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Zielsetzung: Die Schädelbasis steht sowohl mit dem Oberkiefer, als auch mit dem Unterkiefer in Verbindung. Daher liegt die Vermutung nahe, dass diese eine wichtige Rolle bei Klasse III Anomalien spielt. Die vorliegende Studie hatte zum Ziel zur Klärung der widersprüchlichen Literaturangaben die Schädelbasiskonfiguration bei Patienten mit skelettaler Klasse III zu untersuchen. Material und Methode: Von 54 Patienten mit skelettaler Klasse III und 54 Kontrollpatienten (Klasse I, II/1, II/2) im Alter von 14 bis 24 Jahren wurden retrospektiv die Anfangsfernröntgenseitenbilder anhand von 21 zephalometrischen basikranialen Parametern sowie die Kieferlängen in Bezug zur vorderen Schädelbasislänge untersucht. Ergebnis: Im Gegensatz zur Gesamtschädelbasislänge zeigte sich beim anterioren Abschnitt (S-N) und beim posterioren Abschnitt (S-Ba, S-Ar) keine signifikante Verkleinerung bei Klasse III Patienten. Die signifikant spitzeren Winkel (Ca-S-Ba und Se-S-Ba) spiegeln eine vergrößerte Schädelbasisknickung wider. Die konsekutive Kondylenverlagerung nach anterior konnte durch eine signifikante Verminderung von Se-S-Cd und Ar-Ca gezeigt werden. Die relative Mandibulalänge war signifikant vergrößert. Schlussfolgerung: Eine Minderung der Schädelbasisknickung bei Patienten mit skelettaler Klasse III konnte eindeutig bestätigt werden. Die Gesamtverkürzung der Schädelbasis ist offenbar das Ergebnis verschiedener kleinerer Veränderungen. Die Ergebnisse decken sich mit der Hypothese der „defizitären Orthozephalisation“ bei der Klasse III Morphgenese. Die basikranial-maxilläre Relation bei skelettaler Klasse III bleibt unklar.
Das quantitative Schädelwachstum bei Hydrocephalus wird anhand seitlicher Röntgenaufnahmen beschrieben und mit der Literatur verglichen. Insgesamt kommen 325 Aufnahmen von 95 Patienten (46 männlich, 49 weiblich, 89 operiert, Alter: 0-238 Monate) zur Auswertung. Die Meßstrecken (insgesamt 20) und der Nasion-Sella-Basion-Winkel werden auf Folien durchgezeichnet. Es wird mit dem mathematischen Modell der homogenen linearen Differentialgleichung zweiter Ordnung mit konstantem Koeffizienten geprüft, ob ein Sättigungswachstum vorliegt. Die Wachstumsgeschwindigkeit und -beschleunigung sind als Kurven dargestellt. Der Wilcoxon-Test wird zur Ermittlung der Signifikanz der Wachstumsveränderungen angewandt. Die einfache lineare Regression beschreibt die Beziehungen zwischen den Meßstrecken. Die ermittelten Vertrauensintervalle dienen zum Vergleich der Wachstumskurven zwischen beiden Geschlechtern. Als Ergebnis zeigt sich eine monoton abnehmende Größenzunahme aller Schädelabschnitte (Ausnahme: Schädelbasisknickungswinkel). Der Nasion-Sella-Basion-Winkel stellt eine konstante Struktur dar. Die beim normgerechten Schädelwachstum vorhandenen höheren Meßwerte bei männlichen Probanden sind nur bei wenigen Meßstrecken statistisch beweisbar. Die Ergebnisse der Regressionsanalyse spiegeln eine relativ harmonische Schädelentwicklung bei therapierten Patienten mit Hydrocephalus wider.
Ziel der Arbeit war es die Bedeutung des Übergewichts und der Adipositas für die Entstehung von Parodontalerkrankungen unter Berücksichtigung bekannter Risikofaktoren abzuschätzen. Im Rahmen einer bevölkerungsrepräsentativen, randomisierten Querschnittsstudie (SHIP-0) in Nord- und Ostvorpommern wurden 4310 Männer und Frauen im Alter von 20 bis 79 Jahren untersucht. Das Körpergewicht, die Körpergröße, der Taillen- und Hüftumfang, die Entzündungsparameter high-sensitive-CRP, Fibrinogen-Cl und Leukozytenzahl sowie der Plaque- und Blutungsindex, die Taschentiefe, der Attachmenverlust und die Zahnzahl wurden erhoben. Unter Berücksichtigung des Alters und Geschlechts wurden anhand der anthropometrischen Parameter spezifischer BMI- und WHR-Quartile gebildet, welche zur Charakterisierung der Konstitution dienten. Die Ergebnisse zeigten eine signifikante Abbhängigkeit der Parodontitisparameter Plaque- , Blutungs-Index, Taschentiefe, Attachmenverlust und Zahnzahl von den Konstitutionsparametern. Ein Anstieg des Parodontitisrisikos vom 1. zum 4. spezifischen BMI- bzw. WHR-Quartil in Form einer Dosis-Wirkungsbeziehung konnte nachgewiesen werden. Das höchste Parodontitisrisiko besaßen adipöse Probanden. Die höchsten Entzündungsmarker wiesen adipöse, parodontal erkrankte SHIP-Teilnehmer auf. Erhöhte Spiegel von Entzündungsmarkern korrelierten mit vergrößerten Attachmentverlusten. Entzündungsmarker modifizieren die Beziehung zwischen der Konstitution und dem Parodontitisrisiko. Die parodontale Destruktion wird vermutlich durch eine subklinische chronische Inflammation hervorgerufen. Diese wird durch Adipokine unterhalten, welche infolge eines gesteigerten Fettgewebsmetabolismus verstärkt sezerniert werden.
The switch from working in-office to working from home in the context of the COVID-19 pandemic had a significant impact on people’s mobility behavior. In view of the need for action arising from the ongoing challenge of climate change, these changes should be seen as an opportunity to reduce emissions in the traffic sector. The aim of this study was to analyze changes in work-related mobility that occurred during the COVID-19 pandemic using the case of a multinational medium-sized retail chain situated in semi-rural Germany. The case study allowed us to examine those changes in connection with individual attitudes and perspectives of the company and its employees. Thus, we quantitatively recorded the mobility behavior of the company’s employees, followed by an expert interview to ascertain the company’s perspective. We found a reduction in the frequency of commuting and business trips made by employees, which seemed to continue beyond the COVID-19 crisis. However, according to our findings these changes were not based on individual motivation to act in a climate-aware manner but are subject to the framework conditions created by employers for the adoption of climate-friendly behavior. The results of this work could be used by companies and policymakers to create such favorable framework conditions.
LOX-1 ist ein membranständiger Rezeptor, der u.a. auf Endothelzellen exprimiert wird. Für Veränderungen in der Rezeptorexpression wurden verschiedene Faktoren identifiziert. Neben oxidiertem LDL und Angiotensin II stellen Zytokine wie beispielsweise TNF-α entscheidende Faktoren dar. LOX-1 stellt zudem ein Adhäsionsmolekül für Leukozyten und Bakterien dar. In dieser Arbeit wurde in einem tierexperimentellen Modell die Inhibition von LOX-1-Rezeptoren durch spezifische Antikörper bei experimenteller Endotoxinämie untersucht. Als Hypothese wurde angenommen, dass eine Blockierung von LOX-1-Rezeptoren mit einem spezifischen Antikörper eine Verbesserung der intestinalen Mikrozirkulation mit Abnahme der Leukozytenadhärenz bewirkt. Es konnte nachgewiesen werden, dass die Verabreichung von LOX-1-Antikörpern zu einer Reduktion der Leukozytenadhärenz führt. Auf m-RNA Ebene konnte eine signifikante Minderung der Expression von LOX-1 nach Applikation des LOX-1-Antikörpers nachgewiesen werden. Gegenwärtig ist die Bedeutung von LOX-1 in den pathophysiologischen Zusammenhängen der Sepsis noch nicht ausreichend verstanden. Weitere Arbeiten sind diesbezüglich erforderlich. Diese Arbeit bestätigt, dass die LOX-1-Inhibition ein attraktives Target in der Modulation der endotoxinvermittelten Leukozytenaktivierung in der Mikrozirkulation bei Sepsis darstellt.
Die Sinusvenenthrombose (SVT) ist eine seltene, aber potentiell lebensbedrohliche Erkrankung, welche aufgrund der variablen und oft sehr unspezifischen klinischen Manifestationen schwierig zu diagnostizieren ist, jedoch einer frühzeitigen und adäquaten Therapie zur Verbesserung des klinischen Outcomes bedarf. Das Ziel der vorliegenden Arbeit war daher, zu prüfen, ob bereits aus der ersten routinemäßig durchgeführten Diagnostik, dem nativen cCT, mit Hilfe eines zu ermittelnden Schwellenwertes verlässliche Prognosen bezüglich des Vorliegens einer SVT getroffen werden können. Hierzu wurden in einem aus 225 Patienten bestehenden retrospektiven Kollektiv an vorher definierten Standardstellen Dichtewerte im Bereich der Sinus von Patienten mit und ohne nachgewiesener SVT gemessen. Daneben wurden zur Normalisierung der Dichtewerte zusätzlich Verhältnisse zum Hämatokrit und zum Hämoglobinwert gebildet. Anschließend wurden mögliche Schwellenwerte ermittelt, welche dann an einem prospektiven Patientenkollektiv überprüft wurden. Es zeigte sich, dass das Messen im Bereich von definierten Standardstellen keinen Erfolg verspricht, ebenso verhielt es sich mit der zusätzlichen Messung von Dichtewerten im Bereich hyperdenser Sinus. Zudem konnten die in der Literatur beschriebenen Schwellenwerte prospektiv nicht bestätigt werden. Diese Ergebnisse weisen deutlich auf die Notwendigkeit einer weiterführenden Gefäßdiagnostik hin. Hierbei bietet sich insbesondere die CTV aufgrund der schnellen Verfügbarkeit direkt im Anschluss an das routinemäßig zuerst durchgeführte native cCT im Sinne einer „one-stop-examination“ an.
Objective
Acute pancreatitis (AP) is an inflammatory disorder, the severe form of which is burdened with multi-organ dysfunction and high mortality. The pathogenesis of life –threatening organ complications, such as respiratory and renal failure, is unknown.
Design
Organ dysfunction was investigated in a mouse model of AP. The influence of monocytes and neutrophils on multi organ dysfunction syndrome (MODS) was investigated in vivo by antibody depletion. Using real-time-fluorescence and deformability-cytometry (RT-DC) analysis we determined the mechanical properties of neutrophils and monocytes during AP. Furthermore, blood samples of pancreatitis patients were used to characterize severity-dependent chemokine profiles according to the revised Atlanta classification.
Results
Similar to AP in humans, severe disease in the mouse model associates with organ dysfunction mainly of lung and kidney, which is triggered by a mobilisation of Ly6g-/CD11b+/Ly6c hi monocytes, but not of Ly6g+/CD11b+ neutrophils. Monocyte depletion by anti-CCR2 antibody treatment ameliorated lung function (oxygen consumption) without interfering with the systemic immune response. RT-DC analysis of circulation monocytes showed a significant increase in cell size during SAP, but without a compensatory increase in elasticity. Patient chemokine profiles show a correlation of AP severity with monocyte attracting chemokines like MCP-1 or MIG and with leukocyte mobilisation.
Conclusion
In AP, the physical properties of mobilized monocytes, especially their large size, result in an obstruction of the fine capillary systems of the lung and of the kidney glomeruli. A selective depletion of monocytes may represent a treatment strategy for pancreatitis as well as for other inflammation-related disorders.
Die akute Pankreatitis ist eine der häufigsten nicht malignen gastrointestinalen Erkrankungen, die zu Krankenhausaufenthalten führt. Sie ist als Selbstverdau des Pankreas durch seine eigenen Proteasen wie z.B. Trypsin, Elastase und Chymotrypsin definiert. Als Ursprung der Erkrankung wird die frühzeitige intrazelluläre Aktivierung dieser Verdauungsenzyme angesehen. Dies führt zum Zelltod der Azinuszellen und zur Schädigung des Gewebes.
Während der akuten Pankreatitis kommt es in 20% der Fälle zu einem schweren Verlauf der Erkrankung, der mit Organversagen in der Lunge und den Nieren assoziiert ist. Es ist bekannt, dass es zu einer Entzündungsreaktion kommt, bei der große Mengen an Zytokinen ausgeschüttet werden. Leukozyten infiltrieren das Pankreas und verstärken den Gewebeschaden. Es kommt zur Freisetzung von DAMPs, die das angeborene und adaptive Immunsystem aktivieren. Bislang ist nicht gut untersucht, wie das Immunsystem den schweren Verlauf der akuten Pankreatitis beeinflusst und es gibt wenig Theorien über den Organschaden in der Lunge und den Nieren.
In dieser Arbeit lag der Fokus auf dem Organschaden in Lunge und Niere und die Wirkung von Interleukin 33 (IL33) auf die Zellen des angeborenen Immunsystems und deren Einwanderung in verschiedene Organe während der schweren akuten Pankreatitis im Mausmodell. Die schwere akute Pankreatitis wurde mittels Gangligatur und einmaliger Gabe von Caerulein an Tag 2 nach Gangligatur induziert. An Tag 3 nach Induktion wurden die Mäuse getötet und die Organe wurden für weitere Analysen entnommen.
Am dritten Tag nach Induktion der Pankreatitis kam es zu einem Organschaden in der Lunge und den Nieren. In der Lunge fand sich eine Verdickung der Alveolarsepten und eine Verdichtung des Gewebes sowie eine Infiltration von Leukozyten und ein Ödem. In der Niere waren ebenfalls strukturelle Veränderungen zu finden und eine Infiltration von Leukozyten war zu beobachten. In durchflusszytometrischen Analysen der Lunge konnte beobachtet werden, dass CD11b+CD62L+ Monozyten während der akuten Pankreatitis signifikant anstiegen. Mittels RT-DC wurde gezeigt, dass diese Monozyten an Tag 3 signifikant an Größe zugenommen hatten. Mit einer CD11b Färbungen von Lungen und Nieren konnte die Infiltration durch Monozyten bestätigt werden. Unter einer Blockade von Monozyten durch systemische Gabe von anti-CCR2-Antikörpern verringerte sich die Schädigung in Lunge und Niere während der Pankreatitis signifikant.
Diese Daten legen nahe, dass der Organschaden in der schweren akuten Pankreatitis durch infiltrierende Monozyten verursacht wird, die über CD62L (L-Selektin) an die Gefäßwände binden und über ihre Größe Gefäße verstopfen, was in den Kapillaren zur Ischämie führt.
In vitro sezernierten Makrophagen, die mit CCK stimulierten Azinuszellen co-inkubiert wurden, IL33. Im Mausmodell wurde IL33 mittels sST2 blockiert, was die Schädigung des Pankreas in der Pankreatitis reduzierte. In IL33-depletierten Tieren fand sich im Vergleich zum Wildtyp ein geringerer Lungenschaden aber eine unveränderte Nierenschädigung. Somit scheint IL33 eine Rolle bei der Monozyten-vermittelten Organschädigung in der Pankreatitis zu spielen, die sich auf Grund von kompensatorischen Regulationsmechanismen im globalen IL33 Knock-out weniger gut belegen lässt als nach IL33 Inhibition. Die Hemmung von IL33 zur Behandlung der akuten Pankreatitis stellt somit ein vielversprechendes Therapieprinzip dar.
Die zielgerichtete Steuerung einer Arzneiform zu einem bestimmten Teil des Gastrointestinaltraktes ist ein wesentlicher Punkt, wenn es um die Erhöhung der Bioverfügbarkeit und um die Verringerung von möglichen Nebenwirkungen geht. Im Zuge dessen macht man sich die physiologischen Unterschiede entlang des Verdauungstraktes zu Nutze, die unter anderem den pH-Wert, die Transitzeiten oder die Enzymausstattung betreffen. Verschiedene Faktoren wie Nahrungsaufnahme oder pathophysiologische Veränderungen können allerdings dazu führen, dass pH-, Zeit- oder Enzym-getriggerte Darreichungsformen versagen und ihren Wirkstoff entweder zu früh, zu spät oder gar nicht freisetzen. Durch die Entwicklung neuer Arzneiformen, die ihren Wirkstoff aufgrund eines definierten Drucks freigeben, könnten diese Probleme unter Umständen vermieden werden. Weiterhin kann die Bioverfügbarkeit besonders von schwer löslichen Wirkstoffen negativ beeinflusst werden durch den Zeitpunkt und die Dauer der Desintegration einer Arzneiform und das Fehlen der dafür erforderlichen Wassermengen im Gastrointestinaltrakt. Besonders bei Wirkstoffen mit einem engen Absorptionsfenster im oberen Dünndarm ist ein schneller Lösungsprozess des Wirkstoffs einer Arzneiform wichtig, um eine optimale Absorption zu gewährleisten. Aus diesem Grund bestand das Ziel der vorliegenden Arbeit in der Entwicklung neuer drucksensitiver Darreichungsformen, die ihren Inhalt bei einem definierten Druck von 300 mbar, wie er am Pylorus vorherrscht, schlagartig und komplett freisetzen. Dabei sollten die Arzneiformen vor ihrer Entleerung weder durch eine verlängerte Magenverweilzeit noch durch den sauren pH-Wert des Magens angegriffen werden, um eine verfrühte Wirkstofffreisetzung zu vermeiden. Die entwickelten Darreichungsformen sollten den Wirkstoff entweder in bereits gelöster Form oder dispergiert in einer flüssigen Grundlage enthalten, die sich nach Zerplatzen über die Dünndarm-Schleimhaut verteilen und durch eine verlängerte Kontaktzeit die Absorptionsrate erhöhen kann. Für die entwickelten Arzneiformen wurden Methoden zur Gehaltsbestimmung entwickelt, um die Gleichförmigkeit und Reproduzierbarkeit einschätzen zu können. Weiterhin wurde ein dreistündiger Freisetzungsversuch in der Paddle-Apparatur zur Simulation einer verlängerten Magenverweilzeit durchgeführt. Bruchfestigkeitsuntersuchungen am Texture Analyser sollten die Beeinflussung der aufzuwendenden Kraft in Bezug zu individuellen Parametern, wie Polymerbeladung oder Konzentration beurteilen. Mit Hilfe der Stresstest-Apparatur wurde die direkte Einwirkung von Druck im Bereich zwischen 100 und 500 mbar untersucht, und unter Verwendung eines Magenentleerungsprogramms das Verhalten der Darreichungsformen im nüchternen Magen und bei der Pyloruspassage simuliert. Es wurden sechs unterschiedliche Darreichungsformen entwickelt, deren Eignung als drucksensitive Arzneiform anhand der genannten Prüfungen untersucht wurde. Die Entwicklung der Agar-Kugeln beruhte auf der Eigenschaft des Gelbildners spröde Matrizes zu bilden, deren Bruchverhalten durch Veränderung der Konzentration oder durch eine definierte Trocknungszeit beeinflusst werden konnte. Das Prinzip der Hartfett- und PEG-Kugeln beruhte darauf, dass Hilfsstoffe, die bei Raumtemperatur fest sind und bei Körpertemperatur schmelzen, mit einem wasserunlöslichen Polymer überzogen wurden, der aus der Arzneiform bei Eintritt in den Körper einen flüssigkeitsgefüllten Ballon bildete. Die mit Ethylcellulose überzogenen Paraffin-Kapseln sollten durch das Einfügen einer Sollbruchstelle in Form von acht radial angeordneten Löchern zerplatzen und ihren Inhalt freigeben. Das wässrige Medium sollte durch die Löcher eindringen, die innere Gelatinekapsel anlösen und somit zu einer dünnen Polymer-Schicht führen, die auf Druck nachgeben und den Inhalt komplett freisetzen sollte. Die entwickelten Tristearin-Kapseln bestanden aus einer festen, spröden, wasserabweisenden Hülle aus einem hochschmelzenden Hartfett, mit welchem in flüssiger Form handelsübliche Gelatine-Kapseln innenbeschichtet werden konnten und wurden mit einem wirkstoffhaltigen Hydrogel gefüllt. Bei den Kaugummi-Tabletten sollte ein dünner Mantel aus lipophiler Kaugummi-Grundmasse die Arzneiform vor dem Einfluss wässriger Medien schützen. Ein enthaltener Kern aus Hartfett, welcher bei Körpertemperatur schmilzt, sollte zusätzlich dafür sorgen, dass das Gerüst der Tablette instabil wird und sie durch definierte Druckeinwirkung zum Platzen gebracht wird. Eingefügte Sollbruchstellen sollten das Platzen steuern und ein anschließendes Dippen in eine heptanhaltige Kaugummilösung sollte die Arzneiformen soweit stabilisieren, dass sie nicht bereits bei zu niedrigen Drücken zerbrachen. Unter den entwickelten Darreichungsformen erwiesen sich vor allem die Tristearin-Kapseln und die Hartfett-Kugeln als sehr geeignet für eine drucksensitive Freisetzung, während für die anderen Arzneiformen weitere Modifikationen notwendig wären.
Durch die vorliegende Arbeit wurde die Relevanz moderner Ansätze in der fragmentbasierten Leitstrukturentwicklung für den Erfolg und die Sicherheit in der Arzneistoffentwicklung aufgezeigt. Neben den theoretischen Grundlagen konnte die praktische Anwendung molekularer Vielfalt mit Hilfe komplementärer Substanzbibliotheken vielfach direkt den resultierenden Nutzen aufzeigen. Dabei galt das Interesse speziell antiproliferativen Zielstrukturen, mit besonderem Schwerpunkt auf der Hemmung der Glutathionperoxidase. Des Weiteren unterstützten in silico-Methoden eine zielgerichtete Arbeitsweise. Durch die Optimierung des GPx 1-Testsystems konnte eine zuverlässige in vitro-Analytik etabliert werden. Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass mit Hilfe der angestellten Untersuchungen die erfolgreiche Entwicklung, Optimierung und Evaluierung mehrerer Leitstrukturen für diverse Zielproteine der Tumortherapie aufgezeigt werden konnte. Es wurden zunächst die Fortschritte auf dem Gebiet der fragmentbasierten Leitstrukturentwicklung über multifunktionale Screeningbibliotheken zusammengefasst und bewertet (Publikation 1). Die vorgestellten Ansätze, wie Halogenbindungen und sp3-Reichtum, fanden in den folgenden Publikationen zu einem Großteil praktische Anwendung. Die Synthese einer umfangreichen Acylhydrazonbibliothek führte zum Ausbau der inhibitorischen Aktiviät gegenüber der bovinen GPx 1 (Publikation 2). Der kombinatorische Syntheseansatz erbrachte eine Vielzahl eng verwandter Analoga, die entgegen der Erwartungen leider kaum Erkenntnisse über SAR erbrachten. Zudem erwiesen sich die angewandten Docking-Studien als irreführend, da keinerlei Korrelation zu den in vitro-Ergebnissen erkennbar war. Dennoch konnte mit den angestellten Untersuchungen ein stabiler Enzymassay etabliert werden, der eine zuverlässige Analyse zukünftiger Produkte unterstützt. Langfristig wäre für Aussagen über quantitative SAR die gezielte Optimierung anhand einer Kristallstrukturanalyse erforderlich. Alternativ wurden bereits erste NMR-Versuche mit Sättigungstransfer-Differenz (STD)-Spektroskopie angestellt, die sich jedoch aufgrund der schlechten Löslichkeit der Acylhydrazone als schwierig erwiesen. Weiterhin wurde Misonidazol als Inhibitor der GPx 1 einer Neubewertung unterzogen (Publikation 3). Während racemisches Misonidazol nach früheren Berichten die Aktivität muriner GPx 1 bei 500 µM signifikant reduzierte, zeigte die in vitro-Testung der reinen Enantiomere gleicher Konzentration an boviner GPx 1 keine inhibitorische Wirkung. Von wissenschaftlichem Nutzen war zudem die Erkenntnis über einen schwachen, aber nachweisbar signifikanten Synergismuseffekt des Racemats verglichen mit den isolierten Enantiomeren. Die ergänzende Beschreibung dieser noch wenig untersuchten Wirkungspotenzierung liefert einen Beitrag zum gesamtheitlichen Verständnis dieses Phänomens. Alle synthetisierten Endstufen sowie ausgewählte Zwischenstufen wurden in einer öffentlich zugänglichen Screeningplattform, dem FMP in Berlin, hinterlegt (Publikation 4). Sie haben als Gemeinsamkeit eine ausgeprägte Reaktionsbereitschaft, wodurch in zukünftigen biologischen Screenings eine gezielte oder auch zufällige Entdeckung neuartiger Interaktionen nicht abwegig ist. Die nukleophilen Verbindungen 1, 2, 4 und 5 könnten mit basischen Aminosäuren, wie dem Histidin der Serinproteasen, oder mit Metalloenzymen wechselwirken, während durch die gezielte Elektrophilie von 3 kovalente reversible Bindungen mit Cysteinresten und deren Selen-Analoga zu erwarten sind. Der Beitrag fragmentbasierter Substanzbibliotheken zur Leitstrukturentwicklung konnte am Beispiel der 4-Amidocyclopentan-1,3-diole gezeigt werden (Publikation 5). Ausgehend von acht trisubstituierten Cyclopentan-Templaten konnte die Synthese von achtzig Produkten mit zum Teil potenter Wirkung gegen mehrere Tumor-Zelllinien beschrieben werden. Die Substanzbibliothek dieser Studie demonstriert den Einsatz moderner Methoden zur Bereitstellung von Werkzeug für offene Fragen der Molekularbiologie aus einem bisher zu wenig bearbeiteten Bereich des chemischen Strukturraums. Mit Hilfe von in silico-Untersuchungen gelang eine gezielte Synthese neuartiger Inhibitoren NAD+-abhängiger Histondeacetylasen (Publikation 6). Die resultierende Klasse N1-substituierter Benzimidazolthione zeichnete sich durch erhöhte physiologische Stabilität gegenüber der Leitstruktur Splitomicin aus. Obgleich eine vollständig selektive Inhibition zwischen den Sirtuinen 1–3 nicht erreicht wurde, gelang durch die Anwendung computergestützter Methoden die Synthese eines potenten Inhibitors mit selektiver Wirkung gegen Sirtuin 1 und 2, dessen Grundgerüst als Leitstruktur weiterer Untersuchungen dienen kann.
Die gestörte Glukosetoleranz (engl. impaired glucose tolerance, IGT) ist eines der präsymptomatischen Zustände des Typ-2-Diabetes mellitus (T2DM) und erfordert zur Diagnose einen oralen Glukosetoleranztest (oGTT). Ziele dieser Arbeit waren:
1) die Identifikation einer Metabolitsignatur zur Vorhersage einer IGT,
2) die pathophysiologische Einordnung der bedeutendsten Assoziationen und
3) die Identifizierung von Untergruppen innerhalb der IGT-Population, um so erste
Hinweise auf eine Patientenstratifizierung anhand objektivierbarer Metabolitmarker im
Blut zu erlangen.
Dazu dienten Metabolomdaten basierend auf Massenspektrometrie und Kernspinresonanzspektroskopie von 827 Teilnehmern der Study of Health in Pomerania (SHIP)-TREND. Durch einen targeted und non-targeted Anlayseansatz konnte ein breites Spektrum an Metaboliten erfasst und mithilfe statistischer und bioinformatischer Methoden die Assoziationen zum oGTT-Outcome, zur 2-Stunden Insulinkonzentration und daraus abgeleitet zur IGT, ausgewertet werden. Aus über 100 assoziierten Molekülen konnten beteiligte Stoffwechselwege, wie etwa der Katabolismus von verzweigtkettigen Aminosäuren und Veränderungen im Lipoprotein- und Fettstoffwechsel herausgearbeitet werden. Zudem konnte eine integrative Signatur zur Vorhersage einer IGT abgeleitet werden. Es wurde ein verbessertes IGT-Prädiktionsmodell etabliert, welches auf einer Kombination von Metaboliten und klinischen Merkmalen basiert. Diese Befunde sind jedoch in klinischen Studien zu prüfen. Über Verfahren des maschinellen Lernens konnten zwei Cluster innerhalb der IGT-Population identifiziert werden. Die IGT-Cluster spiegeln möglicherweise unterschiedlich fortgeschrittene IGT-Stadien oder verschiedene Ätiopathogenesen wider. Metabolitsignaturen könnten demnach gegebenenfalls eine frühzeitige Patientenstratifizierung ermöglichen. Somit wären bereits IGT-Patienten einem Risikoprofil zuzuordnen, was eine zuverlässigere T2DM- Risikoprognose erlauben würde. Durch rechtzeitige Präventivmaßnahmen bei IGT-betroffenen Personen könnte die Manifestation eines T2DM unter Umständen verhindert werden.
