche Charakterisierung der Auswirkung von FTY720 auf Zellpopulationen und Zytokine in sekundär lymphatischen Organen nach Induktion einer CASP. Darüber hinaus wurde eine Überlebenskinetik mit FTY720- und Placebo behandelten Tieren im CASP-Modell durchgeführt. Hierbei wurde die Hälfte der Tiere der jeweiligen Gruppe mit einem Breitspektrumantibiotikum behandelt. Die Behandlung mit FTY720 nach CASP-Induktion bewirkte eine Umverteilung der Zellpopulationen im peripheren Blut, in der Peritonealhöhle und in der Milz. Sowohl die lymphoide als auch die myeloide Zellreihe waren hierbei betroffen. Allerdings gab es keinen Unterschied im Überleben zwischen FTY720- und Placebo behandelten Tieren nach CASP-Induktion. Die Behandlung mit einem Breitspektrumantibiotikum erhöhte das Überleben in FTY720- und Placebo behandelten Tieren gleichermaßen. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit zeigen, dass eine Hemmung der T-Zellmigration sowie die Induktion einer peripheren Lymphopenie mit einer verminderten Anzahl an T- und B-Zellen das Überleben im CASP-Modell nicht beeinflusste. Es kann daher vermutet werden, dass die Behandlung mit FTY720 in Patienten mit MS, die an einer Sepsis leiden, wahrscheinlich mit keiner erhöhten Mortalität einhergeht.
Im Rahmen der Karlsburger Typ-1-Diabetes-Risikostudie wurden 11.986 Schulkinder in einem kombinierten Screening auf die diabetes-assoziierten Autoantikörper (AAk) GADA, IAA und IA-2A mittels Radioliganden-Bindungsassays untersucht, AAk-positive Probanden HLA-DQB1 genotypisiert und hinsichtlich der Entwicklung eines Typ-1-Diabetes mellitus (T1DM) über fast 20 Jahre beobachtet. Die vorliegende Untersuchung zeigt, dass ein Screening auf diese biochemisch definierten AAk das T1DM-Risiko in der Allgemeinbevölkerung ebenso gut differenzieren kann, wie dies bereits in anderen Studien bei Probanden mit einer genetischen Prädisposition beschrieben wurde. Die starke positive Assoziation der AAk mit immungenetischen diabetes-assoziierten Risikomarkern (HLA-DQB1*0302 und/oder *02) konnte in der vorliegenden Studie auch für die Allgemeinbevölkerung bestätigt werden. Positivität für multiple diabetes-assoziierte AAk hatte das größte kumulative T1DM-Risiko und ist vergleichbar mit Ergebnissen von Studien bei erstgradigen Verwandten. Die Ergebnisse konnten außerdem zeigen, dass Studien, welche Probanden aufgrund genetischer Vorselektion rekrutierten, eine substantielle Anzahl der im Rahmen der Karlsburger Typ-1-Diabetes-Risikostudie manifestierten Kinder übersehen hätten. Diabetes-assoziierte HLA-DQB1-Allele hatten zwar eine hohe Sensitivität, aber nur eine geringe Spezifität zur Identifizierung von späteren Diabetikern in dieser Kohorte. Das AAk-Screening mit Nachweis von multipler AAk-Positivität war somit mit hoher Sensitivität und Spezifität zur Identifizierung von Diabetikern der Analyse der HLA-DQB1-Risikoallele bei AAk-positiven Probanden überlegen. Die Ergebnisse der Studie zeigen, dass ein kombiniertes Populationsscreening auf die diabetes-assoziierten Autoantikörper geeignet ist, um Probanden aus der Allgemeinbevölkerung mit höchstem T1DM-Risiko für Präventionsprogramme zu identifizieren. Dies könnte, sobald sichere und effektive Strategien zur Prävention des T1DM zur Verfügung stehen, zum Beispiel im Rahmen der gesetzlichen Vorsorgeuntersuchungen im Kleinkindalter flächendeckend realisiert werden.
Die Hämophagozytose ist ein Phänomen, bei dem Makrophagen Blutzellen oder deren Bestandteile aufnehmen. Diese Hämomakrophagen sind insbesondere im Knochenmark lokalisiert, können aber auch in lymphatischem Gewebe vorkommen. Diese Beobachtung ist bereits als Teil von primären, also angeborenen, und erworbenen sekundären Hämophagozytose-Syndromen (HPS) bekannt. Jedoch kommen Hämomakrophagen auch in Knochenmarkausstrichen vor, ohne dass ein komplexes Krankheitsbild eines HPS vorliegt. Die Bedeutung dieses Phänomens ist noch unklar, findet aber in der Literatur zunehmend Erwähnung. So wird eine begleitende Hämophagozytose bei viralen, bakteriellen, parasitären, systemischen und malignen Erkrankungen beschrieben. In dieser Arbeit wurden Knochenmarkausstriche von Patienten aus der Klinik für Hämatologie und Onkologie der Universitätsklinik Greifswald auf das Vorkommen von Hämomakrophagen, mögliche Zusammenhänge mit hämatologischen und onkologischen Erkrankungen und deren Bedeutung hin untersucht.
Häufig sind Pathologien an der Aorta mit Veränderungen des Aortendurchmessers verbunden. Kenntnisse über Referenzwerte des Aortendurchmessers und deren Einflussfaktoren sind wichtige Aspekte der Prävention und optimalen Versorgung von potenziell lebensbedrohlichen Erkrankungen in diesem Abschnitt des Gefäßsystems. Die Ziele dieser Arbeit waren die Bestätigung einer ausreichenden Validität von Messungen des Durchmessers der thorakalen und abdominalen Aorta in nativen VIBE-Sequenzen der MRT, die Beschreibung von bevölkerungsrelevanten Referenzwerten des Durchmessers der abdominalen Aorta und die Untersuchung des Einflusses von kardiovaskulären Risikofaktoren auf diesen Durchmesser. Für die Analyse der Validität standen 50 männliche Probanden zur Verfügung, bei welchen im Rahmen der SHiP-Studie sowohl eine CE-MRA, als auch eine native MRT in der VIBE-Sequenz durchgeführt wurde. Die Vermessung der Aorta erfolgte dabei in der CE-MRA in orthogonaler und in der VIBE-Sequenz in axialer Darstellung. Zur Überprüfung der Validität wurde im Anschluss der Korrelationskoeffizient r nach Bravais und Pearson berechnet, wobei sich starke Korrelationen ergaben für die Aorta Ascendens mit r = 0,95 (P<0,0001), für die Aorta Descendens mit r = 0,88 (P<0,0001), für die suprarenale Aorta mit r = 0,92 (P<0,0001) und die infrarenale Aorta mit r = 0,87 (P<0,0001). Beim Arcus Aortae zeigte sich eine moderate Korrelation mit r = 0,78 (P<0,0001). Bei einer durchgeführten Bland-Altman-Analyse lag der größte mean bias bei 5,55% für die infrarenale Aorta, was einer Abweichung von unter 0,1cm entspricht. Bei allen weiteren Abschnitten war der mean bias geringer. Die 95% LOA lagen für alle Abschnitte unter 15% mit maximal 14,29% bei der infrarenalen Aorta, was weniger als 0,5cm entspricht. Die Analyse der Intraoberservervariabilität erbrachten einen maximalen mean bias von 1,32% und die 95% LOA immer unter 13%. Bei der Interobservervariabilität ergab sich ein maximaler mean bias von 1,61% und die 95% LOA lagen stets unter 10%. Demensprechend besitzt die axiale Durchmesserbestimmung der Aorta in der nativen VIBE-Sequenz eine ausreichende Validität und Reliabilität und kann für epidemiologische Studien genutzt werden. Für die Erstellung von Referenzwerten des Durchmessers der abdominalen Aorta konnten Bilddaten von 1759 Probanden der SHiP-Studie genutzt werden. Die erstellten Referenzwerte sind nach Geschlecht aufgeteilt, an die Körperoberfläche angepasst und beinhalten den Median und die 5. und 95. Perzentile des Durchmessers der subphrenischen, suprarenalen und infrarenalen Aorta. Zur Untersuchung des Einflusses von kardiovaskulären Risikofaktoren wurden Modelle der linearen Regression genutzt. Hier zeigten sich konstante Zunahmen des angepassten Aortendurchmessers in Verbindung mit dem Alter, dem Rauchverhalten, dem diastolischen Blutdruck und dem HDL-Cholesterin. Konstant negative Korrelationen ergaben sich bei der Untersuchung des Einflusses des systolischen Blutdrucks, des HbA1c, des LDL-Cholesterins und der Triglyzeride. Das männliche Geschlecht war lediglich bei der infrarenalen Aorta mit einer Durchmesserzunahme assoziiert und der angepasste Durchmesser war bei Männern im Bereich der subphrenischen und suprarenalen Aorta kleiner als bei Frauen. Durch die in dieser Arbeit beschriebenen Referenzwerte und die Untersuchung des Einflusses von kardiovaskulären Risikofaktoren wird eine individuellere Beurteilung des Durchmessers der abdominalen Aorta ermöglicht. Zusätzlich können durch die Validierung der Durchmesserbestimmung in nativen MRT-Aufnahmen zukünftige Studien auf diesem Gebiet erleichtert werden.
Im Laufe der menschlichen Evolution sind Populationsunterschiede der Schädelmorphologie entstanden. Als eine Ursache dieser unterschiedlichen Schädelmorphologie werden neben phylogenetischen Faktoren auch Adaptionsprozesse durch geographische Bedingungen vermutet. Die genauen Auswirkungen geographischer und insbesondere klimatischer Einflüsse auf viele einzelne Schädelstrukturen sind jedoch nicht abschließend geklärt. Speziell wird der Einfluss der Umgebungstemperatur auf die Schädelpneumatisation kontrovers diskutiert. Während diesbezüglich Studien zum Volumen der Kieferhöhlen zu widersprüchlichen Ergebnissen kommen, liegen für die Volumina der Keilbeinhöhlen und der Siebbeinzellen keine Untersuchungen vor. In dieser Arbeit wurde deshalb die Beziehung der Morphologie aller Nasennebenhöhlen zum Gesichtsschädel unter Berücksichtigung klimatischer Faktoren untersucht. Die Untersuchung erfolgte an 63 mazerierten Schädeln von vier menschlichen Populationen, welche sich in der zeitlichen Einordnung und der geographischen Herkunft unterscheiden. Die Individuen der Population Jena lebten in der Jungsteinzeit und Bronzezeit in der zentralen Elbe-Saale-Region. Zwei weitere Populationen stammen aus Litauen. Die Population Plinkaigalis repräsentiert eisenzeitliche Dorfbewohner, während die Population Alytus einer mittelalterlichen Stadtbevölkerung zugeordnet ist. Die rezente Population Kyoto entstammt dem Gebiet der gleichnamigen japanischen Metropole. Anhand koronarer computertomographischer Schichtaufnahmen wurde das Volumen der einzelnen Nasennebenhöhlen mit Hilfe der Winsurf-Software errechnet. Zur Einordnung der erhobenen Volumina wurden alle Schädel extern vermessen. Ausgewählte Messwerte wurden zur Berechnung zweier Gesichtsschädelvolumina verwendet. Das erste Gesichtsschädelvolumen basiert auf den Maßen Gaumenlänge, Mittelgesichtsbreite und Obergesichtshöhe, während das zweite Gesichtsschädelvolumen aus den Werten der Gesichtslänge, Schädelbasislänge, Mittelgesichtsbreite und Obergesichtshöhe berechnet wurde. Um den Anteil der einzelnen Nasennebenhöhlen am Pneumatisationsgrad des Gesichtsschädels festzustellen, wurden die Volumina der einzelnen Sinus in Form von Indizes in Beziehung zu den Gesichtsschädelvolumina gesetzt. Die Messwerte wurden mittels H-Test (Kruskal-Wallis-Test) und Mann-Whitney-U-Test auf Populationsunterschiede untersucht. Zur Beurteilung von Merkmalszusammenhängen wurden Korrelations- und lineare Regressionsanalysen durchgeführt. Für die Korrelations- und Regressionsanalysen wurden die Populationen zusammengefasst. Die Ergebnisse zeigen enge Zusammenhänge der Nasennebenhöhlenvolumina mit vielen externen Schädelmaßen. Während für das Volumen der Siebbeinzellen enge Zusammenhänge mit externen Maßen der Schädelbasis bestehen, korrelieren die Volumina der anderen Nasennebenhöhlen stärker mit den berechneten Gesichtsschädelvolumina. Die Ergebnisse der Arbeit zeigen Populationsunterschiede der absoluten und relativen Volumina der Nasennebenhöhlen. Die Volumina aller vier Nasennebenhöhlen sind umso größer, je niedriger die mittlere Januartemperatur im Lebensraum der jeweiligen Population ist. Vergleicht man die absoluten und relativen Nasennebenhöhlenvolumina der Population mit der niedrigsten Temperatur mit den Volumina der Population mit der wärmsten Umgebungstemperatur, so sind die Unterschiede fast durchgängig signifikant. Die Ergebnisse deuten an, dass klimatische Einflüsse auf die Größe aller Nasennebenhöhlen nicht auszuschließen sind. Es sind weiterführende Untersuchungen notwendig, um den Zusammenhang zu belegen.
The antigen in heparin-induced thrombocytopenia (HIT) is expressed on platelet factor 4 (PF4) when PF4 complexes with polyanions. In recent years, biophysical tools (e.g. circular dichroism spectroscopy, atomic force microscopy, isothermal titration calorimetry, x-ray crystallography, electron microscopy) have gained an important role to complement immunological and functional assays for better understanding the interaction of heparin with PF4. This allowed identification of those features that make PF4 immunogenic (e.g. a certain conformational change induced by the polyanion, a threshold energy of the complexes, the existence of multimeric complexes, a certain number of bonds formed by PF4 with the polyanion) and to characterize the morphology and thermal stability of complexes formed by the protein with polyanions. These findings and methods can now be applied to test new drugs for their potential to induce the HIT-like adverse drug effect by preclinical in vitro testing. The methods and techniques applied to characterize the antigen in HIT may also be helpful to better understand the mechanisms underlying other antibody-mediated disorders in thrombosis and hemostasis (e.g. acquired hemophilia, thrombotic thrombocytopenic purpura). Furthermore, understanding the mechanisms making the endogenous protein PF4 immunogenic may help to understand the mechanisms underlying other autoimmune disorders.
Inwieweit wird das Krankheitsbild Depression in der Allgemeinbevölkerung als Burnout bezeichnet, und hat dies Auswirkungen auf die Einstellungen zu den Betroffenen sowie auf die Behandlungsempfehlungen, Ursachenzuschreibungen und emotionalen Reaktionen? Repräsentative Bevölkerungsumfragen in Deutschland 2001 und 2011. Die Verwendung der Bezeichnung Burnout für eine Depression hat deutlich zugenommen. Ein Burnout ist im Vergleich zu einer Depression mit einer etwas geringeren Ablehnung verbunden. Menschen mit einer Depression wird in stärkerem Maße professionelle Hilfe empfohlen. Als ursächlich für einen Burnout wird berufliche Belastung, für eine Depression Vererbung angenommen. Die Bezeichnung Burnout ist mit positiveren emotionalen Reaktionen verbunden, als die Bezeichnung Depression. Leichten Vorteilen bei der sozialen Akzeptanz stehen deutliche Nachteile hinsichtlich der Behandlungsempfehlungen gegenüber, so dass die Gefahr besteht, dass Erkrankungen übersehen und nicht behandelt werden. Vererbung als Ursache ist eher mit der Bezeichnung Depression, beruflicher Stress eher mit der Bezeichnung Burnout assoziiert. Einordung der Symptome als Extremform normaler Alltagserfahrungen ist ebenfalls mit der Bezeichnung Burnout verbunden. Der Burnout-Begriff ist mit spezifischen Krankheitsvorstellungen assoziiert, weist aber auch Überschneidungen mit dem Begriff Depression auf. Insgesamt zeigt die vorliegende Arbeit, dass die emotionalen Reaktionen eher positiver sind, wenn das Problem Burnout genannt wird und eher negativer sind, wenn es Depression genannt wird. Wir diskutieren mögliche Ursachen für diese Unterschiede.
All types of muscles use Ca2+ as their main intracellular messenger. In skeletal muscle fibers abnormal levels of intracellular calcium result in altered contractile properties, altered energy metabolism, and altered gene expression. Moreover, long term failure of normal Ca2+ homeostasis can lead to cell death of muscle fibers by necrosis and apoptosis. Elevations of intracellular Ca2+ levels are more and more regarded as the reason for pathological changes and muscle fiber damage in Duchenne Muscular Dystrophy (DMD). DMD is a severe recessive x-linked muscle disease caused by mutations in the dystrophin gene. The characteristics of DMD are muscle tissue wasting and fibrosis. Both muscle wasting and intracellular Ca2+ are to be reflected in changes of muscle force. Several Ca2+ conducting channels including transient receptor potential (TRP) channels are supposed to account for the abnormal Ca2+ homeostasis in DMD. Gene expressions of TRP channels have been studied in human and mouse skeletal muscle and among others TRPC3, TRPC6 and TRPV4 channels were found to occur in skeletal muscles. The present study followed the hypothesis that TRPC3, TRPC6 and TRPV4 are functional in skeletal muscle fibers and that they contribute to muscular Ca2+ homeostasis. Further, it was assumed that dysfunction of the mentioned TRP channels contributes to abnormal contractile properties and pathology and of dystrophin-deficient muscle. To study Ca2+ changes in mouse skeletal muscle fibers the fluorescent calcium indicator Fura-2 was used. Further, the technique of Mn2+ quench of Fura-2 fluorescence was applied. Muscle force measurements of mouse soleus and diaphragm strips were performed. To elucidate abnormalities of TRP channel function in dystrophin-deficient muscle, muscles and muscle fibers of mdx mice were studied. Hyperforin, an activator of TRPC6 channels elicited increases of calcium levels in wildtype muscle fibers. These increases were partly inhibited by the TRPC6 inhibitor 1-(5-chloronaphthalenesulfonyl) homopiperazine hydrochloride (ML-9). The TRPC3/TPRC6 activator 1-oleoyl-2-acetyl-sn-glycerol (OAG) resulted in increased calcium entry, which was attenuated by ML-9. 2-aminoethoxydiphenylborane (2-APB), an unspecific TRP channel inhibitor, suppressed calcium entry in muscle fibers under basal conditions. In addition, the specific TRPC3 inhibitor Pyr3, strongly inhibited background calcium entry. The TRPV4 activator 4α-phorbol 12,13-didecanoate (4α-PDD) induced significant increased calcium entry and this increase could be inhibited by the TRPV4 inhibitor HC 067047. During muscle force recordings ML-9 significantly inhibited twitches and tetani and accelerated muscle fatigue during sustained repetitive stimulation. The results indicate that TRPC3, TRPC6 and TRPV4 are functionally expressed in mouse muscle fibers. TRPC3 stays active under the basal conditions and contributes to background calcium entry. In contrast, TRPC6 and TRPV4 did not seem to be active at resting conditions, but could be pharmacologically activated. TRPC6 may play a role to counteract the calcium loss under long-term muscle fatigue. Though TRPC3 and C6 play a role for muscular Ca2+ homeostasis, it is unclear whether and how the two channels associate and cross-talk with each other in skeletal muscle cells. In mdx fibers Pyr3 inhibited background calcium influx stronger that in WT fibers, implying a possible over-activation of TRPC3 channels in mdx muscle fibers. At later stages mdx muscle showed marked decrease in force reflecting muscle wasting. Soleus showed moderate decrease and diaphragm showed severe decrease (more than 60%) in force. Resistance to muscle fatigue was shown in mdx soleus muscle when compared with WT soleus muscle. Diaphragm segments of mdx mice showed very strong resistance to muscle fatigue. The results indicate a substantial loss of muscle mass, an increase in oxidative fiber types and a reduction of fast fatigable muscle fibers. It is concluded that the hypothesis of functional expression of TRPC3, TRPC6 and TRPV4 in mouse skeletal muscle has been confirmed. The results give improved knowledge about the relation of Ca2+ homeostasis, mdx pathology and TRP channels. Diaphragms of old mdx mice show severe muscle weakness but the remaining fibers of the diaphragm showed strong fatigue-resistance. The application of a TRPC3 inhibitor may be a promising treatment to prevent high Ca2+ mediated muscle damage in muscular dystrophy.
This paper reviews the first part of the outcomes of the ORCA Saturday Afternoon Symposium 2014 dealing with ‘caries epidemiology and community dentistry: chances for future improvements in caries risk groups'. After the caries decline in many countries, there are remaining pockets of higher caries levels, mostly in the primary dentition and/or linked to a low socio-economic status (SES). The review into the evidence of caries-preventive measures clearly points to the use of fluorides, especially toothbrushing with fluoridated toothpaste and collective measures such as water fluoridation. In contrast to several unsuccessful high-risk approaches, community and public health programmes seem to be able to ensure a population-wide access and compliance in risk groups. Their simple and evidence-based measures mostly combine regular plaque removal and fluoride applications via toothbrushing, at least for children and adolescents. For the future, the common risk factor approach which addresses associations between oral health, social deprivation, diet, hygiene, smoking, alcohol use and stress should lead to combined efforts with other community health and education specialists. Further engagement with public policy, community leaders and administration is needed in order to strengthen healthy choices and behaviour, e.g. in ‘healthy' schools and kindergartens. It seems advisable that these population programmes also aim at improving upstream factors.
Background: Despite of the remarkable caries reduction in permanent dentition, caries levels of primary teeth has stagnated in Germany. Early Childhood Caries (ECC) or also known as baby bottle tooth decay is the most vulnerable form of caries in young children, but minimal data and information from different German states are available to determine the appropriate preventive programs. Aim: The purpose of the current study is to find the prevalence of ECC among young children in the state of Mecklenburg-Vorpommern (North-East Germany) and to optimize an intervention on ECC prevention in a community setting. In addition to education, fluoride varnish is evaluated on young children with active ECC. Design: In this cross-sectional study, a total of 4283 children living in the state of Mecklenburg-Vorpommern were examined. Four age groups - with an accuracy of one day - were formed as follows: less than one year (n=8), one year (n=293), two years (n=1618) and three years (n=1888). The examination was carried out by community dental service’s examiners whom are calibrated to ECC diagnostic criteria of Robke and Buitkamp (2002), and dmf-t values for caries diagnosis. These data are compared by those of children (n=5355) of same age group for the year 2011-2012. In addition, a structured questionnaire on the starting preventive programme on ECC was filled out by the community dentists and for the city of Greifswald, fluoride varnish (Duraphat®, 5% NaF = 2.26%F, Colgate-Palmolive, Germany) was applied for 32 children previously diagnosed with active ECC (ECC1: n=15, ECC2: n=17). Lesions are identified as active or non active according to texture and luminosity, and oral hygiene index (OHI-S) is measured and re-evaluated at three months follow up. Results: The percentage of children under three years old in 2012-2013 with ECC was comparatively low (4%) which possibly reflects the very young age of the children and a restriction for ECC on the upper incisors. The overall caries prevalence in Mecklenburg-Vorpommern varied from 9% to 15%. Most cavitated lesions are untreated. These results are comparable with the results from other German counties. The interventions of the ECC programme vary considerably among the different counties. There was no significant difference in the oral hygiene index (OHI-S) prior and post fluoride varnish application (p-value = 0.25). The use of fluoride varnish resulted in an 81%, statistically significant decrease of active ECC lesions in Greifswald (p < 0.001). Conclusion: The prevalence of caries among young children was considerable in Mecklenburg-Vorpommern. A preventive intervention in nurseries and fluoride varnish applications for active ECC lesions seems to be a feasible approach in controlling caries in early childhood. However, further quality management and standardization of the program should be reinforced.