Die hier vorgestellten Befunde sind jedoch als vorläufig zu betrachten und bedürfen einer Replikation in unabhängigen Studien. Die Subtypen-Klassifizierung sollte idealerweise in einer längsschnittlichen Follow-up-Studie examiniert werden, um eine tatsächliche klinische Relevanz zu belegen. Von besonderer Bedeutung wäre dabei die Untersuchung der IGT-Cluster im Follow-up hinsichtlich eines Ansprechens auf allgemeine Interventionsmaßnahmen wie z.B. Lebensstiländerungen aber auch hinsichtlich einer spontanen IGT-Regredienz oder Progression zu einem T2DM und damit einhergehenden Komplikationen.
Abstract
The presented experimental system is a barrier discharge system with plane parallel electrodes. The lateral surface charge distribution being deposited on the dielectric layer during each breakdown is observed optically using the well known electro-optic effect (Pockels effect). The temporal resolution of the surface charge measurement has been increased to 200 ns, and so for the first time it is possible to resolve the charge transfer to the dielectric surface in a single breakdown. In the present measurements, a patterned glow-like barrier discharge is investigated. It is found that the charge reversal in a single discharge spot (microdischarge) starts in the centre and then grows outwards. These experimental findings verify previously unconfirmed predictions from earlier numerical calculations and thereby contribute to a better understanding of the interaction between the plasma and the electrical charge on the electrodes.
Im ersten Teil der Arbeit wird der erfolgreiche Aufbau einer Diagnostik zur quantitativen Bestimmung von Oberflächenladungsdichten beschrieben. Das Messprinzip bedient sich des elektro-optischen Pockelseffekts eines BSO-Kristalls, der in der Entladungszelle als Dielektrikum eingesetzt ist. Diese Methode arbeitet zeitlich und lateral aufgelöst, was die Untersuchung der Dynamik von Oberflächenladungen auf drei verschiedenen Zeitskalen ermöglicht. Die erste Zeitskala liegt in der Größenordnung von einigen 100 ns. Damit kann erstmals die Deposition von elektrischer Ladung auf einer dielektrischen Oberfläche während eines Entladungsdurchbruchs beobachtet werden. Die Deposition beginnt im Zentrum eines zuvor deponierten Ladungsspots. Die Polarität der neudeponierten Ladung ist der des ursprünglichen Ladungsspots entgegengesetzt. Die Folge ist, dass die absolute Ladungsdichte im Zentrum im Verlauf einiger hundert Nanosekunden kleiner wird als in den Randbereichen. Der Umladungsprozess wird so lange fortgesetzt, bis das elektrische Feld der neu deponierten Ladungen dem äußeren Feld so stark entgegenwirkt, dass die Spannung zur Aufrechterhaltung der Entladung unterschritten wird und die Entladung erlischt. Die zweite untersuchte Zeitskala liegt in der Größenordnung der Periodendauer der externen Spannung. Im Nulldurchgang der Spannung liegen zeitlich stationäre Ladungsdichteverteilungen auf dem Dielektrikum vor. Die Geometrie eines mittleren Ladungsspots wird in Abhängigkeit der anliegenden Spannungen und des Gasdrucks untersucht. Einerseits ist der Spotradius abhängig von den Ionisationsprozessen im Volumen, weil die Dichte der Raumladungen die Stärke des Elektronenfokus in das Innere der Entladung steuert. Andererseits wird die Spotbildung durch eine laterale Drift von Ladungsträgern kurz vor der Oberfläche aufgrund des elektrischen Feldes deponierter Ladungsträger beeinflusst. Die dritte untersuchte Zeitskala liegt in einer Größenordnung von Sekunden. Im Fall einer initial homogenen Oberflächenladungsverteilung nimmt die mittlere Ladungsdichte in einer Größenordnung von Sekunden monoton ab. Dieser Prozess stellt einen Ladungsabbau dar, dessen zeitliches Verhalten durch zwei überlagerte Exponentialfunktionen beschreiben ließ. Dadurch werden zwei Ladungsträgerpopulationen im BSO angenommen, die verschieden abgebaut werden. Im Fall einer initial inhomogenen Ladungsdichteverteilung wird ein Transport elektrischer Ladung auf der BSO-Oberfläche in einer Größenordnung von Sekunden beobachtet. Es wird weiterhin erstmals die durch einen Atmosphärendruck-Plasmajet deponierten Ladungen auf BSO zeitaufgelöst gemessen. Die zeitliche Entwicklung der Oberflächenladungen kann mit der Messung des elektrischen Stroms an einer der Ringelektroden des Jets korreliert werden. Dadurch wird geschlossen, dass der Ladungsaustauch nicht direkt durch einen Bullet verursacht wird. Er erzeugt stattdessen einen elektrisch leitfähigen Kanal zwischen der Düse des Jets zur BSO-Oberfläche. Infolgedessen kann Ladung, die sich auf der Innenseite der Jetkapillare befindet, auf den BSO-Kristall transportiert werden. Im zweiten Teil der Arbeit werden Kenngrößen entwickelt, die den Ordnungszustand einer aus Einzelobjekten zusammengesetzten Entladungsstruktur quantitativ beschreiben. Die Kenngrößen werten dabei die laterale Leuchtdichteverteilung der Entladungsemisssion, u.a. auf Basis der Tripel-Korrelationsfunktion. Dabei werden zwei separate Bifurkationsspannungen zwischen einer hexagonalen und einer ungeordneten Anordnung beobachtet: Bei der Verringerung der Spannung wird zunächst der Bifurkationspunkt der azimutalen Ordnung durchlaufen und anschließend der Bifurkationspunkt der radialen Ordnung. Die Systeme gehen jeweils in einen Zustand geringerer Ordnung über. Die Ursache des Ordnungsverlusts ist das zunehmende Fehlen von Entladungsspots, was im Mittel zu einer geringeren Wechselwirkung der Spots untereinander führt und das System an Freiheitsgraden gewinnt. Im dritten Teil dieser Arbeit wird erstmals ein Ansatz verfolgt, der die Steuerung lateral strukturierter Entladungen ermöglicht. Dafür wurde ein Aufbau konstruiert, bei dem ein gekühlter Halbleiter als Dielektrikum in der Entladungszelle dient. Dessen externe Beleuchtung führt bei einer anliegenden Spannung zu einer Änderung des Spannungsteilerverhältnisses der kapazitiven Elemente und schließlich zu einer lokalen Erhöhung der Spannung über dem Entladungsraum. Die Größe und Leuchtintensität der durch die Beleuchtung gezündeten Entladung ist stark abhängig von der beleuchteten Fläche, der Leistungsdichte der Beleuchtung und der anliegenden Spannung.
Abstract
The surface charge distribution deposited by the effluent of a dielectric barrier discharge driven atmospheric pressure plasma jet on a dielectric surface has been studied. For the first time, the deposition of charge was observed phase resolved. It takes place in either one or two events in each half cycle of the driving voltage. The charge transfer could also be detected in the electrode current of the jet. The periodic change of surface charge polarity has been found to correspond well with the appearance of ionized channels left behind by guided streamers (bullets) that have been identified in similar experimental situations. The distribution of negative surface charge turned out to be significantly broader than for positive charge. With increasing distance of the jet nozzle from the target surface, the charge transfer decreases until finally the effluent loses contact and the charge transfer stops.
Zusammenfassung Ziel: Krankheitskonzepte von Doppeldiagnose-Patienten (DD) wurden untersucht und mit denen von Schizophrenie- und Suchtpatienten verglichen. Methodik: Mit 66 Patienten (nschiz=22, ndd=25, nsubst=19) wurden problemzentrierte Interviews geführt, die Tonbandaufnahmen wurden transkribiert und inhaltsanalytisch ausgewertet. Ergebnisse: Lebensgeschichtliche Faktoren, v.a. psychosoziale Belastungen, wurden in allen Gruppen präferiert. DD-Patienten gaben häufig an, dass die Psychose durch Drogen bedingt sei/aufrechterhalten werde. Schlussfolgerung: Die vielfältigen Krankheitskonzepte von DD-Patienten sollten exploriert, die Therapie individuell gestaltet werden.
Abstract
The neritid snail Theodoxus fluviatilis has formed regional subgroups in northern Europe, where it appears in both freshwater (FW) and brackish water (BW) in coastal areas of the Baltic Sea. These ecotypes show clear differences in osmotolerance and in the modes of accumulating organic osmolytes under hyperosmotic stress. We reasoned that the expression patterns of soluble proteins in the two ecotypes may differ as well. BW snails have to deal with a higher salinity (up to 20‰) than FW snails (0.5‰) and also cope with frequent fluctuations in environmental salinity that occur after heavy rains or evaporation caused by extended periods of intense sunshine. Therefore, the protein expression patterns of specimens collected at five different FW and BW sites were analyzed using 2D SDS‐PAGE, mass spectrometry, and sequence comparisons based on a transcriptome database for Theodoxus fluviatilis. We identified 89 differentially expressed proteins. The differences in the expression between FW and BW snails may be due to phenotypic plasticity, but may also be determined by local genetic adaptations. Among the differentially expressed proteins, 19 proteins seem to be of special interest as they may be involved in mediating the higher tolerance of BW animals towards environmental change compared with FW animals.
Unstable environments and habitats changing due to climate change force individuals to either respond by genetic adaptation, phenotypic plasticity or by dispersal to suitable environments. Theodoxus fluviatilis (Linneaus, 1758) is a good study organisms when researching phenotypic plasticity and genetic adaptation as it naturally appears in freshwater (FW) as well as brackish water (BW) and thus inhabits a wide range of environmental salinities (0-18‰). It is a euryhaline snail that can be found in shallow waters with stony ground or on Fucus spp. and has formed regional subgroups. The brackish water and the freshwater subgroups are spatially separated and the species cannot be found in areas inbetween, e.g. estuaries.
The species shows great variability in shell patterning and shell size and there is still debate whether the subgroups are distinguishable by these traits or not. The mitochdrial RNA marker cytochrome c subunit I did not show differences between the subgroups indicating that they must be closely related, but salinity tolerance has been observed to be higher in BW snails. This might be caused by the different protein expression patterns and osmolyte accumulation (measured as ninhydrin-positive substances) observed in this species in previous studies. The exact mechanisms regulating protein expression and osmolyte accumulation, however, are not fully understood yet.
Data collected for this thesis shows differences in shell size and suggests a less strict grouping of FW and BW individuals as shell sizes of one FW site are more similar to BW individuals than the other FW ones. A better salinity tolerance towards high salinities and a higher physiological salinity limit of BW snails was confirmed and extended by demonstrating an expanded tolerance range through slow acclimation to challenging salinities in snails from both subgroups. This was achieved by a shift in the slope of their reaction norms that was much more pronounced in BW snails than FW ones. S3 individuals showed a shift similar to that of BW individuals. The data for the salinity tolerance indicates that the underlying mechanism for these tolerances are a combination of phenotypic plasticity and genetic adaptation. Despite an acclimation and shift in the slope of the reaction norms and therefore an increased tolerance towards high salinities (plasticity) FW individuals from two collection sites were not able to cope with salinities as high as BW individuals (local adaptation). The general ability to mobilise free amino acids (FAA) as organic osmolytes was not the reason for this tolerance difference. Individuals from BW and FW sites were capable of accumulating quantities of FAAs equally well. Proline, alanine and urea were the most important components of the accumulated cocktail of organic osmolytes. Even though the total amount of FAAs accumulated under hyperosmotic conditions was the same in both subgroups, there were differences in the metabolic pathways involved in osmolyte accumulation in the foot muscle. The data indicates that the hydrolysis of storage proteins and the synthesis of proline and alanine are the main processes to avoid detrimental body volume shrinkage in T. fluviatilis. While FW individuals seemed to rely on the degradation of proteins and synthesis of alanine, BW individuals depended on newly synthesising proline and alanine and accumulating urea as a side product of transamination. The accumulation of urea is a new finding in aquatic living snails and has not been reported as a mechanism to avoid cell volume shrinkage in these animals.
Differing protein expression patterns were observed under control conditions across all collection sites. 9 spots showed volume changes in BW snails opposite to those of FW snails from collection sites S1 and S2. For 6 of those spots, S3 individuals showed patterns similar to those of BW individuals and for the remaining 3 they showed patterns similar to those of FW animals. The patterns observed when exposing snails to hypo- or hyperosmotic stress were not conclusive in relation to pinpointing individual spots that show the same pattern in all collection sites, but revealed the heterogeneity of protein expression in snails from the different collection sites and in the process of osmoregulation. It also showed the general tendency of protein reduction when snails where under osmotic stress of either kind (hypo- or hyperosmotic), which supports the hypothesis of storage protein degradation.
The investigation of an ANP-receptor showed two variations of the encoding sequence expressed in T. fluviatilis. S3 individuals as well as BW individuals were found to express one type, while FW individuals, with the exception of one sample expressed the other type. This showed that the FW subgroup of T. fluviatilis seems to be more heterogeneous than the BW subgroup, but also raises the question of the dispersal history of this species. The collected data indicates that T. fluviatilis individuals are firstly capable of surviving the acidity of a duck's gizzard and secondly can tolerate acute salinity changes to 16‰ when introduced into a new environment. Hence, if snails from the FW were to be transported to waters with a salinity of up to 16‰ by man, bird, drifting plants or some other means of transport, they would most likely survive and possibly be able to thrive and spread.
In der vorliegenden Arbeit wurde der Einfluss von kaltem Atmosphärendruckplasma (CAP) auf die Oberfläche des dentalen Restaurationsmaterials Amalgam untersucht.
Bisher liegen in der Literatur noch keine vergleichbaren Untersuchungen vor.
Die Amalgamprüfkörper wurden aus dem kupferhaltigen Non-Gamma-2-Amalgam Amalcap plus (Ivoclar Vivadent, Schaan, Liechtenstein) hergestellt, welches in zylinderförmige Polyoxymethylenformen kondensiert wurde. Die Kaltplasma-Behandlung erfolgte mit dem kINPen® (neoplas GmbH, Greifswald, Deutschland) in 3 Behandlungsgruppen. Gruppe A wurde 60 Sekunden rasternd, Gruppe B 30 Sekunden stationär und Gruppe C 5 Minuten stationär mit CAP behandelt.
Die Amalgamprüfkörperoberflächen wurden jeweils vor und nach der Plasmabehandlung untersucht. Die mikroskopische Dokumentation erfolgte hierbei mittels Lichtmikroskopie und Rasterelektronenmikroskopie (REM), die chemische Analyse durch die Röntgenphotoelektronenspektroskopie (XPS). Für die Beurteilung der Oberflächenrauheit wurden Weißlichtinterferometer und Profilometer eingesetzt. Zur Ermittlung der Hydrophilität kam die Kontaktwinkelmessung zum Einsatz.
Optisch traten in Behandlungsgruppe A und B keine Veränderungen auf. Lediglich bei den 5 Minuten plasmabehandelten Amalgamproben waren leichte Veränderungen erkennbar, die vor allem im Bereich der Poren und der optisch dunkleren Cu6Sn5-Phase lokalisiert waren und sich mikroskopisch braun-orange beziehungsweise dunkelgrau bis schwarz darstellten. Mittels Focused Ion Beam (FIB) präparierte Querschnitte zeigten hierbei keine Veränderungen in der Tiefe, sodass anzunehmen ist, dass die Effekte sich auf die direkt mit dem Plasma in Kontakt stehende Oberfläche beschränken.
Eine Veränderung der Oberflächenrauheit konnte in keiner Behandlungsgruppe festgestellt werden.
Direkt nach der Plasmabehandlung zeigte sich in allen Behandlungsgruppen eine Hydrophilisierung der Oberfläche. Diese war in Gruppe C am stärksten ausgeprägt. Allerdings haben sich bereits nach 2 Tagen die Ausgangswerte wieder eingestellt, der Effekt war also reversibel. Elementar hat durch die Plasmabehandlung im Rahmen eines Reinigungseffekts der oberflächliche Kohlenstoffanteil deutlich abgenommen, der Sauerstoffanteil hingegen zugenommen. Gleichzeitig stieg das Zinn/Quecksilberverhältnis zugunsten des Zinns. Zusätzlich ist es in Gruppe A zu einer Verschiebung des Cu 2p-Peaks in Richtung einer geringeren Bindungsenergie gekommen, das Kupfer lag also nicht mehr einwertig, sondern zunehmend zweiwertig vor.
Mittels energiedispersiver Röntgenspektroskopie (EDX) war es zudem möglich, die an der Oberfläche optisch differenzierbaren Phasen des Amalgams zu charakterisieren.
Insgesamt kann festgestellt werden, dass es in durchgeführten Untersuchungen keine Hinweise gab, die darauf schließen lassen, dass es durch die Einwirkung von CAP auf Amalgamrestaurationen zu unerwünschten Effekten bezüglich der Oberflächeneigenschaften kommt, die sich negativ auf Patienten oder Behandler auswirken könnten. Um die Übertragbarkeit der Ergebnisse auf die klinische Praxis sicherzustellen, sind allerdings noch weitere Untersuchungen notwendig.
Behavior of a porous particle in a radiofrequency plasma under pulsed argon ion beam bombardment
(2010)
The behavior of a single porous particle with a diameter of 250 μm levitating in a radiofrequency (RF) plasma under pulsed argon ion beam bombardment was investigated. The motion of the particle under the action of the ion beam was observed to be an oscillatory motion. The Fourier-analyzed motion is dominated by the excitation frequency of the pulsed ion beam and odd higher harmonics, which peak near the resonance frequency. The appearance of even harmonics is explained by a variation of the particles's charge depending on its position in the plasma sheath. The Fourier analysis also allows a discussion of neutral and ion forces. The particle's charge was derived and compared with theoretical estimates based on the orbital motion-limited (OML) model using also a numerical simulation of the RF discharge. The derived particle's charge is about 7–15 times larger than predicted by the theoretical models. This difference is attributed to the porous structure of the particle.
Infolge des Verlustes von exokriner und endokriner Pankreasfunktion besteht bei Patienten mit chronischer Pankreatitis ein erhöhtes Mangelernährungsrisiko. Zu Früherkennung, Diagnostik und Therapie von Mangelernährung bei dieser Krankheitsentität liegen indes nur unzureichende Erkenntnisse vor. Ziel dieser Arbeit ist es daher, die bestehenden Wissenslücken hinsichtlich Risikofaktoren, Früherkennung und Behandlung von Mangelernährung bei chronischer Pankreatitis zu schließen.
Zur Identifizierung von Behandlungsansätzen erfolgte mittels einer systematischen Übersichtsarbeit mit Metaanalyse eine Auswertung der Evidenz aus randomisierten kontrollierten Studien. Risikofaktoren, Phänotyp und gesundheitliche Folgen der Mangelernährung wurden in einer prospektiven multizentrischen Querschnittstudie untersucht. Schließlich erfolgte die Testung der Umsetzbarkeit und des Effekts einer intensivierten ernährungsmedizinischen Therapie im Rahmen einer einarmigen Machbarkeitsstudie.
Die systematische Übersichtsarbeit mit Metaanalyse ergab, dass hinsichtlich der Behandlung von Mangelernährung bei chronischer Pankreatitis nur sehr begrenzt Daten aus hochwertigen randomisierten kontrollierten Studien vorliegen. Aktuelle Empfehlungen basieren daher in der Regel auf Erkenntnissen aus Beobachtungsstudien oder Expertenmeinungen. In der Querschnittstudie zeigte sich, dass eine Mangelernährung bei etwa zwei Dritteln der Patienten vorlag. Die mangelernährten Individuen wiesen häufiger eine kürzere Krankheitsdauer sowie eine höhere Krankheitsschwere auf. Der Phänotyp der Mangelernährung war insbesondere durch den Verlust von Muskelmasse nicht aber -funktion charakterisiert und trat bei Vorliegen einer schweren Mangelernährung ausgeprägter in Erscheinung als bei moderatem Schweregrad. Infolge der intensivierten Ernährungstherapie konnten diese pathologischen Veränderungen teilweise umkehrt werden. Neben einer Gewichtssteigerung resultierte die Intervention in einer Zunahme an Muskelmasse sowie einer Verbesserung des Krankheitsschweregrades. Hinsichtlich der Umsetzbarkeit konnte für die meisten Interventionskomponenten eine hohe Compliance beobachtet werden. Zudem ergab sich nur eine geringe Dropout-Rate im Interventionsverlauf.
Mangelernährung stellt in der Tat eine häufige Komplikation der chronischen Pankreatitis dar und ist insbesondere durch eine verringerte Muskelmasse charakterisiert. Hierdurch ist die Muskelfunktion zwar kaum kompromittiert, allerdings geht dieser Zustand mit einer höheren Krankheitsschwere einher. Eine intensivierte ernährungsmedizinische Therapie bei mangelernährten Patienten mit chronischer Pankreatitis ist umsetzbar und verbessert effektiv den Ernährungszustand, aber auch funktionale und prognostische Parameter. Anschließende Untersuchungen sind indes erforderlich, um Früherkennung und Behandlung weiter zu optimieren und die notwendige Evidenz für starke Empfehlungen zu generieren.
Introduction
Patients with bariatric surgery often show poor long-term compliance to recommendations for prevention of nutrient deficiency but it is unclear which factors contribute. We investigated the associations of age, sex, and socioeconomic status (SES) with adherence to guideline recommendations on protein intake and micronutrient supplementation.
Methods
In a monocentric cross-sectional study we prospectively recruited patients with sleeve gastrectomy (SG) or Roux-en-Y gastric bypass (RYGB) and a minimum postoperative period of 6 months. Clinical and demographic data were obtained from the patients’ medical files and by questionnaire. Patients reported on supplement usage, recorded their dietary intake for seven days and underwent physical examinations including blood testing.
Results
We included 35 patients (SG: n = 25, RYGB: n = 10) with a mean (+SD) postoperative period of 20.2 (±10.4) months. Distributions of age, sex and SES were comparable between the SG and RYGB groups. Non-adherence to recommended protein intake was associated with age ≥ 50 years (p = 0.041) but not sex or SES. Protein intake inversely correlated with markers of obesity. There were no significant associations of age or sex with micronutrient supplementation. Only for vitamins A (p = 0.049) and B1 (p = 0.047) higher SES was associated with greater compliance. The only manifest deficiency associated with non-adherence to micronutrient supplementation was that for folic acid (p = 0.044).
Conclusion
In patients after bariatric surgery, those of older age and of lower SES might have a greater risk of unfavorable outcome and may require greater attention to micronutrient and protein supplementation.
Background
In acute pancreatitis, secondary infection of pancreatic necrosis is a complication that mostly necessitates interventional therapy. A reliable prediction of infected necrotizing pancreatitis would enable an early identification of patients at risk, which however, is not possible yet.
Methods
This study aims to identify parameters that are useful for the prediction of infected necrosis and to develop a prediction model for early detection. We conducted a retrospective analysis from the hospital information and reimbursement data system and screened 705 patients hospitalized with diagnosis of acute pancreatitis who underwent contrast-enhanced computed tomography and additional diagnostic puncture or drainage of necrotic collections. Both clinical and laboratory parameters were analyzed for an association with a microbiologically confirmed infected pancreatic necrosis. A prediction model was developed using a logistic regression analysis with stepwise inclusion of significant variables. The model quality was tested by receiver operating characteristics analysis and compared to single parameters and APACHE II score.
Results
We identified a total of 89 patients with necrotizing pancreatitis, diagnosed by computed tomography, who additionally received biopsy or drainage. Out of these, 59 individuals had an infected necrosis. Eleven parameters showed a significant association with an infection including C-reactive protein, albumin, creatinine, and alcoholic etiology, which were independent variables in a predictive model. This model showed an area under the curve of 0.819, a sensitivity of 0.692 (95%-CI [0.547–0.809]), and a specificity of 0.840 (95%-CI [0.631–0.947]), outperforming single laboratory markers and APACHE II score. Even in cases of missing values predictability was reliable.
Conclusion
A model consisting of a few single blood parameters and etiology of pancreatitis might help for differentiation between infected and non-infected pancreatic necrosis and assist medical therapy in acute necrotizing pancreatitis.
Background/Aims
Patients with chronic pancreatitis (CP) have an increased risk of malnutrition, a condition linked to reduced muscle mass and physical performance. We have investigated the risk factors, phenotypic presentation, and health implications associated with malnutrition in CP.
Materials and Methods
In a multicenter cross-sectional study we recruited patients with confirmed CP and healthy volunteers as a control group. Malnutrition was diagnosed according to the criteria proposed by the Global Leadership Initiative on Malnutrition. We performed detailed examinations of body composition and physical function as well as testing of routine blood parameters and markers of inflammation.
Results
We included 66 patients [mean (±SD) age: 56.0 (±14.5) years; 51 males] and an equal number of age- and sex-matched controls. Moderate malnutrition was diagnosed in 21% (n = 14) and severe malnutrition in 42% (n = 28) of patients. Besides weight loss malnourished patients showed lower fat and skeletal muscle mass compared to both non-malnourished subjects and healthy controls. Only in severe malnutrition, blood parameters reflected elevated inflammation and reduced muscle reserves. Handgrip strength in patients did not differ by nutritional status but there was a significant correlation (rho = 0.705, p < 0.001) with skeletal muscle mass. Although 20 patients (30%) had pathologically reduced skeletal muscle mass, only two individuals (3%) had sarcopenia with concomitantly reduced handgrip strength.
Conclusion
Malnutrition is a frequent complication of CP characterized by loss of skeletal muscle mass. As this condition becomes evident only at an advanced stage, regular testing for altered body composition is recommended. Suitable biomarkers and the link between loss of muscle mass and physical function require further investigation.
Clinical Trial Registration
[https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT04474743], identifier [NCT04474743].
Ziel: Das Ziel der vorliegenden Untersuchung war es, den Beitrag den regionale Industrieunternehmen gegen Rechtsextremismus in ihrer Belegschaft leisten zu ermitteln und zu analysieren, welche Maßnahmen sie darüber hinaus ergreifen können, um dem Erwerb und der Verfestigung rechtsextremistischer Orientierungen bei ihren Arbeitnehmern entgegenzuwirken. Ausgegangen wurde von der Annahme, dass Unternehmen die Abwehr gegenüber rechtsextremistischen Orientierungen bei ihren Mitarbeitern begünstigen können, indem sie ein Arbeitsumfeld schaffen, das deprivationsbedingte Risikofaktoren wie Unzufriedenheit, geringes Commitment und subjektive Arbeitsplatzunsicherheit weitestgehend reduziert. Eine entsprechend gelebte Unternehmenskultur sollte sich demnach positiv auf die Abwehr der Mitarbeiter gegenüber rechtsextremistischen Orientierungen auswirken. Methode: Acht Industrieunternehmen aus vier verschiedenen Branchen nahmen an dieser Studie teil. Alle wurden in der Region Vorpommern, Deutschland, rekrutiert und hatten mehr als 100 Mitarbeiter. Insgesamt wurden die Daten von 485 Mitarbeitern zur endgültigen Analysen berücksichtigt. Es waren 141 Frauen im Alter zwischen 24 und 59 Jahre (M = 46.16, SD = 8.65) und 344 Männer im Alter zwischen 20 und 64 Jahre (M = 45.91, SD = 9.08). Ergebnisse: Eine subjektiv geringe Arbeitsplatzunsicherheit und ein hohes affektives Commitment wirken sich günstig auf die Abwehrbereitschaft der Arbeitnehmer gegenüber rechtsextremistischen Orientierungen aus. Bezüglich der Arbeitszufriedenheit ließen sich keine bedeutsamen Effekte feststellen. Darüber hinaus ist die subjektive Arbeitsplatzunsicherheit von der Höhe des affektiven Commitments abhängig. Die der Unternehmenskultur zugrundeliegenden Wertvorstellungen des Unternehmens beeinflussen die Stärke des affektiven Commitments und die Höhe der subjektiven Arbeitsplatzunsicherheit der Mitarbeiter. Es zeigt sich, dass die Unternehmenswerte damit in einem indirekten Zusammenhang mit der Abwehrbereitschaft der Mitarbeiter gegenüber rechtsextremistischen Orientierungen stehen. Zusätzlich wurde analysiert, welchen Einfluss die Persönlichkeit der Arbeitnehmer auf die untersuchten Wirkzusammenhänge hat. So wirkt sich die subjektive Arbeitsplatzunsicherheit nur bei Personen mit hoch autoritärer Persönlichkeit bzw. mit niedriger sozialer Dominanzorientierung auf die Abwehr rechtsextremistischer Einstellungen aus. Für niedrig autoritäre sowie für die hoch sozial dominanzorientierten Persönlichkeiten zeigt sich dagegen eher die Höhe des affektiven Commitment als ausschlaggebend für die Abwehrbereitschaft gegenüber rechtsextremistischen Einstellungen.