Heart Failure is currently the most common cardiac disorder and a major public health concern worldwide. The adult mammalian heart harbors a subpopulation of cardiac progenitor cells (CPC) that are capable of improving cardiac function. The scope of this study was to delineate the molecular phenotype of a subpopulation of CPCs characterized by the expression of the stem cells antigen-1 surface marker (Sca-1+) and to further identify molecular alterations occurring under heart failure conditions. In order to understand the underlying cellular mechanisms an integrated approach of proteomics and transcriptomics-based techniques were employed. The first step towards achieving this goal was to unravel the native Sca-1+ cell characteristics of freshly isolated progenitor cells derived from healthy adult murine hearts. The proteome map of Sca-1 cells was established using a gel-based mass-spectrometry (gel LC-MS/MS) approach. For better interpretation, a comparison with the protein profiles of cardiomyocytes and Sca-1- cells obtained under similar experimental conditions was performed. All three cell-types were morphologically different in size and structure, which was also evident from their protein expression profiles. We observed that Sca-1+ cells lack endothelial-like and cardiac contractile phenotypes, unlike Sca-1- cells and cardiomyocytes, respectively. Functional assessment of both protein and gene expression profiles revealed a possible role of Sca-1+ cells in cell adhesion, migration, and proliferation. CPC remain in a dormant state under physiological condition unless challenged by myocardial injury. Previous studies revealed that resident Sca-1+ cells home to the injured myocardium but not to the healthy heart and further differentiate into functional cardiomyocytes. We investigated the molecular background of this behavior of adult Sca-1+ cells under heart failure condition which might provide a better insight into their cardiogenic potential in a pathological milieu. The double transgenic α-myosin heavy chain (MHC)-cyclin T1/Gαq overexpressing mouse was chosen as a model for heart failure. Using the comparative gene expression profiling we could detect the differential regulation of 197 genes with at least a 2-fold difference. Among these BDNF mRNA levels were 5-fold higher in the Sca-1+ cells derived from transgenic mice (Cyc+) in comparison to that of wild-type controls (Wt+). This difference was also observed at protein level. The substantially higher expression of BDNF during heart failure prompted us to investigate its regulatory effect on Sca1+ cells. In this current study we were able to show that small amounts of exogenous BDNF stimulated the migratory potential of Cyc+ cells. This effect was not seen in treated Wt+ cells. Furthermore, pulsed SILAC was employed to monitor BDNF mediated changes following treatment. After BDNF treatment, 58 proteins were differentially regulated of which proteins related to cell proliferation were reduced in level in Cyc+ cells while they displayed increased levels in Wt+ cells. Findings from bromodeoxyuridine (BrdU) assays and immunoblotting indicated that BDNF might initiate a differentiation program by repressing cell proliferation in Cyc+ cells. Taken together, it could be shown that the BDNF effect on protein synthesis of Cyc+ and Wt+ cells varied considerably, suggesting an improvement of the cardiogenic potential of Sca-1+ cells under pathological conditions. Aldosterone levels are known to be elevated during heart failure. In this part of study it was hypothesized that endocrine factors associated with heart failure might influence the migration of CPC, thereby possibly restoring the cardiac function of diseased hearts. It could be shown that high concentrations of aldosterone, similar to those found in the plasma of heart failure patients, induced the migration of Sca-1+ cells by up to 60% when compared to control, while physiological levels had no significant influence. In addition, it could be demonstrated that the aldosterone stimulus led to the activation of the mineralocorticoid receptor (MR) expressed on Sca1+ cells, which in turn facilitated migration. This was supported by application of MR antagonist eplerenone, which significantly reduced the aldosterone-induced increase in cell migration while a glucocorticoid antagonist exhibited no inhibitory effect. Hence, the results support the potential role of aldosterone in the mobilization of CPC. It is currently believed that the beneficial effects of cell-based therapies on cardiac repair are imparted to a large degree via paracrine mechanisms. We therefore focused on understanding the influence of pathophysiological levels of aldosterone on the extracellular environment of Sca-1+ cells. MS-based secretome profiling of cells treated for 24h with aldosterone treatment revealed higher levels of proteins associated with extracellular matrix remodeling and IGF signaling. Additionally, galectin-1 and gelsolin were significantly increased in level under pathological conditions indicating a possible paracrine tissue repair of Sca-1+ cells. To conclude, the global proteome and transcriptome profiles generated here revealed the molecular phenotype of Sca-1+ cells which may be used for future reference. The comparative microarray study provided deeper insight into the endogenous changes in mRNA expression during heart failure and delineated the cardiogenic characteristics of Sca-1+ cells. Moreover, the data presented here shed new light on the potential role of BDNF in regulating the mobilization and proliferation of CPCs. Our study on the influence of aldosterone on the migration and the extracellular proteome of CPCs provided new insights on the beneficial effects of this mineralocorticoid on cardiac cells.
The aim of this retrospective observational study is to describe and discuss various complications that can arise after insertion of alloplastic materials in the field of urogynecology that require further surgical interventions in order to manage them or to at least improve the quality of life in those women. We were able to collect data on 77 patients who fulfilled the criteria. Medical history, data of clinical findings, and outcomes were collected and analyzed. The most common complication seen as an indication for resecting slings or meshes was de novo overactive bladder syndrome (40%). Other indications seen were lower urinary tract obstruction or obstructive voiding symptoms (21%), chronic pain (21%), and de novo dyspareunia (13%). 36% of the patients had recurrent symptoms (failure) after insertion of alloplastic materials in the form of urinary incontinence or prolapse, 32% presented with vaginal erosions, 2 women had severe signs of infection with abscess formation, another 3 women had urogenital fistulae. Other rare complications after mesh or sling insertion are perforations of the urinary bladder or urethra. Proper case selection is the key factor. The use of meshes and slings seems justified only in patients with known connective tissue weakness and recurrences after native tissue repair. Otherwise, patients will be exposed to unnecessary risk without any expectable improvement to their quality of life. Most of the complications are mainly caused by wrong and inadequate surgical techniques, wrong indications, or missed diagnosis of the underlying problem. In addition, lack of long-term follow-up is usually the cause behind the negligence towards many complications. Therefore, only experienced physicians should be allowed to perform such procedures, and long-term postoperative follow-up is strongly recommended. As slings and meshes are used for procedures of choice as means to improve quality of life, and not for life threatening situations, there is a need for intensive informed consent. All possible alternatives have to be discussed, as do the pros and cons of selected procedures, even the rare complications. Mesh or sling resection is considered to be an effective solution for the management of such complications. It has shown a high success rate in comparison to conservative treatment, and the majority of patients were satisfied and experienced a big improvement in their quality of life. The most common complication after resection is the recurrence of primary symptoms, either urinary incontinence or prolapse. Major or serious intra- or postoperative complications are very rare. All complications were classified and given a code according to the classification system of the international urogynecological association and the international continence society (IUGA/ICS) on 2011. The applicability and practicability of this code were evaluated, looking for ways to possibly improve it or to identify missing parameters. Many patients had more than one code, a problem that entirely torpedoed the idea of “simple” classification. Some complications are not covered individually in the classification, such as failure and recurrence or overactive bladder syndrome. These complications should be included. Many cases began with the same code, despite having different complications. Further sub-classifications should be considered to enable the reader to easily recognize the complication at hand. Patients who came with complications more than one year after mesh or sling insertion were categorized as (T4), regardless of whether the complication arose after 1 year of after 10. Therefore, sub-classifications in the (T4) category are recommended. The “site” category was not applicable in many cases. Furthermore, it is necessary that the severity of a complication is discernible, and should be mentioned in the code. We did not find any correlation between the code given and patient satisfaction. After re-modification and completion, the IUGA/ICS code could be more practical for clinical use, which would allow for the comparison of complications and make the assessment of adverse effects easier for research purposes.
Comprehensive study of the discharge mode transition in inductively coupled radio frequency plasmas
(2016)
In this contribution, the mode transition of an inductively coupled radio frequency plasma at low pressure is investigated. Therefore, a comprehensive set of plasma diagnostics were applied to determine plasma and processing parameters. Therewith, the plasma kinetics and especially the important elementary processes were studied. Hence, the reason for the mode transition was identified.
Abstract
Nanoscale multilayer thin films of W and PC (Polycarbonate) show, due to the great difference of the components’ characteristics, fascinating properties for a variety of possible applications and provide an interesting research field, but are hard to fabricate with low layer thicknesses. Because of the great acoustic mismatch between the two materials, such nanoscale structures are promising candidates for new phononic materials, where phonon propagation is strongly reduced. In this article we show for the first time that W/PC-multilayers can indeed be grown with high quality by pulsed laser deposition. We analyzed the polymer properties depending on the laser fluence used for deposition, which enabled us to find best experimental conditions for the fabrication of high-acoustic-mismatch W/PC multilayers. The multilayers were analyzed by fs pump-probe spectroscopy showing that phonon dynamics on the ps time-scale can strongly be tailored by structural design. While already periodic multilayers exhibit strong phonon localization, especially aperiodic structures present outstandingly low phonon propagation properties making such 1D-layered W/PC nano-structures interesting for new phononic applications.
Connectivity-Based Predictions of Hand Motor Outcome for Patients at the Subacute Stage After Stroke
(2016)
Background: Connectivity-based predictions of hand motor outcome have been proposed to be useful in stroke patients. We intended to assess the prognostic value of different imaging methods on short-term (3 months) and long-term (6 months) motor outcome after stroke.
Methods: We measured resting state functional connectivity (rsFC), diffusion weighted imaging (DWI) and grip strength in 19 stroke patients within the first days (5–9 days) after stroke. Outcome measurements for short-term (3 months) and long-term (6 months) motor function was assessed by the Motricity Index (MI) of the upper limb and the box and block test (BB). Patients were predominantly mildly affected since signed consent was necessary at inclusion. We performed a multiple stepwise regression analysis to compare the predictive value of rsFC, DWI and clinical measurements.
Results: Patients showed relevant improvement in both motor outcome tests. As expected grip strength at inclusion was a predictor for short- and long-term motor outcome as assessed by MI. Diffusion-based tract volume (DTV) of the tracts between ipsilesional primary motor cortex and contralesional anterior cerebellar hemisphere showed a strong trend (p = 0.05) for a predictive power for long-term motor outcome as measured by MI. DTV of the interhemispheric tracts between both primary motor cortices was predictive for both short- and long-term motor outcome in BB. rsFC was not associated with motor outcome.
Conclusions: Grip strength is a good predictor of hand motor outcome concerning strength-related measurements (MI) for mildly affected subacute patients. Therefore additional connectivity measurements seem to be redundant in this group. Using more complex movement recruiting bilateral motor areas as an outcome parameter, DTV and in particular interhemispheric pathways might enhance predictive value of hand motor outcome.
The thesis deals with ions stored in an electrostatic ion beam trap. In the first part of the thesis the so-called self-synchronization effect is discussed. It is demonstrated that the time a bunch of injected ions is conserved by the self-synchronization effect depends on the number of injected ions. In the second part of the thesis the cooling of small anionic cobalt and copper clusters is addressed. Measurements on anionic copper clusters consisting of four to seven atoms are presented and the decay of hot clusters is observed in order to draw conclusions on the internal temperature and the cooling process itself. Afterwards measurements on Co4- are discussed and a measurement scheme based on laser induced delayed electron emission is presented enabling to monitor the internal energy distribution of the clusters over storage time in a temperature-controlled environment. The cooling of initially hot clusters as well as the heating of initially cold clusters were observed.
Background: Demographic changes are leading to a rapid increase in the number and proportion of the elderly. This goes along with an increase of prevalence of age-associated illnesses, such as dementia. The prevalence of dementia is estimated to amount to 1.5 million in Germany. Up to three-quarter of the persons with dementia (PWD) were living in their own homes. In European countries, dementia is associated with substantial and increasing healthcare costs, which makes dementia one of the most expensive diseases in old age and a serious health care priority. Whereas analyses of total healthcare costs in dementia have been the focus of various cost-of-illness (COI) studies, so far little is known about several cost categories in detail. Firstly, detailed economic analyses of medication cost are currently still missing. Secondly, it is well known that dementia is under-diagnosed, but there is a lack of knowledge about the differences in resource utilization and its costs between dementia patients with and those without a formal dementia diagnosis. Finally, analyses that take the utilization and costs of professional formal and unpaid informal care as well as caregiver’s productivity losses into a consideration are currently missing. Objectives: (1) To determine medication cost, cost per drug and number of drugs taken and analyze their associated factors; to estimate the current price reduction of anti-dementia drugs due to implementation of low-priced generics. (2) To determine health care resource utilisation and costs of patients with a formal diagnosis and those without a formal diagnosis of dementia, and to analyse the association between having received a formal dementia diagnosis and health care costs (3) To determine the utilization and costs of formal and informal care for PwD, indirect costs because of productivity losses of caregivers and the associations between cost, socio-demographic and clinical variables. Methods: The present study is a cross-sectional analysis of health care resource utilization and health care cost of community-dwelling PWD in primary care. Analyses are based on primary data from the ongoing DelpHi-MV trial (Dementia: Life- and person-centered help in Mecklenburg-Western Pomerania, Germany), a population-based, cluster-randomized, controlled intervention trial in the primary care setting (Clinical Trials gov. Identifier: NCT01401582). Eligible patients (older than 70 years, living at home) were screened in participating general practitioner practices for dementia using the DemTect. The utilization of healthcare resources was assessed within the baseline assessment at practitioner’s homes. Costs were calculated from the perspective of the statutory health insurance or the social perspective. Factors associated with healthcare cost were evaluated using multiple regression models. Results: (1) Medication cost and cost per drug were higher and the number of taken drugs lower in advanced stages of cognitive impairment. Prescription of anti-dementia generics could decrease overall medication cost by 28%. Medication cost was associated with number of diagnoses, deficits in activities of daily living and age. Dementia severity was related to cost per drug and number of drugs taken. (2) Patients formally diagnosed with dementia were treated significantly more often by a neurologist, but less often by all other outpatient specialists, and received anti-dementia drugs and day care more often. Diagnosed patients underwent shorter and less frequent planned in-hospital treatments. Dementia diagnosis was significantly associated with higher costs of anti-dementia drug treatment, but significantly associated with less total medical care costs, which valuated to be € 5,123 compared, to € 5,565 for undiagnosed patients. (3) Formal care were utilized less (26.3%) than informal care (85.1%), resulting in a cost ratio of one to ten (1,646 €; 16,473 €, respectively). In total, 29% of caregivers were employed, and every seventh (14.3%) experienced productivity losses, which corresponded to 1,258 € annually. Whereas increasing deficits in daily living activities were associated with higher formal and higher informal costs, living alone was significantly associated with higher formal care costs and the employment of a caregiver was associated with lower informal care costs. Conclusion: (1) Medication cost increases with the number of diagnoses and growing deficits in activities of daily living and decreases with age. Severely cognitively impaired persons are treated with a small number of high-priced drugs, which could suggest inadequate medication of multimorbid persons. (2) There are no significant differences in total health care cost between diagnosed and undiagnosed patients. Dementia diagnosis is beneficial for receiving cost-intensive anti-dementia drug treatments, but is currently insufficient to ensure adequate non-medication treatment for community-dwelling patients. (3) Informal care contributes the most to total care costs. Living alone is a major cost driver for formal costs because of the lower availability of potential informal care. The availability of informal care is limited and productivity losses are increased when a caregiver is employed.
Introduction: Inhibition of androgen synthesis by abiraterone acetate (AA) entails enhanced overall survival rates and clinical benefit for patients with locally advanced and metastasized prostate cancer (PC). The expression of heat shock protein 27 (HSP27) is generally associated with cytoprotection and was demonstrated to mediate chemoresistance under cytostatic therapy, for instance, docetaxel treatment. In this study, we investigated the impact of AA treatment on HSP27 expression and PC cell growth. Materials and Methods: HSP27 expression levels in docetaxel and AA-treated PC cell lines LNCaP and PC-3 were determined by SDS PAGE and Western blot analysis. Proliferation assays were performed using a CASY Cell Counter and Analyzer Model TT (Roche Applied Science). Results: Despite significantly increased HSP27 expression in PC cells incubated with docetaxel, Western blot analysis implicated a significant reduction of the cytoprotective HSP27 in AA-treated PC cells. Notably, HSP27 stably overexpressed in PC-3-HSP27 cells did not appear as an HSP27-mediated proliferation benefit in the presence of AA as shown in docetaxel incubation studies. Conclusion: In contrast to repeatedly demonstrated HSP27-driven chemoresistance related to chemotherapeutics, our results may constitute a broader molecular mode of action of AA chemotherapy. AA efficacy may exert an HSP27 suppressive role that goes beyond the primarily assumed inhibition of androgen biosynthesis.
Während politisch Inhaftierte der ehemaligen DDR vergleichsweise gut in der psychiatrisch-psychologischen Forschung repräsentiert sind, stehen systematische Studien zu Betroffenen nicht-strafrechtlicher Repressionen weitgehend aus. Entsprechend wurden in der vorliegenden Untersuchung 74 Betroffene dieser Art der Verfolgung umfassend untersucht. Mittels psychometrischer Selbst- und Fremdbeurteilungsverfahren, wurden das aktuelle Ausmaß psychischer Symptomatologie bzw. Störungen, die gesundheitsbezogene Lebensqualität, das Kohärenzgefühl, die wahrgenommene soziale Unterstützung, Temperaments- und Charaktereigenschaften sowie interpersonale Probleme erfasst.
Background: Referral to specialized pediatric treatment seems to rise in Germany, especially for children under 5 years of age and mostly due to behaviour management problems, rampant caries and the need for comprehensive dental treatments. There are indications that more dental treatments under general anesthesia were needed in last decade, but there are very few studies on this topic in Germany. Aim: The objectives of this research were to investigate the characteristics and dental features of referred children to Greifswald university dental clinic in 2008 and 2011 as well as to assess dental treatment and characteristics of the children who underwent general anesthesia in 2011 at Greifswald University Clinic in comparison with three specialized pediatric private practices in Germany. Materials and methods: This retrospective analytical comparative study examined the records of all children younger than 18 years of age, whose were referred to the university dental clinic in Greifswald between 2008 and 2011. In addition, all cases that underwent general anesthesia at the university dental clinic and three other private practices in 2011 were analyzed anonymously. All data including age, gender, dental status and caries levels (dmft/DMFT), as well as diagnosis, referral/GA reasons and the dental treatments were collected and then analyzed using the Statistical Package for the Social Sciences program (SPSS, Ver. 16 for Windows). Descriptive analysis was performed, along with univariate analysis of variance (ANOVA) and Chi square tests. Differences between groups were tested through Mann-Whitney U test and Student’s t-test as appropriate. Results: The final study sample for children and adolescents referred to the university consisted of 389 under 18 years old (205 males and 184 females) with a mean age of 8.75 years in 2008 and 7.38 years in 2011. In addition, 297 children (160 males and 137 females) with a mean age of 4.77 years had been treated under general anesthesia in the three specialized private practices (n= 219, age: 4.81±2.06 years) and in the university (n=78, age: 4.65±2.59 years). More patients of age group 1 (5 yrs or younger), as well as, patients residing within a distance of 31-40 km away from the clinic were referred in 2011 (47.2% and 35.9% resp.) in comparison with 2008 (37.1% and 22.7% resp.) Panoramic and intraoral dental x-rays (46.7%, 11.8% resp.) have been widely carried out in 2011 compared to 2008 (29.9%, 6.5% resp. P = 0.002). Statistical analyses have shown that, younger children with higher values of dental caries indices (dmft, DMFT) were referred in 2011 (5.4 and 2.15 resp.) than in 2008 (5.16 and 1.57 resp.) with increasing demand for comprehensive dental treatment under GA. Whereas, more patients were diagnosed to have rampant caries (42.1%) in 2011 followed by orthodontic/oral surgery problems (16.9%) in comparison with 2008 (29.3%, 10.1% resp. P < 0.001). Non-invasive treatment was much more delivered (63%) in first dental visit for referred patients in 2011 followed by dental consultation (23.6%) compared to 2008 (53.6% and 21.3% resp.). While, on the other hand, considerably more fillings were supplied in 2008 (11.5%) compared to 2011 (2.6%). Further dental treatment pattern revealed more treatment under GA (27%) and a slightly more extractions (16.1%) were done in 2011 compared to 2008 (20.9%, 15.5% resp.). On the contrary, less fillings and preventive procedures were performed in 2011 (26.3% and 4.4% resp.) in comparison with 2008. Sixty-one percent of children were referred back to their family dentists in 2011 which was more than it in 2008. Indeed, about a half of children aged 5 years or younger preferred to stay at the University Clinics in 2011, while, the vast majority of children older than 12 years continued their dental care outside the University Clinics. About eighty percent and seventy percent of children underwent GA at both the university clinics and private practices respectively were under five years old. In total 7.1% mental disabilities and 2.4% preterm birth were detected in children treated under GA, as well as, dental caries were mostly diagnosed (37%) among them followed by irreversible pulpitis (21.5%) and Early Childhood Caries (ECC) (18.5%), where only 4.38% of all examined children had no carious lesions. More panoramic radiographs (41%) and less dental films (26.9%) were conducted at the university clinics as in the private practices (15.1% and 52.1% respectively) with a significant reduction in using x-rays at the university (69.2%) compared to private practices (94.1%). Dental extractions were often performed at university clinic (40.2%, 3.14±2.4) followed by fillings (33.9%, 2.65±2.7), while, more restorations and less extractions were supplied at private practices (47.8%, 5.47±3.1 and 16.3%, 1.86±2 resp.). Both of long (106-120 Min) and short (0-15 Min) treatment’s durations were needed in the university clinics to carried out the adequate dental therapy under GA, while, most of the GAs at private practices have lasted between 45 and 90 minutes. Conclusion: There is a growing definite need for specialized pediatric dentistry in Germany, especially for children under 5 years of age being referred with rampant caries and behaviour management problems to specialized pediatric dentistry. This results in a high number of extensive treatment performed under GA. In contrast to other countries, this seems to be a singular event for most children in Germany indicating a solid treatment under GA and possibly also improvements in the caries activity of the affected children afterwards. The range of dental treatment and its outcome at Greifswald University and in the examined three specialized private practices is very similar reflecting in both the profile of the children a valid indication for GA and the subsequent treatment up to date approaches in pediatric dentistry. Thus, the very professional treatment and effective secondary preventive strategies achieve better oral health and reestablished quality of life for these children, but a primary preventive approach would be preferable decreasing the number of children in need of dental treatment under general anaesthesia.
Sepsis zählt zu den führenden Todesursachen in Deutschland und die optimale Blutzuckerkontrolle bei Sepsispatienten in Hinblick auf ein verbessertes Outcome ist immer wieder Gegenstand vieler klinischer Studien. In unserer gemeinsamen Arbeit untersuchten wir den Einfluss von Blutzuckerspiegel und Insulingabe auf die intestinale Mikrozirkulation im Rattenmodell unter Endotoxinämie. Als Sepsismodell diente die LPS-induzierte Endotoxinämie. Wir teilten die Versuchstiere zum einen in Gruppen mit niedrig dosierter Glukoseinfusion bzw. Placebogabe in Form von 0,9%iger Kochsalzlösung, in denen wir (hoch)normale Blutzuckerwerte zwischen 3-8 mmol/l messen konnten und zum anderen in Gruppen mit hoch dosierter Glukoseinfusion mit 2g/kg/h, wodurch wir hyperglykäme Werte über 10 (bis maximal 15) mmol/l erzielen konnten. Zu Beginn und am Ende des Experiments erfolgten jeweils eine arterielle Blutgasanalyse und Zytokinbestimmung (IL-1-alpha, MCP-1, TNF-alpha, IFN-gamma, GM-CSF, IL-4). Um die intestinale Mikrozirkulation beurteilen zu können, untersuchten wir mittels Intravitalmikroskopie zum einen die Leukozyten-Endothel-Interaktion in Form von „Rolling“ und „Sticking“, zum anderen die Funktionelle Kapillardichte in den 3 Muskelschichten des terminalen Ileums. Wir konnten feststellen, dass Insulingabe sowohl bei niedrig - als auch hoch dosierter Glukoseinfusion die Anzahl an fest adhärierenden Leukozyten („Sticker“) unter Endotoxinämie signifikant reduziert. Eine mögliche antiiflammatorische Wirkung. Ebenfalls zeigte sich eine deutliche Erholung der unter LPS-Einfluss verminderten Funktionellen Kapillardichte durch Insulin. IFN-gamma-, GM-CSF- und IL-4-Konzentrationen verringerten sich unter Endotoxinämie, wenn hochdosierte Glukoseinfusion appliziert wurde in Kombination mit - oder ohne Insulinbolus. Insgesamt sahen wir unter Insulineinfluss eine erhebliche Verbesserung der intestinalen Mikrozirkultion unter LPS-induzierter Endotoxinämie im Tiermodell. Zusätzlich verringerten sich die Konzentrationen obengenannter Zytokine unter Hyperglykämie in unserem LPS-Sepsismodell. Ob diese Veränderungen durch erhöhte Insulinfreisetzung der Versuchstiere hervorgerufen wurden, lässt sich für uns nicht klären.
Niedermoore beherbergen eine einzigartige Flora und Fauna. Aber Niedermoore sie sind auch stark bedroht. So ist von der ursprünglichen Moorfläche Deutschlands nur noch ein Prozent erhalten. Es stellt sich also die Frage, wie sich diese Restflächen möglichst effektiv managen lassen, um diese einzigartige Biodiversität zu schützen. Zudem werden die verbliebenen Niedermoorflächen wahrscheinlich nicht ausreichen, um besonders stark gefährdete Arten auch langfristig zu erhalten. Es wird also nötig sein, degradierte Niedermoorstandorte zu renaturieren, um ausreichend Lebensraum für besonders stark gefährdete Niedermoorarten zu reetablieren. Aus diesem Grunde wurde in dieser Arbeit sowohl der Einfluss unterschiedlicher Nutzungsformen wie auch von Renaturierungsmaßnahmen auf die Biodiversität der Niedermoore untersucht. Die Untersuchungen wurden zwischen 2011 und 2012 im Unteren Peenetal in Mecklenburg-Vorpommern durchgeführt. Als Indikatorgruppen wurden die Vögel (Aves), Tagfalter (Lepidoptera), Heuschrecken (Ensifera und Caelifera) und Laufkäfer (Coleoptera: Carabidae) ausgewählt, um den Einfluss von fünf unterschiedlichen Nutzungstypen (Intensivgrünland, Feuchtgrünland, Sommermahd, Wintermahd, Brache) auf die Fauna der Niedermoore zu ermitteln. Die Effektivität von Renaturierungsmaßnahmen wurde anhand der Laufkäfer und Gefäßpflanzen untersucht, auf entwässerten (Intensivgrünland), wiedervernässten (einst stark entwässertes Intensivgrünland) und naturnahen (relativ naturbelassen) Niedermoorstandorten. Zusätzlich wurden bei allen Untersuchungen verschiedene Umweltparameter erfasst, wie z.B. Wasserstand, Vegetationsstruktur und Torfdegradation. Noch vor der eigentlichen Datenaufnahme, wurde ein naturschutzfachliches Bewertungssystem entwickelt, welches auf der Häufigkeit, der Gefährdung und der Verantwortlichkeit Deutschlands für den Schutz einer Art basiert. Durch dieses Bewertungssystem lassen sich jedem Standort, je nach Artengruppe, spezifische Naturschutzwerte zuweisen. Die untersuchten Nutzungstypen unterschieden sich signifikant in Wasserstand und Vegetationsstruktur, was entscheidenden Einfluss auf die Ausprägung der Artgemeinschaftsstrukturen hatte. Die untersuchten Taxa reagierten sehr unterschiedlich auf die verschiedenen Nutzungstypen. Die Sommermahdflächen, welche durch relativ hohe Wasserstände gekennzeichnet waren, hatten einen besonders hohen naturschutzfachlichen Wert für die Vögel, während sich das Intensivgrünland aufgrund der Frühjahrsmahd und niedriger Wasserstände als ungeeignet für die niedermoortypische Avifauna erwies. Hingegen wurden für die Tagfalter und Heuschrecken die höchsten Artzahlen und Naturschutzwerte im Feuchtgrünland nachgewiesen, welches durch mittlere Mahdfrequenzen und Wasserstände charakterisiert war. Die Wintermahdflächen zeigten zum einen die niedrigsten Artzahlen und Naturschutzwerte für die Tagfalter und Heuschrecken, zum anderen aber auch den höchsten Naturschutzwert für die Laufkäfer. Auf den Brachflächen konnten besonders viele Individuen der vom Aussterben bedrohten Laufkäferarten Carabus menetriesi und Limodromus krynickii nachgewiesen werden. Diese Ergebnisse zeigen deutlich, dass nur ein Mosaik unterschiedlicher Nutzungstypen mit ausreichend hohen Wasserständen, die gesamte Niedermoorfauna erhalten kann. Auch entwässerte, wiedervernässte und naturnahe Niedermoore zeigten deutliche Unterschiede bezüglich der Umweltparameter. In der Folge waren diese drei Niedermoortypen auch durch eigenständige Gefäßpflanzen- und Laufkäfergemeinschaften gekennzeichnet. Besonders der Wasserstand und der Zustand des Torfkörpers hatten einen Einfluss auf die Formierung der niedermoortypspezifischen Artgemeinschaftsstrukturen. Artzahl und Naturschutzwert der Gefäßpflanzen waren auf naturnahen Niedermooren am höchsten, während auf entwässerten sowie wiedervernässten Niedermooren nur sehr geringe Artzahlen und Naturschutzwerte für die Gefäßpflanzen ermittelt werden konnten. Hingegen waren für die Laufkäfer, die Artzahl und die Anzahl stenotoper Niedermoorarten auf den wiedervernässten Flächen am höchsten. Auch der Naturschutzwert der Laufkäfer war auf den wiedervernässten Niedermooren deutlich höher als auf entwässerten Standorten, erreichte aber nicht den besonders hohen Naturschutzwert naturnaher Niedermoore. Folglich können Wiedervernässungen zwar zu einer deutlichen naturschutzfachlichen Aufwertung entwässerter Niedermoore führen. Jedoch sind Wiedervernässungsmaßnahmen alleine nicht geeignet, um Artgemeinschaften naturnaher Niedermoore zu reetablieren. Entsprechend hoch ist die Bedeutung des Schutzes noch bestehender naturnaher Niedermoore. Zudem zeigen die sehr unterschiedlichen Reaktionen der einzelnen Taxa auf die jeweiligen Management- und Renaturierungsmaßnahmen, wie wichtig die Berücksichtigung mehrerer Artengruppen bei naturschutzfachlichen Bewertungen von Management- und Renaturierungsmaßnahmen ist.
Das Pankreaskarzinom ist eine Erkrankung, welche durch ein aggressives Wachstum und Metastasierungsverhalten, eine späte klinische Manifestation und eine hohe Mortalität der Patienten gekennzeichnet ist. In den letzten Jahren rückte der Einfluss des Tumormikromilieus auf die Wachstumseigenschaften des Pankreaskarzinoms zunehmend in den Fokus der Forschung. Hierbei scheinen nicht nur die zellulären Bestandteile eine Rolle zu spielen, sondern auch Wachstumsfaktoren, die zu einer Modulation von Wachstums- und Metastasierungsbedingungen beitragen. Die lokale und systemische Bedeutung von TGF-beta 1 als Wachstumsfaktor für das Pankreaskarzinom scheint dabei ambivalent zu sein. In Abhängigkeit von der Tumorentität, seiner Konzentration und der Verteilung über einen bestimmten Zeitraum scheint er teilweise gegensätzliche Funktionen zu übernehmen. Zu evaluieren galt es, ob Stresshormone einen Einfluss auf die TGF-beta 1 Sekretion im Pankreaskarzinom ausüben. In vitro konnten wir in Versuchen mit Stresshormonen zeigen, dass die murine Pankreaszelllinie 6606-PDA sowohl unter dem α-Agonisten Norepinephrin, als auch unter dem beta-Agonisten Isoproterenol mit einer Steigerung der TGF-beta 1 Sekretion in einem zeit- und konzentrationsabhängigen Kotext reagiert. Dieser Effekt wurde nicht durch eine signifikant gesteigerte Proliferation verursacht. In vivo konnte dieser Effekt ebenfalls nachgewiesen werden, dahingehend, dass TGF-beta auch in den Tumoren der chronisch gestressten Versuchstiere, sowohl intrazellulär, als auch zytosolisch, erhöht war. Im Gegensatz hierzu waren die TGF-beta 1 Serumkonzentrationen der Versuchstiere unter Stressbedingungen tendenziell erniedrigt. In der Vergangenheit konnte bereits gezeigt werden, dass Mäuse unter Stressbedingungen größere Pankreastumore ausbilden. Ob die Größe der Tumoren unter Stressbedingungen mit der lokal gesteigerten TGF-β Sekretion direkt korreliert, sollte in zukünftigen Arbeiten untersucht werden. Desweiteren sollte in weiteren Arbeiten eine genaue Unterscheidung bezüglich der Steigerung der einzelnen Isoformen bzw. deren inaktiven Vorstufen unter Stressbedingungen getroffen werden. Insgesamt sind weitere Untersuchungen notwendig um das Interaktionspotential von Stresshormonen mit anderen Wachstumsfaktoren, Signalkaskaden und zelluläre Komponenten in Bezug auf die TGF-beta bzw- TGF-beta 1 Sekretion Pankreaskarzinoms näher zu verstehen. Bei Kenntnis der zugrundeliegenden molekularbiologioschen Vorgänge und Interaktionen innerhalb des Tumomikromilieus und deren Auswirkungen auf die Tumorbiologie des Pankreaskarzinoms ließe sich dessen Wachstumsverhalten gezielt beeinflussen. Somit wäre eine gezielte Therapie des Pankreaskarzinoms möglich, welche das Patientenüberleben verbessern könnte.
Die erhobenen Daten der retrospektiven matched-pair-Analyse sprechen dafür, dass die Verwendung von niedrig dosiertem Alemtuzumab (10/20 mg) eine mögliche Alternative zum Einsatz von ATG vor unverwandter Transplantation bzw. zur antikörperfreien Konditionierung vor familiärer Transplantation ist. Es zeigte sich keine Unterlegenheit bei der Manifestation einer chronischen GvHD, Alemtuzumab hatte weniger akute Toxizität als ATG, die Gruppe der mit Alemtuzumab behandelten Patienten im Vergleich zur ATG-Gruppe hatten einen verminderten Bedarf an Blutprodukten (sowohl für Erythrozyten- als auch besonders ausgeprägt für Thrombozytenkonzentrate).
Destination Image, Tourist Satisfaction and Destination Loyalty: A Case Study of Hue, Vietnam
(2016)
Several studies have confirmed the interrelationship among destination image, tourist satisfaction and destination loyalty, in which destination image and tourist satisfaction are believed to have great influences on the destination loyalty of tourists. Located in the central region of Vietnam, Hue holds great potential for tourism development and this destination has also obtained numerous significant tourism achievements over recent years.Nevertheless, there are still a lot of issues needed to be addressed by the destination managers in order to make Hue gain a better position and higher level of destination loyalty in the tourism market, in which successfully communicating an attractive destination image to the tourists and improving their satisfaction are the most important tasks. In fact, there exist very few researches concerning destination image, tourist satisfaction or even destination loyalty which have been done in Hue. Moreover, most of these studies are in very small scale and they only examine either the destination image or the tourist satisfaction or the destination loyalty independently. This paper, therefore, aims to deliver the first and comprehensive theoretical and empirical analysis of destination image, tourist satisfaction and destination loyalty as well as the causal relationship among them in the context of Hue. In this study, a destination loyalty research model was proposed and hypotheses were derived. The empirical data base on two tourist surveys with a total number of 2042 questionnaires collected in Hue in 2013 and 2014. In addition, ten experts were interviewed in different periods during the study. The results find that the tourists’ perceptions on the destination image of Hue are quite positive and the positive level is higher for those who completely have no earlier experience in Hue. It is also discovered that the destination is offering tourists with a pretty satisfactory experience, not as high as their initial expectations, but acceptable with positive ratings received from the tourists. However, if the destination is able to better communicate a positive image to tourists and improves the quality of its offers and services, the tourists’ satisfaction will be increased and thus the destination loyalty will also be enhanced. This finding supports the proposed destination loyalty model: (1) destination image directly influences attribute-satisfaction; (2) destination image and attribute-satisfaction are both direct influences of overall-satisfaction; and (3) overall-satisfaction in turn has a direct and positive impact on destination loyalty. The findings also confirm that attribute-satisfaction and destination image are also the direct influences of destination loyalty. Furthermore, the results add to the proposed loyalty model a new relationship: Destination image is influenced strongly by tourist overall-satisfaction and attribute-satisfaction. The outcomes of this research are expected to be used as a valuable reference for the local policy-makers, governmental agencies, tourism companies and other relevant stakeholders. Also, important theoretical and managerial implications are drawn based on the study findings and the recommendations for future researchers are made from the limitations and scopes of the study.
Background: Pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) is the 4th leading cause of cancer death worldwide and compared to other malignancies its share in cancer mortality is expected to rise further. This is due to a lack of sensitive diagnostic tools that would permit earlier detection in a potentially curable stage and the very slow progress in finding effective drug treatments for pancreatic cancer. Key Messages: Aside from genetic predispositions and environmental agents, chronic pancreatitis is by far the greatest risk factor for PDAC. It also shares several etiological factors with pancreatic cancer and represents its most challenging differential diagnosis. Biomarkers that can distinguish between chronic pancreatitis and PDAC may therefore be suitable for the latter's early detection. Moreover, targeting the natural history of chronic pancreatitis would be one approach to prevent PDAC. Targeting tumor-cell signaling directly by interfering with receptor tyrosine kinases has shown some efficacy, although the results in clinical trials were less encouraging than for other cancers. Other compounds developed have targeted the formation of extracellular matrix around the tumor, the proteolytic activity in the tumor environment, histone deacetylases, hedgehog signaling and heat shock proteins, but none has yet found its way into routine patient care. Attempts to individualize treatment according to the tumor's somatic mutation profile are novel but so far impractical. Conclusions: Progress in the treatment of pancreatic cancer has been exceedingly slow and mostly dependent on improved pharmaceutical preparations or combinations of established chemotherapeutic agents. The promise of major breakthroughs implied in targeting tumor signal transduction events has so far not materialized.
Der epitheliale Natriumkanal ist an einer Vielzahl von physiologischen Prozessen beteiligt. In den Sammelrohrepithelzellen der Niere trägt er im Wesentlichen zur Na+- und Wasserreabsorption bei. In den glatten Gefäßmuskelzellen kann er als Mechanosensor die mechanischen Gefäßwandeigenschaften beeinflussen. Die Expression und Aktivität des ENaC werden durch das Mineralokortikoid Aldosteron moduliert. Eine Blockade der ENaC-Funktionalität ist über das Diuretikum Amilorid möglich. Inwieweit der ENaC zur Entwicklung renovaskulärer Veränderungen als Bestandteil der Pa-thogenese einer vom Renin-Angiotensin-Aldosteron-System (RAAS)-abhängigen Hypertonieform beiträgt, ist Gegenstand dieser Arbeit. Mit Hilfe von in vitro- und in vivo-Experimenten an proximalen Widerstandsgefäßen haben wir die Funktion proximaler Widerstandsgefäße nach der Induktion einer experimentellen arteriellen Hypertonie untersucht. Dazu verwendeten wir ein transgeninduziertes Rattenmo-dell (Cyp1a1ren-2), das sich durch ein überaktives RAAS auszeichnet. Die Untersuchungen ergaben, dass sich die Compliance der Widerstandsarterien von trans-geninduzierten Ratten zu denen der normotensiven Kontrollen bzw. von Amilorid-behandelten transgenen Tieren nicht signifikant unterscheidet. Auch im Hinblick auf die α1-adrenerge Vasokonstriktion mit dem Rezeptoragonisten Phenylephrin ergaben sich in vitro und in vivo ähnliche Gefäßantworten zwischen den vergleichenden Gruppen. Im Rahmen der Acetylcholin-induzierten, endothelabhängigen Vasodilatation sahen wir bei Cyp1a1ren-2-Ratten nach Transgeninduktion und auch unter Amilorid-Einfluss keine signifikanten Veränderungen der Gefäßeigenschaften. Im Gegensatz dazu ließ sich eine Desensibilisierung auf Angiotensin II und ein reduzierter Gefäßwiderstand nach Transgeninduktion im Vergleich zur Kontrolle bzw. zu transgeninduzierten Cyp1a1ren-2-Tieren nach Amilorid-Gabe abbilden. Durch die Behandlung mit dem ENaC-Inhibitor Amilorid konnte bei transgeninduzierten Ratten der Blutdruck effizient gesenkt werden. Hierbei scheint die gesteigerte Elektrolytausscheidung über das renale Sammelrohr der entscheidene Faktor zu sein. Zusammengefasst zeigen unsere Ergebnisse, dass nicht ENaC-abhängige Veränderungen der Funktion von Widerstandsgefäßen, sondern ENaC-abhängige Prozesse der renalen Natrium-Reabsorption an der Entwicklung einer arteriellen Hypertonie bei hypertensiven Cyp1a1ren-2-transgenen Ratten beteiligt sind.
Das Multidrug Resistance Protein 4 (MRP4/ABCC4) ist als Mitglied der ABC-Transporterfamilie nicht nur an dem Transport zahlreicher Pharmaka, wie beispielsweise antiviraler und zytostatischer Substanzen, sondern auch an Signaltransduktionsprozessen, z.B. dem Transport von Eicosanoiden und zyklischen Nukleotiden beteiligt. MRP4 weist außerdem innerhalb der ABCC-Gruppe ein einmaliges Expression-, Lokalisations- und Substratspektrum auf. MRP4 wurde neben Prostata, Niere, Gehirn und Leber auch in Blutplättchen nachgewiesen und kann zelltypabhängig sowohl apikal oder basolateral als auch intrazellulär lokalisiert sein. Insbesondere das Vorkommen in den δ-Granula der Thrombozyten ist bemerkenswert, da die Speicherung und Freisetzung von Überträgersubstanzen wie ADP auf die Thrombozytenfunktion entscheidenden Einfluss haben. Änderungen der zelltypischen MRP4-Lokalisation, die beispielsweise bei Patienten mit δ-storage pool Defekt beobachtet wurden, können zu einem Verlust der spezifischen Transporterfunktion führen. Das Ziel dieser Arbeit war es, das Transportprotein Multidrug resistance protein 4 in Bezug auf Protein-Protein-Wechselwirkungen genauer zu untersuchen. Da die Lokalisation von Membranproteinen u.a. durch die Wechselwirkung mit Proteinen gesteuert wird, stand die Identifikation möglicher Interaktionspartner von MRP4 mit Hilfe von Bindungs- und Kolokalisationsstudien im Vordergrund dieser Arbeit. Es schien sehr wahrscheinlich, dass Adaptormoleküle über eine Wechselwirkung mit MRP4 an dessen trafficking innerhalb der Zellen beteiligt sind und damit Einfluss auf dessen Lokalisation und konsekutiv auch auf die Funktion nehmen. Als mögliche Motive zur Vermittlung solcher Proteinbindungen liegen im MRP4-Molekül ein PDZ-Motiv sowie eine mögliche Bindungsstelle für Adaptorprotein (AP)-Komplexe vor. Zur Ermittlung solcher potentiellen Partner wurde eine Affinitätschromatographie durchgeführt. Dafür erfolgte die Kopplung eines Peptids, welches der C-terminalen Sequenz von MRP4 mit dem PDZ-Bindemotiv entsprach, an eine Sepharosematrix und eine anschließende Inkubation mit Thrombozytenlysat. Mittels Western Blot-Verfahren und Flüssigkeitschromatographie-Massenspektrometrie konnten im gewonnenen Eluat das ERM-bindende Phosphoprotein 50 (EBP50/NHERF1), Moesin, sowie das Post synaptic density protein 95 (PSD95) und das Hitzeschockprotein Hsp90 als mögliche Bindungspartner identifiziert werden. Während eine Wechselwirkung von MRP4 mit EBP50 über seine PDZ-Domäne bereits postuliert worden war, konnten insbesondere PSD95 und Hsp90 erstmalig als mögliche Interaktionspartner von MRP4 ermittelt werden. Da PSD95 bisher vorwiegend in neuronalen Zellen beschrieben wurde, wurde das Vorkommen dieses Proteins in Thrombozyten und der megakaryoblastischen Leukämiezelllinie M-07e auf RNA-Ebene untersucht und nachgewiesen. Damit konnte erstmals die Expression dieses scaffolding Proteins in Zellen der myeloischen Reihe gezeigt werden. Im Anschluss daran wurden Kofärbungen von MRP4 und den identifizierten Bindungspartnern durchgeführt. Die indirekte Immunfluoreszenzmikroskopie lieferte das Ergebnis einer zumindest partiellen Kolokalisation des Transporters mit Hsp90 – in Thrombozyten und M-07e-Zellen in intrazellulären Strukturen, in den Nierenepithelzellen LLC-PK1 und MDCKII in der Plasmamembran. Auch eine Kolokalisation von MRP4 mit PSD95 konnte in M-07e-Zellen und Thrombozyten beobachtet werden. Untersuchungen mit dem Hsp90-Hemmstoff Radicicol ergaben des Weiteren zum einen eine sichtbare Verringerung der MRP4-Expression im Western Blot nach der Inkubation, zum anderen auch eine Änderung der Lokalisation von Hsp90 und MRP4 in den verwendeten Nierenzelllinien nach intrazellulär. Ferner konnten funktionelle Transportversuche unter Verwendung von inside-out Thrombozytenmembranvesikeln einen Abfall der Aufnahme des radioaktiv markierten MRP4-Substrats cGMP in die Vesikel nach Behandlung mit Radicicol zeigen. Um den Einfluss von PSD95 auf die MRP4-Lokalisation zu untersuchen, wurde ein spezifischer knock-down von PSD95 mittels siRNA in M-07e-Zellen durchgeführt. Im Anschluss ergab sich in der Immunfluoreszenzmikroskopie eine deutliche Zunahme der MRP4-Lokalisation in der Plasmamembran. Zusammenfassend konnten im Rahmen dieser Arbeit EBP50, Moesin, PSD95 und Hsp90 als mögliche Bindungspartner von MRP4 in Thrombozyten identifiziert werden. Es ist denkbar, dass Hsp90 als Hitzeschockprotein möglicherweise zu der Prozessierung und Stabilisierung von MRP4 beiträgt. Die Interaktion mit PSD95 hingegen scheint die Internalisierung des Transportproteins zu begünstigen. Die gewonnenen Ergebnisse deuten darauf hin, dass Protein-Protein-Interaktionen die Lokalisation und Funktion von MRP4 entscheidend beeinflussen.
In dem verwendeten Pankreasinseltransplantationsmodel wirkt ein lokaler Hyperinsulinismus bei gleichzeitig bestehender diabetischer Stoffwechsellage kanzerogen. Die transplantierten Pankreasinseln gelangen über die Pfortader in die Portalvenen der Portalfelder und erzeugen hier den Hyperinsulinismus im Abstromgebiet der Transplantate von Azinuszone 1 zu Azinuszone 3. Dieser führt nach einiger Zeit zu hepatozellulären Präneoplasien und später zu hepatozellulären Adenomen und Karzinomen. Zu dieser Entwicklung führt eine Überexpression von TGF-alpha, welche wiederum den EGFR stimuliert. Dessen Folge ist eine Proliferationsaktivierung der Hepatozyten. Eine selektive Blockierung des EGFR wäre ein möglicher Therapieansatz. Um zu untersuchen, welche Effekte diese Blockade auf die Progression im hormonellen Modell der Ratte zeigt, erfolgte die orale Applikation des intrazellulären Tyrosinkinaseinhibitors Gefitinib über 2 Wochen (20 mg/kg Körpergewicht) bzw. 3 Monate (10 mg/kg Körpergewicht) vor den Tötungszeitpunkten, welche 3 Wochen bzw. 6 Monate lebten, jeweils bei transplantierten und nicht transplantierten Tieren. Gefitinib blockiert die intrazelluläre Tyrosinkinase des EGFR, führt somit zu einer Unterbrechung der Signalkaskade der über TGF-alpha vermittelten Proliferationsaktivierung und induziert Apoptose sowie Zellzyklusarrest. Es sollte untersucht werden, inwieweit sich die Proliferationsrate in veränderten Leberherden durch die Gefitinibgabe beeinflussen lässt. Die Proliferationsaktivität der Herde und des extrafokalen Lebergewebes wurden mittels des BrdU-Labeling-Index nach intravitaler BrdU-Applikation und die Expressionsmuster von EGFR und TGF-alpha immunhistochemisch ermittelt. In allen Hauptgruppen entwickelten sich präneoplastische Herde nach Transplantation. Im Kurzzeit- wie auch im Mittellangzeitexperiment ließ sich nach intraportaler Pankreasinseltransplantation durch 2-wöchige höher-dosierte Gefitinibgabe eine Reduktion der Proliferationsaktivität in den präneoplastischen Herden erreichen. Die längere niedriger-dosierte Gefitinibgabe über 3 Monate führte im Mittellangzeitexperiment nicht zu einer Reduktion der Proliferationsaktivität in den Herden. Gefitinib kann also in frühen Stadien der Hepatokarzinogenese die Initiation auf Ebene der präneoplastischen Herde hemmen. Dabei spielt der Signalweg des EGFR und seines Liganden TGF-alpha eine wichtige Rolle.
Die disseminierte intravasale Gerinnung (DIG) ist eine häufige Komplikation einer schweren Sepsis mit nach wie vor oftmals letalen Folgen. Sie stellt eine anfänglich hyperkoagulatorische Gerinnungsstörung im Mikrogefäßsystem dar, welche, geprägt durch den exzessiven Verbrauch von Gerinnungsfaktoren, zu einer systemischen Blutungsneigung im Organismus führt. Deren Therapie wiederum ist aufgrund der simultanen Gefahr von Thrombosierung und Blutung äußerst komplex. Es sind zahlreiche selbstverstärkende Interaktionen zwischen Inflammation und Gerinnung bekannt, weshalb Untersuchungen zur medikamentösen Intervention im Gerinnungssystem sowohl unter prophylaktischen wie auch therapeutischen Aspekten besonders interessant und notwendig erscheinen. Insbesondere der Faktor Xa-Hemmer Rivaroxaban und der Thrombozytenaggregationshemmer Clopidogrel werden in der modernen Medizin zunehmend angewandt und von einer großen Anzahl an Patienten täglich zur Verhütung thrombembolischer Ereignisse eingenommen. Vor diesem Hintergrund haben wir unter Anwendung dieser beiden Wirkstoffe untersucht, ob die jeweils selektive Blockade des plasmatischen bzw. zellulären Schenkels des Gerinnungssystems einen möglichen präventiven Effekt auf die septische Koagulopathie, respektive die Sepsis-getriggerte DIG, ausüben kann. Um die qualitative Wirksamkeit der Medikamente in vivo unter wissenschaftlichen Kautelen zu prüfen, wurde zunächst die iatrogen ausgelöste Colon Ascendens Stent Peritonitis (CASP) als bereits etabliertes Modell der schweren Sepsis angewendet und anhand der vier Kriterien der Internationalen Gesellschaft für Thrombose und Hämostase (ISTH) auf die Entwicklung einer DIG überprüft. 20 Stunden nach Sepsisinduktion trat bei den Versuchsmäusen eine signifikante Thrombozytopenie ein, verbunden mit einem D-Dimer-Anstieg sowie einem rotationsthrombelastometrisch gemessenen, systemisch-hypokoagulatorischen Zustand. Ein, entgegen den ISTH-Vorgaben, detektierbarer Fibrinogenanstieg ist mit hoher Wahrscheinlichkeit einer starken Akut-Phase-Reaktion in der murinen Sepsis geschuldet. Zum weiteren Verständnis der Gerinnungssituation in der CASP wurden Rolle und Funktionalität der Thrombozyten und deren Regeneration durch das Hormon Thrombopoietin näher beleuchtet. Mittels eines Aktivierungsassays konnten wir konstatieren, dass murine Thrombozyten in der Sepsis generell schwächer auf agonistische Reize reagierten, sich das Zellalter jedoch nicht auf deren Reagibilität auswirkte. Die prophylaktische Gabe von Rivaroxaban und Clopidogrel führte in den septischen Mäusen zu einer weniger starken Thrombozytopenie und zu geringeren Thrombozytenagglomeraten in den Lebern. Unter Clopidogrelprophylaxe zeigten sich auch weitere signifikant mildernde Effekte auf den D-Dimer-Spiegel und den Fibrinogenanstieg. Jedoch konnten der globale hypokoagulatorische Gerinnungszustand, ebenso wie die Serumaminotransferasen als Marker des Leberversagens unter beiden Medikamenten nicht auf signifikante Weise verändert werden. Allerdings manifestierte sich insbesondere unter Thrombozytenaggregationshemmung eine deutlich abgeschwächte proinflammatorische Reaktion in der CASP. Zusammenfassend ergab sich in der CASP bei Blockade des Faktors Xa ein geringer prophylaktischer Effekt durch Rivaroxaban, wohingegen sich die Thrombozytenaggregationshemmung unter Clopidogrel mit einer signifikant gedämpften septischen Inflammation und Koagulopathie und einem deutlich günstigerem Gesamtbild äußerte.