In the PhD-thesis a conditional random field approach and its implementation is presented to predict the interaction sites of protein homo- and heterodimers using the spatial structure of one protein partner from a complex. The method includes a substantially simple edge feature model. A novel node feature class is introduced that is called -change in free energy-. The Online Large-Margin algorithm is adapted in order to train the model parameters given a classified reference set of proteins. A significantly higher prediction accuracy is achieved by combining our new node feature class with the standard node feature class relative accessible surface area. The quality of the predictions is measured by computing the area under the receiver operating characteristic.
This thesis describes mass measurements at ISOLTRAP/ISOLDE/CERN in the region of the neutron-rich calcium isotopes. For the less exotic and more abundantly produced isotopes 51Ca and 52Ca the Penning trap based ToF-ICR technique could be used to validate the available mass data and to improve their precision. For the isotopes 53Ca and 54Ca, a Multi-Reflection Time-of-Flight Mass Spectrometer (MR-ToF MS) was used to determine the mass of these exotic isotopes for the first time experimentally. This also represents the first time an MR-ToF MS was applied to derive the masses of previously unknown radioactive ions from the high precision time-of-flight data that can be gathered with the device. The mass data was then used to benchmark the strength of the N=32 neutron subshell closure and at the same time to compare to state-of-the-art shell-model calculations.
Furthermore, the capability of the MR-ToF device to deliver isobarically pure beams to a subsequent experiment was developed further and studied in detail. The new technique is based on the in-trap lift, which is normally used to in- and eject ions into and from the device. With this new selective ejection technique after separation of the ion ensemble in the MR-ToF trap, no external components are required.
Additionally, a new stabilization system for voltages supplies, based on a PI-algorithm, was developed and thoroughly tested. The stabilized voltage supply was then used to supply the most sensitive mirror voltage of the MR-ToF MS to significantly increase the short term and long-term mass resolving power of the apparatus.
Seit Einführung der multimodalen Chemotherapie vor über 30 Jahren liegt die 5- Jahres-Überlebensrate des Osteosarkoms (OS) unverändert bei ca. 70 %. Als potentielle neue Therapieoption ruft kaltes atmosphärisches Plasma (cold atmospheric plasma, CAP) in vitro antiproliferative Effekte in OS-Zellen hervor. Die zugrundeliegenden zellulären und molekularen Mechanismen wurden unter der Hypothese einer Induktion von Apoptose infolge CAP Behandlung untersucht. Effekte von CAP wurden anhand von zwei CAP-Quellen (kINPen MED und MiniJet-R) an zwei OS-Zelllinien (U2OS und MNNG/HOS) überprüft. Hinsichtlich früher apoptotischer Prozesse auf zellulärer Ebene erfolgte die Aktivitätsbestimmung der Effektorcaspasen 3 und 7 im Caspase-Assay. Spät in der apoptotischen Kaskade auftretende molekulare Prozesse wurden durch zwei unabhängige Nachweisverfahren von DNA-Strangbrüchen untersucht – Komet-Assay und TUNEL-Assay.
CAP Behandlungen mit dem kINPen MED führten zu signifikanter Hemmung der Zellproliferation zwischen 24 h und 120 h. Die Effektorcaspasen 3 und 7 zeigten infolge CAP Behandlung nach 24 h und 48 h erhöhte Aktivitätsniveaus. Im Komet- Assay wurden 24 h nach CAP Behandlung in U2OS-Zellen signifikant mehr DNA- Strangbrüche detektiert als in Kontrollansätzen. Der TUNEL-Assay ergab in beiden OS-Zelllinien nach 24 h und 48 h signifikant mehr DNA-Strangbrüche infolge CAP Behandlung. Die Effekte von CAP des kINPen MED konnten durch den MiniJet-R, der erstmals hinsichtlich biologischer Effekte auf maligne Zellen charakterisiert wurde, bestätigt werden. Sowohl antiproliferative Effekte als auch die Prozesse der frühen und späten apoptotischen Kaskade traten signifikant häufiger infolge CAP Behandlung mit dem MiniJet-R auf. Schlussfolgernd gehen antiproliferative Effekte von CAP mit Induktion von Apoptose in OS-Zellen einher, unabhängig von der verwendeten CAP-Quelle.
Die in vitro gezeigte CAP Effekte sollten hinsichtlich der klinischen Anwendung in vivo bestätigt werden. Obgleich die OS-Therapie weiterhin Domäne der Chirurgie und Chemotherapie bleiben wird, bilden die dargestellten zellulären und molekularen Effekte eine aussichtsreiche Grundlage für einen erfolgreichen adjuvanten Einsatz von CAP am OS.
Gegenstand: Das Ziel der vorliegenden Arbeit war die experimentelle Untersuchung eines mit verschiedenen Zusätzen modifizierten Calciumphosphatzementes an Minischweinen. Als Alternative zu autogenen Knochentransplantaten gewinnen Knochenersatzmaterialien zunehmend an Bedeutung. Der mit Chondroitinsulfat modifizierte Calciumphosphatzement soll für die Sanierung von Knochendefekten genutzt werden. Diese Arbeit untersucht die osteogene Potenz kleiner funktioneller Gruppen der extrazellulären Matrix wie Chondroitinsulfat. Material und Methode: Insgesamt wurden 40 Defekte an zehn adulten LEWE-Minischweinen im Unterkieferbereich gesetzt (4 Defekte pro Minischwein) und mit Knochenersatzmaterial gefüllt. Ein mit Eigenblut und autologer Spongiosa gefüllter Defekt wurde als Referenz genutzt. Die drei anderen Defekte wurden entweder mit Biozement D, mit Biozement D/Kollagen-I-Gemisch oder Biozement D/Kollagen-I/Chondoitinsulfat-Gemisch gefüllt. Alle drei Knochenersatzmaterialien basierten auf einem pastösen Hydroxylapatit-Zement-Gemisch. Die Versuchsauswertung erfolgte mittels histologischer Imageanalyse am unentkalkten Trenn-Dünnschliffpräparat. Alle zehn Tiere konnten nach komplikationsloser Einheilung nach drei Monaten einer histomorphometrischen Bewertung zugeführt werden. Der intraoperationem aushärtende Hydroxylapatit-Kollagen-I-Chondroitinsulfat-Zement zeigte osteokonduktive Materialeigenschaften. Die vom Defektrand ausgehende Resorption und knöcherne Substitution gestaltete sich außerordentlich rasch. Nach 3-monatiger Einheilzeit konnte bei Zweidrittel der Defektfläche ein knöchernes Remodeling nachgewiesen werden. Schlussfolgerungen: Der neu entwickelte Hydroxylapatit-Kollagen-I-Chondroitinsulfat-Zement eignet sich als Knochenersatzmaterial am Tiermodell. Diese Schlussfolgerung basiert sowohl auf seiner guten knöchernen Integration und Resorption als auch durch seine gute Applizierbarkeit intra operationem. Der Zusatz von Chondroitinsulfat und Kollagen Typ I zu Calciumphosphatzementen führt zu einer statistisch signifikanten Steigerung des Knochenumbaus und der Knochenneubildung. Die vorliegenden Versuche belegen, dass durch Zugabe von Komponenten der extrazellulären Matrix wie Chondroitinsulfat die osteogene Potenz von Knochenersatzstoffen weiter gesteigert werden kann.
Background
Neuroinflammation and maladaptive neuroplasticity play pivotal roles in migraine (MIG), trigeminal autonomic cephalalgias (TAC), and complex regional pain syndrome (CRPS). Notably, CRPS shares connections with calcitonin gene-related peptide (CGRP) in its pathophysiology. This study aims to assess if the documented links between CRPS and MIG/TAC in literature align with clinical phenotypes and disease progressions. This assessment may bolster the hypothesis of shared pathophysiological mechanisms.
Methods
Patients with CRPS (n = 184) and an age-/gender-matched control group with trauma but without CRPS (n = 148) participated in this case–control study. Participant answered well-established questionnaires for the definition of CRPS symptoms, any headache complaints, headache entity, and clinical management.
Results
Patients with CRPS were significantly more likely to suffer from migraine (OR: 3.23, 95% CI 1.82–5.85), TAC (OR: 8.07, 95% CI 1.33–154.79), or non-classified headaches (OR: 3.68, 95% CI 1.88–7.49) compared to the control group. Patients with MIG/TAC developed CRPS earlier in life (37.2 ± 11.1 vs 46.8 ± 13.5 years), had more often a central CRPS phenotype (60.6% vs. 37.0% overall) and were three times more likely to report allodynia compared to CRPS patients with other types of headaches. Additionally, these patients experienced higher pain levels and more severe CRPS, which intensified with an increasing number of headache days. Patients receiving monoclonal antibody treatment targeting the CGRP pathway for headaches reported positive effects on CRPS symptoms.
Conclusion
This study identified clinically relevant associations of MIG/TAC and CRPS not explained by chance. Further longitudinal investigations exploring potentially mutual pathomechanisms may improve the clinical management of both CRPS and primary headache disorders.
Trial registration
German Clinical Trials Register (DRKS00022961).
Background
The focal form of CHI is caused by an autosomal recessive pathogenic variant affecting the paternal homologue of genes ABCC8 or KCNJ11 and a second somatic event specifically occurring in the affected islet of Langerhans. The approach of this study was to integrate the genetic changes occurring in pancreatic focal lesions of CHI at the genomic and transcriptional level.
Research Design and Methods
Patients receiving therapeutic surgery and with proven ABCC8 or KCNJ11 pathogenic variants were selected and analyzed for loss of heterozygosity (LOH), changes in copy number and uniparental disomy (UPD) on the short am of chromosome 11 by molecular microarray analysis and methylation-specific MLPA. Gene expression was analyzed by RT-PCR and Massive Analysis of cDNA Ends (MACE).
Results
Both genes, ABCC8 and KCNJ11, are located in proximity to the Beckwith-Wiedemann (BWS) imprinting control region on chromosome 11p15. Somatic paternal uniparental isodisomy (UPD) at chromosome 11p was identified as second genetic event in focal lesions resulting in LOH and monoallelic expression of the mutated ABCC8/KCNJ11 alleles. Of five patients with samples available for microarray analysis, the breakpoints of UPD on chromosome 11p were different. Samples of two patients were analyzed further for changes in gene expression. Profound downregulation of growth suppressing genes CDKN1 and H19 was detected in focal lesions whereas growth promoting gene ASCL2 and pancreatic transcription factors of the endocrine cell lineage were upregulated.
Conclusions
Paternal UPD on the short arm of chromosome 11 appears to be the major second genetic event specifically within focal lesions of CHI but no common breakpoint for UDP can be delineated. We show for the first time upregulation of growth promoting ASCL2 (achaete-scute homolog 2) suggestive of a driving factor in postnatal focal expansion in addition to downregulation of growth suppressing genes CDKN1C and H19.
Die Dissertation basiert auf einem Probandengut des assoziierten Projektbereiches (ASSPro) der Study of Health in Pomerania (SHIP0). Okklusale Faktoren waren signifikant mit artikulären Dysfunktionssymptomen assoziiert: Sützzonenverlust mit reziprokem Kiefergelenkknacken; fehlender Seitzahnkontakt oder invertierte Oberkieferfront mit Druckdolenzen des Kiefergelenks. Für Frauen konnte ein erhöhtes Risiko für reziprokes Kiefergelenkknacken und Druckdolenzen des Kiefergelenks ermittelt werden. Ein kausaler Zusammenhang okklusaler Störungen und Anzeichen einer CMD scheint nicht zu bestehen.
Einfluss von Paclitaxel und Carboplatin auf das Hitzeschockprotein 27 in Ovarialkarzinomzellen
(2020)
Die hohe Mortalität und späte Erstdiagnose im oft fortgeschrittenen Stadium des OvCas unterstreichen die Notwendigkeit der Identifizierung geeigneter Biomarker. HSP27, Schutzfaktor der Zelle vor gefährdenden Umwelteinflüssen im gesunden Gewebe, Indikator für Tumorprogress und Vermittler von Resistenzen, könnte im Rahmen der Verbesserung diagnostischer und therapeutischer Maßnahmen genutzt werden. Um einerseits geeignete Früherkennungsmaßnamen zu etablieren, andererseits eine mögliche Resistenzbildung zu detektieren und gegen HSP27 gerichtete Therapiemöglichkeiten effizient einsetzen zu können, ist die Charakterisierung des HSP27 Umsatzes von Bedeutung. Die genauen Mechanismen der Resistenzentwicklung, ausgelöst durch Chemotherapie, sind noch nicht vollständig verstanden und wurden in dieser Arbeit in einem Zellkulturmodell untersucht. Dazu wurden die vier Zelllinien OVCAR-3, SK-OV-3, TOV-21G und TOV-112 im Zeitfenster von 120 h mit den mittleren inhibitorischen Konzentrationen der Standardchemotherapeutika Paclitaxel und Carboplatin inkubiert. Nach erreichter Wachstumshemmung konnten die Veränderungen der intra- und extrazellulären HSP27-Konzentrationen mittels Western Blot und ELISA analysiert werden. Es zeigte sich nicht nur ein zellspezifisches, sondern auch ein wirkstoffspezifisches Antwortverhalten der vier Zelllinien. Insgesamt stellte sich im Rahmen einer schnellen Zellantwort im Intrazellularraum eine Tendenz zum Konzentrationsabfall und im Extrazellularraum eine Tendenz zum Konzentrationsanstieg von HSP27 heraus. Womöglich greifen die Medikamente in Regulationen der HSP27 Synthese ein oder führen durch Nekrose-induzierte Wirkung zur vermehrten Freisetzung in den Extrazellularraum. Die genauen Freisetzungsmechanismen sind noch unklar. Eine Induktion von HSP27 blieb zumindest im durchgeführten Zeitfenster aus. Womöglich tritt diese zu einem späteren Zeitpunkt ein. Vorliegende Ergebnisse beleuchten das individuelle Antwortverhalten jeder einzelnen Zelllinie auf äußere Stimuli in Form von Chemotherapie. Zukünftige Untersuchungen im OvCa über einen beispielsweise längeren Zeitraum sind erforderlich, um die Eignung von HSP27 als Indikator für Resistenzbildung weiter zu analysieren und zu bewerten.
In der wissenschaftlichen Literatur wurde wiederholt beschrieben, dass sich Zähne
auch nach Abschluss der physiologischen Eruption in geringem Maße weiter vertikal
aus dem Zahnhalteapparat bewegen. Diese anhaltende Eruption könnte mit
Erkrankungen des Zahnhalteapparats in Wechselwirkung stehen und sich auf klinisch
messbare Parameter von Parodontopathien auswirken.
Die vorliegende Arbeit untersucht Vorliegen und Ausmaß der anhaltenden Eruption
und mögliche Zusammenhänge mit gemessenen parodontalen Variablen in der
populationsbasierten Kohortenstudie Study of Health in Pomerania (SHIP). Dazu
wurden in einem longitudinalen Studiendesign (Follow-up nach 16 Jahren) digitalisierte
Modelle des Oberkiefers sowie Taschentiefen, Attachmentverlust, Gingivahöhe und
Zahnverlust im Oberkiefer von 140 Probanden analysiert.
Auf den digitalisierten Modellen wurden Messpunkte an alle Zähne (in die palatinalen
Grübchen der Frontzähne sowie Okklusalflächen der Seitzähne) und stabile
anatomische Strukturen des distalen Gaumens gesetzt, welche sich innerhalb der 16
Jahre nicht verändert hatten. Es wurden drei Okklusionsebenen über die Punkte von
je zwei kontralateralen Seitzähnen und einem Frontzahn definiert. Die anhaltende
Eruption wurde anschließend als Veränderung des Abstands zwischen den
Okklusionsebenen und den Fixpunkten im harten Gaumen über den Beobachtungszeitraum
gemessen.
Zur Ermittlung möglicher Assoziationen zu den Veränderungen der parodontalen
Messwerte wurden Regressionsanalysen durchgeführt und Regressionskoeffizienten
(B), 95%-Konfidenzintervalle (95% CI) sowie p-values ermittelt.
Es konnte eine anhaltende Eruption von durchschnittlich 0,33 mm über 16 Jahre
nachgewiesen werden, was einer Eruptionsrate von 0,021 mm/Jahr entspricht.
Bei 4 der 140 Probanden trat eine anhaltende Eruption >1 mm auf.
In der Gesamtstichprobe zeigt sich ein signifikanter Zusammenhang zwischen
anhaltender Eruption und Abnahme der Gingivahöhe (B = -0,34; 95% CI: -0,65; -0,03).
In einer Teilstichprobe unter Ausschluss von Probanden mit Zahnverlust wurde eine
negative Korrelation zwischen anhaltender Eruption und der Veränderung der
Taschentiefen ermittelt, allerdings nicht in allen statistischen Modellen.
Die vorliegende Arbeit weist eine anhaltende Eruption im Oberkiefer nach, welche zu
einer Abnahme der Gingivahöhe führen kann.
The aims of this study were to 1) determine if continuous eruption occurs in the maxillary teeth, 2) assess the magnitude of the continuous eruption, and 3) evaluate the effects of continuous eruption on the different periodontal parameters by using data from the population-based cohort of the Study of Health in Pomerania (SHIP). The jaw casts of 140 participants from the baseline (SHIP-0) and 16-y follow-up (SHIP-3) were digitized as 3-dimensional models. Robust reference points were set to match the tooth eruption stage at SHIP-0 and SHIP-3. Reference points were set on the occlusal surface of the contralateral premolar and molar teeth, the palatal fossa of an incisor, and the rugae of the hard palate. Reference points were combined to represent 3 virtual occlusal planes. Continuous eruption was measured as the mean height difference between the 3 planes and rugae fix points at SHIP-0 and SHIP-3. Probing depth, clinical attachment levels, gingiva above the cementoenamel junction (gingival height), and number of missing teeth were clinically assessed in the maxilla. Changes in periodontal variables were regressed onto changes in continuous eruption after adjustment for age, sex, number of filled teeth, and education or tooth wear. Continuous tooth eruption >1 mm over the 16 y was found in 4 of 140 adults and averaged to 0.33 mm, equaling 0.021 mm/y. In the total sample, an increase in continuous eruption was significantly associated with decreases in mean gingival height (B = −0.34; 95% CI, −0.65 to −0.03). In a subsample of participants without tooth loss, continuous eruption was negatively associated with PD. This study confirmed that continuous eruption is clearly detectable and may contribute to lower gingival heights in the maxilla.
Simple Summary
Neurotoxicity is an on-target side effect of GD2-directed immunotherapy due to the expression of GD2 on healthy cells. Patients with high-risk neuroblastoma who receive treatment with anti-GD2 immunotherapy, therefore, require close observation and supportive management to improve treatment tolerance and avoid the persistence of neurological symptoms. This study reports on the incidence, clinical course and management of patients who experienced neurotoxicity due to treatment with the anti-GD2 antibody dinutuximab beta, given with or without interleukin-2, in two clinical trials. The majority of severe neurotoxic events were observed in patients treated with dinutuximab beta combined with interleukin-2, with most patients recovering following supportive management. Given the increased risk of neurotoxic events and the lack of clinical benefit reported for the combination treatment in clinical trials, adding interleukin-2 to dinutuximab beta therapy is not recommended. The clinical experiences described here may aid clinicians in managing neurotoxicity associated with dinutuximab beta more effectively.
Abstract
Neurotoxicity is an off-tumour, on-target side effect of GD2-directed immunotherapy with monoclonal antibodies. Here, we report the frequency, management and outcome of patients enrolled in two prospective clinical trials who experienced severe neurotoxicity during immunotherapy with the anti-GD2 antibody dinutuximab beta (DB) administered as short-term infusion (HR-NBL1/SIOPEN study, randomisation R2, EudraCT 2006-001489-17) or as long-term infusion (HR-NBL1/SIOPEN study, randomisation R4, EudraCT 2006-001489-17 and LTI/SIOPEN study, EudraCT 2009-018077-31), either alone or with subcutaneous interleukin-2 (scIL-2). The total number of patients included in this analysis was 1102. Overall, 44/1102 patients (4.0%) experienced Grade 3/4 neurotoxicities (HR-NBL1 R2, 21/406; HR-NBL1 R4, 8/408; LTI study, 15/288), including 27 patients with severe neurotoxicities (2.5%). Events occurred predominantly in patients receiving combined treatment with DB and scIL-2. Neurotoxicity was treated using dexamethasone, prednisolone, intravenous immunoglobulins and, in two patients, plasmapheresis, which was highly effective. While neurological recovery was observed in 16 of 21 patients with severe neurotoxicities, 5/1102 (0.45%) patients experienced persistent and severe neurological deficits. In conclusion, severe neurotoxicity is most commonly observed in patients receiving DB with scIL-2. Considering the lack of clinical benefit for IL-2 in clinical trials so far, the administration of IL-2 alongside DB is not recommended.
Mathematical phylogenetics provides the theoretical framework for the reconstruction and analysis of phylogenetic trees and networks. The underlying theory is based on various mathematical disciplines, ranging from graph theory to probability theory.
In this thesis, we take a mostly combinatorial and graph-theoretical position and study different problems concerning phylogenetic trees and networks.
We start by considering phylogenetic diversity indices that rank species for conservation. Two such indices for rooted trees are the Fair Proportion index and the Equal Splits index, and we analyze how different they can be from each other and under which circumstances they coincide. Moreover, we define and investigate analogues of these indices for unrooted trees.
Subsequently, we study the Shapley value of unrooted trees, another popular phylogenetic diversity index. We show that it may fail as a prioritization criterion in biodiversity conservation and is outcompeted by an existing greedy approach. Afterwards, we leave the biodiversity setting and consider the Shapley value as a tree reconstruction tool. Here, we show that non-isomorphic trees may have permutation-equivalent Shapley transformation matrices and identical Shapley values, implying that the Shapley value cannot reliably be employed in tree reconstruction.
In addition to phylogenetic diversity indices, another class of indices frequently discussed in mathematical phylogenetics, is the class of balance indices. In this thesis, we study one of the oldest and most popular of them, namely the Colless index for rooted binary trees. We focus on its extremal values and analyze both its maximum and minimum values as well as the trees that achieve them.
Having analyzed various questions regarding phylogenetic trees, we finally turn to phylogenetic networks. We focus on a certain class of phylogenetic networks, namely tree-based networks, and consider this class both in a rooted and in an unrooted setting.
First, we prove the existence of a rooted non-binary universal tree-based network with n leaves for all positive integers n, that is, we show that there exists a rooted non-binary tree-based network with $n$ leaves that has every non-binary phylogenetic tree on the same leaf set as a base tree.
Finally, we study unrooted tree-based networks and introduce a class of networks that are necessarily tree-based, namely edge-based networks. We show that edge-based networks are closely related to a family of graphs in classical graph theory, so-called generalized series-parallel graphs, and explore this relationship in full detail.
In summary, we add new insights into existing concepts in mathematical phylogenetics, answer open questions in the literature, and introduce new concepts and approaches. In doing so, we make a small but relevant contribution to current research in mathematical phylogenetics.
In der vorliegenden Forschungsarbeit wurde untersucht, zu welchen Veränderungen es im Proteom der pankreatischen β-Zelle durch Erzeugung von Hyperglykämie und/oder Hyperlipidämie kommt, die z.B. im Rahmen des Metabolischen Syndroms auftreten können.
Für die Experimente wurde die Zelllinie BRIN BD11 verwendet. Eine Behandlung erfolgte vergleichend mit Glucose (25 mM) und/oder Docosahexaensäure (DHA 0,1 mM) für 24 Stunden.
Das Proteom der BRIN-BD11 Zellen wurde mit Hilfe von 2D Differenzial-Fluoreszenz-Gelelektrophorese (DIGE) analysiert und die Proteine unter Verwendung der Massenspektrometrie identifiziert. Es konnten insgesamt 1101 Proteine in 1487 detektierten Spots bestimmt werden. Darunter stellten sich 90 Spots unter den oben genannten Stimulationen als signifikant reguliert dar. Aus diesen wurden 63 regulierte Proteine identifiziert, die sich verschiedenen Bereichen des Stoffwechsels zuordnen lassen, u.a. dem Glucosestoffwechsel, der Atmungskette, katabolen Prozessen oder den Reparatur- und Schutzmechanismen.
Eine Ingenuity Pathway Analyse anhand der regulierten Proteine ergab Zuordnungen zu 3 Netzwerken:
1 Nukleinsäuremetabolismus, Lipidmetabolismus und Biochemie kleiner Moleküle,
2 DNA -Replikation, -Rekombination und -Reparatur, Nukleinsäuremetabolismus und Biochemie kleiner Moleküle,
3 Kohlenhydratmetabolismus, molekularer Transport und Biochemie kleiner Moleküle.
Weiterhin konnte eine funktionelle Einteilung sowie die Verteilung der Proteine nach Zellkompartimenten dargestellt werden.
Eine Verifizierung der Ergebnisse mittels RT-qPCR erfolgte für Cathepsin D, Endoplasmic reticulum lipid raft-associated protein 2, Melanocyte proliferating gene 1, Glutamat-Cystein-Ligase sowie für die Thioredoxin-Reduktase und das Dihydropyrimidinase-related protein 2. Desweiteren wurden Western Blot Analysen zu Thioredoxin-Reduktase und das Dihydropyrimidinase-related protein 2 durchgeführt.
Die Ergebnisse weisen auf eine Regulation im Sinne einer Kompensation der Stressoren hin, die durch gesteigerte Expression/Aktivität antioxidativer Systeme wie Glutathion und Thioredoxin erklärbar wären. Zudem konnte ein Proteommuster der BRIN BD11 Zellen erstellt werden und bildet mit der massenspekrometrischen Identifizierung der Proteine eine Grundlage für weitere Untersuchungen an der Zelllinie.
Drainage has commonly been a pre-requisite for the productive use of peatlands. The biased focus on agriculture, forestry and peat extraction has long ignored the destructive effects of drainage and the successive degradation of ecosystem functions of wet peatlands. Accelerated by the climate crisis, the finite nature of drainage-based peatland use is increasingly recognised. Consequently, productive land use options for wet or rewetted peatlands (paludiculture) are required as sustainable alternatives. A wide range of paludiculture plants and options of biomass utilisation are identified as suitable and promising. Despite the growing interest, experiences with and research on the economic viability of paludiculture are still rare.