Die Physiologie des Magens mit den unterschiedlichen Gegebenheiten im proximalen und distalen Magen stellt einen relevanten Einflussfaktor auf die Pharmakokinetik von oral applizierten Wirkstoffen dar. Innerhalb der peroralen Pharmakotherapie nimmt die Sondenapplikation von Arzneimitteln dabei eine Sonderrolle ein, da je nach Lokalisation des Sondenendes die Applikation tendenziell eher in proximale oder distale Anteile des Magens erfolgt. Ziel dieser Arbeit war die Untersuchung der Pharmakokinetik bei Sondenapplikation hinsichtlich der Variablen Sondenlage‚ Nahrungsaufnahme und Nüchternmotilität. Hierzu wurde in einer kontrollierten, randomisierten, drei-armigen Cross-Over-Studie an zwölf gesunden, männlichen Probanden 540 mg einer Paracetamol-Suspension über einen Zeitraum von sechs Stunden jeweils in den distalen und proximalen Magen infundiert. Unsere Ergebnisse konnten zeigen, dass die Bedingungen „proximale Applikation“ und „Nahrungsaufnahme“ die Wahrscheinlichkeit einer Retention im proximalen Magen erhöht. Merkmale hierfür waren größere Abweichungen der Invasionskinetik von der Applikationsrate im Sinne einer verspäteten Anflutung, vermehrt Schwankungen der Invasionsrate und mehr Nachflutungen in der Eliminationsphase. Umgekehrt ging die distale Applikation mit einer größeren Kontinuität der Invasion einher. Hinsichtlich der Invasionskinetik häuften sich bei Nahrungskarenz und proximaler Sondenlage Merkmale, die für einen Einfluss der interdigestiven Motilität auf die Pharmakokinetik sprechen. Limitiert wurde die Aussagekraft zum Einfluss der Nüchternmotilität durch das Fehlen einer simultanen Aufzeichnung der Motilität, zum Beispiel mittels elektrischer Impedanzmessung. Die angewandte Methodik mit kontinuierlicher Infusion der Prüfsubstanz, regelmäßigen Messungen der Serumkonzentration und Berechnung der Invasionskinetik mittels schneller Fouriertransformation erwies sich zur Untersuchung der Fragestellung als gut geeignet und kann als Grundlage zukünftiger Forschungen dienen.
Der Nukleäre Rezeptor SHP1 ist ein zentrales Stellglied zahlreicher biologischer Prozesse. So reguliert SHP1 über direkte Protein-Protein-Interaktion mit Nukleären Rezeptoren Stoffwechselwege, wie den Gallensäure-, Cholesterin- und Lipidmetabolismus sowie die Glucosehomöostase und den Arzneimittelstoffwechsel. Erweiternd konnte kürzlich ein tumorsupprimierender Effekt des SHP1 gezeigt werden. So wurde die Entwicklung eines Hepatozellulären Karzinoms im Mausmodell in Abwesenheit des SHP1 beschrieben. Es ist bekannt, dass SHP1 nicht nur in hepatischem Gewebe, sondern auch in Lunge, Herz, Milz, Dünndarm, Pankreas, Niere, Nebenniere und Hirn exprimiert ist. In einer orientierenden Expressionsanalyse konnten wir eine verminderte SHP1 Expression in Tumorentitäten der Organe Niere, Lunge und Magen zeigen. Diese Ergebnisse konnten in den Proben einer Kohorte von an einem klarzelligen Nierenzellkarzinom erkrankten Patienten verifiziert werden. Es zeigte sich eine signifikant verminderte SHP1 Expression im klarzelligen Nierenzellkarzinom (RCC) im Vergleich zu Nierengewebe. Nachfolgend konnten wir mittels adenoviral vermittelter Überexpression des SHP1 in einem Zellmodell des RCC einen antiproliferativen Effekt des SHP1 im RCC zeigen. Bisher wurde die Vermittlung dieser antiproliferativen Komponente über eine Hemmung des CyclinD1 durch SHP1 vermutet. Zwar konnten wir im Einklang hiermit eine verminderte CyclinD1 Expression im RCC gegenüber Niere detektieren, nach Überexpression des SHP1 zeigte sich jedoch keine Suppression des CyclinD1, so dass davon auszugehen ist, dass die antiproliferative Wirkung des SHP1 im RCC über andere Zielstrukturen vermittelt wird. Da sich das RCC durch eine hohe Chemotherapieresistenz auszeichnet und SHP1 in den Arzneimittelstoffwechsel involviert ist, untersuchten wir den Einfluss des SHP1 auf die Chemosensitivität des RCC. Hier konnten wir zunächst keinen Einfluss des SHP1 auf die Viabilität des zellulären Modells des RCC durch die Substanzen Vinblastin, Temsirolimus und Sunitinib zeigen. Dennoch ist ein Einfluss des SHP1 auf die Proliferationshemmung durch diese Substanzen nicht auszuschließen. Abschließend untersuchten wir Ursachen für die verminderte SHP1 Expression im RCC. Hier zeigte sich, dass sowohl eine verminderte Expression von Aktivatoren des SHP1 als auch genetischen Varianten in der Promotorregion des SHP1 zunächst nicht ursächlich für die Minderexpression im RCC zu sein scheinen. Zusammenfassend konnten wir den Nukleären Rezeptor SHP1 als Tumorsuppressorgen des klarzelligen Nierenzellkarzinoms, dessen Pathogenese nach dem heutigen Wissensstand nicht geklärt ist, identifizieren. Basierend auf der antiproliferativen Wirkung könnte der SHP1 zukünftig ein Zielmolekül einer pharmakologischen Therapie des RCC darstellen.
Bei individueller Tumorprogression und Kastrationsresistenz des Prostatakarzinoms (PCa) sind der Wachstumsfaktor „Transforming growth factor-beta“ (TGF-beta), die TGF-beta-Rezeptoruntereinheiten 1 & 2 (TGF-betaR1 & TGF-betaR2) und die Homologe der Proteine SMA und MAD (Smad-Proteine) wesentliche molekulare Schalter. Ihrem Wirken werden sowohl pro- als auch antionkogene Eigenschaften zugeschrieben. Leitliniengerecht kommen beim kastrationsresistenten PCa u.a. das antiandrogene Therapeutikum Abirateron sowie die Zytostatika Cabazitaxel und Docetaxel zum Einsatz. Ein Versagen der Wirkstoffe in diesem Stadium reduziert die Überlebenswahrscheinlichkeit des Patienten drastisch. Einen möglichen Anhaltspunkt für ein Versagen der Chemotherapie liefert die vorliegende Arbeit.Untersucht wurde, inwiefern eine Inkubation mit o.g. Wirkstoffen Einfluss auf TGF-beta und Smad-Signalkaskade, und somit auf Proliferation und Progression beim kastrationsresistenten Prostatakarzinom einnimmt.
Theoretischer Hintergrund Panikattacken (PA) sind ein in der Bevölkerung häufig auftretendes Phänomen, wie repräsentative epidemiologische Studien zeigen: Bis zu 20% der Personen erleben mindestens einmal im Leben einen Angstanfall oder eine Panikattacke; davon erfüllen aber nicht alle die geforderten Symptomkriterien einer klinisch relevanten »vollständigen Panikattacke«. Ein Teil der betroffenen Personen (ca. 2 – 4 %) erlebt weitere Panikattacken und erfüllt zudem die weiteren Diagnosekriterien einer Panikstörung. Lerntheoretische Modelle sehen eine besonders intensive, sogenannte initiale Panikattacke (iPA) als entscheidendes konditionierendes Ereignis für die Entwicklung einer Panikstörung. Dabei wird angenommen, dass neben der symptomatischen Schwere der Panikattacke weitere Faktoren die Krankheitsentwicklung beeinflussen. Relevant scheinen in dem vermuteten multifaktoriellen ätiologischen Geschehen u. a. sowohl Belastungen durch kritische Lebensereignisse als auch in zeitlicher Nähe zur iPA vorliegende psychische Erkrankungen zu sein. Eine weitere wichtige Rolle scheinen Charakteristika der iPA selbst sowie die Verarbeitung der Attacke und die Reaktion auf sie zu spielen. Die vorliegende Arbeit dient der vergleichenden Untersuchung initialer Panikattacken in einer bevölkerungsbasierten und in einer klinischen Stichprobe. Sie zielt auf die Identifizierung und Differenzierung möglicher, die Entwicklung einer Panikstörung begleitender Faktoren ab. Methode Die vorliegende Untersuchung basiert auf zwei Stichproben. Befragungsdaten der Study of Health in Pomerania – Life-Events and Gene-Environment Interaction in Depression (SHIPLEGENDE) bilden die Grundlage der bevölkerungsbasierten Stichprobe (N = 2400). Die Daten der klinischen Stichprobe (N = 234) wurden einerseits der Studie Mechanism of Action in CBT (MAC) entnommen; andererseits stammen sie von Patienten des ZPP des Instituts für Psychologie an der Universität Greifswald. Für die Untersuchung wurden übereinstimmende Erhebungsinstrumente und Auswertungsmethoden verwendet. Die iPA wurde mit dem neu entwickelten Interview zur Erfassung der initialen Panikattacke (iPA-Interview) erhoben. Psychische Störungen wurden strukturiert mittels der computergestützten Version des Münchener Composite International Diagnostic Interview (M-CIDI) erfasst. Die Stralsunder Ereignisliste (SEL) diente zur strukturierten Erhebung kritischer Lebensereignisse. Ergebnisse Rund 16 % der Befragten gaben an, mindestens einmal im Leben anfallartige Ängste erlebt zu haben. Knapp die Hälfte dieser Personen (7.6% aller Befragten) erlebte vollständige PA. Von diesen erfüllten ca. 46% die Kriterien einer Panikstörung (PD), ca. 18.4% im Zusammenhang mit einer komorbiden Agoraphobie. Initiale Panikattacken am Beginn einer Panikstörung waren nicht nur symptomatisch schwerer, sondern auch häufiger von einem Gefühl der Hilflosigkeit und Todesangst begleitet – insbesondere, wenn sie außerhalb des eigenen Zuhauses au traten. Sie verunsicherten anhaltend, initiierten als Bewältigungsversuche Selbstbeobachtung, häufige Arztbesuche und – sofern eine komorbide Agoraphobie vorlag – die Vermeidung von Situationen. Bereits im Vorfeld, aber auch nach der iPA, zeigte sich in beiden Stichproben eine erhöhte Komorbiditätsrate – vor allem bei Personen, die die Kriterien von PD und Agoraphobie erfüllten. Kritische Lebensereignisse traten häufiger im Vorfeld der Entwicklung von PD auf. Anhaltend belastende Lebensbedingungen schienen die Entwicklung einer komorbiden Agoraphobie zu begünstigen. Schlussfolgerungen Auf der Basis der vergleichenden Untersuchung einer bevölkerungsbasierten und einer klinischen Stichprobe unter Verwendung einer übereinstimmenden Methodik konnte bestätigt werden, dass initiale Panikattacken ausschlaggebende Ereignisse in der Entwicklung von PD darstellen, was im Einklang mit lerntheoretischen Modellen der PD steht. Zudem konnte gezeigt werden, dass nicht nur die iPA an sich, sondern auch Faktoren im zeitlichen Umfeld der iPA Einfluss auf die Krankheitsentwicklung haben können. Die erhöhte Komorbiditätsrate bei Vorliegen sowohl isolierter PA als auch PD zeigt, dass Panik häufig im Umfeld weiterer psychischer Auffälligkeiten auftritt. Diese Erkenntnis sowie der Befund, dass besonders anhaltende Belastungen schweren Formen der Panik vorausgehen, könnte als Ansatzpunkt zur Prävention und (Früh-)Intervention genutzt werden. Die Befunde dieser Untersuchung dürfen aufgrund der Erhebung im Querschnitt nicht kausal interpretiert werden und müssen noch durch eine Erhebung im Längsschnitt bestätigt werden. Dennoch sprechen die Ergebnisse dieser Arbeit für ein multifaktorielles Bedingungsgefüge der Ätiologie der Panikstörung.
Die Rolle von Sequenzvarianten im Cathepsin L als Risikofaktoren der chronischen Pankreatitis
(2016)
Die chronische Pankreatitis ist meist eine wiederkehrende Entzündung der Bauchspeicheldrüse mit intrapankreatischer Aktivierung der Verdauungsenzyme. Mutationen im pankreatischen sekretorischen Trypsin Inhibitor (PSTI = SPINK1) finden sich häufig bei Patienten mit chronischer Pankreatitis. Die häufigste SPINK1 Mutation p.N34S ist aber auch bei 1-2 % der gesunden Normalbevölkerung nachweisbar. Experimentelle Daten belegen, dass das p.N34S mutierte Protein durch CTSL schneller degradiert wird. In dieser Arbeit wird untersucht, ob Mutationen im CTSL Gen das Risiko von p.N34S+ Individuen erhöhen, an einer Entzündung der Bauchspeicheldrüse zu erkranken. Hierfür werden mittels TaqMan-Analyse die Probanden der SHIP-Studie (SHIP-0 n=4308, im Weiteren Kontrollen) und Individuen mit chronischer ideopathischer Pankreatitis (n=2299, im Weiteren Patienten) für N34S-Mutation in SPINK1 genotypisiert. Hiernach wird bei den p.N34S+ Individuen das CTSL mittels bidirektionaler Sanger-Sequenzierung untersucht. Wir finden eine nichtsynonyme Mutation (c.5A>C, p.N2T), eine Mutation mit Verschiebung des Leserasters (c.98delA, p.K33fs) und einen SNP c.-461C>A (rs3118869), für den eine Modifikation der Expression in anderem Zusammenhang publiziert ist. Die p.N2T Mutation wird bei einem Patienten und zwei Kontrollen nachgewiesen, die Verschiebung des Leserasters nur bei einem Patienten. Der SNP kann bei 42 Patienten und 46 Kontrollen nachgewiesen werden. Für keine der gefundenen Varianten zeigt sich ein signifikanter Unterschied in der Verteilung. Auch in der Haplotypenanalyse kann kein signifikanter Verteilungsunterschied gezeigt werden. Ein Einfluss von CTSL Mutationen auf das Risiko an einer Pankreatitis zu erkranken, erscheint für Träger der p.N34S Mutation im SPINK1 Gen möglich, kann an dem untersuchten Kollektiv aber nicht bewiesen werden.
Einleitung
Das Nervenwurzel-Sedimentationszeichen (SedSign) ist ein neues radiologisches Zeichen in der Diagnostik zentraler lumbaler Spinalkanalstenosen (LSS). Aufgrund der überlegenen Ergebnisse operativ versorgter Patienten gegenüber konservativ Behandelten mit positivem SedSign, stellt das Zeichen ein Entscheidungskriterium zur Behandlung von LSS-Patienten dar. Diese Studie untersucht die mögliche Rückbildung eines positiven Zeichens nach einer Operation und die Korrelation zum klinischen Ergebnis.
Material und Methoden
Dreißig konsekutive LSS-Patienten mit einem positiven SedSign wurden prospektiv in die Studie eingeschlossen und operativ dekomprimiert. Präoperativ und drei Monate postoperativ wurden die funktionelle Einschränkung (Oswestry Disability Index; ODI), der Bein- und Rückenschmerz (Visuelle Analogskala; VAS), die Gehstrecke im Laufbandtest und das SedSign im lumbalen MRT erfasst. Ein früher Nachuntersuchungstermin wurde gewählt, um einen Einfluss der Operationstechnik oder der Erkrankung angrenzender Segmente auf das klinische Ergebnis auszuschließen.
Ergebnisse
Die Patienten (mittleres Alter 73 Jahre [IQR 65-79], 16 männlich) wiesen median präoperativ einen ODI von 66% [IQR 52-78], einen VAS von 8 [IQR 7-9] und eine Gehstrecke von 0m [IQR 0-100] auf. Zum Zeitpunkt der Nachuntersuchung zeigten 27 Patienten ein negatives Zeichen, verbunden mit einer medianen klinischen Verbesserung in ODI (21% [IQR 12-26]), VAS (2 [IQR 2-4]) und Gehstrecke (1000m [IQR 500-1000]). Ein insuffizient dekomprimierter Patient wies postoperativ neben persistierenden Schmerzen ein positives SedSign auf, das sich nach Revisionsoperation bis zur Nachuntersuchung zurückbildete. Drei Patienten zeigten aufgrund epiduraler Lipomatose (n=2) bzw. einer Duraverletzung mit Ausbildung einer duralen Zyste (n=1) ein positives Zeichen. Bei diesen drei Patienten betrug das klinische Outcome median 16% im ODI, 0 auf der VAS und 500m bei der Gehstrecke.
Diskussion
Nach Operation der betroffenen Segmente von Patienten mit LSS beobachteten wir eine Rückbildung des präoperativ positiven SedSigns verbunden mit einer Verbesserung der klinischen Parameter. Die unmittelbare Änderung des SedSigns beweist, dass eine mechanische Kompression ursächlich für die fehlende Sedimentation der Nervenwurzeln ist. Ein bestehendes positives Zeichen könnte das Resultat einer inkompletten Dekompression oder einer operativen Komplikation sein. Das SedSign kann bei Patienten mit epiduraler Lipomatose nicht angewendet werden.
Zusammenfassung
Die postoperative Rückbildung des SedSigns könnte bei LSS-Patienten zukünftig als Indikator für eine effektive Dekompression eingesetzt werden.
Die vorliegende Untersuchung hatte zum Ziel, die Verwendung der plastischen Füllungsmaterialien Amalgam und Komposit zur Restauration von Seitenzahnkavitäten in Deutschland zu dokumentieren und deren Qualität zu überprüfen. Darüber hinaus erfolgte eine Evaluation der Genauigkeit der Patientenschätzung anhand der anamnestischen Variablen „Alter der zu entfernenden Restauration“. Zu diesem Zweck wurden für den ersten Teil der Studie im August und im November 2009 sowie im Februar 2010 Rekruten der Strelasundkaserne in Parow hinsichtlich der bei ihnen vorhandenen Seitenzahnrestaurationen untersucht und befragt. Dabei konnten die Befunde von 388 Teilnehmern erhoben werden. Es zeigte sich ein Trend zur Präferenz von Kompositwerkstoffen im Vergleich zu Amalgam, vor allem in den alten Bundesländern (Ausn.: Nordrhein-Westfalen). Der prozentuale Anteil der insuffizienten Amalgamflächen betrug allerdings nur 6,5%, der Anteil der insuffizienten Kompositflächen 14,4%. Die Untersuchung der klinischen Parameter der insuffizienten Restaurationen mittels USPHS-Kriterien zeigte in der Bundeswehrstichprobe mit Ausnahme der bei Kompositrestaurationen deutlich besseren Oberflächenbeschaffenheit eine ähnliche klinische Erscheinung beider Werkstoffe. Die weitere Befundaufnahme zur Verteilung der plastischen Werkstoffe und die Überprüfung der Füllungsqualität (zweiter Studienteil) wurde an 117 Patienten aus zwei niedersächsischen Praxen (in Vechta und in Osnabrück) und aus dem Studentenkurs am ZZMK der Universität Greifswald zwischen 2011 und 2012 durchgeführt. Auch hier ergab sich die quantitative Dominanz der Komposite im Vergleich zu Amalgam. Wie schon in der Bundeswehr-stichprobe zeigte sich ein höherer Anteil insuffizienter Kompositflächen (Amalgam 20,1%, Komposit 26,4%). Insgesamt wurden 212 Füllungen in die Untersuchung in der Praxis und im Studentenkurs einbezogen. Die klinische Einordnung mittels USPHS-Kriterien bestätigte die Ergebnisse der Bundeswehrstichprobe. Die Qualität des Randschlusses war sowohl bei Amalgam- als auch bei Kompositrestaurationen klinisch akzeptabel. Überraschend war die sehr fortgeschrittene Kariesausdehnung unter den entfernten Amalgamfüllungen, welche in 71,4% der Fälle eine bis zur pulpalen Wand reichende Karies der darunter liegenden Kavität aufwiesen. Bei Kompositfüllungen konnten eine Gruppe mit oberflächlicher Karies im Randbereich (39,6%) und eine Gruppe mit profunder Karies (43,2%) identifiziert werden. Statistisch signifikante Zusammenhänge zwischen Randschluss und Karieseindringtiefe, sowie der Anzahl der restaurierten Flächen und der Karieseindringtiefe konnten nicht festgestellt werden. Der Hauptteil der untersuchten Füllungen wies in beiden Stichproben (Bundeswehr und Praxis/Studentenkurs) zudem eine unzureichende Modellation auf. Ferner berichteten die Teilnehmer vor allem in der Bundeswehrkohorte über sehr kurze Behandlungszeiten. Die Verwendung von Kofferdam bei der Füllungslegung wurde von den meisten Teilnehmern beider Stichproben verneint (> 90%). Die Befragung ergab ferner eine subjektive Zufriedenheit der Studienteilnehmer mit den bei ihnen vorhandenen plastischen Restaurationen. Die Untersuchung der Füllungsgrößen zeigte für Amalgam und Komposit in beiden Kohorten ähnliche Werte (4,1 bis 4,8 mm in der maximalen Ausdehnung). Die Ergebnisse dokumentieren klar eine Reduktion des Werkstoffs Amalgam als Hauptmaterial für plastische Füllungen im Seitenzahnbereich bei jungen Erwachsenen. Die Qualität der untersuchten Kompositrestaurationen ist dabei als klinisch akzeptabel zu werten, jedoch erscheint die Haltbarkeit der Kompositfüllungen geringer zu sein als die der Amalgamfüllungen. Die Altersschätzung durch die Patienten ist mit größter Vorsicht zu werten, da nur die Hälfte der Patienten in der Lage war, das Alter der bei ihnen vorhandenen auszutauschenden Füllung(en) in die richtige Alterskategorie einzuordnen. Allerdings wird die bessere Langlebigkeit von Amalgamfüllungen auch in vielen anderen Studien bestätigt (Bernardo 2007; Mjör 1998a; Rho 2013; York 1993). Nur bei Patienten mit niedriger Kariesaktivität konnten Zahnärzte vereinzelt mit wahrscheinlich hoher Qualität für Kompositfüllungen vergleichbare oder bessere Ergebnisse erzielen (Opdam 2010). Durch die Ziele der Minamata-Konvention (UNEP 2013) zur Reduktion der Verwendung von Quecksilber wird der Anteil der Kompositfüllungen weiterhin zunehmen. Alle prakti-zierenden Zahnärzte/-innen müssen deshalb in der Lage sein, Komposit adäquat und mit hoher Sicherheit zu verarbeiten. Nichtsdestotrotz wird Amalgam von der FDI (2007), der CDA (2014), dem CED (2013) und der ADA (2009) als sicheres Füllungsmaterial angesehen, dessen Verwendung auch weiterhin gerechtfertigt ist. Als oberstes Ziel gilt jedoch die Vermeidung einer Restauration als Ergebnis einer effizienten Prävention, da restaurative Ansätze mehrheitlich einen permanenten Prozess mit Risiken und Nebenwirkungen in Gang setzen.