This thesis addresses the lack of knowledge on paludiculture in terms of practical feasibility, costs and benefits at the farm level, market prospects and framework conditions. I selected the two currently most advanced paludicultural practices in Europe: a) Harvesting natural reed beds as a traditional ‘low-input’ paludiculture, i. e. the utilisation of existing ‘wild’ vegetation stands; b) ‘Sphagnum farming’ as a novel ‘high-input’ paludiculture including stand establishment and water management required for the active transformation from drainage-based peatland use to paludiculture. In both cases, I investigate three different biomass utilisation avenues. This thesis adds to the fields of problem-driven sustainability and land-use science. Procedures and costs of paludiculture were studied in transdisciplinary research projects in close cooperation with practitioners. Due to the novelty of the topic, I put special emphasis on the triangulation of methods and data sources: pilot trials, field measurements, semi-structured expert interviews, structured questionnaires, secondary data from trade statistics and literature. To account for uncertainty related to costs and revenues, I conduct stochastic scenario analysis (Monte Carlo simulation) for the extended contribution margin accounting of harvesting reeds and sensitivity analysis for the investment appraisal of Sphagnum farming.
Paludiculture on fens: harvesting reeds
Paper I investigates harvesting procedures for reed-dominated (Phragmites australis) vegetation stands. In many European countries special-purpose tracked machinery is applied for large-scale conservation management and the commercial harvest of thatching reed. Stochastic scenario analysis reveals a wide range of possible economic outcomes (ca. € -1000 to € 1500 ha-1 a-1) and identifies material use of reed superior to its use as a source of energy. Winter harvest of high-quality thatching reed in bundles is the most profitable option. Winter harvest of bales for direct combustion is suitable for low-quality stands and has a limited risk of loss. In the case of summer harvest, revenues for green chaff for biogas production cannot cover harvesting costs but non-market income via subsidies and agri-environmental payments may ensure profitability. While biomass for energy generation is limited to a local market, thatching reed is traded as an international commodity. The market situation for thatching reed is investigated for Europe (Paper II) and Germany (Paper III). The major reed consuming countries in Western Europe (Netherlands, Germany, UK, Denmark) rely on imports of up to 85 % of the national consumption, with reed being imported from Eastern and Southern Europe and since 2005 also from China. The total market volume for reed for thatching in Northern Germany is estimated with 3 ± 0.8 million bundles of reed with a monetary value at sales prices of € 11.6 ± 2.8 million. Most of the thatchers (70 %) did not promote reed of regional origin to their customers due to insufficient availability in the first place and a lack in quality as second reason. The cultivation of reed in paludiculture may improve quantity and quality of domestic thatching reed. An area of 6000 ± 1600 ha with an average yield of 500 bundles per hectare would allow covering the current total demand of 3 million bundles of the German thatching reed market (Paper III).
Paludiculture on bogs: Sphagnum farming
Sphagnum farming provides an alternative to peatland degradation in two ways: Firstly, Sphagnum mosses can be cultivated as new agricultural crops on rewetted peatlands. Secondly, the produced Sphagnum biomass is a high-quality raw material suitable to replace peat in horticultural growing media (Paper V). Pilot trials have demonstrated the practical feasibility of establishing Sphagnum cultures on former bog grassland, cut-over bogs and mats floating on acidic waters bodies; Paper IV compares for the three types of production sites the specific procedures, costs and area potential in Germany. Water-based Sphagnum farming is not recommended for large-scale implementation due to highest establishment costs, major cultivation risks and limited area potential. For soil-based Sphagnum farming, the most important cost positions were Sphagnum shoots to set up pilots, investment for water management and regular weed management. Bog grassland has the highest area potential, i. e. 90,000 ha in NW Germany. Paper V assesses the profitability of Sphagnum farming on former bog grassland based on extrapolating five years of field experience data (establishment ņ management ņ harvest) to a total cultivation time of twenty years. Cultivating Sphagnum biomass as founder material for Sphagnum farming or restoration was profitable even in pessimistic scenarios with high costs, high bulk density and low yields. Selling Sphagnum for orchid production was economically viable in the case of medium to high yields with a low bulk density. Cost-covering prices for Sphagnum biomass substituting peat seem achievable if end consumers pay a surcharge of 10 % on the peat-free cultivated horticultural end-product. An area of 35,000 ha of Sphagnum farming suffices to meet the annual demand of the German growing media industry for slightly decomposed Sphagnum peat.
Framework conditions affecting feasibility of paludiculture
The relation of revenues from selling biomass to its production costs is an important piece of the paludiculture feasibility puzzle. Further aspects effecting the economic viability and competitiveness of paludiculture encompass the market demand, the availability of mature technology, legal restrictions, the eligibility for agricultural subsidies, a remuneration of external benefits and the opportunity costs of present farming activities (Paper I, V). Legal and policy regulations are of major importance for land use decisions on peatlands – both for keeping up drainage and for shifting to paludiculture.
Conclusion and Outlook
This thesis provides a first assessment of the costs and profitability of large-scale harvesting of reeds and Sphagnum farming based on real-life data. The paludicultural practices investigated may be a solution for a minor share of the more than 1 million ha of peatlands drained for agriculture in Germany. Future research should also address other biomass utilisation options and other crops. Large-scale pilots are required to improve technical maturity of procedures and machinery, gather reliable data to replace assumptions on costs and revenues and study long-term effects on economics and ecosystem services. The micro-economic perspective needs to be complemented by the societal perspective quantifying and monetising external effects of peatland restoration, paludiculture and drainage-based peatland use. There is a high need for intensified research, large-scale implementation and accelerated adaption of the policy and legal framework to develop paludiculture as an economically viable option for degraded peatlands.
Simple Summary
Paratuberculosis is a disease which affects ruminants worldwide. Many countries have implemented certification and monitoring systems to control the disease, particularly in dairy herds. Monitoring herds certified as paratuberculosis non-suspect is an important component of paratuberculosis herd certification programs. The challenge is to detect the introduction or reintroduction of the infectious agent as early as possible with reasonable efforts but high certainty. In our study, we evaluated different low-cost testing schemes in herds where the share of infected animals was low, resulting in a low within-herd prevalence of animals shedding the bacteria that causes paratuberculosis in their feces. The test methods used were repeated pooled milk samples and fecal samples from the barn environment. Our study showed that numerous repetitions of different samples are necessary to monitor such herds with sufficiently high certainty. In the case of herds with a very low prevalence, our study showed that a combination of different sampling approaches is required.
Abstract
An easy-to-use and affordable surveillance system is crucial for paratuberculosis control. The use of environmental samples and milk pools has been proven to be effective for the detection of Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis (MAP)-infected herds, but not for monitoring dairy herds certified as MAP non-suspect. We aimed to evaluate methods for the repeated testing of large dairy herds with a very low prevalence of MAP shedders, using different sets of environmental samples or pooled milk samples, collected monthly over a period of one year in 36 herds with known MAP shedder prevalence. Environmental samples were analyzed by bacterial culture and fecal PCR, and pools of 25 and 50 individual milk samples were analyzed by ELISA for MAP-specific antibodies. We estimated the cumulative sensitivity and specificity for up to twelve sampling events by adapting a Bayesian latent class model and taking into account the between- and within-test correlation. Our study revealed that at least seven repeated samplings of feces from the barn environment are necessary to achieve a sensitivity of 95% in herds with a within-herd shedder prevalence of at least 2%. The detection of herds with a prevalence of less than 2% is more challenging and, in addition to numerous repetitions, requires a combination of different samples.
Kieferorthopädische Behandlungen mit individell gefertigten aktiven Elementen führen zu besseren Behandlungsergebnissen in kürzerer Behandlungszeit bei gleichzeitig geringeren Nebenwirkungen. Mit CAD-Programmen und FE-Simulationen werden individuelle kieferorthopädische Elemente entworfen, die schnell und kostengünstig durch die RapidPrototyping-Technologie und speziell den 3D-Druck produziert werden können. Diese Studie zeigt dabei, dass es möglich ist, Objekte z. B. in Form von Federn und Bögen mit vorberechneter Kraftentfaltung zu planen und zu drucken. Die Druckparameter und die Parameter der gewählten Simulation sind entscheidend für die Qualität und die Eigenschaften des gedruckten Objektes. In dieser Studie wurden zwei verschiedene Versuchsaufbauten entwickelt, welche die Kraftentfaltung der Elemente mit einem Gelsensor bzw. mit einer Wägezelle gemessen hat. Es wurden Versuchsobjekte im Design eines Expansionsbogens aus den Materialien PLA und PETG sowie Zugfedern/Elastikketten aus den Materialen TPU und Filaflex mit 3D-Druckern produziert.
Es wurde festgestellt, das Gelsensoren infolge fehlender Konstanz zur Messung von Kräften in der Zahnmedizin ungeeignet sind, während sich Wägezellen als geeignet erwiesen haben. Geplante/simulierte Kraftentwicklungen korrelierten mit r=0,995 bzw r=0,998 nach Pearson signifikant zu den Kraftentwicklungen von gedruckten Expansionsbögen aus den Materialien PLA und PETG. Weiterhin wurde für elastische Ketten/Federn aus TPU eine signifikante Korrelation mit r=0,980 von simulierter zu gemessener Kraft nachgewiesen. Das Material TPU war geeignet zur individuellen Produktion von elastischen Zugfedern als Ergänzung zu konventionellen elastischen Ketten, deren Kräfte nicht exakt planbar sind. Die Experimente zeigten, dass Langzeitbelastung und Aufbewahrung in Wasser zu geringen Kraftverlusten der TPU-Federn führten. Es wurde das Potential der Rapid-Prototyping-Technologie kombiniert mit FE-Simulationen veranschaulicht. Die ständige Weiterentwicklung dieser Technologie ermöglicht schnell und kostengünstig individuelle Behandlungselemente zu produzieren bei geringerer Nebenwirkungsrate, so dass diese Technik in der Kieferorthopädie zunehmend wichtig wird.
Das Anliegen der vorliegenden Dissertation bestand darin, die Wirkung von intergruppalem Kontakt und den Einfluss der Gruppenbindung auf Vorurteile, intergruppales Vertrauen sowie die Bereitschaft zur Kooperation mit Angehörigen einer anderen Nation zu untersuchen. Vorurteile, Vertrauen und Kooperationsbereitschaft wurden dabei als Formen eines Ingroup-Bias betrachtet. Darüber hinaus hat sich die Frage gestellt, ob Kontakt zu vermehrten Freundschaften mit Mitgliedern der Fremdgruppe führt und inwieweit die gruppenübergreifenden Freundschaften zu Veränderungen in der Stärke der einzelnen Formen des Ingroup-Bias führen. Schließlich wurde ein Modell entwickelt, welches ausgehend von gruppenübergreifendem Kontakt, unter Berücksichtigung der Variablen intergruppale Freundschaften, Vorurteile und Vertrauen, die Bereitschaft zu kooperativem Verhalten mit Mitgliedern der Fremdgruppe vorhersagen soll. Die Untersuchung wurde am Beispiel des deutsch-polnischen Schulkontextes durchgeführt. Es fanden Schülerbefragungen an reinen Schulen statt, an denen kein Kontakt zwischen Deutschen und Polen vorliegt, sowie an gemischten Schulen, an den Deutsche und Polen zusammen zur Schule gehen und an einem gemeinsamen Unterricht teilnehmen. Schulischer Kontakt hat per se keinen Einfluss auf die untersuchten Formen des Ingroup-Bias ausgeübt. Es ergab sich jedoch ein Interaktionseffekt mit der Gruppenbindung. Für Schüler mit einer geringen Ausprägung der Bindung an die Eigengruppe kommt es bei schulischem Kontakt zu einer signifikanten Reduktion der Vorurteile. Im Gegensatz dazu führt der Besuch gemischter Schulen für Schüler mit hoher Bindung an die Eigengruppe tendenziell zu vermehrten Vorurteilen gegenüber der Fremdgruppe. Weiterführende Auswertungen haben darüber hinaus einen Einfluss der Nationalität belegt. Entsprechend den Erwartungen erhöht schulischer Kontakt jedoch die Anzahl intergruppaler Freundschaften, wobei diese selbst zu einer Reduktion aller drei Formen des Ingroup-Bias führen. Abschließend konnte das entwickelte Model zur Vorhersage eines Ingroup-Bias in der Kooperationsbereitschaft bestätigt werden.
Die fehlerfreie Diagnostik mit Hilfe des MRT und CT kann durch Bildartefakte unterschiedlichster Ursachen erschwert, oder sogar unmöglich gemacht werden. Zahlreiche Studien konnten bisher belegen, dass vor allem Metalllegierungen die Bildbeurteilung erheblich beeinträchtigen. Dagegen gibt es kaum Untersuchungen zu weiteren zahnärztlichen Füllungs- und Restaurationsmaterialien wie Kompositen oder Keramiken und deren Artefaktpotential. In der vorliegenden Studie wurden daher Probekörper folgender Materialgruppen im MRT und CT untersucht: Metalle, Komposite, Keramiken, provisorische Verschlussmaterialien und sonstige Materialien. Von den 44 hergestellten Probekörper bildeten 13 im MRT Artefakte, wobei die größten durch die Metalllegierungen und einige Komposite verursacht wurden. Diese Artefakte sind auf die unterschiedlichen magnetischen Eigenschaften der jeweiligen Inhaltsstoffe der untersuchten Materialien zurückzuführen. Deutlich mehr Artefakte als im MRT traten im CT auf. Von den 44 Proben waren nur drei artefaktfrei. Die größten Bildbeeinträchtigungen wurden durch die Metalllegierungen und Zirkoniumdioxid verursacht. Artefakte im CT entstehen dort wo große Dichteunterschiede zwischen verschiedenen Strukturen oder Materialien vorliegen. Zusammenfassend kann im Ergebnis der Studie festgestellt werden, dass metallische Restaurationen im Mund des Patienten sowohl im MRT als auch im CT problematisch sind. Nicht zu erwarten waren die großen Artefakte im MRT die durch Komposite hervorgerufen wurden, da diese Materialien augenscheinlich keine magnetischen Inhaltsstoffe enthalten. Künftig kann man aber auch diese Artefakte minimieren, indem die Hersteller gezielt auf die Inhaltsstoffe ihrer Produkte achten und auf Stoffe mit großer magnetischer Suszeptibilität verzichten.
Arteriosklerose und ihre Komplikationen sind wesentliche Ursachen der Mortalität in Industrienationen. Der „oxidized-LDL-receptor-1“ (LOX-1), der wichtigste endotheliale Rezeptor für proatherogenes oxLDL, ist essentiell an Entstehung und Progression der Arteriosklerose beteiligt. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die Modulation von LOX-1 durch vasoaktive Substanzen in einem Modell endothelialer Dysfunktion in vitro zu untersuchen. Die Genexpressionsanalyse von eNOS diente zur Validierung des Zellkulturmodells. BK, PGI2 und Adenosin wurden als negative Regulatoren der LOX-1-Expression postuliert. Außerdem wurde die Beteiligung von drei Proteinkinasen an der Regulierung von LOX-1 im Bradykinin-Signalweg durch spezifische Hemmung betrachtet. Es wurden Bradykinin und Prostacyclin als repräsentative periphere Vasodilatatoren und Adenosin als kardialer Vasodilatator gewählt und ihr Einfluss auf die Expression von LOX-1 und eNOS in HUVEC nach 4 und 12 Stunden mittels RT-PCR und Western Blot quantifiziert. In einem Viabilitätstest gab es keinen Hinweis auf zytotoxische Kombinationen der Testsubstanzen. Es konnte gezeigt werden, dass BK und PGI2 eine TNF-α induzierte Überexpression von LOX-1 senken. Es konnte des Weiteren gezeigt werden, dass BK und PGI2 eine TNF-α induzierte Downregulation von eNOS wieder aufheben. Zusätzlich ließ sich nachweisen, dass Adenosin eine TNF-α induzierte Überexpression von LOX-1 senken kann. Eine Beteiligung von p38MAP-Kinase und PI3-Kinase bei der Signaltransduktion der von Bradykinin induzierten Effekte ließ sich nicht nachweisen. In TNF-α induzierten HUVEC unter Rho-Hemmung konnte Bradykinin eine LOX-1 Hochregulierung verhindern. Eine Wirkung von Bradykinin auf einen Rho-Kinase-abhängigen Signalweg der LOX-1-Expression ist somit wahrscheinlich. Eine Beteiligung von BK, PGI2 und Adenosin an der Modulation von LOX-1 konnte in dieser Arbeit nachgewiesen werden und ist in vivo besonders im Rahmen von Prä- und Postkondi-tionierungsprozessen von Interesse. In murinen Modellen ließ sich eine Reduktion der In¬farktgröße in Abhängigkeit der LOX-1-Aktivität bereits nachweisen. Auch in hypertensiven Ratten zeigte Bradykinin einen Einfluss auf die ventrikuläre LOX-1-Proteinexpression. Der Zusammenhang von BK, PGI2, Adenosin und LOX-1 sowie der beteiligten Signal¬¬kaska¬den ist ein Aspekt kardiologischer Grundlagenforschung mit therapeutischem Potenzial.
Ein intaktes oberes Sprunggelenk ist von großer Bedeutung für die Fortbewegung im täglichen Leben. Arthrotische Veränderungen führen zu einer Einschränkung der Funktionalität. Infolge einer endgradigen Arthrose des oberen Sprunggelenkes besteht die operative Therapie mit Funktionserhalt nur in der Implantation einer Sprunggelenkprothese. In der Klinik für Orthopädie der Universitätsmedizin Greifswald wurden zwischen 2002 und 2009 insgesamt 54 Sprunggelenkprothesen vom Modell Hintegra implantiert. Ziel der Studie war es, anhand einer prospektiven Untersuchung zu überprüfen, ob die Indikationsdiagnose (primäre vs. posttraumatische Arthrose) zur Implantation eine Sprunggelenkprothese vom Typ Hintegra Einfluss auf das Outcome hat. Es konnte 45 Patienten in die Studie eingeschlossen werden (19 Patienten mit primärer und 26 Patienten mit posttraumatischer Arthrose). Prä- und postoperativ im Verlauf erfolgte jeweils die Anamnese, klinische Untersuchung inklusive des Bewegungsausmaßes nach Neutral-Null-Methode, röntgenologische Untersuchung, sowie die Erfassung des Kitaoka-Score und die Schmerzangabe mittels visueller Analog Skala. Zusätzlich wurden die intra- und postoperativen Komplikationen erfasst. In der Gruppe der prim. Arthrose waren 89,4% nach durchschnittlich 3,98 Jahren (SD + 2,07; 1,10-8,51 Jahre) und in der Gruppe der posttraum. Arthrose 84,6% nach durchschnittlich 4,84 Jahren (SD + 2,41; 1,14-8,71 Jahre) in situ. Statistisch signifikante Unterschiede zwischen beiden Gruppen in Bezug auf Geschlecht, Körpergröße und –länge, Nebendiagnosen, Bewegungsausmaß, Kitaoka-Score, radiologische Auswertung, Auftreten von Komplikationen und postoperative Schmerzangabe ergaben sich nicht. Beide Gruppe profitierten gleichermaßen von der Implantation einer Prothese vom Typ Hintegra. Die Ergebnisse der vorgelegten Studie konnten nachweisen, dass weder eine primäre noch eine posttraumatische Arthrose als Indikationsdiagnose einen Einfluss auf das Outcome nach Implantation einer Prothese vom Typ Hintegra hatte.
Ziel: Der Einfluss von Kompressionsstrümpfen mit integrierter Pflege auf die
Hautfeuchtigkeit bei Patienten mit chronischer venöser Insuffizienz sollte untersucht werden.
Methoden: In dieser prospektiv randomisiert kontrollierten klinischen Studie wurden über
einen Zeitraum von 28 Tagen zwei verschiedene Kompressionsstrumpftypen (KKL 2, AD),
mit und ohne integrierte Pflege, im Parallelgruppenvergleich (je 25 Patienten) getragen. Die
Patienten litten an einer CVI. Die Hautfeuchtigkeit, gemessen mit dem Corneometer®, war
die primäre Zielgröße. Sekundäre Zielkriterien betrafen den transepidermalen Wasserverlust,
die Hautrauigkeit und den Anpressdruck, gemessen mit dem Tewameter®, der FOITSKamera
® und dem PicoPress®. Lebensqualität und Tragekomfort wurden mittels
Fragebögen evaluiert. Die Anpassung der Kompressionsstrümpfe, sowie die
Volumenmessung der Beine erfolgten mit Hilfe des Bodytronic600®. Die genannten
Funktionsparameter wurden am ersten Tag (Visite 1) und am Ende der Tragephase an Tag 28
(Visite 2) gemessen.
Ergebnisse: Probanden, die den MCS trugen, zeigten nach Beendigung der Tragephase einen
signifikanten Abfall der Hautfeuchtigkeit (p=0,021) sowie einen signifikanten Anstieg der
Hautrauigkeit (p=0,001). Patienten mit MCS-SC zeigten nur einen leichten Abfall der
Hautfeuchtigkeit (n.s.) und einen leichten Anstieg der Hautrauigkeit (n.s.). Von den
schützenden Effekten des MCS-SC profitierten vor allem Probanden mit höheren Stadien der
CVI im Stadium 3 (p=0,046), männliche Probanden (p=0,013) und Probanden mit initial
bestehender Hauttrockenheit (p=0,034). Beide MKS, MCS und MCS-SC verbesserten die
Lebensqualität signifikant (Beinbeschwerden: p<0,001; funktioneller Status: p=0,010;
Wohlbefinden und Zufriedenheit: p=0,030).
Diskussion: Kompressionsstrümpfe mit integrierter Pflege zeigten sich im Vergleich zum
konventionellen Kompressionsstrumpf überlegen hinsichtlich der Hautfeuchtigkeit in
Probanden mit niedriger Hautfeuchtigkeit, männlichen Probanden und Probanden im Stadium
C3, Varikose mit Ödem. Medizinische Kompressionsstrümpfe mit Pflegeformel spielen eine
entscheidende Rolle in der modernen konservativen Therapie der CVI, da Sie das Potential
haben unerwünschte Nebenwirkungen zu reduzieren und die Lebensqualität bei Patienten mit
CVI zu verbessern.
Tumorpatienten haben ein erhöhtes Risiko für thrombembolische Ereignisse und werden deshalb oft prophylaktisch mit Heparinen behandelt. Klinische Beobachtungen zeigen, dass Heparine bei Tumorpatienten positive Effekte haben, die über die klassische antikoagulatorische Wirkung hinaus gehen und möglicherweise einen davon unabhängigen Überlebensvorteil bieten. Die genauen Mechanismen sind nicht vollständig geklärt. Diskutiert werden günstige Einflüsse der Heparine auf die Tumorzellen selbst, auf das umgebende Tumormikromilieu oder auch auf die Metastasierung.
Diese Arbeit untersucht, ob Heparine allein oder in Kombination mit dem Chemotherapeutikum Paclitaxel (PTX) einen direkten Einfluss auf das Überleben und das Wachstum humaner Endometriumkarzinomzellen (ECa-Zellen) in vitro haben. Des Weiteren wird überprüft, inwieweit diese Substanzen Auswirkungen auf den Zytokinhaushalt der ECa-Zellen haben.
Anhand von Vitalitäts- und Zytotoxizitätsmessungen zeigte sich, dass Heparine keine Veränderung der Wachstums- und Überlebensraten der untersuchten ECa-Zelllinien in vitro bewirken. Eine Modulation der antimitotischen Wirkung von PTX durch Heparine war nicht nachweisbar. Unter der Behandlung mit PTX kam es bei einigen der untersuchten Zelllinien zu einer signifikant stärkeren Expression und Sekretion der Zytokine RANTES, MCP-1 und IL-6, während der Einsatz von unfraktioniertem Heparin (UFH) keinen generalisierbaren Effekt auf den Zytokinhaushalt der ECa-Zellen erbrachte. Die Kombinationsbehandlung aus PTX und UFH zeigte lediglich bei RL95-2-Zellen eine synergistische Wirkung bei der Zunahme der RANTES-Sekretion.
Um eine genauere Bewertung dieser in vitro beobachteten Effekte zu ermöglichen, sollten weitere Untersuchungen zur Rolle von RANTES, MCP-1 und IL-6 im Tumormikromilieu des Endometriumkarzinom angestrebt werden. Auch wenn sich kein verallgemeinbarer Effekt von Heparinen auf den Zytokinhaushalt der untersuchten ECa-Zellen zeigte, sind einzelne modulatorische Einflüsse denkbar, weil die individuellen Merkmale von Tumorzellen und deren Umgebungscharakteristika eine Vielzahl von Interaktionsmöglichkeiten bieten.
We present the first systematic literature review on stress and burnout in K−12 teachers during the COVID-19 pandemic. Based on a systematic literature search, we identified 17 studies that included 9,874 K−12 teachers from around the world. These studies showed some indication that burnout did increase during the COVID-19 pandemic. There were, however, almost no differences in the levels of stress and burnout experienced by K−12 teachers compared to individuals employed in other occupational fields. School principals' leadership styles emerged as an organizational characteristic that is highly relevant for K−12 teachers' levels of stress and burnout. Individual teacher characteristics associated with burnout were K−12 teachers' personality, self-efficacy in online teaching, and perceived vulnerability to COVID-19. In order to reduce stress, there was an indication that stress-management training in combination with training in technology use for teaching may be superior to stress-management training alone. Future research needs to adopt more longitudinal designs and examine the interplay between individual and organizational characteristics in the development of teacher stress and burnout during the COVID-19 pandemic and beyond.
Interactions between bacteria and the human body are manifold and happen constantly. Most parts of the skin and gastrointestinal tract, the saliva, the oral mucosa, the conjunctiva and the vaginal mucosa are colonized with a multitude of bacterial species forming the human microbiota. Strikingly, the estimated amount of bacterial cells outnumbers the human body by 10 to 1. However, most of these bacteria colonize the human body without positive or negative effects and are regarded as commensals. Staphylococcus aureus a Gram positive bacterium is such a commensal bacterium of 25 % to 30 % of the world population. It is also an opportunistic pathogen and is able to cause infections in the lung, skin and heart and to induce sepsis. Its pathogenicity is mainly facilitated by the secretion of a broad spectrum of virulence factors which interact with the host. Some are distracting the immune system, others are targeting the host cell membrane or degrade macromolecular structures of the host in order to provide nutrients. Furthermore S. aureus is able to invade the host cell and to survive and replicate in the host cell cytosol or other compartments. The Gram negative proteobacterium Burkholderia pseudomallei is an environmental bacterium but still has the ability to enter the human body via body orifices or skin wounds. In a very efficient way it penetrates the host cell, replicates intracellular and the uses host structures to spread from cell to cell thereby causing the disease melioidosis often with fatal outcomes. Since the natural habitats of B. pseudomallei are wet soils, the change to the environment in the human body is drastic and requires a high degree of flexibility of the bacterium. Environmental stress conditions such as temperature, pH, nutrient limitation or presence of antibiotics induce a switch of colony morphology which is a special characteristic of this bacterium. Since it is assumed, that changes in colony morphology are connected to adaptive processes to the environmental changes, these morphology switches might also be important during infection. The host organism and the host cell on the other side try to kill and remove the bacterial threat by activating the immune system and cellular defence mechanisms. This includes generation of reactive oxygen and nitrogen species, production of antimicrobial peptides and cellular processes such as phagocytosis, autophagy, apoptosis and activation of the immune response. The actions and reactions on both, the pathogen side and the host side, are summarized as host-pathogen interactions. In the field of functional genomics, methods were developed to understand various levels of host-pathogen interactions. The holistic analysis of the mRNA (the transcriptome) or translated proteins (the proteome) were already very useful tools to describe important cellular processes on the host and the pathogen site. The level of metabolites with regard to host-pathogen interactions however, has been neglected so far. In this dissertation the metabolic composition in the intracellular and extracellular space of the host and the pathogen was analyzed. For this matter biochemical analytical tools were used such as 1H-nuclear magnetic resonance spectroscopy and chromatographic methods (GC and HPLC) coupled to mass spectrometry. The combination of these methods allows a broad coverage of physicochemical diverse metabolites. In accordance to the above mentioned biological levels like mRNA and proteins, the sum of all metabolites is referred as the metabolome. Consequently to transcriptomics and proteomics the analysis of the metabolome is referred as metabolomics. To gain insights into the infection relevant metabolome of the host-pathogen relationship between S. aureus and human lung cells several approaches were developed. First the distribution of the recently identified bacillithiol in different S. aureus strains was investigated with regard to its role during the infection. For that matter a HPLC-methodology was used with fluorescence based detection of labelled low molecular weight thiols (article I: Distribution and infection-related functions of bacillithiol in Staphylococcus aureus). After that the next aim was to reveal the effect of S. aureus on the host cell metabolism. To reduce the complexity of effects on the host cells an artificial model was chosen in a first approach. The lung cells were treated with the staphylococcal virulence factor alpha-hemolysin, a pore forming toxin and a holistic metabolomics approach was performed (article II: Staphylococcus aureus Alpha-Toxin Mediates General and Cell Type-Specific Changes in Metabolite Concentrations of Immortalized Human Airway Epithelial Cells). Using this approach, a protocol for cell culture metabolomics was established and first changes in the host cell metabolome that could be caused by S. aureus were described. However, this only describes specific changes caused by one single virulence factor and does not necessarily describes the reality during a S. aureus infection. Therefore in a next approach, an infection model using a human lung epithelial cell line and the S. aureus strain USA300 was established and used for metabolome analysis. Furthermore a combination of inhibitor treatment and metabolic labelling was used to clarify the metabolic activity in the host cell after exposure to S. aureus (article III: Metabolic features of a human airway epithelial cell line infected with Staphylococcus aureus revealed by a metabolomics approach). Finally this thesis deals with the host-pathogen interaction of B. pseudomallei and its host with a focus on the role of the switch in colony morphology in basic metabolism. Various morphotypes of two strains were generated by nutrient limitation and their uptake of nutrients was monitored. Furthermore the morphotypes were used in in vitro and in vivo infections and subsequently isolated out of the cell line and mice respectively. After isolation, the colony morphology was determined and again the nutrient uptake profile was monitored (article IV: Burkholderia pseudomallei morphotypes show a synchronized metabolic pattern after acute infection). The information provided by this thesis adds a new complexity to the knowledge about the host-pathogen interactions of S. aureus and B. pseudomallei and their hosts. It furthermore lays the groundwork for future studies, which will deal with these and other bacterial host-pathogen interactions in order to understand the interdependencies of infection and metabolism.