Mehr als 20 Jahre Forschung zu Inkretinen führten zu neuen Klassen von Antidiabetika, den Inkretin Analoga und den DPP-4-Hemmern, die die biologische Halbwertzeit von GIP (Glucose dependent insulinotropic polypeptide) und GLP-1 (Glucagon-like-peptide-1) verlängert. Noch sind zahlreiche Fragen bezüglich der Effekte der beiden Inkretin Hormone GIP und GLP-1 bei gesunden Personen und diabetischen Patienten offen. Derzeit vorliegende Studien erlauben bisher nur einen sehr begrenzten direkten Vergleich zur insulinogenen Wirkung der beiden Inkretine. Die insulinogenen Wirkungen von GIP und GLP-1 wurden im Rahmen der vorliegenden Arbeit im direkten Vergleich in normoglykämischen und hyperglykämischen Ratten Modellen untersucht. Es wurde ein experimentelles Testmodell entwickelt, um die Dosis-abhängige Insulin-Antwort nach GIP und GLP-1 Injektion unter vergleichbaren Bedingungen messen zu können. Für GIP und GLP-1 konnte eine dosisabhängige Stimulation der Insulinsekretion unter Normoglykämie dokumentiert werden. GIP erwies sich als stärker insulinogen als das GLP-1. Bei ihrer Applikation vor dem standardisierten IVGTT (Intravasaler Glukose Toleranz Test) wirkten die Inkretine dosisabhängig insulinogen. Als äquipotente Dosen im IVGTT wurden 2 nmol/kg GIP und 4 nmol/kg GLP-1 identifiziert, belegt durch vergleichbare Glukose- und Insulinüberschreitungsflächen und einen vergleichbaren insulinogenen Index. Der durch die Inkretingabe erhöhte Glukoseabstrom war nach 2 nmol/kg GIP doppelt so hoch als nach 4 nmol/kg GLP-1 Gabe. Die kombinierte Gabe von GIP und GLP-1 induzierte eine im Vergleich zur Einzelapplikation stärkere biphasische Insulinfreisetzung. In einem nächsten Schritt wurde die insulinogene Wirkung der equipotenten Dosen GIP und GLP-1 unter systemischer DPP-4-Hemmung in Wistar Ratten untersucht. Dazu wurden 20 min vor dem Test 30 µmol/kg des DPP-4-Hemmers P32/98 oral verabreicht. Die Unterbindung der Inkretininaktivierung induzierte differente insulinogene Wirkungen von 2 nmol/kg GIP und 4 nmol/kg GLP-1. Während die DPP-4-Hemmung die durch das das GIP induzierte Insulinausschüttung, den insulinogenen Index und den Glukoseabstrom weiter verstärkte und die Glukosetoleranz verbesserte, führte sie nahezu zum Verlust der insulinogenen Potenz von GLP-1. Der Wirkungsverlust des GLP-1 unter systemischer DPP-4-Hemmung gab Anlass, den GLP-1 Metaboliten hinsichtlich eigener Wirkungen zu untersuchen. Die Gabe des GLP-1 Metaboliten vor dem IVGTT wies auf eine schwache eigene insulinogene Wirkung hin. Die durch die DPP-4-Hemmergabe induzierte Reduktion des Inkretineffektes von 4 nmol/kg intaktem GLP-1 (GLP-1 (7-36) amid) konnte durch die Kombination mit dem GLP-1 Metaboliten (GLP-1 (9-36)) nur gemindert werden. Bei hyperglykämischen ZDF Ratten induzierten 2 nmol/kg GIP und 4 nmol/kg GLP-1 einen vergleichbar großen Anstieg der Insulinkonzentrationen im Plasma. Dieser Anstieg fiel aber bei den hyperglykämischen Tieren geringer (3-fach) als bei den Wistar Ratten (5-fach) aus. Die Anstiege der Insulinkonzentrationen im Plasma hatten in den ZDF Ratten keine Blutglukose senkende Wirkung. Insgesamt wurde im Vergleich mit den Daten aus der Literatur noch einmal unterstrichen, dass die Form der Applikation von GIP und GLP-1 für deren insulinogene Wirkung von entscheidender Bedeutung ist. Bolusgaben, d.h. ein kurz anhaltender Stimulus und Infusionen von GIP und GLP-1 induzieren jeweils spezifische Wirkungen, die beim therapeutischen Einsatz von Bedeutung sein können. Die intravasalen Applikationen von GIP und GLP-1 als Boli über 10 Tage ergaben für das GLP-1 erwartete und bereits bekannte Effekte, für das GIP aber neue Erkenntnisse. Die Behandlung mit GLP-1 über 10 Tage reduzierte das Körpergewicht und senkte die Nüchternglykämie. Über diese für eine Diabetestherapie günstigen Effekte verfügt das GIP nicht. Die histologische Untersuchung des Pankreas nach der 10-tägigen Behandlung mit GIP zeigte im Vergleich zu Kontrolltieren eine höhere Zahl Insulin produzierender Zellen im Pankreas. Die GIP Injektionen übten damit einen messbaren Effekt auf die Erhaltung bzw. Neubildung Insulin produzierender Zellen aus. Die Bolus Applikation von GIP und GLP-1 vor dem IVGTT induzierte bei den hyperglykämischen Tieren einen kurzen Insulinanstieg, der aber durch die anschließende Glukosegabe nicht mehr induzierbar war, die ß-Zellen waren scheinbar erschöpft. Die systemische DPP-4-Hemmung verstärkte in den diabetischen Tieren die durch GIP induzierte Insulinausschüttung und senkte die Blutglukose. Im Gegensatz dazu wurde der insulinogene Effekt von GLP-1 durch die DPP-4-Hemmung nicht verändert. Damit wurden die bei den gesunden Ratten erhobenen Befunde in den ZDF Ratten Versuchen reproduziert. Die vorgelegten Ergebnisse zeigen, dass das GIP eine Reihe wertvoller, die ß-Zellfunktion betreffenden Wirkungen besitzt. Die Arbeiten an GIP Analoga sollten weiter geführt werden, um das Potential des GIP bei der Therapie des Diabetes besser nutzen zu können.
This multi-methodological study applied functional magnetic resonance imaging to investigate neural activation in a group of adolescent students (N = 88) during a probabilistic reinforcement learning task. We related patterns of emerging brain activity and individual learning rates to socio-motivational (in-)dependence manifested in four different motivation types (MTs): (1) peer-dependent MT, (2) teacher-dependent MT, (3) peer-and-teacher-dependent MT, (4) peer-and-teacher-independent MT. A multinomial regression analysis revealed that the individual learning rate predicts students’ membership to the independent MT, or the peer-and-teacher-dependent MT. Additionally, the striatum, a brain region associated with behavioral adaptation and flexibility, showed increased learning-related activation in students with motivational independence. Moreover, the prefrontal cortex, which is involved in behavioral control, was more active in students of the peer-and-teacher-dependent MT. Overall, this study offers new insights into the interplay of motivation and learning with (1) a focus on inter-individual differences in the role of peers and teachers as source of students’ individual motivation and (2) its potential neurobiological basis.
The focus of this study is on the geochronological and paleo-climatic characterization of late Pleistocene glaciations in Turgen and the Khangai Mountains located in central and western Mongolia. These two mountain ranges form a 700 km long NW-SE transect through Mongolia and allow assumptions of the temporal and causal dynamics of the regional late Quaternary glaciations and their correlation to other mountain glacier records from Central and High Asia. In order to evaluate extent and timing of the Pleistocene glaciations in Mongolia, geomorphological mapping and cosmogenic radionuclide (CRN) surface exposure dating (10Be) were carried out in four valley systems located in the Khangai and Turgen Mountains. Additionally, a coupled 2-D surface energy balance and ice flow model was used to determine steady-state conditions for glaciers under various climatic scenarios. With this model it is possible to test combinations of temperature and precipitation settings, which would produce glacier configurations that fit the field-mapped ice extent. In total, 47 glacial boulders and roche moutonnées were sampled, prepared and AMS measured to determine the absolute timing of moraine formation and ice retreat based on 10Be surface exposure dating. Of these, 27 samples were obtained from the Khangai Mountains (three separate moraine sequences) and 20 samples were taken from the Turgen Mountains (two moraine sequences). The dating results (presented as minimum ages) give evidence for a late Pleistocene maximum ice expansion during late MIS 5 (81−78 ka) and major ice advances during MIS 2 (26−20 ka) in both mountain ranges. Only in the Khangai Mountains (central Mongolia) very significant glacier advances also occurred during mid-MIS 3 (49−35 ka), which exceeded the ice limits set during the MIS 2 glaciation. A final ice position, constructed shortly before the onset of full ice retreat was formed between 19-16 ka, and is likely to represent a recessional ice stillstand, or alternatively a final ice readvance during the early part of the last-glacial-interglacial-transition (LGIT) in both mountain ranges. Energy/mass balance and ice flow modeling results suggest that climatic conditions during the MIS 5 and MIS 3 maximum advances in the Khangai Mountains were depressed between a ∆T of -6.0 to -5.2 °C with a precipitation factor of 1.25-1.75 (P = 125-175 %, compared to modern conditions), and a ∆T of -5.3 to -4.4 °C (P = 75-125 %), respectively. For the MIS 2 ice advances modeling results from the Turgen and Khangai Mountains suggest a temperature depression ∆T of -5.7 to -4.6 °C (at 22 ka; P = 25-50 %) in the East-Turgen, and a ∆T of -7.5 to -6.6 °C (at 20 ka; P = 25-50 %) in the Chulut area (Khangai Mountains). These results document a 1.8 - 2 °C difference of the modeled temperatures required to expand the studied paleo-glaciers in the Turgen and Khangai mountains to their field-mapped MIS 2 ice limits, highlighting a spatially differentiated pattern of paleo-temperature lowering across the studied 700 km NW-SE transect. Taken together, the presented record indicates that the largest ice advance in both investigated mountain ranges occurred during the MIS 5 / MIS 4 transition, despite earlier suggestions by previous studies that the local glacial maximum would be associated with the coldest periods of the last glacial cycle (i.e. MIS 4 or MIS 2). Glacier systems in the Khangai Mountains also increased substantially during MIS 3 (local LGM) in response to cool but comparable wet conditions, probably with a greater-than-today input from winter precipitation and an additional input of recycled moisture from expanded paleo-lakes in the Valley of the Great Lakes. The lack of a severe cooling during the MIS 3 ice advances, and probably also during the late MIS 5 ice expansion, suggests that variations in atmospheric circulation patterns, with its significance for controlling the regional precipitation/moisture supply, was a key driver for these late Pleistocene ice advances in Mongolia. This notwithstanding, there is also clear evidence for the development of an extensive glaciation during MIS 2, coinciding with a period of severe cooling and hyperarid conditions. This highlights that glacier systems in Mongolia responded sensitively, both, to variations in moisture supply and its seasonal distribution, and to the marked insolation minima during the last glacial cycle.
Editorial
(2016)
Editorial
(2016)
Die meisten malignen Erkrankungen treten mit zunehmendem Alter jenseits des 50. Lebensjahres auf. Die Genese für jede einzelne maligne Erkrankung ist in der Regel nicht zu klären. Man kennt mittlerweile viele ursächliche Faktoren, die eine maligne Erkrankung selbst bedingen oder zumindest mit beeinflussen. Im Rahmen der Study of Health in Pomerania war es uns möglich, Blutproben vor inzidenter maligner Erkrankung auf die TREC-Konzentration hin zu untersuchen. Diese Daten erlaubten einen Rückschluss auf die naive T-Zell-Homöostase der Probanden mit im Beobachtungszeitraum inzidenter maligner Erkrankung. Für diese Untersuchung konnten von 212 potentiellen Probanden 208 auf ihren naiven T-Zell-Gehalt hin untersucht werden. Das mediane Alter der Probanden lag bei 66 Jahren. Von den ursprünglichen 212 Probanden waren bereits 50% (106 Probanden) im Beobachtungszeitraum verstorben. Bei den malignen Erkrankungen zeigte sich eine heterogene Verteilung. Zur weiteren Analyse war es zweckmäßig die gesammelten Entitäten der malignen Erkrankung in Subgruppen zusammen zu fassen, um eine sinnvolle statistische Analyse durchzuführen. Im Rahmen der statistischen Auswertung erfolgte zuerst die Analyse des gesamten Probandenkollektivs. Hierbei zeigte sich kein signifikanter Unterschied zur TREC-Konzentration beim Kontrollkollektiv. In einem nächsten Schritt wurde aus einer begrenzten Anzahl des Kollektivs 8 Subgruppen gebildet. Bei diesen Subgruppen wurden entsprechende maligne Erkrankungen hinsichtlich des Ortes ihres Auftretens zusammengefasst. Ein weiteres Kriterium bei Bildung der Subgruppen war eine Fallzahl von mindestens 10 Probanden. Bei der Analyse der Subgruppen zeigt sich, wie bereits bei der Untersuchung des gesamten Kollektivs, kein signifikanter Unterschied bei den TREC-Konzentrationen zwischen den Fällen und dem Kontrollkollektiv. Die Daten stellen somit keinen Zusammenhang zwischen einer erniedrigten TREC-Konzentration im peripheren Blut und der Entwicklung einer malignen Erkrankung her. Abzuwarten bleibt ob andere Untersuchungen, die als Grundlage eine histo-pathologische Sicherung der malignen Grunderkrankung erbringen, andere Ergebnisse zeigen würden. Dies dürfte jedoch dahingehend schwierig erscheinen, da eine kontrollierte Blutentnahme vor gesicherter maligner Erkrankung mit einem überschaubaren Zeitraum nur im Rahmen von Längsschnittstudien zu etablieren ist.
Hintergrund: Die Körperlänge wird maßgeblich vom Wachstum der Wirbelsäule bestimmt. Bei Untersuchungen an der Wirbelsäule von BB.4Sd1- und BB.4Sd2- Ratten wurden Körperlängenunterschiede festgestellt, obwohl phänotypische Differenzen der Stämme nicht zu erwarten sind, da beide Rattenstämme kongen sind. Hypothese: Es sind Größendifferenzen der Wirbelparameter zwischen den Stämmen BB.4Sd1 und BB.4Sd2 vorhanden, die durch das Knochenwachstum beeinflusst werden. Methoden und Material: Es wurden 28 Tiere untersucht: 10 Tiere des Stammes BB.4Sd1 (D1) (5f/5m), 7 Tiere des Stammes BB.4Sd2 (D2) (3f/4m) sowie 11 Tiere des Stammes BB/OK (6f/5m) als Kontrollgruppe. Die Tiere wurden am Ende ihrer 32. Lebenswoche nach Bestimmung metabolischer Blutparameter (Insulin, Leptin, Triglyzeride, Gesamtcholesterin) getötet. Nach dem Wiegen erfolgte die Entnahme der Wirbelsäulen in toto und nach der Mazeration die Messung von je 12 Parametern an 6 Lendenwirbeln jedes Tieres. Ergebnisse: Die Lendenwirbel L1-L6 zeigten innerhalb des Stammes und des Geschlechts ähnliche Größenverhältnisse zueinander. Zwischen den Stämmen wurden signifikante Größenunterschiede (p < 0,05) ermittelt. Für die Mittelwerte aller Parameter gilt mit Ausnahme der Spinalkanalmaße (keine signifikanten Unterschiede zwischen den Stämmen) BB.4Sd2 > BB.4Sd1 > BB/OK. Diskussion: Für die festgestellten phänotypischen Unterschiede können genetische Varianten oder Mutationen in dem Genabschnitt verantwortlich sein, der beide Stämme vom Ursprungsstamm BB/OK unterscheidet. In der Arbeit wird der Einfluss der in diesem Abschnitt vorhandenen Gene Crhr2 und Ghrhr und der das Körperfett beeinflussenden Gene Npy oder Repin1 auf das Wachstum, insbesondere vermittelt durch das Wachstumshormon GH, diskutiert. Fazit: Die Hypothese eines Wirbelgrößenunterschieds zwischen den kongenen Rattenstämmen BB.4Sd1 und BB.4Sd2 wurde bestätigt. Da genetische Ursachen wahrscheinlich sind, ist eine Sequenzierung und Expressionsanalyse der Gene des übertragenen Abschnittes beider Stämme im nächsten Schritt notwendig. Die Analyse der Mechanismen hat wegen der Analogie der Wachstumssteuerung bei Mensch und Ratte klinische Bedeutung.
Einfluss regelmäßigen Ausdauertrainings auf Aspekte der exekutiven Funktionen bei jungen Gesunden
(2016)
Verschiedene Arbeiten haben wiederholt gezeigt, dass Senioren und erkrankte Personen sich durch ausdauernde körperliche Ertüchtigung in einigen ihrer kognitiven Fähigkeiten und psychischen Komponenten positiv beeinflussen lassen. Diese experimentelle Studie sollte erschließen, ob auch junge gesunde Personen ebenfalls von einem standardisierten und dennoch individualisierten Ausdauer-training profitieren, wenn ausgewählte Aspekte der geistigen Leistungsfähigkeit betrachtet werden. Mittels einer Crossover-Studie (Warte-Kontrollgruppen-Design) wurden Effekte einer achtwöchigen Laufausdauerintervention (3x/Woche, 40-60 min) auf einzelne Aspekte der exekutiven Funktionen bei jungen gesunden Probanden geprüft. 37 Probanden wurden randomisiert in zwei Gruppen aufgeteilt. Die Interventionsgruppe absolvierte das achtwöchige Ausdauertraining, während die Kontrollgruppe die normale Routineaktivität durchführte. Nach diesen acht Wochen wechselten die beiden Gruppen ihre Aktivitätsform, so dass jetzt die initiale Kontrollgruppe die Ausdaueraktivität für acht Wochen durchführte und die initiale Interventionsgruppe die zusätzliche Aktivität pausierte. In beiden Gruppen wurden die exekutiven Fähigkeiten zu Beginn der Studie, nach den ersten acht Wochen und nach insgesamt 16 Wochen erfasst. Es konnten jedoch keine signifikanten Verbesserungen der erfassten exekutiven Funktionen im Zuge der Laufintervention gefunden werden. In der erneuten Ergebnisbetrachtung unter Bezug auf die Herzratenvariabilität als Komponente des autonomen Nervensystems konnte ebenfalls kein statistisch relevanter Einfluss von ausdauernder Bewegungsaktivität auf die exekutiven Funktionen gesehen werden. Vielmehr muss, insbesondere unter der innovativen Nutzung einer Crossover-Studie mit insgesamt drei Messzeitpunkten, die Vermutung eines generellen Übungseffektes bei diesem Probandenklientel geäußert werden. Zudem gilt es neben den Übungseffekten auch Deckeneffekte zu nennen, welche sich in der aktuell hohen geistigen Leistungsfähigkeit dieser Probanden bedingen. Zusammenfassend fanden wir keinen positiven Effekt von Ausdaueraktivität auf exekutive Funktionen bei jungen gesunden Erwachsenen.
Hintergrund: Erkrankungen am Herz-Kreislaufsystem sind die Hauptursache einer limitierten Überlebensdauer von Patienten nach erfolgreicher Nierentransplantation. Eine vaskuläre Kalzifikation der Gefäßmedia und osteogene Transformation der glatten Muskelzellen seien der Grund dafür. Das Matrix Gla Protein konnte als protektiver Faktor diesbezüglich ausfindig gemacht werden. Nach aktuellem Wissen ist wenig über die Wirkungen von Ciclosporin A, Mycophenolatmofetil und Sirolimus auf VSMC und die Gefäßkalzifikation bekannt. Methoden: Es wurde ein in vitro Modell mit CASMC verwendet. Die Kalzifikation wurde über die von Kossa-Färbung mit daran angeschlossener Kalziumlösung- und -bestimmung über den o-Cresolphthalein-Komplexon-Assay sowie Proteinkonzentrationsermittlung über den mikro BCA-Assay quantifiziert. Die MGP-Konzentration wurde per Western Blotting ermittelt, die MGP-, OCN- und OPG-Expression per real-time-RT-PCR. Ergebnisse: Die extrazelluläre Kalzifikation nahm unter Ciclosporin A in höheren Konzentrationen zu, die Expression des Kalzifikationsinhibitors MGP wie die Expression der Osteoblastenmarker OCN und OPG nahm ab bzw. veränderte sich ohne weitere Mediumzusätze nicht. Unter MMF war die Kalzifikation im Kalzifikationsmedium signifikant geringer als in der Kontrolle, die Expression des MGP sank nur leicht und die des OCN und OPG änderten sich kaum. Unter Sirolimus 1 und 10 waren die extrazellulären Kalzifikationen geringer, unter Sirolimus 100 vermehrt als in der Kontrolle, die Expression der untersuchten Parameter nahm leicht ab oder veränderte sich nicht. Unter Vitamin K1 war die Kalzifikation deutlich geringer und die MGP-Expression nahm signifikant zu, die des OCN und OPG nicht signifikant. Das MGP konnte im Western Blot nicht nachgewiesen werden. Thesen: Nach diesen Daten ist ein konzentrationsabhängiger kalzifikationsinduzierender Einfluss durch Ciclosporin anzunehmen. Dagegen zeigen Vitamin K1, Mycophenolatmofetil und Sirolimus eine kalzifikationsinhibierende Wirkung. Ein möglicher Benefit von Patienten hinsichtlich des kardiovaskulären Risikos, die mit letzteren beiden Immunsuppressiva behandelt werden, ist nicht auszuschließen. Vitamin K1 könnte als zusätzliche Medikation zum Gefäßschutz nach Nierentransplantation diskutiert werden. Weitere Studien sind jedoch erforderlich.
Mit der demographischen Entwicklung gehen enorme Herausforderungen für die Gesellschaft einher. Eine dieser Herausforderungen liegt im wirtschaftlichen Bereich. Viele Unternehmen befinden sich im globalen Wettbewerb und, um dort bestehen zu können, sind sie gezwungen, ihre Produkte oder Dienstleistungen fortwährend zu verbessern. Gerade kleinere Unternehmen stehen vor dem Problem, dass sie bereits heute und in Zukunft noch verstärkt, für bestimmte Aufgaben nicht immer die passenden Mitarbeiter mit den benötigten Qualifikationen zur Verfügung haben. Vor dem Hintergrund der demographischen Entwicklung wird die Besetzung von Innovationsteams in Zukunft eine entscheidende Aufgabe für viele Unternehmen werden. Die vorliegende Dissertation untersucht in zwei Experimenten unter Laborbedingungen, ob sich homogene und heterogenen Teams in ihrer Innovationsleistung unterscheiden.
Cascade reactions are not only of interest to chemists and biotechnologists, but also to life in general, because every metabolic reaction resembles a cascade reaction. This principle of substrate/intermediate channeling was only adapted by scientists. That way especially one-pot reactions became very attractive as for this no isolation of intermediates is necessary. Furthermore, unstable or toxic intermediates are only produced in low amounts and directly transformed in situ. In this PhD thesis two previously established cascade reactions were subject of further optimization. In the first part, a cascade reaction established in a DFG-funded project (Bo1862/6-1)in cooperation with the Vienna Technical University (Austria) for the production of chiral lactones was further optimized and extended. Therefore, on the one hand the genes encoding the needed enzymes were cloned for co-expression into a single plasmid in different arrangements to be expressed in pseudo-operon mode, with the aim to lower the metabolic burden of the cascade host cell. One out of the welve created constructs showed a reasonable activity of 15.3 ± 1.2 U · gCDW-1. On the other hand, this cascade reaction was aimed to be extended by the use of a hydroxylating enzyme to enable the use of limonene as renewable and chiral precursor for the proposed production of chiral polymers. Therefore, the feasibility of cytochrome P450-monooxygenases was studied. These turned out to be not applicable due to their bad regioselectivity for the hydroxylation of limonene or due to the difficulties of activity reconstitution. As alternative system for an initial hydroxylation step the use of a Rhodococcus equi strain, which was isolated from Cellulosimicrobium cellulans EB-8-4 and which is capable of very regioselective limonene-hydroxylation, was investigated. Therefore, the dioxygenase cluster responsible for the desired reaction was identified and especially the recombinant expression in a suitable host (Pseudomonas putida S12) was further studied. The results from these experiments revealed that the recombinant expression needs to be further optimized to enable the use of the recombinant dioxygenase in combination with the other enzymes for cascade reactions. The third part of this PhD thesis dealt with the immobilization of an established cascade reaction for the synthesis of poly-[caprolactone] precursors. Therefore, the use of a rotating bed reactor (RBR) was investigated. Preliminary studies using single enzymes involved in the desired cascade reaction demonstrated the general feasibility of this reactor concept. Especially the reusability of the catalysts was highly improved, because the catalytic particles were protected very effectively from mechanical forces within the voids of the reactor. For further work-flow optimization the immobilization was transformed into an in situ process by the application of a gas-shear device, which leads to decreased capsule size and thereby to increased mass transfer inside the particles. The developed methods were applied for encapsulation of the cells containing the enzymes needed for the reaction. After additional improvement of the reaction parameters a conversion of 93% (based on substrate depletion) was reached using catalysts produced by the established encapsulation procedure. In summary, the described cascade reactions were successfully optimized by either co-expression, extension applying a dioxygenase or immobilization. Furthermore, the general feasibility of an RBR was demonstrated.
Das Forschungsgebiet des RNA-Engineerings beschäftigt sich u.a. mit der Entwicklung von Ribozymen mit neuen oder verbesserten Eigenschaften. Es umfasst nicht nur den Entwurf neuer Ribozyme mittels in-vitro-Selektion oder rationalem Design, sondern auch die Validierung der entworfenen Systeme mit Hilfe von Aktivitätstests oder strukturellen Untersuchungen. In dieser Arbeit wurden mit Hilfe der Methoden des RNA-Engineerings verschiedene Hairpinribozymvarianten generiert werden, die eine ortsspezifische RNA-Sequenzveränderung innerhalb geeigneter RNA-Substrate erlauben. Dabei war sowohl die potenzielle Anwendung dieser Ribozyme in der molekularen Medizin als auch deren Rolle als RNA-Rekombinasen in einer möglichen RNA-Welt von Interesse. Der Schwerpunkt dieser Arbeit lag hierbei in der Entwicklung eines Reportersystems, welches den direkten Nachweis einer twinribozymvermittelten Reparaturreaktion in Zellen erlaubt. Das Reportersystem basiert auf der Reparatur einer Vierbasendeletion innerhalb der EGFP-mRNA. Durch rationales Design wurde ein Twinribozym generiert, das die Reparatur mit einer Reparaturproduktausbeute von 32 % katalysiert. Das erfolgreich entwickelte Reportersystem steht somit für Experimente unter Zellkulturbedingungen zur Verfügung und eröffnet außerdem den Weg, die Twinribozymstrategie in der Zelle zu adaptieren und zu optimieren, um sie später intrazellulär für gewünschte Ziel-RNAs anwenden zu können. Ausgehend von der den Twinribozymen eigenen Aktivität zur Katalyse eines RNA-Fragmentaustauschs wurde darüber hinaus im Kontext der RNA-Welt-Hypothese ein Hairpinribozym entwickelt, welches durch Rekombination zweier nicht-funktioneller RNA-Substrate ein funktionelles RNA-Molekül generiert. Hierbei führte die hairpinribozymvermittelte Spaltung zweier geeigneter Substrate, Rekombination der Spaltfragmente und Ligation der neuangeordneten Fragmente mit einer Rekombinationsproduktausbeute von 76% zur Generierung eines funktionsfähigen Hammerheadribozyms.
Enzymatic evolution and the corresponding relationship to substrate scope and catalytic promiscuity were targeted in this thesis. As enzyme examples, pig liver esterase (PLE), oleate hydratases and linoleate isomerases, as well as epoxide hydrolases (EH) and haloalkane dehalogenases (HLD) were used. The substrate scope and the enantiopreference of PLE was analyzed by molecular modeling and substrate docking, since different enantiomeric excesses were detected for the conversion of malonate diethyl esters, depending on the PLE isoenzyme. Additionally, fatty acid converting enzymes with high identity were found and analyzed to comprehend the switch of both activities. Furthermore, the evolutionary connection between EH and HLD was investigated by interconversion studies to implement an HLD acitivity in an EH. By directed evolution and rational design, both possibilities of protein engineering were realized. Finally, a new methodology for targeted, continuous in vivo evolution was established by a temperature-dependent mutagenesis frequency.
Die Erhebung der Anamnese sowie die klinische Untersuchung stellen die wichtigsten Grundpfeiler der ärztlichen Tätigkeit sowie die Basis der Arzt-Patienten-Beziehung dar. Hieraus ergibt sich der besondere Stellenwert, diese Basistechniken an die Medizinstudenten und jungen ärztlichen Kollegen weiterzugeben. Im ärztlichen Alltag ist hierbei eine zeiteffiziente Befunderhebung von großer Bedeutung, da in der Chirurgie oftmals eine rasche Therapieeinleitung für den Therapieerfolg ausschlaggebend ist. Werden standardisierte Schemata bereits in der Lehre integriert, bieten sie die Möglichkeit, die Anamnese- und Befunderhebung zu optimieren. Nach selektiver Literaturrecherche wurde in Anlehnung an das im angelsächsischen Raum verbreitete Modell für die Anamnese und körperliche Untersuchung ein systematisches Schema zunächst in der Chirurgie der Universitätsmedizin Greifswald etabliert, dann durch Studenten und Dozenten evaluiert und optimiert. Im Rahmen einer bundesweiten Umfrage wurde dieses systematische Schema im Anschluss an alle Lehrstuhlinhaber der Abteilungen für Allgemein- und Viszeralchirurgie mit der Bitte um Durchsicht zur Einarbeitung von Verbesserungsvorschlägen gesandt. Von allen angeschriebenen Lehrstuhlinhabern antworteten 89 Prozent mit Kommentaren zur Optimierung der Schemata. Auf dieser Grundlage wurde das Schema erneut überarbeitet und seit dem Wintersemester 2011 in den Untersuchungskurs der Studenten des 5. Semesters im ersten klinischen Studienjahr in der Universitätsmedizin Greifswald intergriert. Im Rahmen eines multimedialen Konzeptes wurde ein Video zur Demonstration der Untersuchungsabläufe und –techniken für die Ergänzung eines Selbststudiums der Studenten gedreht, auf welches jeder Student via Internet zugreifen kann. Die positiven Evaluationen zeigten einen Anstieg sowohl in der Allgemein- und Viszeralchirurgie als auch in der Thorax- und Gefäßchirurgie. Das erarbeitete standardisierte Schema für Anamnese und körperliche Untersuchung dient den Studenten der Medizin als Leitfaden zum Erlernen sowie als Werkzeug zur systematischen Durchführung dieser ärztlichen Basistechniken. Nach bundesweiter Überprüfung und Optimierung kann es auch auf weitere Abteilungen und Fachbereiche übertragen werden und klinik- und universitätsübergreifende Anwendung finden. Durch einen standardisierten Charakter werden Patientendaten vollständiger erfasst und wichtige Untersuchungsschritte seltener vergessen, was zur Erhöhung der Patientensicherheit führt. Ebenfalls wird die Beantwortung rechtlicher oder gutachterlicher Fragestellungen durch eine vollständigere Dokumentation erleichtert.
Im Rahmen des Verbund-Forschungsprojektes KOKON wurde nach systematischer Literaturrecherche eine Datenbank entwickelt; in der KOKONbase sind sowohl die Interaktionsprofile als auch die Interaktionsmatrix die wesentlichen Elemente der Vorhaltung von primärem und bewertetem Wissen. In der Interaktionsmatrix wird mit Hilfe eines Ampelschemas die Möglichkeit der Beeinflussung der Pharmakokinetik von Arzneistoffen durch ausgewählte Drogen dargestellt. Die Droge und die Arzneistoffe werden paarweise abgebildet. Die Interaktionsmatrix wird durch praktisch tätige Onkologen als sehr wertvolles Instrument in der onkologischen Beratungspraxis angesehen, um schnell einen Überblick über das von einer Droge ausgehende Gefahrenpotential bzgl. der Beeinflussung der Wirksamkeit eines in der Onkologie genutzten Arzneistoffs zu bekommen.
In einer Welt durchsetzt mit Gerüchen, haben marine Tiere hochentwickelte chemosensorische Systeme entwickelt um den vielfältigen Anforderungen des Lebens und Überlebens gerecht zu werden. Nahrungserwerb, Kommunikation, das Erkennen von Räubern oder potentieller Partner sind in diesem Kontext nur als Rahmen zu nennen. Durch eine Vielzahl an Sensillen, sowie durch spezifische, olfaktorisch geführte Verhaltensweisen, wie dem antennal flicking oder Stimulus-gerichteter Navigation, zeigen viele Vertreter der Malacostraca ein hohes Maß an Präzision und Genauigkeit in der Differenzierung und Lokalisierung von Düften. Die Mehrzahl der detaillierten morphologischen und ethologischen Studien konzentrierte sich bislang jedoch auf decapode Crustaceen. Das außer Acht lassen kleinerer Spezies abseits der klassischen Modellorganismen führte daher zu einer gewissen Einseitigkeit unseres Verständnisses der chemosensorischen Pfade und Nahrungssuchstrategien. Während einige der terrestrischen Asseln (Oniscidea) schon gelegentlich als Vorlage für Studien dienten um die chemosensorischen Pfade in puncto Morphologie, Physiologie und Verhalten zu untersuchen, beruht unser Verständnis der chemischen Ökologie mariner Isopoden lediglich auf vereinzelten Beobachtungen und Annahmen. In der vorliegenden Arbeit sollen verschiedene Aspekte der Morphologie und Phänomenologie der Chemorezeption der baltischen Riesenassel Saduria entomon (Valvifera) LINNAEUS 1758 berücksichtigt werden. Abschließend soll anhand der vorgelegten Ergebnisse ein Rahmen entworfen werden, in welchem die Terrestrialisierung der Oniscidea neu betrachtet werden muss. Gestützt durch 3D Rekonstruktionen, konventionelle Lichtmikroskopie sowie konfokale Laser-Scanning-Mikroskopie, wurden die generelle Anatomie des Gehirns, sowie das neuronale Substrat der chemosensorischen Pfade untersucht. Während es innerhalb der terrestrischen Isopoden zu einer drastischen Größenreduktion ihrer ersten Antenne und allen mit dieser assoziierten Gehirnareale kam, besitzt S. entomon ein olfaktorisches System, das in Bezug auf die antennale und neuronale Morphologie noch sehr grundmusternah aufgebaut ist. Im Vergleich mit den Decapoda zeigen sich jedoch deutliche Unterschiede in der strukturellen Diversität und dem Umfang von Nervengewebe das in der Verarbeitung chemischer Informationen beteiligt ist. Gleich ihren terrestrischen Verwandten zeigt S. entomon zudem einige Besonderheiten, die die sensorischen Pfade der zweiten Antenne betreffen. Die mikroglomeruläre Organisation des assoziierten Neuropils deutet auf eine zunehmende Bedeutung dieses Anhangs in der Wahrnehmung und Verarbeitung chemischer Informationen hin. Verhaltensuntersuchungen lassen jedoch Zweifel an dem olfaktorischen Potential dieser Spezies aufkommen. Mittels eines Y-Labyrinthes und einer Reihe an Düften, dem das Tier in seiner natürlichen Umgebung begegnen mag, konnte gezeigt werden, dass S. entomon einen offenkundigen Mangel an Präzision aufweist, Stimuli zu differenzieren, sowie die Quelle eines Stimulus zu lokalisieren. In lediglich vier von 15 Experimenten ließ sich eine statistisch signifikante Verhaltensantwort beobachten. In diesen konnte darüber hinaus nur ein Stimulus als attraktiv identifiziert wurde. Auf Basis von Freilandbeobachtungen, die das Tier mit einer gewissen Zufälligkeit umherwandernd darstellen, wurde ein Experiment entwickelt in welchem S. entomon in einem Mikrokosmos, und nur durch chemosensorische Sinne, einen Köder lokalisieren sollte. Obwohl es zwischen Kontrolle und Stimulusexperimenten deutliche Unterschiede in den aufgenommenen Bewegungsparametern gab, war kein von anderen Malacostraca oder Hexapoda bekanntes Suchmuster zu identifizieren. Eine statistische Auswertung der durch das Tier zurückgelegten Pfade ergab jedoch, dass die Tiere sich einer chemotaktischen Orientierung bedienten. Diese scheint zudem einer positiven rheotaktischen Bewegung überlagert. Um die Bedeutung der chemosensorischen Anhänge für eine erfolgreiche Nahrungssuche zu verdeutlichen, wurden chemische Ablationen der ersten und zweiten Antennen durchgeführt. Einige wenige Tiere waren zwar noch in der Lage den Köder zu lokalisieren, die Deaktivierung der Antennen führte aber zu einer beinahe vollständigen Unfähigkeit den Stimulus ausfindig zu machen. Eine Pfadanalyse konnte daher Chemotaxie als elementaren Orientierungsmechanismus ausschließen. Statt dieser wurde Chemokinesie mit einer ausgeprägten positiven rheotaktischen Komponente identifiziert. Darüber hinaus demonstriert dieses Experiment die Abhängigkeit S. entomon‘s von der komplexen Interaktion der Distanz- und Kontaktchemorezeptoren für einen effizienten Suchlauf. Bislang wurde davon ausgegangen, dass terrestrische Isopoden es nicht geschafft haben ihr olfaktorisches System derart anzupassen, dass es in Luft anstatt von Wasser operiert. Um der Notwendigkeit eines chemosensorischen Systems gerecht zu werden, entwickelte sich daher de novo ein System, in welchem die zweite Antenne sowie ihr neuronales Substrat entsprechend transformiert wurden. Das Vorhandensein eines gleichartig organisierten Systems in einem relativ nah verwandten marinen Vertreter deutet jedoch darauf hin, dass die Tendenz zu dieser Funktionstransformation der zweiten Antenne bereits im letzten gemeinsamen Vorfahren vorhanden war und somit der Kolonisation des Landes durch die Asseln vorausging. Die zweite Antenne als der maßgebliche chemosensorische Anhang der Oniscidea kann daher als Präadaptation verstanden werden, welche im Laufe ihrer Terrestrialisierung eine antennulare Olfaktion zweitrangig, wenn nicht sogar obsolet machte.
Die Anwendung von Niedrigtemperatur-Atmosphärendruckplasmen im Bereich der
Wundversorgung gewinnt stetig an Bedeutung und so steigt das Interesse an den damit
ausgelösten biologischen Vorgängen im Organismus. Es bestehen zahlreiche Studien zum
Einfluss von Plasma auf verschiedene Zellen in Kultur. In der vorliegenden Arbeit wurde die
Wirkung von Plasma auf einen intakten Zellverband, der menschlichen Haut, umfangreich
molekularbiologisch untersucht.
Es wurde der Atmosphärendruck-Plasmajet kINPen® MED verwendet, um ex-vivo
Hautproben von insgesamt 9 Patienten zu behandeln. Mittels Fluoreszenzmikroskopie wurden die Hautbiopsien hinsichtlich Differenzierung, Proliferation, Apoptose und DNA 24 Stunden nach Plasmaexposition beurteilt. Weiterhin wurde die Sekretion von Zytokinen mittels ELISA erforscht. Die Dauer der punktuellen Plasmabehandlungen betrug 1 Minute, 3 Minuten und 5 Minuten.
Die größten Limitationen im Studiendesign waren der geringe Probenumfang sowie die
Inhomogenität der Versuchsgruppen. Es konnten keine signifikanten Unterschiede zwischen
behandelter und unbehandelter Hautprobe nachgewiesen werden. Trotz allem wurden
wichtige Tendenzen beobachtet. Die Anwendung des Plasmas scheint das grundsätzliche
Differenzierungsmuster der Epidermis kaum zu beeinflussen. Bei längerer Behandlung bis 5
Minuten stieg die Anzahl basaler apoptotischer Zellen, während es kaum Änderungen im
Auftreten von DNA Doppelstrangbrüchen sowie der Sekretion von IL6 oder IL8 gab. Die
Anzahl proliferativer basaler Zellen stieg bis zu einer Plasmaexposition von 3 Minuten.
Möglicherweise wirken kurzzeitige Plasmabehandlungen proliferationsfördernd auf
Keratinozyten. Dies könnte eine weitere Erklärung für den positiven Einfluss von Plasma auf
die Heilung von Wunden sein. Längere Behandlungen lösen womöglich Apoptosen aus,
jedoch ohne DNA Schäden herbeizuführen.
Um Nebenwirkungen zu minimieren, bedeutet dies für die klinische Praxis, möglichst kurze
Expositionszeiten einzuhalten. Um eine optimale therapeutische Anwendung
unterschiedlicher Plasmaquellen, die sich in Zusammensetzung und Intensität unterscheiden,
zu ermöglichen, sind weitere Studien bezüglich Behandlungszeit und entsprechender
biologischer Wirkung notwendig.
Wichtige Ergebnisse dieser Arbeit sind in die Publikation von Hasse et al. eingeflossen
(Hasse et al. 2016).
Myxomycetes are fungus-like protists of the supergroup Amoebozoa found to be abundant in all terrestrial ecosystems. Mainly based on its macroscopically visible fruit bodies, our knowledge on ecology and diversity of myxomycetes is better than for most other protistean groups, but there is still a lacking knowledge about global diversity patterns since tropical regions, especially the old world tropics, are still understudied. In this thesis a combination of classical ecological analyses and modern molecular methods were used to expand the current knowledge on myxomycete diversity and biogeography in the Paleotropics. A number of surveys in the Philippine archipelago are conducted to provide and to add information about the distribution of myxomycetes in the Southeast Asian region. A combination of field collecting and ca. 2500 moist chamber cultures from four unexplored areas in the Philippines, namely, the Bicol Peninsula (746 records, 57 taxa), Puerto Galera (926 records, 42 taxa), Quezon National Park (205 records, 35 taxa), and Negros Province (193 records, 28 taxa), now brings the number of species recorded for Philippines to 150; with one record, Stemonaria fuscoides, noted as new for the Asian Paleotropics. Collecting localities that have more diverse plant communities showed as well higher species diversity of myxomycetes. In congruence with studies from the Neotropical forests, it seems also that anthropogenic disturbances and the type of forest structure affect the occurrence of myxomycetes for the Philippines. Another survey carried out in another paleotropical region, the highlands of Ethiopia, revealed a total of 151 records, with all 39 species found as new for the country. Three records of Diderma cf. miniatum with a strong bright red peridium and one record of Didymium cf. flexuosum with a conspicuous broad reticulation in the spore ornamentation were described and barcoded, since both may represent morphospecies new to science. A number of rarely recorded species, like Didymium saturnus, Metatrichia floripara, Perichaena areolata, and Physarina echinospora showed that resembling to its unique flora, the east African mountain ranges harbor a diverse and distinctive myxomycete assemblage. One incentive of this study was to compile a solid large dataset for the Paleotropical region that is comparable to data obtained from comprehensive studies performed in the Neotropical areas a decade ago. A total of eight surveys (with four comprehensive regional surveys, two from lowland and two from highland, for each region, the Neo- and the Paleotropics) were used, to compare the myxomycete assemblages of both regions. Each survey comes from a region with fairly homogenous vegetation, and includes specimens from both field and moist chamber cultures component. A statistical analysis of species accumulation curves revealed that only between 70 and 95% of all species to be expected have been found. Even for >1000 specimens per survey these figures seem hardly to increase with increasing collection effort, since a high proportion of species is always represented by a single or a few records only. Both ordination and cluster analysis suggests that geographical separation explains differences in species composition of the myxomycete assemblages much better than elevational differences. 5 The molecular component of this thesis is a phylogeographic study of the widely distributed tropical myxomycete Hemitrichia serpula. It is a morphologically distinct species with golden-yellow fructifications forming a reticulum. However, subtle variation in spore ornamentation points to cryptic speciation within this myxomycete. Using two independent molecular markers, 135 partial sequences of the small subunit (SSU) rRNA (a nuclear but extrachromosomal gene) and 30 partial sequences of the elongation factor 1 alpha gene (EF1A) (a nuclear gene), a study of 135 Hemitrichia serpula specimens collected worldwide revealed the existence of four clades that are likely to represent reproductively isolated biospecies, since each clade shows a unique combination of SSU and EF1A genotypes. A Mantel test with the partial SSU sequences indicated geographical differentiation, giving a correlation coefficient of 0.467 between the pairwise computed geographic and genetic distances, compared with the 95% confidence interval from 999 permutations (-0.013 to 0.021). Biogeographical analysis of the 40 SSU ribotypes showed clear intraspecific variation and geographic differentiation demonstrating a limited gene flow among the world population. We argue that the distribution of cryptic species in the different clade can be explained by ongoing, but still incomplete speciation. An event-based ancestral area reconstruction using the software S-DIVA employed in RASP showed that the probable origin of the ribotypes was a global dispersal event in the Neotropics. Additional species distribution models that were implemented for the three most prominent clades show different putative ranges. As such H. serpula supports the moderate endemicity hypothesis for protists. In summary, myxomycete assemblages in the Paleotropics (1) displayed a higher diversity than for Neotropical forests, (2) harbor unique taxa that differentiates those assemblages in spite of the expected similar macroecological all over the Tropics, (3) are affected by geographical barriers that likely causes speciation both at a morphospecies and biospecies level, and (4) follow the ubiquitous model in the sense that gene flow mediated by long-distance dispersal of spores is high enough that a species can fill out its entire putative range, but (5) the gene flow is not high enough to prevent variation in regional gene pools, which may lead to speciation and is better explained by the moderate endemicity model. Our data are still too limited to draw a comprehensive picture of the diversity of tropical myxomycetes, but the baseline information compiled with the aid of both classical ecology and molecular approaches from this study are first major steps towards this goal.
TGF-ß ist ein pleiotrophes Molekül das nicht nur im Immunsystem eine wesentliche Funktion in der Aufrechterhaltung immunologischer Toleranz besitzt, sondern auch Differenzierung und Expansion in vielen Geweben reguliert. Von TGF-ß sind drei Isoformen beschrieben, die alle an den gleichen Rezeptor binden. Dieser TGF-ß Rezeptor I kann für sich allein zwar TGF-ß binden, aber kein Signal in die Zelle übermitteln. Hierfür ist der TGF-ß Rezeptor II erforderlichlich. Die Arbeitsgruppe von Prof. Yeh beschäftigt sich intensiv mit der Entwicklung des fetalen humanen Ovars. Zum Zeitpunkt der von mir durchgeführten Untersuchungen war nicht bekannt ob und wenn ja in welchen Reifestadien TGF-ß an der Regulation der Entwicklung von fetalen Ovarien beteiligt ist. Ziel dieser Studie war es daher die Translation und Expression der TGF-ß Isoformen und der TGF-ß Rezeptoren I und II im fetalen humanen Ovar zu untersuchen. Die Transkription wurden mittels rtPCR untersucht und die Proteinexpression mittels Immunhistochemie nachgewiesen. Ich konnte zu allen untersuchten Zeitpunkten eine Expression der TGF-ß Isoformen und ihrer Rezeptoren nachweisen. Die Immunhistochemie zeigte darüber hinaus, dass die Verteilung in den Zelltypen (Oozyten und Granulosazellen) in Geweben des ersten und des zweiten Trimenons unterschiedlich reguliert ist. Im zweiten Trimenon zeigte sich, im Vergleich mit jüngeren Ovarien, eine insgesamt höhere Färbeintensität sowie eine Bevorzugung der Oozyten für alle hier untersuchten Proteine. Diese Ergebnisse stützen unsere ursprüngliche Hypothese, dass TGF-ß in der untersuchten Entwicklungsperiode auch im Ovar eine Bedeutung besitzt. In einem zweiten Teil der Untersuchungen wurde die Expression von TGF-ß und seiner Rezeptoren in der reifen humanen Placenta untersucht. Es war bekannt, dass TGF-ß exprimiert wird, ob auch die für die biologische Wirkung erforderlichen TGF-ß RI und RII vorhanden sind, war jedoch nicht bekannt. Hier konnte im Rahmen meiner Arbeit die Expression aller TGF-ß Isoformen als auch der Rezeptoren nachgewiesen werden. Spätere Arbeiten konnten die von uns gefundenen Ergebnisse im Wesentlichen bestätigen. Zusammenfassend zeigen die hier vorgelegten Daten, dass TGF-ß zu kritischen Zeitpunkten der fetalen Ovarentwicklung exprimiert wird. Ob sich hier Ansatzpunkte ergeben um Krankheitsbilder deren Ursprung in der fetalen Entwicklungsperiode vermutet werden, wie z. B. das Polycystische Ovar besser zu verstehen, müssen zukünftige Untersuchungen zeigen.
Cerebral cavernous malformations (CCMs) are prevalent slow-flow vascular lesions which harbour the risk to develop intracranial haemorrhages, focal neurological deficits, and epileptic seizures. Autosomal dominantly inherited CCMs were found to be associated with heterozygous inactivating mutations in 3 genes, CCM1(KRIT1), CCM2(MGC4607), and CCM3(PDCD10) in 1999, 2003 and 2005, respectively. Despite the availability of high-throughput sequencing techniques, no further CCM gene has been published since. Here, we report on the identification of an autosomal dominantly inherited frameshift mutation in a gene of thus far unknown function, FAM222B(C17orf63), through exome sequencing of CCM patients mutation-negative for CCM1-3. A yeast 2-hybrid screen revealed interactions of FAM222B with the tubulin cytoskeleton and STAMBP which is known to be associated with microcephaly-capillary malformation syndrome. However, a phenotype similar to existing models was not found, neither in fam222bb/fam222ba double mutant zebrafish generated by transcription activator-like effector nucleases nor in an in vitro sprouting assay using human umbilical vein endothelial cells transfected with siRNA against FAM222B. These observations led to the assumption that aberrant FAM222B is not involved in the formation of CCMs.
Background: The mechanism of how childhood trauma leads to increased risk for adult dissociation is not sufficiently understood. We sought to investigate the predicting effects and the putatively mediating roles of PTSD and alexithymia on the path from childhood trauma to adult dissociation. Methods: A total of 666 day-clinic outpatients were administered the Childhood Trauma Questionnaire (CTQ), the Toronto Alexithymia Scale (TAS-20), the Posttraumatic Diagnostic Scale (PDS), and the Dissociative Experiences Scale (DES) and controlled for sex, age, and the Global Symptom Index (GSI). Linear regression analyses and mediation analyses were applied. Results: Independent predictive effects on dissociation were found for childhood trauma, alexithymia and PDS, even after adjusting for GSI. Effects of childhood neglect on dissociation were slightly stronger than of abuse. Alexithymia did not mediate the path from childhood trauma to dissociation. Mediation by PDS was specific for childhood abuse, with all PTSD symptom clusters being significantly involved. Conclusions: Childhood abuse and neglect are important predictors of dissociation. While the effects of abuse are mediated by PTSD, the mechanism of how neglect leads to dissociation remains unclear. The results further support the predictive value of alexithymia for adult dissociation above and beyond the effects of childhood trauma, PTSD, and GSI scores.