In der Arbeit wird die Synthese und Charakterisierung von trans-Platin(IV)-Diaziden beschrieben. Es wird gezeigt, dass sie durch die Verwendung von UV- und Weißlicht photoaktiviert werden können, wobei Photoreduktionen, Photosubstitutionen oder Photoisomerisierungen auftreten können. Ähnlich wie der bekannte Antitumorwirkstoff Cisplatin, sind die Verbindungen in der Lage irreversiblel an DNA zu binden. In Zellversuchen konnte zusätzlich eine antiproliferierende Aktivität festgestellt werden, wenn mit Licht bestrahlt wurde. Im Dunkeln zeigten die Verbindungen keine Wirkung. Durch Zellzyklusanalysen und der Beobachtung von morphologischen Veränderung nach der Behandlung mit Platin(IV)-Diaziden kann jedoch auf einen zu Cisplatin unterschiedlichen Wirkmechanismus geschlossen werden.
Vergleichende klinische Untersuchung der elektronischen Registriersysteme GAMMA-CADIAX® und JMA®
(2003)
In dieser Arbeit wurde versucht, methodisch sinnvolle Ansätze für eine klinische Vergleichbarkeit der Registriersysteme GAMMA-CADIAX® und ZEBRIS-JMA® zu finden. Verglichen wurden die Reproduzierbarkeit der einzelnen Geräte sowie die horizontale Kondylenbahnneigung (HKN) und der Bennettwinkel beider Registriersysteme untereinander. Unter anderem wurde eine Messung mit beiden Systemen gleichzeitig am Kopf montiert durchgeführt. Die HKN kann mit beiden Registriersystemen reproduzierbar gemessen werden. Der Bennettwinkel war mit dem JMA® besser reproduzierbar. Der Vergleich der beiden Registriersysteme untereinander zeigte für die HKN eine gute bis sehr gute Vergleichbarkeit und für den Bennettwinkel eine gute Vergleichbarkeit nur bei simultaner Messung. Die beste Übereinstimmung wurde bei gleichzeitiger Montage der Messsysteme gefunden. Die vorliegende Untersuchung hat gezeigt, dass die Messanordnung und das Messsystem einen Einfluss auf das Messergebnis haben. Durch das geringe Gewicht und die einfache Montage des JMA® war es erstmalig möglich, zwei Registriersysteme gleichzeitig am Probanden zu montieren und klinisch zwei Messungen synchron durchzuführen.
Die reverse Genetik ist ein wichtiges Werkzeug in der Grundlagenforschung und Impfstoffentwicklung der Influenza-A- und -B-Viren. Oft ist der limitierende Schritt für die Erstellung eines solchen Systems der reversen Genetik, bestehend aus mehreren Plasmiden für die einzelnen Gensegmente, die Klonierung der Virusgene in den Expressionsvektor. Für eine schnellere und einfachere Klonierung wurde in dieser Arbeit das LacZa-Fragment mittels modifizierter QuikChange-Reaktion in den Klonierungsvektor pHWSccdB inseriert. Mit dem so entstandenen Vektor pHWSccdBLacZa ist es nun möglich, zusätzlich eine Blau/Weiß-Selektion durchzuführen. Beider target-primed plasmid amplification zur Insertion des viralen Gensegmentes werden hierbei die beiden Selektionsmarker ccdB und LacZa durch das virale Gen ersetzt. Bakterienkolonien mit kloniertem Gensegment können von denen ohne komplettes Insert nun leichter und frühzeitiger durch eine nicht vorhandene Blaufärbung unterschieden werden. Schweine spielen in der Influenzavirus-Transmission eine besondere Rolle, da sie als sog. „mixing vessel“ gelten. Sie können z. B. Reassortanten aus aviären und porzinen Influenzaviren auf den Menschen übertragen, die sich bei einer zeitgleichen Infektion mit beiden Viren im Schwein bilden können. In dieser Arbeit wurden die seit 1979 in Europa zirkulierenden aviären H1N1- Schweineviren betrachtet. Sie sind Schweinestämme, deren Gene von einem aviären Vorläufervirus abstammen. Unter dem Ziel der Untersuchung der molekularen Determinanten des Wirts-Tropismus dieser aviären H1N1-Schweineviren wurden Reassortanten und Zufallsressortanten hergestellt unter Verwendung des aviären Virus A/Duck/Bavaria/1/77 (H1N1) (DkBav) und des aviären Schweinevirus A/Swine/Belgium/1/79 (H1N1) (SwBelg). Zunächst wurde die Replikationseffizienz von DkBav, SwBelg und den hergestellten Reassortanten auf einer aviären und einer porzinen Zelllinie untersucht. Hierbei wurde festgestellt, dass für das aviäre Virus DkBav das HA von SwBelg ausreicht, um in porzinen Zellen das Wachstumsniveau von SwBelg zu erreichen. Das HA-Segment ist also entscheidend für den Wirtstropismus von DkBav in einer porzinen Zelllinie. Experimente im Schwein zeigten jedoch, dass DkBav nicht alleine durch das HA von SwBelg zu einem Schweinevirus wird. Für diese Experimente wurden Schweine intranasal mit den hergestellten Viren, SwBelg und DkBav infiziert. Um die Replikation im Schwein zu steigern, benötigt DkBav zusätzlich zum HA noch das NA von SwBelg und für die Transmission von Schwein zu Schwein das NP sowie eines oder mehrere der anderen Gensegmente von SwBelg. Für eine starke Virusvermehrung in der Lunge benötigt DkBav den Polymerasekomplex, HA und NA von SwBelg. Für die Transformation in ein Schweinevirus benötigt DkBav also kein bestimmtes Gensegment, sondern eine Kombination mehrerer Gensegmente. Für hochpathogene aviäre Influenzaviren ist die polybasische Spaltstelle des Oberflächenproteins HA der wichtigste Virulenzfaktor. Das HA ist u. a. für die Bindung und die Fusion der Endosomenmembran von Influenzaviren mit der Wirtszelle zuständig. Da eine polybasische HA-Spaltstelle alleine jedoch nicht ausreicht, um die Virulenz eines LPAIV deutlich zu erhöhen, wurde in dieser Arbeit nach weiteren Virulenzdeterminanten im HA des hochpathogenen Influenzavirus A/Swan/Germany/R65/2006 (H5N1) (R65wt) zusätzlich zur polybasischen Spaltstelle gesucht. Hierzu wurden von den Viren R65wt und A/Teal/Germany/Wv632/2005 (H5N1) mit eingesetzter polybasischer Spaltstelle (TG05poly) verschiedene HA-Chimären und -Mutanten hergestellt und diese in vitro und in vivo untersucht. Dabei wurde festgestellt, dass die eingefügten Mutationen nicht ausreichten, um TG05poly zu einem hochpathogenen Virus zu machen. Für das hochpathogene Virus R65wt wurden die Aminosäuren HA-R123 und HAI124 als weitere Virulenzdeterminanten identifiziert. Bei HA-Sequenz- und HAStrukturanalysen wurde festgestellt, dass die Aminosäuren HA-123 und HA-124 innerhalb des niedrigpathogenen bzw. des hochpathogenen Phänotyps hoch konserviert vorliegen. Mutationen an diesen Positionen verringern nicht nur HA-Aktivierungs-pH und Virus-Inaktivierungs-pH deutlich, sondern auch die Letalität des Virus um fast 50 % (HA-I124T) oder das Virus wurde sogar avirulent (HA-R123S). Im Falle einer polybasischen Spaltstelle ist also eine erhöhte pH-Stabilität des HA vermittelt durch die Aminosäure R123 essentiell für die Entstehung eines hochpathogenen aviären H5N1-Virus aus einem niedrigpathogenen Vorläufer.
Fruktoselysin-spezifische Rezeptoren auf Zellmembranen von Monozyten und Makrophagen binden Amadori-modifizierte Proteine. Die Ligandenbindung führt zu Endozytose und Degradation der gebundenen Proteine sowie zur Produktion proinflammatorischer Zytokine. HL-60 und THP-l sind Vorläuferzellen reifer Monozyten, welche ebenfalls Fruktoselysin-Rezeptoren exprimieren. Affinitätschromatographisch wurden zwei Proteinfraktionen mit molekularen Massen von 100 und 200 kDa isoliert und als Homologe zu Nukleolin und der schweren Kette zellulären Myosins identifiziert. Die membrangebundenen Proteine sind im Gegensatz zu den nukleären bzw. zytosolischen Formen glykosyliert. Entsprechende Rezeptorproteine wurden bereits auf Zellmembranen der monozytären Zelllinien MonoMac 6 und U937 nachgewiesen. Somit werden Fruktoselysin-spezifische Bindungsproteine bereits auf Vorläuferzellen reifer Monozyten exprimiert.
Untersuchungen zur Immunantwort gegen potenzielle Vakzinkandidaten von Streptococcus pneumoniae
(2022)
Das Gram-positive Bakterium Streptococcus pneumoniae (Pneumokokken) stellt vor allem bei der sehr jungen und älteren sowie immungeschwächten Bevölkerung einen immer mehr an Bedeutung gewinnenden Krankheitserreger dar. Krankheitsbilder wie die Pneumokokken-Meningitis, -Pneumonie und -Sepsis, um nur einige zu nennen, können z.T. schwere Verläufe nehmen. Neue Serotyp-unabhängige Impfstoffe sollen flächendeckenden Schutz vor Infektionen mit S. pneumoniae bieten. Das Hauptaugenmerk der Impfstoffforschung liegt unter anderem auf der Untersuchung von Pneumokokken Protein-basierten Impfstoffen als Bestandteil eines Konjugat- bzw. Multikomponenten Impfstoffes. In diesem Zusammenhang wurde in dieser Arbeit die Immunantwort humaner Immunzellen gegenüber den vier Pneumokokken Oberflächen-Lipoproteinen MetQ, DacB, PnrA und PsaA untersucht. Diese Lipoproteine wurden sowohl in lipidierter als auch in nicht-lipidierter Form als heterologe Proteine generiert, um den Einfluss der Lipidierung auf die Immunreaktion beurteilen zu können. Zur Untersuchung der Reaktion des menschlichen Immunsystems wurden humane Blut-Monozyten (hPBMCs) isoliert und zu pro-inflammatorischen Makrophagen (M1) einerseits und anti-inflammatorischen Makrophagen (M2a) andererseits differenziert. Die Zellen wurden mit den lipidierten bzw. nicht-lipidierten Proteinen stimuliert. In den Überständen wurden zur Beurteilung der abgelaufenen Immunreaktion die Konzentrationen von IL-1β, IL-2, IL-6, IL-8 und TNF bestimmt. Eine Produktion von IL-1β und IL-2 durch die Makrophagen konnte hierbei nicht nachgewiesen werden. M1 Makrophagen zeichneten sich durch eine kaum messbare Cytokin-Produktion auf beide Proteinstimuli aus. Anti-inflammatorische Makrophagen zeigten eine signifikant verstärkte IL-6, IL-8 und TNF Produktion (p< 0,05) nach Stimulation mit allen vier lipidierten Proteinen im Gegensatz zur Stimulation mit nicht-lipidierten Proteinen. Das stärkere Stimulationspotenzial der lipidierten Proteine konnte auf deren Agonismus am TLR2 zurückgeführt werden. Weiterhin konnte die starke Reaktion der M2a Makrophagen mit deren Plastizität sowie mit dem Potenzial von Lipoproteinen zur Umpolarisation von Makrophagen aufgrund des TLR2 Agonismus erklärt werden. Die Ergebnisse zeigen, dass die eingesetzten lipidierten Proteine einen suffizienten und signifikant potenteren Immunstimulus im menschlichen Organismus darstellen, als die gleichen Proteine in nicht-lipidierter Form. Somit könnten diese lipidierten Proteine geeignete Vakzinkandidaten gegen S. pneumoniae darstellen.
Schwere und sogar tödliche Verletzungen durch Geschosse, die bei vergleichsweise geringer kinetischer Energie aus sog. Druckluftwaffen verschossen werden, sind in der traumatologischen und rechtsmedizinischen Literatur hinreichend belegt. In der Unfallchirurgie werden regelmäßig Verletzungen durch diese weit verbreiteten Schusswaffen behandelt. In der Regel werden aus Druckluftwaffen sog. Diaboloprojektile verschossen, die eine charakteristische sanduhrförmige Bauart aufweisen. Auf dem Markt sind jedoch auch Deformationsprojektile für Druckluftwaffen erhältlich, die aufgrund ihrer Bauart darauf ausgelegt sind, möglichst viel Energie an ihr Zielmedium abzugeben und so eine hohe Gewebezerstörung hervorrufen. Die Art und Schwere der Verletzungen wird dabei durch die Expansions- und Penetrationsfähigkeit dieser Projektile bestimmt. Eine systematische Untersuchung dieser Parameter, die zur Bestimmung des Gefährdungspotenzials und somit zur Beurteilung notwendiger klinischer Diagnostik- und Therapieschritte der Verletzungen zwingend notwendig sind, lag bisher nicht vor. In der vorliegenden Arbeit wurden das Deformationsverhalten sowie die Penetrationsfähigkeit verschiedener Deformationsprojektile im Kaliber 4,5 mm im Vergleich zu einem Referenzdiaboloprojektil in einem kinetischen Energiebereich von 3 bis 30 Joule systematisch untersucht. Nach der Bestimmung der ballistischen Basisparameter (Geschwindigkeit, Energie, Querschnittsbelastung) erfolgte der Beschuss von verschiedenen Simulanzmedien (Gelatine, Gelatine mit Hautsimulanz) sowie von Wasser. Die Vermessung der Projektile erfolgte vor und nach dem Beschuss mittels Messschieber und Messmikroskop. Das dynamische Verhalten der Projektile beim Durchdringen der Simulanzmedien wurde mittels Hochgeschwindigkeitsvideografie erfasst, um hieraus die Wirksamkeit der Projektile abzuleiten. Für alle Geschosstypen konnte eine energieabhängige Deformation und somit Vergrößerung der Querschnittsfläche nachgewiesen werden. Teilweise erreichten die untersuchten Geschosse schon im unteren Energiebereich relevante Verformungen. Mittels der Hochgeschwindigkeitsvideografie konnte nachgewiesen werden, dass sich für alle Geschosstypen ab einem gewissen Energieschwellenwert eine temporäre Wundhöhle ausbildet. Übertragen auf die medizinischen Fragestellungen dieser Arbeit bedeutet dies, dass durch die stärkere Verformung der Deformationsgeschosse im Vergleich zu den Referenzdiaboloprojektilen auch mit einer höheren Energieabgabe und somit schwereren Verletzungen zu rechnen ist. Die nachgewiesene Fähigkeit der untersuchten Projektile, temporäre Wundhöhlen auszubilden, bedeutet für die unfallchirurgische Behandlung und rechtsmedizinische Bewertung, dass nicht nur von direkten Verletzungen der Organstrukturen, die sich im primären Schusskanal des Geschosses befinden, auszugehen ist, sondern dass durch die indirekte Wirkung der temporären Wundhöhle auch Verletzungen von anatomischen Strukturen außerhalb des primären Schusskanals auftreten können.
Diese Arbeit betrachtet erstmalig das Gesamtwerk des Autors, einschliesslich zahlreicher unveröffentlichter Texte aus dem Nachlass. Die Kernthese dieser Arbeit ist, dass die Auseinandersetzung mit dem Thema Preußen Koeppens Œuvre leitmotivisch durchzieht, wobei „Preußen“ mehr als nur ein Motiv ist. Das Thema erweist sich als fundamentaler Zugang zu Autor und Werk. Koeppens Schreibbemühungen und vielleicht auch Schreibhemmungen, sein lebenslanges Festhalten an einem autobiographischen Projekt geben davon Zeugnis.
Bradyrhizobium diazoefficiens, a bacterial symbiont of soybean and other leguminous plants, enters a nodulation‐promoting genetic programme in the presence of host‐produced flavonoids and related signalling compounds. Here, we describe the crystal structure of an isoflavonoid‐responsive regulator (FrrA) from Bradyrhizobium, as well as cocrystal structures with inducing and noninducing ligands (genistein and naringenin, respectively). The structures reveal a TetR‐like fold whose DNA‐binding domain is capable of adopting a range of orientations. A single molecule of either genistein or naringenin is asymmetrically bound in a central cavity of the FrrA homodimer, mainly via C–H contacts to the π‐system of the ligands. Strikingly, however, the interaction does not provoke any conformational changes in the repressor. Both the flexible positioning of the DNA‐binding domain and the absence of structural change upon ligand binding are corroborated by small‐angle X‐ray scattering (SAXS) experiments in solution. Together with a model of the promoter‐bound state of FrrA our results suggest that inducers act as a wedge, preventing the DNA‐binding domains from moving close enough together to interact with successive positions of the major groove of the palindromic operator.
Einführung in die Ethik
(2021)
Das Open Access-Lehrbuch bietet eine allgemeinverständliche, aber wissenschaftlichen Ansprüchen genügende Einführung in die philosophische Ethik. Es erläutert den Begriff der Ethik, ihre zentralen Probleme, ihre geschichtliche Entwicklung, die einflussreichsten ethischen Grundpositionen und ihre aktuelle Relevanz in verschiedenen Praxisfeldern. Dabei erleichtert der historisch-systematische Zugang das Verständnis des Zusammenhangs von ethischer Theorie und gesellschaftlicher Praxis.
Die Sicherheit und Wirksamkeit der Arzneimitteltherapie wird maßgeblich von Transportproteinen beeinflusst. Die zelluläre Lokalisation von Transportern hat hierbei wesentlichen Einfluss darauf, ob diese als funktionelle Aufnahme- oder Effluxtransporter fungieren. Für den menschlichen Darm ist die Lokalisation einiger Transporter noch unklar. Ein Beispiel hierfür ist der organic cation transporter (OCT1), welcher für die intestinale Aufnahme zahlreicher kationischer Arzneistoffe, wie beispielsweise Morphin verantwortlich gemacht wird. Bisher gibt es allerdings widersprüchliche Aussagen über die exakte Lokalisation dieses Transporters in der Zellmembran von Enterozyten. Folglich ist die tatsächliche Bedeutung dieses Proteins für die Absorption von Arzneistoffen bis heute ungeklärt.
Daher war das Ziel dieser Arbeit die Expression, Lokalisation und Funktion von OCT1 in Enterozyten anhand verschiedener labortechnischer Methoden näher zu charakterisieren.
Mittels Immunfluoreszenzfärbung wurde versucht die Lokalisation von OCT1 im Zellmodell zu bestimmen. Ebenfalls im Zellmodell erfolgte die Untersuchung des vektoriellen Transportes von Morphin mittels Transwellassay. Diese, sowie entsprechende Analysen vitalen intestinalen Gewebes in der Ussing-Kammer, wurden genutzt, um indirekt Rückschlüsse auf die Transporterlokalisation zu ziehen.
Trotz eindeutiger und der Hypothese entsprechender Expression und Funktion in MDCKII-OCT1/P-gp-Zellen, konnten im Rahmen dieser Arbeit keine eindeutigen Ergebnisse bezüglich der Lokalisation von OCT1 in Caco-2-Zellen generiert werden.
Caco-2-Zellen sollten als Zellmodell für Enterozyten, insbesondere hinsichtlich der Charakterisierung von OCT1, neu bewertet werden, da aktuellen Erkenntnissen entsprechend möglicherweise keine signifikante Expression von OCT1 in diesen Zellen vorliegt. Auch das genutzte OCT1-Modellsubstrat Morphin ist möglicherweise problematisch. Es ist darauf hinzuweisen, dass es sich bei den vorliegenden Daten aufgrund der geringen Versuchszahl nur um vorläufige Ergebnisse handeln kann, welche in zukünftigen Arbeiten verifiziert werden sollten.
Zusammenfassend kann festgehalten werden, dass die vorliegende Arbeit zwar keine neuen Erkenntnisse bezüglich der Lokalisation von OCT1 in Enterozyten erbringen konnte, jedoch die Bedeutung eines kritischen Umgangs mit etablierten Methoden und deren Ergebnissen unterstreicht.
Die Plazenta als funktionstüchtiges Organ ist für einen unkomplizierten Schwangerschaftsverlauf sowie die Geburt eines gesunden Kindes unabdingbar. Während der Organogenese ist die korrekte Differenzierung der einzelnen Trophoblast-Subpopulationen zu villösen oder extravillösen Zytotrophoblasten und Synzytiotrophoblasten sowie eine ungestörte Vaskulogenese und Angiogenese der Plazenta enorm wichtig. Eine entscheidende Rolle spielt hierbei das Gleichgewicht von Wachstumsfaktoren, Hormonen und Zytokinen. Störungen der Entwicklungsprozesse können weit reichende Folgen wie z.B. Präeklampsie, Schwangerschaftsdiabetes, intrauterine Wachstumsretardierung bis hin zum Abort haben. Das in dieser Arbeit untersuchte Protein CXCL12 gehört zur Familie der chemotaktischen Zytokine und wird deshalb den Chemokinen zugeordent. Seine Wirkung entfaltet CXCL12 über seinen spezifischen G-Protein-gekoppelten Rezeptor CXCR4. Um die Rolle des CXCL12/CXCR4-Systems während der plazentaren Entwicklung besser zu verstehen, erfolgten im Rahmen dieser Arbeit mittels immunhistochemischer Methoden zunächst Expressions- und Kolokalisationsstudien von CXCL12 und CXCR4 mit spezifischen plazentaren Markern. Hierbei zeigte sich in der frühen Schwangerschaft während der Proliferationsphase eine starke CXCR4-Expression in allen Trophoblast-Subpopulationen, insbesondere in Zytotrophoblasten, welche im Verlauf der Plazentareifung abnimmt. CXCL12 hingegen ist während der gesamten Schwangerschaft in allen plazentaren Trophoblast-Subpopulationen sowie z. T. in Assoziation mit Blutgefäßen nachweisbar. Mittels Fusions-Assays und Proliferationsstudien in Explantat- und Zellkulturen wurde in dieser Arbeit die Rolle des CXCL12/CXCR4-Systems in der Plazenta ex vivo und in vitro weiterführend charakterisiert. Um den natürlichen Bedingungen während der Plazentaentwicklung möglichst genau zu entsprechen, erfolgten die Experimente bei unterschiedlichen Sauerstoffpatialdrücken (pO2). Es konnte ein eindeutiger pro-proliferativer Effekt von CXCL12 auf Trophoblasten nachgewiesen werden. Des Weiteren fördert CXCL12 die synzytiale Fusion, wobei die Fusion vom Zytotrophoblasten zum Synzytium erst durch Kontakt zum mütterlichen Blut und damit steigendem pO2 (etwa ab der 10. SSW) intensiv durch CXCL12 stimuliert wird. Die Ergebnisse dieser Arbeit weisen zudem auf einen möglichen Zusammenhang mit der Ätiologie der Präeklampsie hin. Durch eine mögliche CXCL12-vermittelte Dickenzunahme der Synzytiumschicht könnte die veränderte Plazentaschranke zu einer Mangelversorgung des Feten beitragen.
In Deutschland sterben jedes Jahr rund 10.000 Menschen (Gastmeier 2010) aufgrund nosokomialer Infektionen, wobei die größte Rolle unter den Infektionserregern Keime aus der körpereigenen mikrobiellen Flora des Patienten spielen. Zur Prävention dieser Infektionen ist es wichtig, diese Erreger schnell und sicher nachzuweisen, um beispielsweise - soweit sinnvoll - eine effektive Bekämpfung, z. B. durch Dekontamination, einleiten zu können. In dieser Arbeit wurde die luminometrische Adenosintriphosphat (ATP) – Messung auf ihre Eignung als Schnelltest zur Bestimmung einer veränderten Keimlast, u. a. auf der Haut, untersucht. Dabei wird über die in einer Probe bestimmten ATP-Menge indirekt auf die Keimzahl geschlossen. Als Praxistest für die ATP-Methode ist die Wirkung eines neuartigen Wirkstoffes aus Algen (Maresome) beurteilt worden. Dessen in Tierversuchen vorbeschriebenen adhäsionshemmenden Eigenschaften auf S.aureus als häufiger Vertreter der Normalflora der Haut und Nasenschleimhaut konnten in dieser Arbeit auch auf gesunder humaner Haut gezeigt werden. Eine Erregerreduktion durch den Wirkstoff sollte über die ATP-Messung als Schnelltest nachgewiesen und soweit möglich quantitativ analysiert werden. Initial ist geprüft worden, ob die ATP-Menge in einer Probe eine signifikante Korrelation zur Erregermenge in Keimsuspensionen, in Abklatsch- bzw. Abstrichuntersuchungen von unbelebten Flächen und auf der Haut zeigt. Dies konnte zunächst für reine Keimsuspensionen, aber nur bedingt bei den Abstrichen von unbelebten und belebten Oberflächen bestätigt werden, wobei prinzipiell die sehr sensitive ATP-Nachweistechnik bestätigt werden konnte. Die luminometrische Methode zeigte sich für die praktische Anwendung als Schnelltest bei Hautabstrichproben im Gegensatz zur sensitiveren, aber viel länger dauernden kulturellen Keimzahlbestimmung als nicht geeignet, da die Ergebnisse nicht zuverlässig reproduzierbar waren. Daher kann diese derzeit nicht für den klinischen Einsatz, z. B. zur Effizientüberwachung der Hautantiseptik oder zum Monitoren einer Adhäsionshemmung durch Maresome empfohlen werden. Bevor ein ATP-Test als Produkt für den Einsatz auf belebten Oberflächen (Haut, Schleimhaut, Wunden) denkbar ist, bedarf es weiterer Forschungen.