Infektionserkrankungen können im Wirt oxidativen Stress hervorrufen, da dieser zur gezielten Abwehr von Mikroorganismen mithilfe bestimmter Immunzellen erhebliche Mengen an reaktiven Sauerstoff- und Stickstoffspezies produziert. Dabei wird v. a. der Aktivität der NADPH-Oxidase, und weniger der induzierbaren NO-Synthase, eine wichtige Rolle bei der Eliminierung von B. pseudomallei zugeschrieben (Utaisincharoen et al. 2001; Breitbach et al. 2006), was sich wiederum toxisch auf körpereigenes Gewebe auswirken kann. Unter diesen Umständen ist ein gut funktionierendes, antioxidatives Schutzsystem der Zellen von essentieller Bedeutung. In dem Zusammenhang sollte zum einen die antioxidative Funktion des Transkriptionsfaktors Nrf2, und zum anderen die Bedeutung des Glutathion-Redoxsystems bei Infektionen mit dem Gram-negativen, fakultativ intrazellulären Erreger der Melioidose, Burkholderia pseudomallei, geklärt werden. In der vorliegenden Arbeit konnte gezeigt werden, dass die Infektion von Makrophagen und Hepatomzellen mit B. pseudomallei zur nukleären Translokation von Nrf2 und somit dessen Aktivierung beiträgt. Die infektionsbedingte Induktion von Nrf2 auf Genexpressionsebene wurde in Makrophagen, jedoch nicht in Hepatomzellen, festgestellt. Darüber hinaus wurde die Genexpression des Transkriptionsfaktors in den Organen von infizierten C57BL/6-Mäusen unterschiedlich reguliert. Die Anwesenheit von Nrf2 in Nrf2+/+-Makrophagen bzw. die Aktivierung von Nrf2 durch Stimulatoren verbesserten das intrazelluläre Überleben von B. pseudomallei in den Immunzellen, wohingegen in infizierten Hepatomzellen das Replikationsvermögen des Pathogens durch Nrf2 eingeschränkt wurde. In vitro-Infektionsversuche mit anderen Bakterien wiesen zudem auf einen Erreger-spezifischen Einfluss von Nrf2 hin. Des Weiteren war die proinflammatorische Antwort von Makrophagen durch Nrf2 tendenziell, aber nicht signifikant, erhöht. Im pulmonalen in vivo-Infektionsmodell hatte Nrf2 weder einen Einfluss auf das Wachstum von B. pseudomallei in Leber, Lunge und Milz infizierter Tiere, noch auf die Sekretion inflammatorischer Mediatoren im Serum. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass Nrf2 weniger durch die Modulation der proinflammatorischen Immunantwort, als vielmehr durch die Regulation ARE-abhängiger, antioxidativer Proteine unterschiedlich auf die mikrobielle Abwehr in vitro und in vivo einwirkt. Im zweiten Teil der Arbeit sollte daher die Rolle von Glutathion (GSH) und den an seiner Biosynthese bzw. Regeneration beteiligten Enzymen, Glutamatcysteinligase (Gcl) sowie Glutathionreduktase (Gsr), bei der Infektion mit B. pseudomallei untersucht werden. Es konnte nachgewiesen werden, dass die Genexpression der Gcl und Gsr in Abhängigkeit von der infektionsbedingten Nrf2-Induktion durch B. pseudomallei in Makrophagen erhöht war, wohingegen die Enzyme in den Organen infizierter Mäuse unterschiedlich induziert wurden. Die Inhibition der Gcl führte sowohl in Makrophagen als auch in Hepatomzellen zu einer Reduktion des intrazellulären Gesamt-GSH-Gehaltes, was sich jedoch unterschiedlich auf das Wachstumverhalten von B. pseudomallei in den jeweiligen Zellen auswirkte. Die eingeschränkte GSH-Biosynthese verbesserte zum einen die Pathogenkontrolle in den Makrophagen und im Mausmodell, begünstigte jedoch zum anderen die Replikation des Erregers in Hepatomzellen. Die Hemmung der Regeneration von GSH aus GSSG führte ebenfalls zu zelltypabhängigen, kontroversen Ergebnissen. Einerseits wirkten sich die Inhibition der Gsr und der damit verbundene GSH-Mangel positiv auf das Überleben von B. pseudomallei in Makrophagen aus. Andererseits führte die Gsr-Inhibition in Hepatomzellen zu einem Anstieg des intrazellulären GSH-Gehaltes, was sich in reduzierten Keimzahlen äußerte. Wurde GSH direkt mithilfe eines bestimmten Konjugationspartners, der aber auch für seine Nrf2-induzierende Wirkung bekannt ist, depletiert, so wurde das bakterielle Wachstum in beiden Zelltypen und in den Organen von Mäusen begünstigt. Da der GSH-Gehalt in unseren Infektionsmodellen keinen signifikanten Einfluss auf proinflammatorische Mediatoren hatte, ist anzunehmen, dass die wirtsvermittelten Immunmechanismen eine untergeordnete Rolle bei der Pathogenkontrolle spielen. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit bestätigen die in der Literatur bereits kontrovers beschriebenen Funktionen von Nrf2 und GSH bei mikrobiellen Infektionen. Es ist anzunehmen, dass sowohl der Nrf2-Signalweg als auch die Nrf2-abhängige Regulation des GSH-Stoffwechsels vorwiegend dem Schutz der Wirtszelle dienen, indem sie das durch eine Infektion hervorgerufene, gestörte Gleichgewicht zwischen ROS und Antioxidantien wiederherstellen. Jedoch konnte auch gezeigt werden, dass beide Faktoren unter bestimmten Bedingungen zugunsten des bakteriellen Wachstums genutzt werden können, indem das Pathogen die Schutzmechanismen des Wirtes umgeht.
Eine häufig therapiebedingte Spätkomplikation beim Prostatakarzinom ist die Ausprägung einer Kastrationsresistenz. Diese zeichnet sich durch eine von Androgenen unabhängige Progression aus. Die Therapieoptionen in diesem Stadium sind begrenzt und die Prognose ist ungünstig. Als eine Ursache wird die hormonunabhängige Aktivierung des Androgenrezeptors diskutiert. Ein weiterer Mechanismus ist die Entstehung neuroendokrin-differenzierter Tumorzellen. In der vorliegenden Arbeit wurde die Rolle eines Proteins der TPD52-Familie bei diesen Prozessen untersucht. Durch alternatives Spleißen entstehen vom TPD52-Gen verschiedene Transkriptvarianten. Neben der ubiquitär vorkommenden Isoform 3 lag der Fokus dieser Arbeit auf der prostataspezifischen Isoform 1, hier als PC-1 (prostate and colon gene 1) bezeichnet. Beide Isoformen sind mit der Progression des Prostatakarzinoms assoziiert, scheinen in diesem Kontext jedoch unterschiedliche Funktionen zu haben. Um speziell PC-1 untersuchen zu können, wurde ein rekombinant hergestelltes Antigen erfolgreich zur Gewinnung eines spezifischen Antikörpers verwendet. Zur funktionellen Charakterisierung von PC-1 wurde auf Basis der Prostatakarzinomzelllinie LNCaP ein Zellkulturmodell etabliert, welches eine induzierbare Überexpression dieses Proteins ermöglicht. Unter Verwendung dieser Zelllinie konnte gezeigt werden, dass PC-1 die Zellviabilität unter Androgenablation und während der Behandlung mit dem Antiandrogen Flutamid steigert. Zudem fördert PC-1 die Translokation des Androgenrezeptors in den Zellkern. Durch Androgenablation oder eine Kultivierung in Gegenwart des Zytokins IL-6 lassen sich Prostatakarzinomzellen in Richtung eines neuroendokrinen Phänotyps differenzieren. Diese Differenzierung korreliert unter anderem mit charakteristischen Veränderungen der Zellmorphologie. In dieser Arbeit konnte erstmals gezeigt werden, dass die Behandlung mit IL-6 zu einer signifikanten Überexpression von PC-1 führt. Andere TPD52-Isoformen werden nicht beeinflusst. Den größten Effekt auf eine neuroendokrine Differenzierung zeigte eine Kombination aus IL-6-Behandlung und PC-1-Überexpression. Dieser konnte durch Western-Blot-Analysen, Immunfluoreszenzfärbungen, live cell imaging sowie über den RT-qPCR-basierten Nachweis einer vermehrten Expression neuronaler Marker validiert werden. Des Weiteren zeigten neuroendokrin-differenzierte LNCaP-Zellen nach PC-1-Überexpression eine erhöhte Zellviabilität, vermutlich durch eine gesteigerte Expression und Aktivität des Androgenrezeptors. Darüber hinaus konnte demonstriert werden, dass sich das Wachstum undifferenzierter LNCaP-Zellen durch die Präsenz neuroendokrin-differenzierter Zellen fördern lässt. Dieser Effekt war sogar unter Androgenablation deutlicher als in androgenhaltigem Medium und ist vermutlich auf sezernierte Mediatoren zurückzuführen, die das Medium entsprechend konditioniert haben. Um die Beteiligung von PC-1 an sekretorischen Vorgängen besser zu verstehen, wurden potentielle Interaktionspartner identifiziert. Speziell für die Kinesine KLC1/2 und UKHC ergaben sich Hinweise auf eine Wechselwirkung mit PC-1. Neben konfokalmikroskopisch analysierten Kolokalisationen konnten Interaktionen mittels Co-Immunpräzipitationen bestätigt werden. Die Ergebnisse dieser Arbeit verdeutlichen, dass PC-1 die Progression des Prostatakarzinoms über verschiedene Mechanismen beeinflusst. Somit kann PC-1 als ein bedeutsames, therapeutisches Zielprotein betrachtet werden.
Funktionelle Ergebnisse nach Makulaforamenchirurgie: Peeling-Farbstoffe und andere Einflussfaktoren
(2016)
Die Arbeit untersucht retrospektiv die Langzeitergebnisse der Chirurgie an Makulaforamina an der Universitätsaugenklinik in Greifswald im Zeitraum 1. Januar 2006 bis 31. Dezember 2013. Zentral wird dabei der Einfluss von zwei verschiedenen Farbstoffen, die zum Peeling der Membrana limitans interna verwendet wurden (Indocyaningrün, Brilliant Blue G) beobachtet. Daneben steht die Frage nach weiteren Faktoren aus der Gesamtsituation des Patienten, Geschlecht, häufige Begleiterkrankungen oder Komplikationen, die auf das Ergebnis der Operation Einfluss nehmen können.
Because of the vital role of the liquid as interface in plasma medicine, this work is focused on the elucidation of the interaction of plasmas with biologically relevant liquids. The results of this thesis are an important step in the direction of the applications to real biological liquids such as blood and wound secretion ex vivo as well as in vivo. In this thesis the following questions are investigated and answered with the special focus on the free radicals as highly reactive and, therefore, hard to detect relevant group of chemical species: What is the impact of the atmospheric-pressure argon plasma jet on biologically relevant solutions? Which species are generated due to the plasma treatment of liquids? What is an appropriate detection procedure for the qualification and quantification of the short-lived species? Does the surrounding conditions influence the formation of liquid-phase reactive species and can this influence be used to tailor a desired liquid composition? What is the influence of the plasma surroundings? What is the influence of feed gas manipulation regarding the reactive species generation? Can these impacts be used for a selected reactive species composition generation? Does the treated liquid medium affect the plasma-generated reactive species output and in what way? Which are the underlying mechanisms and origins of the plasma-caused chemical changes in the solutions? Do reactive species exist, which origin is located in the gaseous phase? What is the impact of the plasma jet radiation?
Myxomycetes (Amoebozoa, plasmodial slime molds) are one of the last larger groups of organisms where the biodiversity is not yet investigated by molecular methods, except for a very few cultivable model species. Based on the first phylogenies for the group produced in 2012 and 2013, this thesis work explores the genetic diversity of wild populations of myxomycetes, addressing two questions: 1. Does diversity and phylogenetic trees found with barcode markers fit the current morphological species concept, and do barcode markers reveal a lower or higher diversity than found by morphological characters? In the first case, morphological characters seen as decisive for species differentiation would be plastic (shaped by the environment), in the second case we must assume the existence of cryptic species. 2. Can genetic markers be used to see if natural populations of myxomycetes reproduce mainly sexual or asexual? Sexuality is proven to occur in the Amoebozoa, but asexual reproduction should be advantageous for habitat colonization. Experiments with cultivable species have shown that both reproductive modes occur in the myxomycetes. Two species complexes were chosen for an in-depth investigation. The first species is the common wood-inhabiting myxomycete Trichia varia (Pers. ex J.F. Gmel.) Pers., one of the first myxomycetes to be described and always seen as a variable, yet single, species. The second example involves a snowbank species so far known as Lamproderma atrosporum Meyl., which was recently transferred to a genus on its own, Meriderma Mar. Mey. & Poulain, and a morphological species concept, including several taxa, was proposed. Trichia varia belongs to the bright-spored myxomycetes. Partial sequences of three independent markers (nuclear small-subunit ribosomal RNA gene, SSU, extrachromosomal; protein elongation factor 1 alpha gene, EF1A, chromosomal; cytochrome oxidase subunit 1 gene, COI, mitochondrial) from 198 specimens resulted in a three-gene phylogeny containing three groups, within each group combinations of the single-marker genotypes occurred exclusively. Complete SSU sequences were generated for 66 specimens, which revealed six positions that can carry group I introns and putatively functional or degenerated homing endonuclease genes in two groups. All observations (genotypic combinations of the three markers, signs of recombination, intron patterns) fit well into a pattern of three cryptic biological species that reproduce predominantly sexual but are reproductively isolated. The pattern of group I introns and inserted homing endonuclease genes mounts evidence that the Goddard-Burt intron life cycle model applies to naturally occurring myxomycete populations. A total of 89 specimens of the dark-spored myxomycete genus Meriderma from five European mountain ranges were sequenced for partial genes of SSU and EF1A. The latter gene includes an extremely variable spliceosomal intron. Three clades, the two morphologically recognizable taxa M. fuscatum, M. aggregatum, and the morphologically complicated complex species M. atrosporum agg., were recovered. The EF1A-based phylogeny of the 81 specimens of M. atrosporum agg. resulted in seven subclades, with the two EF1A-haplotypes of a sequence sharing always one subclade for each of the 50 heterozygous specimens, a pattern consistent with the existence of several independent but sexually reproducing biospecies. Identical EF1A genotypes occurred more often within a regional population than in between. A simulation assuming panmixis within a biospecies but not in between, and isolation between mountain ranges suggested that similar numbers of shared genotypes can be created by chance through sexual reproduction alone. Numbers of haplotypes shared between mountain ranges correlate with geographical distance, suggesting occasional long-distance dispersal by spores. An enlarged data set containing 227 partial SSU sequences of Meriderma spp. identified 53 ribotypes, with a ribotype accumulation curve indicating 68.4±14.5 ribotypes to expect according to the Chao2 estimator. The topology of the SSU phylogeny generally confirms results from the partial SSU and EF1A data set of 89 specimens, where several putative biospecies could be recognized. A novel method for automated analyses of SEM images allows to derive quantitative descriptors for spore ornamentation, which were subjected to multivariate analyses. Spore ornamentation provided traits with the highest explanatory power in a multivariate statistics, whereas spore size and stalk length were much less significant. For some but not all putative biospecies a unique combination of morphological characters was found, which is in accordance with the hypothesis of instant sympatric 8 speciation via mutations creating incompatible strains splitting from existing biospecies. The morphologically recognizable taxa of the genus are described and a key for the genus Meriderma is given. To compare morphological and molecular diversity in lignicolous myxomycetes, all specimens found in a study covering the late-autumn aspect were sequenced, using partial SSU gene as a barcode marker. A total of 161 logs in the old-growth forest Eldena, northeastern Germany, was surveyed, resulting in 530 collections representing 27 taxa from 14 genera. Bright-spores species were far more abundant than dark-spored taxa. A phylogeny based on partial SSU sequences for bright-spored myxomycetes revealed morphospecies to be largely consistent with phylogenetic groups. Most but not all morphospecies may contain multiple ribotypes that cannot be differentiated by light microscopy. This first study backing up a traditional morphology-based survey by a full molecular component demonstrates that partial SSU sequences can function as reliable barcode markers for myxomycetes, but reveals as well a significant, yet not infinite, amount of hidden diversity. The main conclusions of this work, set up in the frame of a project funded by the German Research Council (DFG), are the following: 1. Sexual reproduction seems to be an important, if not the dominating mode (apart from clonal myxamoebal populations built up by binary fission) of reproduction in naturally occurring populations of myxomycetes. 2. From the two investigated species complexes we can expect many, if not most, morphopecies to be composed of reproductively isolated, sexually reproducing, biospecies. 3. Partial SSU sequences, as most widely used in this study, seem to represent suitable barcode markers for the group and can be used to distinguish the (usually cryptic) biospecies, although they alone do not allow any conclusions about reproductive isolation and speciation processes. 4. We have to expect a significant amount of hidden diversity in myxomycetes, which will increase the number of taxa from ca. 1000 recognized morphologically by a factor between two and ten.
Achieving commercial production of electricity by magnetic confinement fusion requires improvements in energy and particle confinement. In order to better understand and optimise confinement, numerical simulations of plasma phenomena are useful. One particularly challenging regime is that in which long wavelength MHD phenomena interact with kinetic phenomena. In such a regime, global electromagnetic gyrokinetic simulations are necessary. In this regime, computational requirements have been excessive for Eulerian methods, while Particle-in-Cell (PIC) methods have been particularly badly affected by the "cancellation problem", a numerical problem resulting from the structure of the electromagnetic gyrokinetic equations. A number of researchers have been working on mitigating this problem with some significant successes. Another alternative to mitigating the problem is to move to a hybrid system of fluid and gyrokinetic equations. At the expense of reducing the physical content of the numerical model, particularly electron kinetic physics, it is possible in this way to perform global electromagnetic PIC simulations retaining ion gyrokinetic effects but eliminating the cancellation problem. The focus of this work has been the implementation of two such hybrid models into the gyrokinetic code EUTERPE. The two models treat electrons and the entire bulk plasma respectively as a fluid. Both models are additionally capable of considering the self-consistent interaction of an energetic ion species, described gyrokinetically, with the perturbed fields. These two models have been successfully benchmarked in linear growth rate and frequency against other codes for a Toroidal Alfvén Eigenmode (TAE) case. The m=1 internal kink mode, which is particularly challenging in terms of the fully gyrokinetic cancellation problem, has also been successfully benchmarked using the hybrid models with the MHD eigenvalue code CKA. Non-linear simulations in this TAE case have been performed confirming the analytical prediction of a quadratic relationship between the linear growth rate of the TAE and the saturated amplitude of the TAE for a range of moderate values of the linear growth rate. At higher linear growth rate, a slower scaling of saturated amplitude with linear growth rate is observed. This analysis has been extended to include the non-linear wave-wave coupling between multiple TAE modes. It has been shown that wave-wave coupling results in a significant reduction in the saturated amplitude. It has been demonstrated that both plasma elongation and ion kinetic effects can exert a stabilising influence on the internal kink mode. A population of energetic particles can also exert a stabilising influence at low normalised pressure. At high normalised fast particle pressure the stabilised kink mode has been shown to give way to the m=1 EPM, which has been simulated both linearly and non-linearly (the "fishbone" mode). The first self-consistent simulations of global modes in the magnetic geometry of the optimised stellarator Wendelstein 7-X have been performed both linearly and non-linearly. Limitations have been encountered in performing simulations in 3D geometry. A hypothesis for the cause of these problems is outlined and ideas for mitigation are briefly described. In addition to the hybrid model simulations, some of the first utilisations of a new scheme for mitigating the cancellation problem in the fully gyrokinetic regime have been carried out in the framework of this thesis. This scheme, which was developed separately, is concisely described in this work. The new scheme has been benchmarked with existing gyrokinetic and hybrid results. The linear Wendelstein 7-X simulations and linear and single mode non-linear TAE simulations have been repeated with the new model. It is shown that bulk plasma kinetics can suppress the growth rate of global modes in Wendelstein 7-X. The results of fully gyrokinetic TAE simulations, the first to have been performed to our knowledge, are shown to be in close agreement with those results obtained using hybrid models. In the TAE case, the hybrid models are an order of magnitude less computationally demanding than the new gyrokinetic scheme, which is in turn at least an order of magnitude less computationally demanding than the previous gyrokinetic scheme.
Glucocorticoid Receptor Gene Variants and Neonatal Outcome in Very-Low-Birth-Weight Preterm Infants
(2016)
Background: Induction of lung maturation by prenatal steroid treatment has become the standard of care for pregnant women at risk for preterm birth. In addition to the beneficial effects on lung maturation, prenatal steroids have been shown to reduce the incidence of neonatal death, necrotizing enterocolitis, sepsis, and intraventricular hemorrhage. However, little is known about the role of interindividual differences in corticoid sensitivity arising from polymorphisms in the glucocorticoid receptor (GR) gene. Objectives: To assess the impact of GR polymorphisms N363S (rs56149945), R23K (rs6190), and BclI (rs41423247) on neonatal outcome. Methods: The GR polymorphisms N363S, R23K, and BclI were examined in 10,490 very-low-birth-weight (VLBW) preterm infants from 49 German tertiary level neonatal units (German Neonatal Network, GNN) with respect to neonatal outcome. Results: Infants carrying the BclI genotype were at higher risk to develop bronchopulmonary dysplasia (BPD) (OR 1.12 per BclI allele, 95% CI: 1.02-1.23, p = 0.013) in a logistic regression model adjusted for gestational age, mechanical ventilation, and small for gestational age status. A similar relative risk was seen in the children (89.4%) who received antenatal betamethasone treatment (OR 1.16, 95% CI: 1.05-1.27, p = 0.003), whereas no such effect was detectable in infants without antenatal steroids. N363S and R23K did not show any stable association with neonatal outcome parameters. Conclusion: Except for a slightly higher risk of BPD in carriers of the GRBclI variant, the GR gene polymorphisms BclI, N363S, and R23K did not affect neonatal outcome parameters in this large multicenter cohort of VLBW preterm infants.
Aktuelle Kompendien zu den gutartigen weiblichen Brusttumoren sind zumeist auf nur einen Schwerpunkt ausgerichtet. Daher war das Ziel dieser Promotion die Ausarbeitung eines Kompendiums mit den Schwerpunkten Diagnostik, Pathologie, Therapie und Prognose zu den gutartigen Tumoren der weiblichen Brust. Im weiteren Schritt sollte geprüft werden, ob eine allgemeingültige Empfehlung zur Diagnostik und Therapie der gutartigen Brusttumoren erstellt werden kann. Die Betrachtung der Tumoren erfolgte nach einheitlichen Gesichtspunkten. Dabei wurden zu jedem gutartigen Tumor typische Merkmale, diagnostische Methoden und therapeutische Modalitäten ermittelt. Problematisch gestaltete sich die Erarbeitung der seltenen und sehr seltenen mammären Tumoren aufgrund der nur geringen Anzahl an medizinischen Fachtexten. Bei der Erstellung der Promotion fielen sowohl die kontroversen Empfehlungen bezüglich einer weiteren Abklärung der gutartigen Brusttumoren mittels minimalinvasiver Methoden als auch die unterschiedlichen Empfehlungen hinsichtlich des therapeutischen Vorgehens (Nachsorge vs. operative Entfernung) auf. Mit Berücksichtigung dieser konnte dennoch für die gutartigen Brusttumoren ein allgemeingültiges diagnostisches Vorgehen sowie eine einheitliche Behandlungsempfehlung entwickelt werden.
In dieser Arbeit wird ein einfaches Verfahren zur Herstellung ultradünner (3 nm) Galliumschichten unter Umgebungsbedingungen beschrieben. Die Schichten sind stabil bis zu einem Auflage-Druck im GPa-Bereich und replizieren die zugrundeliegende Substratrauheit sowie größere Strukturen. Weiterhin wird ihre Eignung als Permeationsbarriere gezeigt. Mithilfe von optischen und elektrischen Messungen wird schließlich anhand des Drude-Modells die Alterung (Oxidation) der Schichten unter Umgebungsbedingungen beschrieben.
Trotz der Verfügbarkeit von verschiedenen Impfstoffen zählen Influenza-A-Viren (IAV) nach wie vor zu den gefährlichsten humanpathogenen Krankheitserregern weltweit. Ebenso verursachen einige animale IAV-Stämme bei zahlreichen Wild- und Nutztierarten schwerwiegende und teilweise tödlich verlaufende Infektionen. Daher ist die Entwicklung moderner und effektiver Impfstoffe gegen IAV für die Tier- und Humanmedizin von größter Wichtigkeit. Im ersten Teil der Arbeit wurde auf Basis des IAV-Stamms A/Bayern/74/2009 (pH1N1) eine doppelt-attenuierte IAV-Mutante, genannt BY74-NS1-99-E, mit einem Elastase-sensitiven HA-Spaltmotiv und einer C-terminalen Verkürzung des Interferon-Antagonisten NS1 generiert und hinsichtlich ihrer Eignung als IAV-Lebendimpfstoff untersucht. In vitro zeigte sich BY74-NS1-99-E streng Elastase-abhängig und replizierte ausschließlich unter dessen Zugabe zu ähnlich hohen Titern wie der Wildtyp unter Zugabe von Trypsin. Aufgrund der geringen Elastase-Verfügbarkeit in vivo war die Mutante in ihrer Replikationsfähigkeit stark eingeschränkt und zeigte sich im Gegensatz zum Wildtyp sowohl im Mausmodell als auch im Schwein vollkommen apathogen. In der Maus führte die einmalige intranasale Applikation von BY74-NS1-99-E zu einer deutlichen Bildung von H1-spezifischen Serumantikörpern. Ihr Auftreten korrelierte mit dem Schutz der Mäuse gegen eine Belastungsinfektion mit dem homologen Wildtyp-Virus. Während eine singuläre Immunisierung mit einer Dosis von 106 TCID50 BY74-NS1-99-E komplett vor einer Replikation des homologen Belastungsvirus schützte, verhinderten Dosen ab 104 TCID50 die Ausbildung klinischer Symptome, einen Gewichtverlust und reduzierten die pulmonale Viruslast. Im Schwein erwies sich die Mutante als wenig immuogen. So ließ sich selbst nach zweifacher intranasaler Applikation mit der Mutante keine H1- oder NP- spezifische Antikörper-Antwort nachweisen. Um künftig leichter Fragen zum Zelltropismus und zur Virusausbreitung auch in Echtzeit sowohl in vitro als auch in vivo untersuchen zu können, wurde im Rahmen des zweiten Teils der Arbeit ein replikationsfähiges IAV mit einem membranständigen eGFP generiert. Die Strategie zur Herstellung des rekombinanten, Fremdgen exprimierenden Virus, basierte auf einer Veröffentlichung von Gao et al. (2010), in welcher ein IAV mit einem zusätzlichen neunten Gen-Segment beschrieben wird. Bei den in vitro Untersuchungen zum Wachstumsverhalten der mittels reverser Genetik hergestellten Mutante BY74-eGFP, wurde eine im Vergleich zum parentalen Wildtyp verminderte Replikationseffizienz festgestellt. Genetisch zeigte sich BY74-eGFP weitgehend stabil. Die Ergebnisse der Western-Blots sowie die Immunfärbungen zur konfokalmikroskopischen Auswertung deuteten stark auf eine Inkorporation des NA-eGFP-Fusionsproteins in die virale Membran der Mutante hin. Ein solches Reportergen-exprimierendes Virus könnte zukünftig als molekulares Werkzeug bei der Untersuchung und Aufklärung der genauen Verläufe einer IAV-Infektion in vitro und in vivo dienen. Ziel des dritten Teils dieser Arbeit war es, auf Grundlage der Arbeiten von Gao et al. (2010) und Stech et al. (2005), ein Elastase-abhängiges IAV, welches zwei verschiedene Hämagglutinine (H1 und H3) exprimiert, zu generieren und auf seine Eignung als LAIV im Mausmodell zu untersuchen. Als Basis für das generierte Neunsegmentvirus BY74-H1H3-E diente der Stamm A/Bayern/74/09 (pH1N1). Das zusätzlich bereitgestellte neunte Gensegment codierte für das H3-HA des Stammes A/Swine/Bissendorf/IDT1864/2003 (H3N2) (SB03). Bei den In-Vitro-Untersuchungen zur Expressions-Stabilität konnte zwar zunächst eine schwache H3-HA-Expression in den infizierten Zellen beobachtet werden, jedoch reduzierte sich diese von Passage zu Passage und verschwand letztendlich. Die Genomanalyse zeigte, dass das H3-tragende Gensegment letztlich verloren ging. Im Vergleich zum Wildtyp wies das potentielle Impfvirus in vitro eine stark verringerte Replikationsfähigkeit auf. Im Mausmodell erwies sich die BY74-H1H3-E-Mutante im Gegensatz zu A/Bayern/74/09 (pH1N1) und A/Swine/Bissendorf/IDT1864/2003 (H3N2) als vollkommen apathogen. Eine zweifache intranasale Immunisierung mit 103 TCID50 der dualen Virusmutante induzierte eine deutliche H1-spezifische und zum Teil eine moderate H3-spezifische Antikörper-Antwort. Sie schützte die Tiere bei einer homologen Belastungsinfektion BY74-Wildtyp (H1N1) komplett vor einem Gewichtsverlust und der Ausbildung klinischer Symptome. Bei einer heterosubtypischen Belastungsinfektion mit SB03-Wildtyp (H3N2) reduzierte sie den Gewichtsverlust und die klinischen Symptome. Die Doppelimmunisierung führte sowohl bei den Tieren, die einer homologen als auch bei den Tieren die einer heterologen Belastungsinfektion unterzogen worden waren zu einer Reduktion der pulmonalen Viruslast. Insgesamt erfüllte BY74-H1H3-E die Anforderungen eines potentiellen dualen LAIV-Kandidaten nur bedingt.
High-Frequency Binaural Beats Increase Cognitive Flexibility: Evidence from Dual-Task Crosstalk
(2016)
Increasing evidence suggests that cognitive-control processes can be configured to optimize either persistence of information processing (by amplifying competition between decision-making alternatives and top-down biasing of this competition) or flexibility (by dampening competition and biasing). We investigated whether high-frequency binaural beats, an auditory illusion suspected to act as a cognitive enhancer, have an impact on cognitive-control configuration. We hypothesized that binaural beats in the gamma range bias the cognitive-control style toward flexibility, which in turn should increase the crosstalk between tasks in a dual-task paradigm. We replicated earlier findings that the reaction time in the first-performed task is sensitive to the compatibility between the responses in the first and the second task—an indication of crosstalk. As predicted, exposing participants to binaural beats in the gamma range increased this effect as compared to a control condition in which participants were exposed to a continuous tone of 340 Hz. These findings provide converging evidence that the cognitive-control style can be systematically biased by inducing particular internal states; that high-frequency binaural beats bias the control style toward more flexibility; and that different styles are implemented by changing the strength of local competition and top-down bias.
Staphylococcus aureus is present in around a third of the human population as a constant commensal in the anterior nares, in a third as an intermittent commensal, and a third are non-carriers. However, S. aureus is also a dangerous pathogen, responsible for many types of infections. Recently, the emerging of methicillin-resistant S. aureus strains has aggravated the health problem. Treating infections caused by the invasive strains has become ineffective with conventional antibiotics. Noticeably, transmission of S. aureus has occurred not only in healthcare settings but also in the community; furthermore, transmission between humans and domestic animals has been reported. Although studies about host-pathogen interactions of S. aureus have advanced our knowledge in the last decades, we still have not fully understood mechanisms of the immune system in responses to S. aureus. The aim of this study is to unravel interactions of the human adaptive immune system to selected S. aureus virulence factors. In particular, the study focuses on two aspects: the reaction of human antibodies to the bacterial extracellular proteins in S. aureus-induced furunculosis with an emphasis on Panton-Valentine Leukocidin and responses of the adaptive immune system to membrane-bound lipoproteins of S. aureus. Furunculosis is a variety of hair follicle infection in which S. aureus is one of the chief causal pathogens involved. The corresponding bacterial strains are generally capable of producing of a pore-forming toxin, known as Panton-Valentine Leukocidin (PVL). Recently, the emerging of pvl-positive methicillin-resistant S. aureus has become a problem for treating the bacterially caused furuncles. Colonization with the bacteria is a risk factor for development of chronic or recurrent boils. It is not yet known why furunculosis patients are largely infants or young adults. In this context, we untangled the responses of antibody IgG antibodies to S. aureus extra-cellular factors, notably the PVL toxin, in families in which the patients were children. Multiplex PCR demonstrated that S. aureus clones, isolated from the patients’ wounds but also from the nares of family members, harbored genes coding for PVL toxin. Spa-typing highlighted that bacterial genotypes were very similar in each family. This suggests that transmission of pvl-positive S. aureus took place between family members. The finding also raises the question why only the young patients but not family members who were colonized by the same S. aureus clones suffered from furunculosis. 2D immune proteomics procedures showed a tendency of higher IgG titers against bacterial virulence factors in family healthy members than in patients. PVL-specific antibodies were measured using ELISA, in which patients’ PVL-specific IgG titers were low. This supports the idea that antibodies, probably in conjunction with T cells, might contribute to clinical protection in furunculosis. This research will serve as a foundation for future studies, in which our results should be validated in a larger cohort. Among S. aureus’ virulence factors are lipoproteins, which are anchored in the bacterial cell membrane. Lipoproteins perform various functions in colonization, immune evasion, and immunomodulation. These proteins are potent activators of the complex of innate immune receptors termed Toll-like receptors (TLR) 2 and 6. This study addressed the specific B-cell and T-cell responses to lipoproteins in human S. aureus carriers and non-carriers. 2D immune proteomics and ELISA approaches revealed that titers of serum antibody (IgG) binding to the S. aureus lipoproteins were very low or even unmeasurable in healthy individuals except for the lipoprotein SaeP. Only patients with cystic fibrosis or epidermolysis bullosa who were heavily exposed to the bacteria, generated an antibody response also to lipoproteins. Proliferation assays and cytokine profiling data showed only subtle responses of T cells in healthy individuals; three out of eight tested lipoproteins did not elicit proliferation. Hence, the robust activation of the innate immune system by S. aureus lipoproteins does not translate into a strong adaptive immune response. Reasons for this may be inaccessibility of lipoproteins for B cells as well as ineffective processing and presentation of the antigens to T cells. The main findings implicate that family members can serve as S. aureus reservoirs causing recurrent furunculosis in young patients and that antibodies may provide partial protection from such infections by S. aureus. We have found that, different from proteins that are secreted by S. aureus, lipoproteins which anchored in the bacterial cell membrane, do not trigger strong responses from the human adaptive immune system. This suggests that these proteins remain mostly hidden in the bacterial cell-wall.
Zerebrale kavernöse Malformationen sind Gefäßfehlbildungen des menschlichen zentralen Nervensystems, die mit einer Prävalenz von etwa 1:650 in der Bevölkerung auftreten und zu rezidivierenden Kopfschmerzen, Krampfanfällen und Gehirnblutungen führen können. Diese Läsionen treten sowohl sporadisch als auch als Konsequenz von erblichen Mutationen (familiäre Kavernomatose) mit unvollständiger Penetranz und variabler Expressivität auf. Kausale Mutationen sind für die Gene CCM1 ( KRIT1), CCM2 (Malcavernin) und CCM3 (PDCD10) beschrieben. Die vorliegende Dissertationsarbeit mit dem Titel „Identifizierung und Charakterisierung eines neuen Kandidatengens für kavernöse Gefäßmalformationen des zentralen Nervensystems“ hatte die Suche neuer CCM-assoziierter Gene und deren Beschreibung zur Aufgabe. Als Ausgangspunkt dienten fünf Indexpatienten aus der Kohorte Stahl et al. 2008, bei denen keine ursächliche Mutation in den bekannten CCM-Genen identifiziert werden konnte. Die Exomsequenzierung mittels SOLiD™ 5500XL ergab für die vier isolierten und den familiären Fall mehr als 210.000 Varianten. Nach Filterung und Priorisierung dieser Veränderungen wurden acht Kandidatengene definiert, von denen fünf mittels klassischer Sanger-Sequenzierung validiert werden konnten. Das vielversprechendste Kandidatengen, FAM222B (C17orf63), in dem 2012 keine Loss-of-function Mutationen bekannt waren und das für ein Protein unbekannter Struktur und Funktion kodiert, wurde für die weitere Charakterisierung ausgewählt. Zunächst konnten durch einen Yeast Two-Hybrid Screen Interaktionspartner identifiziert werden, die sich in die bekannten CCM-Signalwege integrieren ließen. Funktionelle Studien mittels Morpholino- und TALEN-Technik im Zebrafischmodell und mit humanen Nabelschnurvenenendothelzellen zeigten jedoch keinen signifikanten Effekt von FAM222B auf die Angiogenese. Auch eine detaillierte Bewertung der Informationen, die erst Ende 2014 in der ExAC-Datenbank veröffentlicht wurden, spricht in Zusammenschau mit den experimentellen Daten eher dagegen, FAM222B als neues Kandidatengen für die Entstehung von CCMs einzustufen. Parallel zu den funktionellen Studien wurde die Kohorte von Stahl et al. 2008 kontinuierlich erweitert. Bei den molekulargenetischen Analysen fanden sich mehr kausale Mutationen im CCM3-Gen als bisher angenommen. Ferner konnte gezeigt werden, dass rund ein Drittel der Probanden vor Erreichen des Erwachsenenalters und ein Fünftel der Mutationsträger bereits vor dem 10. Lebensjahr erkranken.
In dieser Arbeit wurden drei neue Imin-Reduktasen (IREDs) identifiziert und biochemisch charakterisiert. Bei einem dieser Enzyme war eine Kristallstruktur bereits gelöst, jedoch keine Funktionalität beschrieben. Beim Untersuchen des Substratspektrums wurde in dieser Arbeit erstmals festgestellt, dass neben zyklischen Iminen und Aminen auch azyklische Amine Substrate der IREDs sein können. Außerdem können IREDs Ketone oder Aldehyde als Substrate verwenden indem diese mit Ammoniak oder primären Aminen reduktiv aminiert werden. Es wurde die Kristallisation von den von uns neu entdeckten IREDs, sowie von 15 weiteren neuen IREDs untersucht. Für drei Enzyme konnten gut streuende Kristalle erhalten werden, wobei es zum ersten Mal für IREDs gelang, Kristalle bei der NADP+ Co-Kristallisation zu erhalten. Zwei dieser Enzyme tragen ungewöhnliche Reste im aktiven Zentrum (Glutamat und Asparagin). Bisher wurden meist Aspartat für (R)-selektive beziehungsweise Tyrosin für (S)-selektive IREDs beschrieben. Eine Ausnahme bildet die von uns charakterisierte IRED Ppu, welche ein Histidin einen Turn upstream (in der Sequenz weiter in Richtung C-Terminus) in der IRED trägt und im phylogenetischen Stammbaum eine dritte Gruppe von IREDs bildet. Neben der erstmalig berichteten Immobilisierung von IREDs, konnten wir mit Hilfe von rationalem Design eine Variante der Sgf3587 IRED erstellen, welche eine 3-fach erhöhte Akzeptanz von NADH zeigt. Da alle bisher beschriebenen IREDs NADPH stark präferieren, bildet die K40A-Variante der Sgf3587 IRED eine Alternative die den kostengünstigeren Cofaktor NADH verwenden kann. Eine andere von uns untersuchte Methode zur Kostenreduzierung ist die Verwendung eines Substrat-gekoppelten Ansatzes zur Cofaktor-Regenerierung. Hierbei wird ein zweites achirales sekundäres Amin eingesetzt, welches durch Oxidation des Substrats den Cofaktor reduziert, welcher dann für die Imin-Reduktion zur Verfügung steht. Die bisher beschriebenen Beispiele für die reduktive Aminerung zeigten eher geringe Umsätze. Sie wurden nur für drei Enzyme dargestellt. Mit Hilfe unseres Kooperationspartners konnten wir über 30 weitere Beispiele für Enzyme zeigen, welche die reduktive Aminierung durchführen können. Weiterhin konnten wir präparative Beispiele mit 1% (m/v) Substrat-Konzentration zeigen, wobei es gelang gute Umsätze und Reinheiten zu erlangen. Mit Hilfe der reduktiven Aminierung konnte außerdem die prinzipielle analytische Darstellung von Rasagilin, ein Alzheimer Medikament, gezeigt werden. Diese ist sehr vielversprechend und nach weiterer Optimierung wäre eine industrielle Anwendung möglich.
Theoretischer Hintergrund: Studien, die eine kultursensible Notfallversorgung thematisieren, beziehen sich vorwiegend auf den Bereich der Notaufnahme und berichten eine höhere Inanspruchnahme durch Migranten sowie eine geringere Versorgungszufriedenheit von Migranten, jeweils im Vergleich zur Mehrheitsbevölkerung. Für den Bereich der präklinischen Notfallversorgung existieren vereinzelte Studien, deren Ergebnisse im Kontext des anglo-amerikanischen Modells zu interpretieren sind. Die vorliegenden Studien dieser Dissertation beziehen sich auf die präklinische Notfallversorgung in Deutschland und werden damit einhergehend im Kontext des hier praktizierten franko-germanischen Modells interpretiert. Studie 1: Als ursächlich für eine überproportional häufige Inanspruchnahme von Notaufnahmen durch Migranten werden u.a. Wissensdefizite über das Gesundheitssystem und Sprachbarrieren angeführt. Für den Bereich der präklinischen Notfallversorgung wurde vereinzelt berichtet, dass Sprachbarrieren hemmend auf die Inanspruchnahme des Notrufes wirken. Migrationsspezifische Einflussfaktoren auf die Inanspruchnahme präklinischer Notfallversorgung wurden bisher nicht untersucht. Studie 2: Erfahrungen des Personals im präklinischen Bereich deuten auf Herausforderungen infolge kulturbedingt unterschiedlicher Verhaltensweisen hin. Um diesen Herausforderungen angemessen zu begegnen, wird eine Vermittlung interkultureller Kompetenzen befürwortet. Inwiefern konzeptionelle Grundlagen der in der medizinischen Versorgung/Pflege vorhandenen Ansätze für den Bereich der präklinischen Notfallversorgung relevant sind, wurde bisher nicht eruiert. Studie 3: Studien mit Bezug zur Zufriedenheit mit der Notaufnahme implizieren u.a. migrationsspezifische und servicebezogene Einflussfaktoren. Vergleiche zwischen Migranten und der Mehrheitsbevölkerung ergaben, dass Erstere das Personal in Notaufnahmen als weniger freundlich/fürsorglich beurteilten. Für den präklinischen Bereich sind vereinzelte Daten, ohne Berücksichtigung migrationsspezifischer Faktoren vorhanden. Methode: Studie 1 und Studie 3 basieren auf einem querschnittlichen Design. Die verwendeten Fragebögen wurden jeweils in einem konsekutiven Prozess entwickelt. Studie 2 basiert auf einem qualitativen Design. Ergebnisse: Die Untersuchung der Inanspruchnahme präklinischer Notfallversorgung ergab, dass ein niedriger/mittlerer Bildungsabschluss signifikant positiv mit dieser assoziiert war. Weiterhin wurde festgestellt, dass Migranten, die nicht in Deutschland geboren sind, präklinische Notfallversorgung weniger häufig in Anspruch nehmen als Migranten, deren Geburtsland Deutschland ist. Bezogen auf die Vermittlung Interkultureller Kompetenzen wurde übergreifend häufig von Migranten und von Experten die Aneignung kulturellen Wissens befürwortet. Darüber hinaus thematisierten v.a. Migranten soziale/emotionale und kommunikative Kompetenzen des Rettungsdienstpersonals. Vorrangig von Experten wurde auf die Achtsamkeit gegenüber der eigenen Kultur hingewiesen, die gleichsam als Voraussetzung für die Entwicklung einer Achtsamkeit gegenüber kulturellen Unterschieden angesehen wurde. Ferner zeigen die Ergebnisse, dass personenbezogene Faktoren 7.1% der Varianz von Zufriedenheit mit der präklinischen Notfallversorgung aufklären. Ungeachtet dessen sind keine/geringe Kenntnisse der deutschen Sprache signifikant negativ mit der Versorgungszufriedenheit assoziiert. Die servicebezogenen Faktoren hingegen klären 47.3% der Varianz von Zufriedenheit mit der präklinischen Notfallversorgung auf. Diskussion: Bzgl. des Einflusses der Variable Immigration auf die Inanspruchnahme liegt die Vermutung einer Orientierung an Versorgungsstrukturen aus dem Herkunftsland nahe. Die Ergebnisse der Studie 2 weisen darauf hin, dass die im Zusammenhang mit sozialen/emotionalen Kompetenzen genannten Umgangsformen im Einklang mit den Ergebnissen der Studie 3 stehen, die den maßgeblichen Einfluss genannter Kompetenzen auf die präklinische Versorgungszufriedenheit unterstreichen. Vergleichbar mit Ergebnissen aus dem Bereich Notaufnahme wurde in Studie 3 eine signifikant negative Assoziation zwischen keinen/geringen Sprachkenntnissen und der präklinischen Versorgungszufriedenheit festgestellt. Limitationen: Trotz mehrsprachig eingesetzter Befragungsinstrumente sind Migranten mit begrenzten Sprachkenntnissen in den vorliegenden Studien unterrepräsentiert. Des Weiteren wurden Daten über Notfallereignisse in Form von Selbstberichten erfasst, so dass Erinne-rungsverzerrungen bei der Beantwortung der Fragen nicht auszuschließen sind. Fazit/Ausblick: Mit Hilfe der vorliegenden Studien konnten grundlegende Aspekte der präklinischen Notfallversorgungsforschung unter Berücksichtigung migrationsspezifischer Faktoren identifiziert werden. Weiterführende Studien sollten v.a. Migranten einbeziehen, die aufgrund begrenzter Sprachkenntnisse größeren Herausforderungen gegenüberstehen, insbesondere die Inanspruchnahme präklinischer Notfallversorgung betreffend.
The synthesis of valuable chemicals via traditional chemical methods can be often outperformed by the use of enzymes because of their excellent chemo-, regio- and stereoselectivity in aqueous solvents at ambient temperatures. On the other hand, enzymes often suffer from several limitations that hamper their industrial application. Protein engineering is commonly applied to overcome these limitations although the generation and the validation of mutants is often a laborious process that may not lead to the desired results within reasonable time frames. This thesis focuses on engineering the enantioselectivity and the substrate scope of industrially relevant enzymes, such as esterases and transaminases. Semi-rational protein engineering was employed to identify improved variants for the synthesis of valuable chemicals ensuring a reduced screening effort. Compared to previous works, 3DM’s applicability was extended to the study of correlated mutations and proved effective in the acceleration of the comprehension and in the mutation of these enzymatic scaffolds. Semi-rational approaches require an extensive amount of information such as protein structures, reaction mechanisms, previous mutational experiments reported in literature and a considerable amount of amino acid sequences from similar proteins to analyze amino acid distributions and correlated mutations. Here, we have exploited 3DM as a tool that can combine all this wealth of information: 3DM is a convenient solution to retrieve and integrate information simplifying decision making in the planning of a semi-rational mutant library since in 3DM’s multiple sequence alignments (MSA) is summarized Nature’s screening process for alternative variants. Furthermore, naturally evolving enzymes often require mutations at more than one position for the acquisition of a new property. Such mutations generate patterns that are recognized by the 3DM algorithm, which creates networks that can be investigated to design strategies that aim to improve the property of interest. Finally, these correlated mutations are connected to the mutations described in publications covered in the PubMed database, thus helping to investigate the role certain positions might play in the network. Article I shows that it is possible to improve the enantioselectivity of an esterase towards a highly symmetrical substrate while drastically reducing the screening effort. This was achieved through the creation of libraries that limit the variants to those identified in the 3DM alignment. Article II shows that networks of correlated mutations are composed of positions that may cluster around a function. These functions can be investigated because 3DM connects the positions in the network to their related publications. In this article, a mutant of the esterase PFE-I from Pseudomonas fluorescens was generated having increased enantioselectivity in the hydrolysis of important target compounds. Article III suggests that the in silico modelling software YASARA, combined with the use of the 3DM database, can further reduce the screening effort: it was possible to identify a hot-spot because both the 3DM database and YASARA docking studies, indicated its importance. This led to a further improved enantioselectivity of the enzyme variant identified in Article II. Article IV shows how MSA may be used to get structural insights into the catalytic properties of enzymes with documented activity. The study of the patterns observed in a large subfamily alignment allowed the definition of the structural determinants important for the substrate recognition in amine transaminases. Article V and VI apply the knowledge acquired for the improvement of the substrate scope in the amine transaminase from Vibrio fluvialis.
Podozyten, die hochspezialisierten viszeralen Epithelzellen des Glomerulus, bedecken die Außenseite der glomerulären Kapillaren und sind für die Filtration des Blutes in der Niere essentiell. Eine Schädigung der Podozyten geht mit dem Verlust ihrer komplexen dreidimensionalen Struktur, dem sogenannten Fußfortsatz-Effacement einher. Effacement und Detachment, das Ablösen der Podozyten von der glomerulären Basalmembran, führen zur Ausscheidung von hochmolekularen Proteinen mit dem Urin und in vielen Fällen zu einer nicht heilbaren chronischen Nierenerkrankung (CKD). In der Vergangenheit wurde anhand von Zellkulturstudien und Versuchen an Ratten und Mäusen die These aufgestellt, dass Podozyten entlang der glomerulären Basalmembran wandern können. Da diese Experimente jedoch bisher nicht eindeutig belegen konnten, dass es sich bei den beobachteten Zellen tatsächlich um vollständig differenzierte Podozyten handelte und diese Fragestellung für das Verständnis der Pathogenese chronischer Nierenerkrankungen und damit für die Entwicklung neuer Therapieverfahren von wesentlicher Bedeutung ist, wurde im Rahmen dieser Arbeit ein Verfahren entwickelt, Fluoreszenz-markierte Podozyten in vivo in lebenden Zebrafischlarven zu beobachten. Dazu wurde zunächst durch Kreuzung ein transgener Zebrafischstamm generiert, dessen Larven vollständig transparent sind und das grün-fluoreszierende Protein unter Kontrolle des wt1a-Promoters in Podozyten exprimieren. Mit der 2-Photonenmikroskopie konnten nun in Langzeitaufnahmen einzelne Podozyten in fünf bis sechs Tage alten Zebrafischlarven beobachtet werden. Hierbei zeigte sich eindeutig, dass Podozyten über Zeiträume von bis zu 23 Stunden nicht wandern. Da mit dieser Technik auch einzelne Primärfortsätze der Podozyten beobachtet werden können, konnte erstmals gezeigt werden, dass sich auch diese nicht signifikant innerhalb eines Beobachtungszeitraums von bis zu 23 Stunden bewegten. Als Nachweis, dass mit dieser Beobachtungsmethode dynamische Podozyten nachgewiesen werden können, wurde die Bewegung einzelner Zellen während der Bildung des Glomerulus über einen Zeitraum von 3 Tagen verfolgt. Um ferner auszuschließen, dass Podozytenfortsätze sehr schnelle, oszillierende Bewegungen vollführen, wurden einzelne Podozyten in sehr kurzen Intervallen aufgenommen und das Bewegungsmuster analysiert. Auch hier zeigten sich keine dynamischen Eigenschaften der Podozyten im lebenden Organismus. Somit kann davon ausgegangen werden, dass Podozyten unter physiologischen Bedingungen in lebenden Zebrafischlarven kein dynamisches Verhalten zeigen, sondern als statische Zellen anzusehen sind.
Induction of Central Host Signaling Kinases during Pneumococcal Infection of Human THP-1 Cells
(2016)
Streptococcus pneumoniae is a widespread colonizer of the mucosal epithelia of the upper respiratory tract of human. However, pneumococci are also responsible for numerous local as well as severe systemic infections, especially in children under the age of five and the elderly. Under certain conditions, pneumococci are able to conquer the epithelial barrier, which can lead to a dissemination of the bacteria into underlying tissues and the bloodstream. Here, specialized macrophages represent an essential part of the innate immune system against bacterial intruders. Recognition of the bacteria through different receptors on the surface of macrophages leads thereby to an uptake and elimination of bacteria. Accompanied cytokine release triggers the migration of leukocytes from peripheral blood to the site of infection, where monocytes differentiate into mature macrophages. The rearrangement of the actin cytoskeleton during phagocytosis, resulting in the engulfment of bacteria, is thereby tightly regulated by receptor-mediated phosphorylation cascades of different protein kinases. The molecular cellular processes including the modulation of central protein kinases are only partially solved. In this study, the human monocytic THP-1 cell line was used as a model system to examine the activation of Fcγ and complement receptor-independent signal cascades during infection with S. pneumoniae. Pneumococci cultured either in chemically defined or complex medium showed no significant differences in pneumococcal phagocytosis by phorbol 12-myristate 13-acetate (PMA) differentiated THP-1 cells. Double immuno-fluorescence microscopy and antibiotic protection assays demonstrated a time-dependent uptake and killing of S. pneumoniae 35A inside of macrophages. Infections of THP-1 cells in the presence of specific pharmacological inhibitors revealed a crucial role of actin polymerization and importance of the phosphoinositide 3-kinase (PI3K) and Protein kinase B (Akt) as well during bacterial uptake. The participation of essential host cell signaling kinases in pneumococcal phagocytosis was deciphered for the kinase Akt, ERK1/2, and p38 and phosphoimmunoblots showed an increased phosphorylation and thus activation upon infection with pneumococci. Taken together, this study deciphers host cell kinases in innate immune cells that are induced upon infection with pneumococci and interfere with bacterial clearance after phagocytosis.