Zusammenfassung Zwischen 1998 und 2006 wurden in der Orthopädischen Klinik des Universitätsklinikums Greifswald 149 Patienten durch Spondylodese operativ behandelt, von denen 40 Patienten – mittels PLIF-Technik operiert – in die Studie aufgenommen wurden. Eine Gruppierung erfolgte nach MSS (L4/L5; L5/S1) und BSS (L3-L5; L4-S1) bzw. Fusionen ohne und mit S1-Einschluss. Das mittlere Follow up lag bei 5.7 Jahren, das Durchschnittsalter bei 56,4 Jahren. Subjektiv kam es bei MSS und BSS zu einer signifikanten Abnahme der Rückenschmerzen, Gleiches galt vor dem Hintergrund einer lumbosakralen Fusion. Beinschmerzen und Gesamtbeeinträchtigung konnten mit Ausnahme der Gruppen, die diese Beschwerden von vornherein als sehr niedrig einstuften, ebenfalls signifikant reduziert werden. Postoperativ erhobene ODI ließen eine signifikante Verbesserung der Funktionalität bei MSS und BSS auch unter Berücksichtigung lumbosakraler Fusionen erkennen, ohne dass eine bestimmte Gruppe bevorzugt war. Mit gesamtdurchschnittlich 75% bestand in allen Gruppen eine signifikante Tendenz zur Weiterempfehlung des Eingriffs. Ergebnisse der durchgeführten Funktionstests waren in 92,5% der Fälle negativ und in allen Gruppen vergleichbar. Klinisch gemessene Bewegungsausmaße der Wirbelsäule in Ventralflexion, Dorsalextension und Lateralflexion waren ebenso wie Abmessungen des Finger-Boden-Abstandes sowohl zwischen MSS und BSS als auch zwischen Fusionen mit und ohne S1-Einschluss vergleichbar, jedoch stets signifikant niedriger verglichen mit der Kontrolle. Im Rahmen der quantitativen Messung des Bewegungsumfanges konnten weder radiologisch noch bewegungsanalytisch Vorteile der MSS gegenüber BSS objektiviert werden, auch konnten keine relevanten Unterschiede in den Subgruppen festgestellt werden. Eine lumbosakrale Fusion zeigte keine signifikante Mehreinschränkung des Bewegungsumfanges als Fusionen ohne S1-Einschluss. Bewegungsanalytisch konnten weder MSS bzw. BSS noch Fusionen ohne bzw. mit S1-Einschluss eine völlige Normalisierung des Bewegungsprofils im Vergleich zur Kontrolle erreichen, da die Vergleichsgruppe in allen Fällen signifikant höhere Werte erreichte. Nach PEARSON’scher Korrelationsanalyse lag keine Korrelation zwischen den klinisch und radiologisch ermittelten Bewegungsumfängen für Ventralflexion und Dorsalextension vor. Demgegenüber korrelierten klinisch und bewegungsanalytisch untersuchte Lateralflexion signifikant. Zusammenfassend zeigt unsere Studie keine relevanten Vorteile einer MSS gegenüber einer BSS hinsichtlich mittelfristiger klinischer, radiologischer und bewegungsanalytischer Parameter. Ebenso führt der Einschluss des Os sacrum in die Fusion, nach unseren Erkenntnissen, nicht zwangsläufig zu schlechteren Ergebnissen. Die gute Korrelation klinischer und bewegungsanalytischer Daten, bei Einsatz der instrumentellen Bewegungsanalyse, rechtfertigt eine weitere Anwendung im klinischen Alltag, um weitere objektive Daten bei der Beurteilung von Fusionsoperationen zu erheben.
In dieser Studie sollte untersucht werden ob: (1) Es einen Zusammenhang zwischen einer CMD und der Körperhaltung während des Gehens gibt? (2) Das Tragen einer Zentrikschiene mit Front-Eckzahnführung zu einer Verbesserung der Symptomatik (a) an der Wirbelsäule und (b) im craniomandibulären System führt? Und (3) ob sich die Veränderungen an der Wirbelsäule mit Hilfe des Bewegungsanalysesystems sonoSens®-Monitor während des Laufens dokumentieren lassen? Hierzu wurde die Wirbelsäule von 20 Probanden mit einer CMD und 19 kiefergelenksgesunde Probanden mit dem Ganganalysegerät sonoSens® untersucht. Einmal vor Schienentherapie, dann direkt nach Eingliedern der Schiene und nach einer Schienentragedauer von min. 3 Tagen. Zusätzlich wurde bei jeder Untersuchung ein Funktionsbefund erhoben. Bei der eingegliederten Schiene handelte es sich um eine Michigan-Schiene mit Front-Eckzahnführung. Ergebnisse: (1) Ein signifikanter Zusammenhang zwischen einer CMD und der Körperhaltung während des Gehens wurden in dieser Studie gefunden. (2a) Das Tragen einer entsprechenden Schiene führt zu einer Verbesserung der Problematik an der Wirbelsäule, zumindest im Bereich der HWS und BWS. (2b) Auch die Symptomatik der CMD kann durch das Tragen einer Zentrikschiene verbessert werden. Und (3) Veränderungen an der Wirbelsäule lassen sich während des Laufens mit dem Ganganalysegerät sonoSens?-Monitor dokumentieren.
Laboratorien stehen heute unter großem Druck, schnell qualitativ hochwertige Analysen von Patientenproben zu erstellen. Möglichst ohne großen finanziellen, materiellen oder personellen Mehraufwand sollen Laborergebnisse so schnell wie möglich die behandelnden Ärzte erreichen um entsprechende Therapieschritte einzuleiten und die Behandlungsqualität der Patienten zu erhöhen. Dabei sind in den vergangenen Jahren viele Fortschritte im Bereich der Probenanalyse durch den Einsatz verbesserter Analysegeräte und Laborstrecken erzielt worden. Dadurch ließ sich eine zügigere Probenanalyse erreichen. Die präanalytische Phase, die den Zeitraum zwischen Probengewinnung und Probenanalyse umfasst, konnte jedoch nur teilweise hinsichtlich einer schnelleren Probenbearbeitung optimiert werden. Zwar konnte durch die Einführung automatischer Laborstrecken die Bearbeitung der Proben beschleunigt werden, den größten zeitlichen Anteil in dieser Phase nimmt aber nach wie vor die Zentrifugation der Blutproben ein. Dies hängt vor allem mit den in der klinischen Praxis häufig verwendeten vakuumhaltigen Blutentnahmeröhrchen zusammen, die am Röhrchenboden ein Trenngel enthalten. Dieses Trenngel wandert während der Zentrifugation zwischen Serum und Sediment und bildet dort eine Trennschicht aus, die eine Diffusion zwischen den beiden Schichten verhindert. Bislang mussten diese Blutentnahmeröhrchen mindestens 10-13 Minuten lang zentrifugiert werden, damit das Gel während der Zentrifugation an der Röhrchenwand entlang wandern und die Trennschicht ausbilden kann. In einer Neuentwicklung der häufig verwendeten Serumröhrchen der Firma Becton Dickinson, die BD Vacutainer®SST™II Advance, ist der Guss des Trenngels optimiert worden. Dieses Gel weist am Rand des Röhrchens eine kleine Ausziehung auf, die die Gelwanderung in den Röhrchen beschleunigen soll. Für die vollständige Ausbildung der Geltrennschicht soll die Zentrifugationszeit auf fünf Minuten verkürzt und die Zentrifugalbeschleunigung auf 3000 g erhöht werden können. Da hier die Erythrozyten einem erhöhten thermischen und mechanischen Stress ausgesetzt sind, muss eine durch die Zentrifugation verursachte Hämolyse ausgeschlossen werden, um die Analysequalität der Proben nicht zu beeinträchtigen. In der vorliegenden Studie wurden die BD Vacutainer®SST™II Advance erstmals unter klinischen Bedingungen und mit einem großen Probenvolumen auf das Vorliegen einer Hämolyse unter den verkürzten, alternativen Zentrifugationsbedingungen untersucht. Hierzu wurden in zwei Studienphasen jeweils 104 doppelte Serumproben untersucht, die in der klinischen Routine auf den Stationen des Universitätsklinikums Greifswald gewonnen wurden. Eine Probe wurde jeweils unter den im Labor des Instituts für Klinische Chemie und Laboratoriumsmedizin standardisierten, konventionellen Zentrifugationsbedingungen (13 Minuten Zentrifugationszeit bei 1700 g) zentrifugiert, die zweite Probe unter den verkürzten, alternativen Zentrifugationsbedingungen (5 Minuten Zentrifugationszeit bei 3000g). Anschließend wurden die Serumproben auf das Vorhandensein einer Hämolyse untersucht. Dazu wurden die hämolysesensitiven Parameter freies Hämoglobin, Laktatdehydrogenase, Aspartataminotransferase und Kalium bestimmt. Ebenso wurde die Integrität und Vollständigkeit der Gelschicht dokumentiert. In einer dritten Studienphase wurde die Ausprägung verschiedener Hämolysegrade in den Proben retrospektiv bestimmt. Hierfür wurden die bei jeder Probe anhand des Gehaltes an freiem Hämoglobin spektralphotometrisch bestimmten Hämolyseindices statistisch ausgewertet. In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass unter den alternativen, verkürzten Zentrifugationsbedingungen im Vergleich zu den konventionellen Zentrifugationsparametern die Hämolyserate in den BD Vacutainer®SST™II Advance in allen drei Studienphasen nicht erhöht, sowie die Gelbarriere in allen Proben intakt war. Aufgrund dieser Studienergebnisse konnte die Zentrifugationszeit im Zentrallabor des Instituts für Klinische Chemie und Laboratoriumsmedizin von 13 Minuten um 60 % (8 Minuten) auf 5 Minuten gesenkt werden. Somit konnte die Effizienz der Probenbearbeitung deutlich erhöht werden. Die BD Vacutainer®SST™II Advance können somit für den klinischen Einsatz unter den verkürzten Zentrifugationsbedingungen empfohlen werden.
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.
The ubiquitin-proteasome system (UPS) and the autophagy-lysosomal pathway (ALP) are the main proteolytic systems involved in cellular homeostasis. Since cardiomyocytes, as terminally differentiated cells, lack the ability to share damaged proteins with their daughter cells, they are especially reliant on these protein degradation systems for their proper function. Alterations of the UPS and ALP have been reported in a wide range of cardiac diseases, including cardiomyopathies. In this study, we determined whether the UPS and ALP are altered in a mouse model of eccentric left ventricular (LV) hypertrophy expressing both cyclin T1 and Gαq under the control of the cardiac-specific α-myosin heavy chain promoter (double transgenic; DTG). Compared to wild-type (WT) littermates, DTG mice showed higher end-diastolic (ED) LV wall thicknesses and diameter with preserved ejection fraction (EF). The cardiomyopathic phenotype was further confirmed by an upregulation of the fetal gene program and genes associated with fibrosis as well as a downregulation of genes involved in Ca2+ handling. Likewise, higher NT-proBNP levels were detected in DTG mice. Investigation of the UPS showed elevated steady-state levels of (poly)ubiquitinated proteins without alterations of all proteasomal activities in DTG mice. Evaluation of ALP key marker revealed a mixed pattern with higher protein levels of microtubule-associated protein 1 light chain 3 beta (LC3)-I and lysosomal-associated membrane protein-2, lower protein levels of beclin-1 and FYVE and coiled-coil domain-containing protein 1 (FYCO1) and unchanged protein levels of p62/SQSTM1 in DTG mice when compared to WT. At transcriptional level, a > 1.2-fold expression was observed for Erbb2, Hdac6, Lamp2, Nrg1, and Sqstm1, while a < 0.8-fold expression was revealed for Fyco1 in DTG mice. The results related to the ALP suggested overall a repression of the ALP during the initiation process, but an induction of the ALP at the level of autophagosome-lysosome fusion and the delivery of ubiquitinated cargo to the ALP for degradation.
Herzinsuffizienz ist eine der häufigsten Ursachen für Morbidität und Mortalität weltweit. Zum jetzigen Zeitpunkt ist die Herztransplantation im fortgeschrittenen Stadium der Erkrankung der einzige kurative Therapieansatz. Durch den Einsatz von Stammzellen als Therapieoption der Herzinsuffizienz konnten in den letzten Jahren im Rahmen von tierexperimentellen und klinischen Studien zahlreiche vielversprechende Daten gewonnen werden. Ziel der Stammzelltransplantationen ist es, das geschädigte Gewebe zu ersetzen, die Gefäßneubildung zu induzieren und somit die kardiale Funktion aufrechtzuerhalten. Kardialen Stammzellen wird durch die Fähigkeit der Selbsterneuerung, Proliferation und der Differenzierung in spezialisierte Zelltypen ein großes Regenerationspotential zugeschrieben. Weiterhin wurde ein positiver Einfluss von kardialen Stammzellen auf die Gefäßneubildung mittels parakriner Effekte beschrieben. Obwohl durch die Transplantation von kardialen Stammzellen eine Regeneration des geschädigten Gewebes, z.B. nach einem Myokardinfarkt, beobachtet wurde, ist noch wenig über die genauen Wirkungsweisen der eingesetzten Stammzellen bekannt. Zudem bleibt unklar, welchen Einfluss eine Schädigung des Herzens auf die Stammzellen und ihre Funktion hat und welche Faktoren dabei eine Rolle spielen. Die Existenz von residenten kardialen Stammzellen konnte sowohl im tierischen als auch im humanen Herzen nachgewiesen werden. Jedoch ist bis heute nicht geklärt, warum der Pool an residenten kardialen Progenitorzellen nicht merklich zur Regeneration nach einer Schädigung beitragen kann. Die vorliegende Arbeit befasste sich daher mit der Untersuchung der Funktion muriner residenter kardialer Progenitorzellen, die positiv für das Stammzellantigen-1 (Sca-1) sind, unter physiologischen und pathophysiologischen Bedingungen. Hierfür wurde der Einfluss des Renin-Angiotensin-Aldosteron Systems (RAAS), welches entscheidend an der Entwicklung einer Herzinsuffizienz beteiligt ist, auf die Funktion Sca-1 positiver Zellen in vitro untersucht. Anschließend wurde der Einfluss pathophysiologischer Aldosteronkonzentrationen, wie sie im Rahmen einer Herzinsuffizienz nachweisbar sind, auf die sekretorische Aktivität der Sca-1 positiven Zellen bestimmt. Im Rahmen dieser Arbeit konnte erstmals gezeigt werden, dass die Komponenten des RAAS die Migrationsrate Sca-1 positiver Zellen dosis- und zeitabhängig beeinflussen, wobei vor allem pathophysiologische Konzentrationen von Aldosteron eine signifikante Steigerung der Migrationsrate der Sca-1 positiven Zellen bewirkten. Des Weiteren konnte eine Mineralokortikoidrezeptor-vermittelte Wirkungsweise des Aldosterons auf die Funktion der Sca-1 positiven Zellen festgestellt werden, welche durch den Einsatz der Aldosteron-Antagonisten Spironolakton und Eplerenon inhibiert wurde. Anhand der an Sca-1 positiven Zellen durchgeführten Sekretomanalysen konnte gezeigt werden, dass sich die sekretorische Aktivität kardialer Progenitorzellen unter physiologischen und pathophysiologischen Bedingungen unterscheidet. Pathophysiologische Stimuli führen zu einer erhöhten sekretorischen Aktivität kardialer Progenitorzellen. Die Analyse der sekretierten löslichen Faktoren deutet auf eine Beteiligung Sca-1 positiver Zellen an Reparatur- und Regenerationsprozessen mittels parakriner Mechanismen nach einer Schädigung hin. Die vorliegenden Ergebnisse zeigen, dass mit dem Mineralokortikoid Aldosteron ein Faktor identifiziert wurde, welcher zur Optimierung der Stammzelltherapie, z.B. im Rahmen einer Herzinsuffizienz, dienen kann. Weiterhin konnte in dieser Arbeit das Verhalten und die Funktion kardialer Progenitorzellen unter pathophysiologischen Bedingungen näher charakterisiert werden und mögliche Mechanismen aufgezeigt werden, über welche kardiale Stammzellen an Regenerationsprozessen beteiligt sein können.
Background: Unwanted drug-drug interactions (DDIs), as caused by the upregulation of clinically relevant drug metabolizing enzymes and transporter proteins in intestine and liver, have the potential to threaten the therapeutic efficacy and safety of drugs. The molecular mechanism of this undesired but frequently occurring scenario of polypharmacy is based on the activation of nuclear receptors such as the pregnane X receptor (PXR) or the constitutive androstane receptor (CAR) by perpetrator agents such as rifampin, phenytoin or St. John’s wort. However, the expression pattern of nuclear receptors in human intestine and liver remains uncertain, which makes it difficult to predict the extent of potential DDIs. Thus, it was the aim of this study to characterize the gene expression and protein abundance of clinically relevant nuclear receptors, i.e., the aryl hydrocarbon receptor (AhR), CAR, farnesoid X receptor (FXR), glucocorticoid receptor (GR), hepatocyte nuclear factor 4 alpha (HNF4α), PXR and small heterodimer partner (SHP), in the aforementioned organs. Methods: Gene expression analysis was performed by quantitative real-time PCR of jejunal, ileal, colonic and liver samples from eight human subjects. In parallel, a targeted proteomic method was developed and validated in order to determine the respective protein amounts of nuclear receptors in human intestinal and liver samples. The LC-MS/MS method was validated according to the current bioanalytical guidelines and met the criteria regarding linearity (0.1–50 nmol/L), within-day and between-day accuracy and precision, as well as the stability criteria. Results: The developed method was successfully validated and applied to determine the abundance of nuclear receptors in human intestinal and liver samples. Gene expression and protein abundance data demonstrated marked differences in human intestine and liver. On the protein level, only AhR and HNF4α could be detected in gut and liver, which corresponds to their highest gene expression. In transfected cell lines, PXR and CAR could be quantified. Conclusions: The substantially different expression pattern of nuclear receptors in human intestinal and liver tissue may explain the different extent of unwanted DDIs in the dependence on the administration route of drugs.
Intestinal transporter proteins are known to affect the pharmacokinetics and in turn the efficacy and safety of many orally administered drugs in a clinically relevant manner. This knowledge is especially well-established for intestinal ATP-binding cassette transporters such as P-gp and BCRP. In contrast to this, information about intestinal uptake carriers is much more limited although many hydrophilic or ionic drugs are not expected to undergo passive diffusion but probably require specific uptake transporters. A transporter which is controversially discussed with respect to its expression, localization and function in the human intestine is the organic cation transporter 1 (OCT1). This review article provides an up-to-date summary on the available data from expression analysis as well as functional studies in vitro, animal findings and clinical observations. The current evidence suggests that OCT1 is expressed in the human intestine in small amounts (on gene and protein levels), while its cellular localization in the apical or basolateral membrane of the enterocytes remains to be finally defined, but functional data point to a secretory function of the transporter at the basolateral membrane. Thus, OCT1 should not be considered as a classical uptake transporter in the intestine but rather as an intestinal elimination pathway for cationic compounds from the systemic circulation.
Die orale Einnahme stellt für Patienten die einfachste und unkomplizierteste Möglichkeit dar, ein Arzneimittel zu applizieren und ist das angestrebte Ziel der Arzneimittelentwicklung. Dem entgegen stehen jedoch die evolutionär entstandenen Möglichkeiten des Körpers, aufgenommene Fremdstoffe zu inaktivieren und zu eliminieren. Ein Zusammenspiel aus anatomischen Gegebenheiten und den Enzymen des Fremdstoffmetabolismus sorgt dafür, dass ein Teil der oral applizierten Dosis bereits verstoffwechselt wird, bevor er über das arterielle System an den Wirkort gelangen kann (first-pass-Effekt). Als Ort dieses Metabolismus wurde, neben der Leber, auch der Darm identifiziert. Um das Ausmaß des first- pass-Effektes abschätzen zu können, werden Daten über den Gehalt der arzneistoffmetabolisierenden Enzyme in diesen Organen benötigt. Als Methode der Wahl bietet sich dazu die LC-MS/MS an, da mit ihr verschiedene Enzyme in einem analytischen Lauf bestimmt werden können und sie sich durch eine hohe Empfindlichkeit, Reproduzierbarkeit und Spezifität auszeichnet.
Mit der vorliegenden Arbeit wurde das analytische Spektrum der bisher publizierten Methoden zur Bestimmung von CYP- und UGT-Enzymen erweitert. Mit der neuen Methode können nun zwei Carboxylesterasen, 17 CYP-Enzyme und fünf UGT-Enzyme quantifiziert werden. Weiterhin wurde die Methode anhand von Richtlinien für bioanalytische Methoden umfassend validiert. Durch die Verwendung von rekombinant hergestellten arzneistoffmetabolisierenden Enzymen konnte der gesamte analytische Prozess, von der Probe bis zum Endergebnis, erstmalig umfassend charakterisiert werden. Dabei zeigte sich eine, für einen derart komplexen Prozess bemerkenswerte Präzision von maximal 15,5% Variation nach sechsmaliger Durchführung.
Die entwickelte Methode wurde dann auf gepaarte Proben aus Leber und Jejunum von elf gesunden Organspendern angewendet. Im Jejunum wurden CES1, CES2, CYP2C9, CYP2C18, CYP2C19, CYP2D6, CYP2J2, CYPA4, CYP3A5, CYP4F2, CYP4F12, UGT1A1, UGT1A3, UGT2B7 und UGT2B17 gefunden. In der Leber konnten alle untersuchten Enzyme (CES1, CES2, CYP1A1, CYP1A2, CYP2A6, CYP2B6, CYP2C8, CYP2C9, CYP2C18, CYP2C19, CYP2D6, CYP2E1, CYP2J2, CYP3A4, CYP3A5, CYP3A7, CYP4F2, CYPF12, UGT1A1, UGT1A3, UGT2B7, UGT2B15 und UGT2B17), bis auf CYP4A11 nachgewiesen werden. Für einige Enzyme (CES2, CYP2C18, CYP2C19, CYP2J2, CYP3A4, CYP4F2, CYP4F12) wurden im Jejunum Enzymgehalte gemessen, die mit denen in der Leber vergleichbar sind, was noch einmal unterstreicht, dass der Darm auch als klinisch relevanter Ort des Arzneistoffmetabolismus betrachtet werden muss. Auffällig war hier zudem die deutlich höhere Variabilität in den Darmproben, verglichen mit den Leberproben, die ihre Ursache in Umwelteinflüssen oder dem Mikrobiom des Darms haben könnten. Außerdem wurde die Expression der zugehörigen Gene mittels quantitativer real-time PCR untersucht. Hier bestand nur in einigen Fällen eine signifikante Korrelation zwischen Genexpression und Proteingehalt, was für zwischengeschaltete regulatorische Mechanismen spricht.
Weiterhin wurden mit dieser Methode Leberproben einer Kohorte von Patienten mit Krankheitsbildern, die mit einer Einschränkung der Leberfunktion einhergehen, untersucht. Dazu wurden die Patienten nach der verbleibenden Leberfunktion (Child-Pugh-Score) und nach der zugrundeliegenden Erkrankung eingeteilt. Es zeigt sich eine generelle Abnahme des Gehaltes an arzneistoffmetabolisierenden Enzymen mit fortschreitender Verschlechterung der Leberfunktion, wobei sich CYP2E1 als besonders anfällig erwiesen hat und bereits in Child- Pugh-Klasse A signifikant erniedrigt war. Bei den verschiedenen Erkrankungen zeigt sich ein uneinheitliches Bild, die prozentuale Verteilung der Enzyme ist jedoch bei allen Erkrankungen gegenüber den gesunden Kontrollproben verändert.
Über die Regulation der Expression von arzneistoffmetabolisierenden Enzymen ist bisher noch wenig bekannt. Es gibt aber Hinweise aus der Literatur, dass bestimmte nukleäre Rezeptoren an der Regulation der Enzyme beteiligt sein können. Deshalb wurde eine LC-MS/MS-basierte targeted-proteomics-Methode zur Quantifizierung von nukleären Rezeptoren in Darm- und Lebergewebe entwickelt und validiert. Im Gewebe konnten nur AhR und HNF4α nachgewiesen werden, da die Empfindlichkeit des verwendeten experimentellen Ansatzes vermutlich nicht ausreichend ist. Dabei war HNF4α in Darmgewebe deutlich höher exprimiert als AhR. Außerdem wurde die Expression der nukleären Rezeptoren auf Genebene durch quantitative real-time PCR untersucht. Dabei wurde eine höhere Expression von CAR in der Leber gefunden, während PXR in Darm stärker exprimiert wird. Dies entspricht den Erkenntnissen aus der Literatur, nach denen CAR einen regulatorischen Effekt auf arzneistoffmetabolisierende Enzyme in der Leber hat, während dies für PXR in Darm zutrifft. Diese Arbeit kann einen Beitrag zum weitergehenden Verständnis der Regulation von arzneistoffmetabolisierenden Enzymen durch nukleäre Rezeptoren beitragen.
Bei allen diesen Arbeiten gilt es zu beachten, dass das Vorhandensein eines Proteins nicht zwangsläufig mit seiner Aktivität gleichzusetzen ist. Jedoch zeigen zahlreiche Beispiele aus der Literatur, dass sich mit den Daten aus Proteomics-Studien PBPK-Modelle aufstellen lassen, die die in klinischen Studien erhobenen Daten mit beeindruckender Genauigkeit reproduzieren können.
Prüfungsangst ist eine besondere Form der Situationsangst, welche unter einer Vielzahl von Studierenden weit verbreitet ist und durchaus zur negativen Beeinträchtigung der akademischen Leistungen von diesen führt. Es sind bereits mehrere Instrumente erprobt, welche die Angst vor Prüfungen verringern können. Eine mitunter am häufigsten beschriebene Methode ist das Expressive Schreiben, die ausdrucksstarke Offenlegung der Gedanken und Emotionen über eine bevorstehende Prüfung. Die Ohrakupunktur, eine komplementärmedizinische Methode, ist ebenfalls eine vielversprechende Verfahrensweise zur Behandlung von situationsbedingter Angst.
Die vorliegende Studie basiert auf der Grundlage der Ergebnisse einer 2012 verfassten randomisierten Cross-over-Studie durch Klausenitz et al. , wobei gezeigt wurde, dass die Ohrakupunktur bei der Behandlung von Angstzuständen dem Placebo-Verfahren überlegen ist. Um die tatsächliche klinische Wirksamkeit der Ohrakupunktur bei der Behandlung von Prüfungsangst bei Medizinstudierenden vor einer Prüfung weiter zu bewerten, wurde als Vergleich das Expressive Schreiben herangezogen. Die Hypothese, dass sowohl Ohrakupunktur als auch Expressives Schreiben die Angst reduzieren, den Schlaf verbessern und somit die akademische Leistung der Medizinstudenten bei Anatomieprüfungen steigern, hinterfragt den Forschungsbestand dieser Arbeit. In die Studie wurden 37 Zahn- und Humanmedizinstudierende eingeschlossen. Diese legten im Zeitraum von April bis Juli 2014 drei vom Umfang vergleichbare mündliche makroskopische Anatomietestate ab. Vor der jeweiligen Prüfung durchlief jeder Proband randomisiert eine der drei Studienbedingungen: „Ohrakupunktur“, „Expressives Schreiben“ und „keine Intervention“. Die Prüfungsangst wurde mit dem Spielberger State-Trait-Angst-Inventar (STAI) und einer visuellen Analogskala (VAS 100) erfasst. Des Weiteren wurden neben der Analyse der Speichel-Alpha-Amylase die Schlafqualität, die Kreislaufparameter sowie die Prüfungsleistung dokumentiert.
Gegenüber den Ausgangswerten und dem Expressiven Schreiben konnte für die Ohrakupunktur eine signifikante Reduktion der Prüfungsangst, gemessen mit STAI, gezeigt werden. Dabei war der größte Effekt der Ohrakupunktur nach der Intervention am Abend vor der Prüfung zu verzeichnen (STAI State Werte 49 ± 8 vs. 56 ± 11, P = 0.015; Mittelwerte ± Standardabweichung). Des Weiteren konnte eine verbesserte Schlafqualität nach Ohrakupunktur registriert werden.
Koronare Drug-eluting Stents sind röhrenförmige, netzartig aufgebaute, medizinische Implantate aus meist metallischen Grundkörpern, die zur Vermeidung eines erneuten Gefäßverschlusses mit Wirkstoff beschichtet sind. Derzeit finden die Beschichtungen der Stents typischerweise über speziell entwickelte Einzelbeschichtungsverfahren statt, die es ermöglichen, die feingliedrige und fragile Struktur der Implantate zu beschichten. Wesentliche Nachteile dieser Verfahren liegen allerdings in hohen Materialverlusten und geringer Fertigungs¬menge, die zu hohen Produktionskosten führen. Im Rahmen dieser Arbeit sollte untersucht werden, inwieweit die Wirbelschichttechnologie zur Beschichtung von Stents eingesetzt werden kann. Die Wirbelschichttechnologie stellt ein etabliertes Verfahren zur Beschichtung von Partikeln im Großmaßstab mit geringen Verlusten dar. Obwohl in der Literatur das Verhalten verschiedener Partikel (Größe, Form, Dichte) in der Wirbelschicht beschrieben ist, wurde das Verhalten von netzartig aufgebauten Hohlkörpern noch nicht untersucht. Inwiefern sich die Wirbelschichttechnologie zur Beschichtung der fragilen Stents eignet, ist daher nicht vorhersagbar. Im Rahmen dieser Arbeit sollte eine Beurteilung hinsichtlich der Anwendbarkeit des Wirbelschichtverfahrens zur Beschichtung von Stents erfolgen. Dazu wurde das Fluidisierungs-verhalten der Körper unter Verwendung verschiedener Anströmböden untersucht. Darüber hinaus wurde der Einfluss der Prozessparameter, verschiedener Beschichtungsrezepturen und Stenttypen auf die Qualität der Beschichtung untersucht. Dazu wurden die beschichteten Körper hinsichtlich Homogenität und Defekte der Oberfläche, ihrer Robustheit gegenüber mechanischen Einflüssen, der Schichtverteilung und Gehaltsgleichförmigkeit und des Wirkstofffreisetzungsverhaltens untersucht. Im Rahmen dieser Arbeit konnten die Stents den Partikel der Geldart- Klasse D zugeordnet werden und die Beschichtungen der Stents erfolgte unter Verwendung eines speziell angefertigten konisch ausgeformten Anströmbodens. In Versuchen mit verschiedenen Beschichtungsmaterialien war es möglich typischer Weise auftretende Beschichtungsdefekte und präventive Gegenmaßnahmen zu identifizieren. So zeigte sich, dass es unter Verwendung von wässrig dispergierten Beschichtungsmaterialien die Bildung von Brücken oder Schwimmhäuten ausblieb, während diese typischer Weise unter Verwendung von organisch gelösten Beschichtungsrezepturen auftraten. Darüber hinaus konnte gezeigt werden, dass es durch Anpassung der Prozessparameter möglich war Beschichtungen mit hoher Qualität zu erzeugen. Dabei wurden unabhängig von der Lackrezeptur leichter Abrieb, Risse oder Deformationen der Stentgrundkörper vor allem an den Stentenden beobachtet, da die Stents während des Beschichtungsprozesses einer starken mechanischen Belastung ausgesetzt waren. In Versuchen mit unterschiedlichen Auftragsmengen beziehungsweise Prozesszeiten und unterschiedlich langen Stents konnte gezeigt werden, dass die Defekte unter gleichbleibenden Bedingungen mit zunehmender Prozesszeit und abnehmender Stentlänge zunehmen. Zudem zeigte sich, dass auch die Prozessparameter und Flexibilität der Beschichtung Einfluss auf den Anteil defekter Stents nimmt. Durch Adaptierung des Beschichtungsprozesses ist es entsprechend möglich die Defekte zu reduzieren. In der Regel wurde ein etwas höherer abluminaler Schichtauftrag erzielt, wobei die Schicht homogen über die gesamte Stentlänge verteilt war. Es resultierten üblicherweise Abscheideraten des Beschichtungslackes von 40 - 50 % und darüber hinaus konnten durch die gleichzeitige Beschichtung einer hohen Stückzahl von Grundkörpern Fertigungsmengen von umgerechnet bis zu 25 Stents pro Minute erreicht werden. Im Rahmen dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass die Wirbelschichttechnologie ein vielversprechendes Verfahren zur Beschichtung von Stents im Großmaßstab darstellt, das in Bezug auf Ausbeute und Fertigungsmenge den derzeit herkömmlich verwendeten Beschichtungstechnologien überlegen ist, wobei die Qualität der erzeugten Beschichtungen vergleichbar mit der Beschichtungsqualität herkömmlich beschichteter Stents ist.
Objectives: Clear guidelines on when to remove an implant are missing. This study aimed to evaluate the amount of peri-implant bone loss at explantation by specialists.
Material and Methods: Implantology specialists were asked to provide implants explanted due to peri-implantitis with related clinical information. Questionnaires inquired age, sex, smoking habit, implant location, usage of bone substitutes, and implant brand. Early failures (survival time <12 months) were analysed separately. Explants were measured and bone loss and type of bone loss were assessed using radiographs. Bivariate analysis was used for the type of bone loss, and covariate-adjusted mixed-effects models were evaluated for the amount of bone loss and survival time.
Results: Twelve dental offices provided 192 explants from 161 patients with 99 related radiographs. Most implants were affected by vertical bone loss (51.1%), followed by combined horizontal and vertical bone loss (22.3%), peri-implant gap (11.7%), horizontal bone loss (10.6%), and only a few by apical inflammation (4.3%). Thirty-three (17.2%) explants were early failures. Type of bone loss was significantly associated with survival time and implant brand. Implant brand also showed a significant correlation with early/late implant failure. Excluding early failures, combined horizontal and vertical bone loss was additionally significantly associated with smoking, and the location when grouped to incisor, canine, premolar, and molar showed a significant association with the type of bone loss. Further, the average survival time was 9.5 ± 5.8 years with absolute and relative bone loss of 7.0 ± 2.7 mm and 66.2 ± 23.7%, respectively. Late failures were removed at a mean bone loss of 50.0% with 5.44 mm residual alveolar bone in the posterior maxilla and 73.8% with 2.89 mm residual alveolar bone in other locations. In fully adjusted mixed-effects models, only the age at implantation (B=-0.19; 95% CI: -0.27 to -0.10) remained a significant factor for survival time. Implants exhibited significantly more relative bone loss if they were positioned in the mandible (B=17.3; 95% CI: 3.91 to 30.72) or if they were shorter (B=-2.79; 95% CI: -5.50 to -0.08).
Conclusions: Though the mean bone loss (66.2%) at which implants were explanted was in accordance with the literature, its wide variation and differentiation between the posterior maxilla and other locations showed that the profession has no universally accepted threshold beyond which an implant cannot be preserved.
The relevance of cold atmospheric plasmas (CAPs) in biomedicine has recently grown. The potential of CAPs has been discussed in multiple scientific works, highlighting its effectiveness in promoting wound healing, limiting cancer progression, and for sterilization of surfaces. Main bioactive molecules, such as reactive oxygen and nitrogen species (RONS), are proposed as key candidates in these processes. Indeed, the generation of cold plasma induces noble gas ionization which, reacting with atmospheric air molecules, generates species such as singlet oxygen, atomic oxygen radicals, nitric oxide radicals. Although molecular simulations have been conducted, the mechanism of action on biological molecules, as well as the possibility to tune plasmas to produce specific species cocktails (e.g., with different degree of oxidation power) has been not fully unleashed. In this dissertation, presented in form of 5 published scientific articles, focus has been placed on the interaction of plasmas with peptides and proteins, which are main biological effectors in cellular compartments. Precisely, through the development of liquid chromatography coupled mass spectrometry (LC-MS) methods, the effects of plasmas on peptides and proteins in form of oxidative post-translational modifications (oxPTMs) has been investigated. The characterization of these oxPTMs has been performed by treating peptide or protein aqueous solutions and on porcine skin tissues. It has been found that, introducing small amounts of different gases (oxygen, nitrogen, or both) or even water molecules, can made CAPs tunable tools to produce oxygen-species dominating effects versus nitrogen-species dominating effects. In addition to this, it was found that the amino acid position in a peptide or protein influences the quality and quantity of the resulting oxPTMs. Besides this, other important parameters like driven gases, admixture gases or treatment duration were identified as relevant factors for the modification of amino acids in the peptide structure. By comparing the effects between peptide solutions and complex matrices such as porcine skin, water has been identified as a valid vehicle to transport and amplify the plasma chemistry. In an experimental study, the inactivation of a protein (PLA2) was observed after CAP treatment and together with simulation studies, the specific dioxidation of tryptophane W128 was detected as a potential explanation for this inactivation, indicating the strong impact of plasma on biological targets. In summary, oxidative modifications found in peptide solutions were observed also in complex protein structures and sample matrices. In conclusion, this work provides a starting point for future studies of oxidative modifications in complex models and may thus be helpful for further investigations in the fields of plasma medicine and redox chemistry.
Die immunologische Dysfunktion nach operativem Trauma und der Einfluss des N. vagus im Mausmodell
(2024)
Trotz aller medizinischen Fortschritte der letzten Jahrzehnte ist der Einfluss operativer Trauen auf die Immunhomöostase noch weitgehend unklar. Im Falle septischer Komplikationen sind postoperative Patienten meist mit einer noch höheren Mortalität assoziiert als septische Patienten ohne ein vorhergehendes operatives Trauma. Einen Grund dafür stellt die postoperative Immundysfunktion dar, welche von Länge und Ausmaß der Operation abhängt. Die pathophysiologischen Hintergründe sind noch unbekannt und erscheinen traumaspezifisch. Um diese einer näheren Betrachtung unterziehen zu können, wurde in unserer Arbeitsgruppe das Tiermodell der Surgically induced Immune Dysfunction (SID) etabliert. Dafür wird zur Simulation eines abdominalchirurgischen Eingriffs der Dünndarm nach einer medianen Laparotomie dreimal antegrad ausgestrichen. Einen möglichen Baustein zum Verständnis dieser Immundysfunktion stellt die Entdeckung des cholinergen antiinflammatorischen Signalweges (CAIP) dar. Über diesen ist das Zentralnervensystem via den Nervus vagus in der Lage, immunmodulatorisch einzuwirken. Ziel der Arbeit war es, aufgrund dessen unter anderem den systemischen Einfluss des CAIP auf die postoperative Immundysfunktion zuuntersuchen. Dafür wurden einige Versuchstiere sechs Tage vor SID einer Vagotomie unterzogen. Die Analysen erfolgten nach sechs Stunden und drei Tagen.
Zusammenfassend konnte sechs Stunden nach SID eine Akut-Phase-Reaktion beobachtet werden, die durch eine Neutrophilie, Lymphopenie, erhöhte IL-6-Konzentrationen und komplett aktivierte T-Lymphozyten gekennzeichnet war. Gleichzeitig zeigten sich aber auch eine erhöhte IDO-Aktivität und eine reduzierte LPS-Stimulierbarkeit von Blut- und Milzzellen. Diese gedämpfte Immunreaktion auf den in-vitro second hit schlug bemerkenswerterweise nach drei Tagen in eine Hyperreagibilität und damit in einen hyperinflammatorischen Phänotyp um. Gleichzeitig reduzierte sich die Anzahl von Teff- und B-Lymphozyten, während zeitgleich eine relative Treg-Expansion mit gesteigerter CTLA-4-Expression nachweisbar war. Diese Steigerung immunsuppressiver Mechanismen und dergleichzeitige Verlust an Effektorzellen könnte im Falle eines nachfolgenden second hit zu der beobachteten gesteigerten Mortalität postoperativer Patienten beitragen. Wurde vor der SID eine Vagotomie durchgeführt, fiel die Inflammation sechs Stunden später noch intensiver aus: Die Neutrophilie war stärker ausgeprägt und die Konzentration von proinflammatorischen Zytokinen im Plasma war erhöht. Die reduzierte LPS-Stimulierbarkeit von Blut- und Immunzellen wurde im Wesentlichen aufgehoben. Nach drei Tagen verstärkte eine Vagotomie die bereits nach SID beobachtete Hyperreagibilität auf den LPS-Stimulus noch weiter.
Somit lassen diese Ergebnisse auf einen wichtigen immunsuppressiv wirkenden vagalen Einfluss auf die postoperative Immundysfunktion schließen und zeigen einen vielschichtigen zeitlichen Verlauf von Anti- und Hyperinflammation nach operativem Trauma auf. Eine nähere Erforschung dieses multiphasischen Verlaufs kann Implikationen für die klinische Praxis, insbesondere im Bezug auf Re-Operationen geben. Auch eröffnet es die spannende Frage, ob das Immunsystem auf einen postoperativen septischen Fokus in Abhängigkeit vom zeitlichen Abstand zur Operation unterschiedlich reagiert. Nicht zuletzt wird durch die Ergebnisse auch ein wichtiges Schlaglicht auf die Bedeutung von traumareduzierenden Operationsverfahren wie der minimal-invasiven laparoskopischen Chirurgie für das postoperative Outcome geworfen.
Das Ziel der vorliegenden Studie bestand darin, die Morphologie der Nasenhöhle und insbesondere der Conchae nasales zweier Primatenspezies, die unterschiedlichen Unterfamilien der geschwänzten Altweltaffen (Cercopithecoidea) angehören, morphometrisch zu untersuchen und zu vergleichen. Die Untersuchungen erfolgten an mazerierten adulten Schädeln beiderlei Geschlechts von Japanischen Makaken (10 Präparate) und Mantelaffen (13 Präparate). Während die Japanischen Makaken (Macaca fuscata) typischerweise einen Sinus maxillaris aufweisen, sind bei den Mantelaffen (Colobus guereza) keine Nasennebenhöhlen nachweisbar. Vor diesem Hintergrund sollte weiterhin geprüft werden, inwiefern das Vorhandensein eines Sinus maxillaris die Morphologie der Nasenhöhle und der Conchae nasales beeinflusst.
Die Messungen erfolgten an definierten koronaren DVT- bzw. CT-Schichtaufnahmen der Schädelpräparate. Dazu wurden die Datensätze mit der 3D MPR-Funktion des Programms RadiAnt® Dicom Viewer (Vers. 5.5.0, Medixant) so ausgerichtet, dass die Horizontalebene durch die Messpunkte Prosthion und Spina nasalis posterior verlief. Diese Ebene wurde nachfolgend als Nasenbodenebene bezeichnet. Senkrecht zur Nasenbodenebene wurden koronare Messebenen definiert, die entsprechend der palatinalen Wurzeln der Oberkieferzähne des zweiten Prämolaren bis zum dritten Molaren positioniert wurden. Die so definierten koronaren Schichtaufnahmen bildeten die Grundlage für Erhebung der Breiten- und Höhenmaße der Nasenhöhle sowie Flächenmaße des Meatus nasi inferior. Für die Erfassung der Conchae nasales wurden die vertikalen Abstände der jeweiligen Grundlamellen in Bezug zur Nasenbodenebene vermessen. Zudem wurden unter der Verwendung der Programme WinSurf (Version 4.0, Lozanoff and Moody) und ImageJ (Version 1.52n, Rasband, National Institutes of Health) 3D-Rekonstruktionen der Nasenmuscheln erstellt und deren Volumina berechnet. Darüber hinaus wurden ausgewählte externe Schädelmaße in den Vergleich mit einbezogen.
Mit Ausnahme der Schädelbasislänge sind die externen Schädelmaße sowie das berechnete Gesichtsschädelvolumen bei Macaca fuscata signifikant größer als bei Colobus guereza. Zugleich wies Macaca fuscata signifikant größere Volumina der Concha nasalis inferior und media auf. Auch die Größenverhältnisse der Conchae nasales innerhalb der jeweiligen Stichproben unterschieden sich zwischen beiden Spezies. Anders als bei Colobus guereza wurde bei Macaca fuscata eine größere Concha nasalis media im Vergleich zur Concha nasalis inferior beobachtet. Die Symmetrieverhältnisse der Nasenmuscheln und ihrer Grundlamellen konnten durch die Berechnung eines Asymmetrie-Index dargestellt werden. Hierbei konnte eine zufällige Verteilung der Asymmetrien bei beiden Spezies festgestellt werden, die als fluktuierende Asymmetrie eingeordnet wurde.
Die Grundlamelle der Concha nasalis inferior wurde bei beiden Primatenspezies in allen vier koronaren Messebenen, vom zweiten Prämolaren bis zum dritten Molaren des Oberkiefers, lokalisiert. Die Grundlamelle der Concha nasalis media lag bei Macaca fuscata auf Höhe der Messebene des dritten Oberkiefermolaren, während sie bei Colobus guereza auf Höhe des zweiten und dritten Oberkiefermolaren beobachtet wurde. Die Grundlamelle der Concha nasalis superior lag bei beiden Primatenspezies vorwiegend im Bereich des zweiten Oberkiefermolaren.
Die Ergebnisse der Breiten- und Höhenmaße der Nasenhöhle zeigten, dass Macaca fuscata in drei von vier koronaren Messebenen eine signifikant höhere Nasenhöhle aufweist. Die Nasenhöhlenbreite ließ hingegen keine Tendenzen in Bezug auf die Größenverhältnisse zugunsten einer Spezies erkennen. Mithilfe eines Breiten-Höhen-Index konnte außerdem das Verhältnis der Breite zur Höhe der Nasenhöhle beschrieben werden. Während dieses Verhältnis im mittleren Bereich der Nasenhöhle bei beiden Spezies annährend gleich ist, besitzt Colobus guereza im anterioren und posterioren Bereich eine breitere Nasenhöhle in Relation zur Gesamthöhe der Cavitas nasi. Es wurden weiterhin signifikante Unterschiede in der Größe des Meatus nasi inferior zwischen beiden Primatenspezies beobachtet.
Mögliche Merkmalszusammenhänge zwischen ausgewählten Maßen der Nasenhöhle sowie externen Schädelmaßen wurden mit der Korrelationsanalyse nach Spearman geprüft. Hierbei wurden bei Colobus guereza keine signifikanten Zusammenhänge zwischen den Volumina der Nasenmuscheln und den externen Schädelmaßen festgestellt. Für Macaca fuscata konnte nur zwischen dem Volumen der rechten Concha nasalis inferior und der Gesichtsschädellänge sowie dem Gesichtsschädelvolumen eine signifikante Korrelation beobachtet werden.
Signifikante Zusammenhänge zwischen den Höhenmaßen der Grundlamellen und den Höhenmaßen der Nasenhöhle wurden bei Macaca fuscata nur für die Concha nasalis inferior im Bereich des zweiten Oberkieferprämolaren sowie bei Colobus guereza für die Concha nasalis media im Bereich des dritten Oberkiefermolaren beobachtet. Die Ergebnisse der Korrelationsanalyse lassen ferner vermuten, dass die Grundlamelle der Concha nasalis inferior eher mit der Nasenhöhlenbreite als mit der Höhe der Nasenhöhle zusammenhängt. Die Ergebnisse der Regressionsanalyse zeigten, dass diejenigen Korrelationen, die bei beiden Primatenspezies gleichermaßen auftraten, keine signifikanten Unterschiede aufweisen.
Die vorliegende Arbeit stellt eine Methodik vor, die es erlaubt, ausgewählte Maße der Nasenhöhle mithilfe von DVT- und CT-Aufnahmen zu erfassen und zwischen verschiedenen menschlichen oder nichtmenschlichen Populationen bzw. unterschiedlichen Primatenspezies zu vergleichen. Die Primatenspezies Macaca fuscata und Colobus guereza wiesen signifikante Unterschiede in verschiedenen Aspekten der Nasenhöhle auf, welche möglicherweise mit den geografischen Lebensräumen sowie der unterschiedlichen Schädelpneumatisation zusammenhängen. Ein Einfluss des Sinus maxillaris auf die Morphologie der Conchae nasales und ihrer Grundlamellen kann nicht ausgeschlossen werden. Weitere Studien sind nötig, um zu prüfen, inwiefern die Anordnung und Größe der Grundlamellen der Conchae nasales artspezifisch sind und in welchem Zusammenhang sie mit anatomischen und physiologischen Charakteristika der Nasenhöhle sowie des Gesichtsschädels stehen. Zudem können die Ergebnisse dieser Studie als Grundlage für weiterführende biometrische Untersuchungen der Nasenhöhle sowie der Conchae nasales dienen.
Ebolaviruses are dependent on host cell proteins for almost all steps in their viral life cycle. While some cellular factors with crucial roles in the ebolavirus life cycle have been identified, many of them remain to be identified or fully characterised. This thesis focuses on the characterisation and identification of host cell interactions of the highly pathogenic Ebola virus (EBOV), probing host-virus interaction at various stages of the viral life cycle. Beginning with viral budding, the function of a recently proposed late domain motif within the EBOV matrix protein VP40 was examined using an EBOV transcription and replication-competent virus-like particle (trVLP) system. Although this motif has been suggested to interact with the endosomal sorting complex required for transport (ESCRT), we could show that this late domain motif does not contribute to EBOV budding.
While many host cell proteins have been identified so far that are important for viral budding, only a few proteins are known that are necessary for EBOV RNA synthesis. Thus, to identify host proteins that are involved in viral replication and transcription, we performed a genome-wide siRNA screen in the context of an EBOV minigenome assay. Using this approach, we identified several proteins that appear to be important for viral RNA synthesis or protein expression. Two of the most prominent hits in our screen were CAD (Carbamoyl-phosphate synthetase 2, aspartate transcarbamylase and dihydroorotase) and NXF1 (nuclear RNA export factor 1). CAD catalyses the first three steps in the de novo pyrimidine biosynthesis, while NXF1 is the main nuclear export protein for cellular mRNAs. In subsequent characterisation studies, using a range of life cycle modelling systems as well as molecular analyses, we could demonstrate that the canonical function of CAD during the pyrimidine biosynthesis is necessary for EBOV replication and transcription. In contrast to this, for NXF1 we discovered a so-far unknown function: Again, by applying different life cycle modelling alongside with molecular assays, we provided evidence that the EBOV nucleoprotein recruits NXF1 into inclusion bodies, the site of EBOV RNA synthesis, where it binds viral mRNAs to export them from these structures. Importantly, for both CAD and NXF1 we were able to recapitulate key data in the context of live EBOV infection, confirming their roles in the viral life cycle.
Both of these identified host factors are promising targets for antiviral therapies and indeed de novo pyrimidine synthesis is emerging as a possible antiviral target for a number of viruses. Similarly, as we could show NXF1 to be important in the life cycle of the highly pathogenic Junín virus, this raises the possibility that disruption of this interaction may result in broad-spectrum antiviral activity. Moreover, for an increasing number of negative-sense RNA viruses inclusion bodies as site of viral RNA synthesis are described to have a liquid organelle character. Therefore, our findings on NXF1 also provide an intriguing model to explain how negative-sense RNA viruses in general overcome this obstacle and export viral mRNAs from inclusion bodies.
Zu viele Unfälle, oft im Zusammenhang mit Sach- und/oder Personenschaden, geschehen in Deutschland im öffentlichen Straßenverkehr aufgrund von alkoholisierten Kraftfahrzeugführern. [5] Um diese zumindest etwas zu minimieren, wurde 2007 der §24c StVG eingeführt, welcher den Fahranfängern das alkoholisierte Führen eines Kraftfahrzeuges im öffentlichen Straßenverkehr verbietet. Gerade in dieser Gruppe von Fahrzeugführern kommt es laut Statistischem Bundesamt häufiger zu Verkehrsunfällen, da Fahranfänger meist noch nicht routiniert im Führen eines Kraftfahrzeuges sind [13]. Unter Alkoholeinfluss wird die Fahrweise noch zusätzlich negativ beeinträchtigt.
Aufgabe dieser Arbeit war es zu prüfen, ob die Einführung des §24c StVG zu einer Änderung im Trinkverhalten der Fahranfänger im Untersuchungsmaterial des Instituts für Rechtsmedizin der Universitätsmedizin Greifswald geführt hat.
Dazu wurden insgesamt 24.814 Protokolle zur Feststellung der Alkoholkonzentration im Blut (von denen 12.706 mit in die Statistik eingingen) in einem Untersuchungszeitraum von zehn Jahren (2004 bis 2013) bearbeitet und mit Hilfe eines Access-Programmes ausgewertet.
Mittels Chi-Quadrat-Homogenitätstestes konnte als Ergebnis eine signifikante Minimierung der alkoholisierten Fahranfänger, die ein Kraftfahrzeug im öffentlichen Straßenverkehr führten, nachgewiesen werden, so dass sich einschätzen lässt, dass § 24c StVG, zumindest in der untersuchten Region, einen positiven Einfluss auf die Fahranfänger gehabt haben durfte. Es wurden, verglichen mit den Nicht-Fahranfängern, weniger Fahranfänger nach der Einführung des neuen Gesetzes durch Alkohol am Steuer auffällig. Während 2004 noch 13,2% der protokollierten Delinquenten Fahranfänger waren, wurden es nach 2007 stetig weniger und 2013 waren es nur noch 3,9%.
Sowohl bei den Fahranfängern als auch bei den Nicht-Fahranfängern gibt es wesentlich mehr männliche als weibliche Delinquenten. Unfälle mit Sach- und/oder Personenschäden werden anteilsmäßig häufiger durch alkoholisierte Fahranfänger verursacht. Die BAK-Werte liegen bei den Nicht-Fahranfängern im Durchschnitt ca. 0,3 bis 0,4‰ höher als bei den Fahranfängern.
Da sich das neue Fahranfängergesetz offensichtlich bewährt hat, liegt es nahe über ein generelles Alkoholverbot am Steuer für alle Fahrzeugführer nachzudenken. Allerdings ist die Einführung eines solchen Gesetzes rechtlich schwierig, aufwendig und teilweise umstritten.
Durch zymografische Untersuchungen und Massenspektrometrie (MS) wurden neun Proteasen vom Subtilisin-Typ im Wurzelexsudat von Nicotiana tabacum identifiziert. Ein Peptid-Antikörper wurde produziert, der die affinitätschromatografische Anreicherung einer tobacco root exuded subtilase (TREXS, XP_016501597.1) und zweier Isoformen sowie eines Peroxidase-artigen und eines SERK2-artigen Proteins ermöglichte. Basierend auf dem Subtilase-EST, der in der MS identifiziert worden war, wurde die full-length cDNA von TREXS durch 5'RACE und 3'RACE sequenziert und die gDNA kloniert. Das intronfreie TREXS-Gen codiert eine 756 Aminosäuren lange Subtilase mit Signalpeptid, I9-Inhibitordomäne, PA- und Fn-III-artiger Domäne. Der Nachweis von TREXS-mRNA in Blattgewebe zeigte, dass TREXS nicht exklusiv auf Wurzeln beschränkt ist. Phylogenetische Analysen zeigten, dass SDD1 die ähnlichste Subtilase aus A. thaliana zu TREXS ist. Mit großer Wahrscheinlichkeit ist TREXS jedoch nicht das Ortholog zu SDD1, weil zum einen strukturähnlichere Subtilasen zu SDD1 in Tabak existieren und zum anderen SDD1 an der Ausprägung von Stomata in der Blattepidermis beteiligt ist, TREXS hingegen im Wurzelexsudat vorkommt. Das
MS-identifizierte SERK2-artige Protein, das bei der Peptid-Antikörper-Affinitätschromatografie zusammen mit TREXS angereichert wurde, ist Kandidat als Substrat für TREXS, weil es potenziell durch IgG–TREXS–SERK2-like-Interaktion co-angereinigt wurde, die in-silico docking-Vorhersagen zwischen den modellierten Molekülen von TREXS und SERK2-like einen proteolytisch relevanten Bindungszustand vorhersagt und es strukturelle Ähnlichkeit mit LRP, einem bekannten Substrat der Subtilase P69C, hat. Die transiente Expression rekombinanter TREXS in N. benthamiana war möglich, zeigte sich jedoch kritisch gegenüber C- und N-terminal fusionierten Anhängen: Transiente Transformation mit TREXS oder TREXS:Strep-tag führte zu proteolytisch aktivem Protein. Jedoch war der C-terminale Strep-tag nicht funktionell. Längere C-terminale Anhänge und auch TREXS-Mutanten mit inaktiviertem katalytischen Zentrum erbrachten kein Genprodukt. C-terminales GFP erbrachte – auch bei mutiertem katalytischen Zentrum – stets nur den GFP-Anteil des Fusionsproteins.
This study aims to describe social network and social participation and to assess associations with depressive symptoms in older persons with increased risk for dementia in Germany. We conducted a cross-sectional observational study in primary care patients (aged 60–77) as part of a multicenter cluster-randomized controlled trial (AgeWell.de). We present descriptive and multivariate analyses for social networks (Lubben Social Network Scale and subscales) and social participation (item list of social activities) and analyze associations of these variables with depressive symptoms (Geriatric Depression Scale). Of 1030 included patients, 17.2% were at risk for social isolation (Lubben Social Network Scale < 12). Looking at the subscales, a reduced non-family network was found almost twice as often as a reduced family network. Patients with depressive symptoms had significantly smaller social networks than patients without depression (p < 0.001). They rather engaged in social activities of low involvement level or no weekly social activity at all (p < 0.001). The study shows associations of depressive symptoms with a decreased social network and less social participation in elderly participants. Sufficient non-family contacts and weekly social activities seem to play an important role in mental health and should be encouraged in elderly primary care patients.
Infrared laser absorption spectroscopy (IRLAS) employing both tuneable diode and quantum cascade lasers (TDLs, QCLs) has been applied with both high sensitivity and high time resolution to plasma diagnostics and trace gas measurements.
TDLAS combined with a conventional White type multiple pass cell was used to detect up to 13 constituent molecular species in low pressure Ar/H2/N2/O2 and Ar/CH4/N2/O2 microwave discharges, among them the main products such as H2O, NH3, NO and CO, HCN respectively. The hydroxyl radical has been measured in the mid infrared (MIR) spectral range in-situ in both plasmas yielding number densities of between 1011 ... 1012 cm-3. Strong indications of surface dominated formation of either NH3 or N2O and NO were found in the H2-N2-O2 system. In methane containing plasmas a transition between deposition and etching conditions and generally an incomplete oxidation of the precursor were observed.
The application of QCLs for IRLAS under low pressure conditions employing the most common tuning approaches has been investigated in detail. A new method of analysing absorption features quantitatively when the rapid passage effect is present is proposed. If power saturation is negligible, integrating the undisturbed half of the line profile yields accurate number densities without calibrating the system. By means of a time resolved analysis of individual chirped QCL pulses the main reasons for increased effective laser line widths could be identified. Apart from the well-known frequency down chirp non-linear absorption phenomena and bandwidth limitations of the detection system may significantly degrade the performance and accuracy of inter pulse spectrometers. The minimum analogue bandwidth of the entire system should normally not fall below 250 MHz.
QCLAS using pulsed lasers has been used for highly time resolved measurements in reactive plasmas for the first time enabling a time resolution down to about 100 ns to be achieved. A temperature increase of typically less than 50 K has been established for pulsed DC discharges containing Ar/N2 and traces of NO. The main NO production and depletion reactions have been identified from a comparison of model calculations and time resolved measurements in plasma pulses of up to 100 ms. Considerable NO struction is observed after 5 ... 10 ms due to the impact of N atoms.
Finally, thermoelectrically cooled pulsed and continuous wave (cw) QCLs have been employed for high finesse cavity absorption spectroscopy in the MIR. Cavity ring down spectroscopy (CRDS) has been performed with pulsed QCLs and was found to be limited by the intrinsic frequency chirp of the laser suppressing an efficient intensity build-up inside the cavity. Consequently the accuracy and advantage of an absolute internal absorption calibration is not achievable. A room temperature cw QCL was used in a complementary cavity enhanced absorption spectroscopy (CEAS) configuration which was equipped with different cavities of up to ~ 1.3 m length. This spectrometer yielded path lengths of up to 4 km and a noise equivalent absorption down to 4 x 10-8 cm-1Hz-1/2. The corresponding molecular concentration detection limit (e.g. for CH4, N2O and C2H2 at 1303 cm-1/7.66 μm) was generally below 1 x 1010 cm-3 for 1 s integration times and one order of magnitude less for 30 s integration times. The main limiting factor for achieving even higher sensitivity is the residual mode noise of the cavity. Employing a ~ 0.5 m long cavity the achieved sensitivity was good enough for the selective measurement of trace atmospheric constituents at 2.2 mbar.
(A paperback version is published by Logos under ISBN 978-3-8325-2345-9.)
Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde ein auf dem Promotor Pdes basierendes Kälte-induzierbares Expressionssystem für B. subtilis konstruiert und sukzessive optimiert. Dazu wurden verschiedene Kälte-regulatorische DNA-Sequenzen aus B. subtilis an das entsprechende Zielgen fusioniert, was neben der Kälte-Induzierbarkeit in einem positiven Einfluss auf die Expressionsstärke durch eine effizientere Translation bzw. Stabilisierung der mRNA resultierte. Vorausgehend wurde in vergleichenden Versuchen die Eignung unterschiedlicher Galaktosidasen zur Verwendung als Reporterenzyme für B. subtilis untersucht. Hierbei wurde erstmals die heterologe Expression einer Kälte-angepassten β-Galaktosidase aus P. haloplanktis TAE79 in B. subtilis durchgeführt und diese durch die Integration der DB-Sequenz sowie einer stem-loop-Struktur aus der 5‘-UTR des B. subtilis cspB-Gens gesteigert. Somit konnte nachgewiesen werden dass sowohl die additiven Sequenzen der cspB-DB und der cspB-sl-UTR als auch des bkdB-Terminators zu einer deutlich erhöhten Synthese der entsprechenden Zielproteine führt. Anhand der Überexpression einer Xylanase aus B. subtilis sowie einer α-Glucosidase aus S. cerevisiae wurde abschließend die Eignung des konstruierten Systems für die sekretorische und intrazelluläre Proteinsynthese in B. subtilis demonstriert. Diese Ergebnisse bestätigen die Eignung von B. subtilis als Wirtsorganismus auch für die Überproduktion kritischer, schwer zu faltender Proteine.
Colossal magneto-resistance manganites are characterized by a complex interplay of charge, spin, orbital and lattice degrees of freedom. Formulating microscopic models for these compounds aims at meeting two conflicting objectives: sufficient simplification without excessive restrictions on the phase space. We give a detailed introduction to the electronic structure of manganites and derive a microscopic model for their low-energy physics. Focusing on short-range electron–lattice and spin–orbital correlations we supplement the modelling with numerical simulations.
Die Deponie Ihlenberg zählt zu den größten Anlagen ihrer Art in Europa. 1977 erschlossen und für den Deponiebetrieb als geeignet befunden, wurde das Gelände zunächst für die Verbringung von Bauschutt, in den Folgejahren jedoch ebenfalls zunehmend für die Verbringung von besonders überwachungsbedürftigen Abfällen genutzt. Im März 2002 wurde durch Vertreter der Bürgerinitiative dem Deponiebeirat und dem Umweltministerium eine Liste mit 13 Namen an Krebs erkrankter Deponiebeschäftigter übergeben. Durch die Deponieleitung wurden 16 an Krebs erkrankte Beschäftigte bei der Berufgenossenschaft Tiefbau angezeigt. Bis Juni 2003 wurde diese Liste auf insgesamt 18 Namen erweitert. Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Diskussion der unter den Deponiebeschäftigten aufgetretenen Krebserkrankungen aus epidemiologischer Sicht. Vordringlich ist zu klären, ob die Anzahl der berichteten Erkrankungen der statistischen Erwartung entspricht. Die zur Beant¬wortung der Frage erforderlichen detaillierten Angaben über die Anzahl der Beschäftigten eines jeden Betriebsjahres, die Alters- und Geschlechtsverteilung im Beschäftigungs¬zeitraum und den aktueller Vitalstatus eines jeden Mitarbeiters sind jedoch gegenwärtig nicht in der benötigten Vollständigkeit und Präzision verfügbar. Kernaufgabe dieser Arbeit ist daher eine quantitative Diskussion der Wahrscheinlichkeit für eine statistisch signifikante Erhöhung der Fallzahlen im Rahmen der vorhandenen Unsicher¬heiten in den Eingangsdaten. Hiermit soll insbesondere die Frage beantwortet werden, ob ein weiterer Forschungsbedarf hinsichtlich einer analytischen Untersuchung der möglichen Ursachen der Erkrankungsfälle besteht. Die bekannten Krebserkrankungen wurden in die zu untersuchende Kategorien „Alle“ malignen Erkrankungen und maligne „Lymphome“ klassifiziert. Da für die Arbeit viele essentielle Daten nicht zur Verfügung standen, wurden diese durch geeignete Abschätzungen möglichst sinnvoll ergänzt. Für die zunächst durchgeführte orientierende Probabilitäts¬betrachtung wurde die Beschäftigtenkohorte (120 Beschäftigte pro Jahr) als konstant angenommen, ebenso der Anteil der männlichen (90%) und weiblichen (10%) Beschäftigten. Die Altersverteilung der Beschäftigten wurde in Anlehnung an die Alters¬verteilung der Bevölkerung von Nordwestmecklenburg, sowie alternativ in Anlehnung an die Altersverteilung der „sozialversicherungspflichtigen Beschäftigten am Arbeitsort in Deutschland“ betrachtet. Beide orientierenden Abschätzungen gingen von einer konstanten Altersverteilung innerhalb der Beschäftigten¬kohorte innerhalb des Untersuchungszeitraums aus. In der vorliegenden Arbeit wurden angesichts der unvollständigen Datenlage alle für die Berechnung der SIR erforderlichen Eingangsparameter über jeweils breite Wertebereiche hinweg variiert. Hierbei wurden bewusst auch extreme Szenarien betrachtet. Die Auswirkungen der angenommenen Wertebereiche allein und in Kombination auf die Berechnung der SIR wurden quantitativ untersucht. Die resultierenden Ergebnisräume erlauben eine Einschätzung der Wahrscheinlichkeit von Parameterkombinationen, in deren Folge statistisch signifikant erhöhte SIR resultieren würden. Die Sensitivitätsanalyse zeigt, dass die SIR-Werte unter verschiedenen Randbedingungen über einen weiten Bereich schwanken. Die Abschätzung zeigt jedoch für einen erheblichen Teil der angenommenen Parameterkombinationen statistisch signifikant erhöhte SIR-Werte. Dieses Ergebnis spricht dafür, dass im Rahmen der diskutierten Unsicherheitsbereiche eine Erhöhung der Häufigkeit von Krebserkrankungen unter den Beschäftigten der Deponie Ihlenberg zum gegenwärtigen Zeitpunkt nicht ausgeschlossen werden kann. Gleichzeitig muss jedoch betont werden, dass der gewählte deskriptive Studienansatz keinesfalls im Sinne eines kausalen Zusammenhangs interpretiert werden darf. Die vorliegende Arbeit zeigt, dass ein Forschungsbedarf zur Klärung einer möglichen Erhöhung von Krebserkrankungen bei den Beschäftigten der Deponie besteht. Weiterführende epidemiologische Untersuchungen müssen neben der systematischen Erfassung und Quantifizierung deponiebedingter Expositionen relevante individuelle Risikofaktoren in Betracht ziehen.
Chiral amines represent high-value fine chemicals serving as key intermediate products in pharmaceutical, chemical and agrochemical industries. In the past decades, application of amine transaminases (ATAs) for stereoselective amination of prochiral ketones emerged to an environmentally benign and economically attractive alternative to transition metal-catalyzed asymmetric synthesis to afford optically pure amines at industrial scale. However, the restricted substrate scope of wild-type transaminases prohibited the conversion of particularly sterically demanding substrates, making protein engineering indispensable. The following thesis covers elaboration of a novel assay for transaminases (Article I) and identification and development of transaminase variants in order to achieve biocatalytic preparation of a set of pharmaceutically relevant model amines, ideally in optically pure form for both stereoisomers, preferentially using asymmetric synthesis and most preferably using isopropylamine as cost-efficient amine donor co-substrate (Article II-IV). The aforementioned target amines and the corresponding precursor ketones (see Scheme 4.1) were conceived and provided by the company F. Hoffmann-La Roche to attain suitable biocatalysts for a variety of potential intermediates for active pharmaceutical ingredients. Protein engineering of the transaminase scaffolds investigated in this thesis comprised: Initial screening for suitable starting enzyme scaffolds, structure-guided rational design of these scaffolds to enable bulky planar substrate acceptance, elaboration of a sequence motif, verification of the motif and preparative-scale asymmetric synthesis reactions (Article II). For non-planar and structurally different target substrates, namely spatially bulky or bi-cyclic bridged substrates, the transaminase variants were specifically refined and a different evolutionary route had to be pursued (Article III and Article IV). These results (Article II) represent not only the first successful endeavor to engineer a PLP-fold type I amine transaminase (commonly denoted as (S)-selective) for the conversion of highly sterically demanding substrates, but also generally expanded the scope of available fold type I amine transaminases by enzymes having a novel and exceptionally broad substrate spectrum. Aside from structure-guided rational protein engineering, as well non-rational methods, such as site-specific saturation mutagenesis or directed evolution, were applied for protein-engineering. In order to do so for all of the target compounds, a novel high-throughput solid phase activity assay for transaminases that was actually developed during the master thesis, was refined and published (Article I). In the context of this thesis, the same assay principle was as well adapted for quantification of specific activities in liquid phase (Article III). A comparison of different methodologies for developing agar plate assays and a detailed step by step protocol of our transaminase assay are illustrated in a book chapter.
Unter Verwendung der Basiserhebung der Daten der Study of Health in Pomerania wurden mit dem Alter, dem Geschlecht, der lebenslangen Rauchexposition und der Exposition gegenüber endogenen und exogenen weiblichen Sexualhormonen wichtige Risikofaktoren der Non Hodgkin Lymphome mittels multivariabler Verfahren in Bezug auf die t(14;18) Translokation quantitativ untersucht. Wir fanden einen kurvilinearen Trend der t(14;18) Prävalenz mit steigendem Alter mit einem Maximum in der Altersgruppe 50-59 Jahre sowohl bei Männern als auch bei Frauen. Männer zeigten in allen Altersgruppen eine höhere t(14;18) Prävalenz. Für Rauchen konnte in alters- und geschlechtsadjustierten Modellen keine Risikoerhöhung ermittelt werden. Die Analysen beschränkt auf Frauen zeigten ebenso keinen Zusammenhang für die Anzahl der Schwangerschaften oder Menopausentyp mit der Prävalenz der t(14;18) Translokation. Bei der t(14;18) Frequenz hingegen konnten in den altersadjustierten Modellen signifikante Assoziationen mit lebenslanger Exposition von oralen Kontrazeptiva beobachtet werden. Im multivariablen Model waren die Risikoschätzer für induzierte Menopause und jemals Einnahme von oralen Kontrazeptiva und Menopausaler Hormontherapie signifikant erhöht. Unsere Ergebnisse lassen vermuten, dass die exogene Hormoneinnahme ein Risikofaktor für die t(14;18) Frequenz ist, nicht jedoch für die t(14;18) Prävalenz. Roulland et al. (J Clin Oncol 2014) publizierten, dass der Nachweis von t(14;18)-positiven Zellen in gesunden Individuen einen repräsentativen Biomarker für ein Follikuläres Lymphom darstellen. Zukünftige Forschung sollte darauf abzielen, die besonders gefährdeten Personen und die zusätzlich notwendigen molekularen oder immunologischen Ereignisse zu identifizieren, die letztlich zur Transformation von t(14;18)-positiven Zellen in eine maligne Lymphom-Zelle führen. Ein vielversprechender Ausgangspunkt könnte eine systematische prospektive Follow-up Untersuchung von gesunden t(14;18)-positiven Individuen sein. Weitere molekulare oder Umweltereignisse sollten verfolgt und ihr jeweiliger Einfluss hinsichtlich der Entwicklung eines klinischen Follikulären Lymphoms oder Diffuse Large B-Cell Lymphoms quantifiziert werden. Daraus könnten sich mögliche klinische Anwendungen wie z. B. eine Risikostratifikation, ein erweitertes Monitoring und die Entwicklung einer frühzeitigen Intervention ableiten lassen.
Life-threatening toxic shock syndrome is often caused by the superantigen toxic shock syndrome toxin-1 (TSST-1) produced by Staphylococcus aureus. A well-known risk factor is the lack of neutralizing antibodies. To identify determinants of the anti-TSST-1 antibody response, we examined 976 participants of the German population-based epidemiological Study of Health in Pomerania (SHIP-TREND-0). We measured anti-TSST-1 antibody levels, analyzed the colonization with TSST-1-encoding S. aureus strains, and performed a genome-wide association analysis of genetic risk factors. TSST-1-specific serum IgG levels varied over a range of 4.2 logs and were elevated by a factor of 12.3 upon nasal colonization with TSST-1-encoding S. aureus. Moreover, the anti-TSST-1 antibody levels were strongly associated with HLA class II gene loci. HLA-DRB1*03:01 and HLA-DQB1*02:01 were positively, and HLA-DRB1*01:01 as well as HLA-DQB1*05:01 negatively associated with the anti-TSST-1 antibody levels. Thus, both toxin exposure and HLA alleles affect the human antibody response to TSST-1.
Abstract
Modeling of metabolite kinetics after oral administration of ketamine is of special interest because of the higher concentrations of active metabolites because of the hepatic first‐pass effect. This holds especially in view of the potential analgesic and antidepressant effects of 2R,6R‐ and 2S,6S‐hydroxynorketamine at low doses of ketamine. Therefore, a 9‐compartment model was developed to analyze the pharmacokinetics of ketamine enantiomers and their metabolites after racemic ketamine administered intravenously (5 mg) and as 4 doses (10, 20, 40, and 80 mg) of a prolonged‐release formulation (PR‐ketamine). Using a population approach, the serum concentration‐time data of the enantiomers of ketamine, norketamine, dehydronorketamine, and 2,6‐hydroxynorketamine obtained in 15 healthy volunteers could be adequately fitted. The estimated model parameters were used to simulate serum concentration‐time profiles; after multiple dosing of PR‐ketamine (2 daily doses of 20 mg), the steady‐state concentrations of R‐ and S‐ketamine were 1.4 and 1.3 ng/mL, respectively. The steady‐state concentration of 2R,6R‐hydroxynorketamine exceeded those of R‐norketamine (4‐fold), R‐dehydonorketamine (8‐fold), and R‐ketamine (46‐fold), whereas that of 2S,6S‐hydroxynorketamine exceeded that of S‐ketamine by 14‐fold. The model may be useful for identifying dosing regimens aiming at optimal plasma concentrations of 2,6‐hydroxynorketamines.
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.
Die zytostatische Behandlung mit Docetaxel ist die leitliniengerechte Therapie des fortgeschrittenen, kastrationsresistenten Prostatakarzinoms (PCa). Die Entwicklung von Resistenzen gegenüber Docetaxel bedeutet auf Grund fehlender Therapiealternativen häufig eine deutlich verschlechterte Prognose für den Patienten. In dieser Arbeit wurde das Hitzeschockprotein 27 (HSP27) als bedeutsamer Faktor für erhöhte Docetaxelresistenz in PCa-Zellen identifiziert. Eine hohe Expression von HSP27 korrelierte während der Docetaxelbehandlung mit einer geringeren Docetaxel-Sensitivität der Tumorzellen. Für die Vermittlung dieser Zytoprotektion war die dephosphorylierte Form des Proteins verantwortlich, während die Expression von phosphomimetischem HSP27 eine deutliche Reduktion des Zellwachstums zur Folge hatte. Die Inkubation mit Docetaxel resultierte in einer verstärkten Expression von HSP27 und einer raschen Phosphorylierung des Proteins. Auf die erhöhte HSP27-Phosphorylierung folgte anschließend eine stete Abnahme des phosphorylierten HSP27-Anteils an der weiterhin steigenden HSP27-Gesamtproteinmenge. HSP27 wird stimulusabhängig hauptsächlich von zwei Kinasen an drei für die Funktion ausschlaggebenden Serin-Resten phosphoryliert. Die Modulation der HSP27-Phosphorylierung durch Inhibition und Aktivierung weder von Proteinkinase D1 (PKD1), noch von Mitogen-aktivierter Proteinkinase (MAPK) p38 allein führte zu signifikant verändertem Tumorzellwachstum. Die simultane Aktivierung beider Kinasen jedoch resultierte in einer erheblich verringerten Zellzahl. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit demonstrieren, dass als Antwort auf Docetaxel-Exposition vermehrt HSP27 exprimiert wird, welches in seiner dephosphorylierten Form die Resistenz gegenüber der zytostatischen Wirkung von Docetaxel erhöht. Somit könnte die Aktivierung der für die HSP27-Phosphorylierung verantwortlichen Kinasen möglicherweise zur Sensibilisierung von Tumorzellen gegenüber dem Zytostatikum Docetaxel führen. Dies würde eine zusätzliche Therapieoption für die Behandlung des fortgeschrittenen, kastrationsresistenten PCa eröffnen.
Inflammation is part of the body's immune response in order to remove harmful stimuli—like pathogens, irritants or damaged cells—and start the healing process. Recurrent or chronic inflammation on the other side seems a predisposing factor for carcinogenesis and has been found associated with cancer development. In chronic pancreatitis mutations of the cationic trypsinogen (PRSS1) gene have been identified as risk factors of the disease. Hereditary pancreatitis (HP) is a rare cause of chronic pancreatic inflammation with an early onset, mostly during childhood. HP often starts with recurrent episodes of acute pancreatitis and the clinical phenotype is not very much different from other etiologies of the disease. The long-lasting inflammation however generates a tumor promoting environment and represents a major risk factor for tumor development This review will reflect our knowledge concerning the specific risk of HP patients to develop pancreatic cancer.
Die Schädelsonographie ist eine nicht-invasive, kosteneffektive und strahlenfreie Bildgebung zur Detektion zerebraler Pathologien des Neugeborenen. Im Rahmen der populationsbasierten Geburtenkohortenstudie „Survey of Neonates in Pomerania“ wurde die Schädelsonographie unabhängig von Empfehlungen der internationalen Literatur durchgeführt. Dadurch konnten Schweregrad, Outcome und Prävalenz der zerebralen Pathologien von asymptomatischen, reifen Neugeborenen in der angehängten Publikation von Weise et al. analysiert werden[2]. Für diese Gruppe ist keine Assoziation von
Auffälligkeiten in der Schädelsonographie mit neurologischen Entwicklungsstörungen zu finden. Daher wird keine Erweiterung der aktuellen Richtlinien oder die Einführung eines zerebralen Ultraschallscreenings für Neugeborenen nicht empfohlen. Die Schädelsonographie ist zur frühzeitigen Detektion von zerebralen Anomalien bei Neugeborenen nach der „American Institute of Ultrasound in Medicine (AIUM) Practice Guideline for the Performance of Neurosonography in Neonates and Infants 2014“, Leijser et al.,
Ment et al. und Ballardini et al. indiziert:
1. Eine Schädelsonographie ist bei Neugeborenen ≤34 SSW zu empfehlen und sollte bei <30 SSW durchgeführt werden.
2. Die Indikationsparameter der AIUM Practice Guideline sind sinnvoll und sollten in eine offizielle Leitlinie integriert werden (siehe Tabelle 2.1).
3. Aufgrund ähnlicher kumulativer Inzidenzen für Schädelsonographiebefunde bei Neugeborenen mit oder ohne Indikation aber stationärer Aufnahme ist die Untersuchung von Neugeborenen bei Aufnahme auf eine Neonatologie zu empfehlen.
4. Die Durchführung der Untersuchung sollte anhand der Richtlinien von Riccabona et al. erfolgen.
5. Dies schließt nicht die reguläre Teilnahme an den U-Untersuchungen aus, welche zur frühzeitigen Detektion neurologischer Entwicklungsstörungen beiträgt.
In der Zeit von Oktober 1997 bis Mai 2001 wurde im Rahmen der epidemiologischen Querschnittsstudie „Study of Health in Pomerania“ (SHIP-0) der Gesundheitszustand von 4310 freiwilligen Probanden untersucht. Bei 508 (11.8 %) Studienteilnehmern wurde während der zahnärztlichen Diagnostik eine Mundschleimhautveränderung festgestellt. Diese Probanden erhielten bei entsprechender Notwendigkeit eine mündliche Beratung und in der Regel zusätzlich ein Empfehlungsschreiben, zur Abklärung des Befundes einen Zahnarzt aufzusuchen. In der vorliegenden Arbeit wird untersucht, wie viele der Probanden mit auffälligem Mundschleimhautbefund dieser Empfehlung gefolgt sind und in welchem Zeitrahmen sie dies taten. In uni- und multivariaten Analysen wird ergründet, von welchen Faktoren die Inanspruchnahme eines Zahnarztes in dieser Konstellation abhängig war. Ferner wird analysiert, ob die konsultierten Zahnärzte den SHIP-0-Befund bestätigten und welche Therapie den Probanden zuteil wurde. Methodisch wurden die selektierten Probanden zunächst gebeten, für die behandelnden Zahnärzte Schweigepflichtentbindungen auszustellen. Den jeweiligen Zahnärzten wiederum wurde neben einer Kopie der erteilten Schweigepflichtentbindung ein standardisierter Fragebogen übersandt, welcher das Vorstellungsdatum des Probanden, die vom Zahnarzt registrierten Mundschleimhautveränderungen sowie die ergriffenen Therapiemaßnahmen erfragte. Die so erhobenen Daten wurden unter Berücksichtigung ausgewählter Daten aus den in SHIP-0 durchgeführten Untersuchungen und Interviews statistisch ausgewertet. Insgesamt wurden 415 Probanden (81.7 %) in die Auswertung einbezogen. 110 Probanden (26.5 %) verweigerten die Befragung ihres behandelnden Zahnarztes. Von den 305 Probanden (73.5 %) mit erteilter Schweigepflichtentbindung waren insgesamt 285 Probanden (93.4 %) nach der Untersuchung in der Basisstudie bei einem Zahnarzt vorstellig. Insgesamt 129 behandelnde Hauszahnärzte beteiligten sich an dieser Untersuchung (Response 100 %). 55.1 % (N=168) der Probanden mit erteilter Schweigepflichtentbindung suchten den Hauszahnarzt innerhalb von sechs Monaten nach der SHIP-0-Untersuchung auf. Das Alter der Probanden hatte in der vorliegenden Studie einen statistisch signifikanten Einfluss auf das Inanspruchnahmeverhalten. Die außerdem betrachteten Risikofaktoren Geschlecht, Familienstand und Sozialschicht ließen den Trend erkennen, dass mit einem Partner zusammen lebende (43.9 %, N=118) und der oberen Sozialschicht angehörende Individuen (53.4 %, N=39) eher den Mundschleimhautbefund bei ihrem Zahnarzt kontrollieren ließen als allein lebende und den unteren Sozialschichten angehörende Personen. Es zeichnete sich ein deutlicher Trend dahingehend ab, dass je gesünder die Lebensführung und je besser das allgemeine Vorsorgeverhalten ausgeprägt war, umso eher die zahnärztliche Kontrolle der Mundschleimhautveränderungen in Anspruch genommen wurde. Ein gut ausgeprägtes Zahngesundheitswissen und –verhalten (44.2 %, N=146) korrelierte statistisch signifikant mit einer Zahnarztkonsultation innerhalb von sechs Monaten nach dem SHIP-0-Survey. Der objektive, in der Basisstudie zahnärztlich ermittelte Behandlungsbedarf wich stark von der subjektiv eingeschätzten Ernsthaftigkeit der diagnostizierten Mundschleimhautveränderung ab. Je dringlicher die Behandlungspriorität, desto zurückhaltender nahmen die Probanden die empfohlene, zahnmedizinische Kontrolluntersuchung innerhalb von sechs Monaten in Anspruch. Etwa ein Drittel aller in der Basisstudie erhobenen, spezifischen Mundschleimhautbefunde (30.4 %, N=91) wurde von den Zahnärzten bestätigt. Mit 65.9 % (N=197) wurde die Mehrzahl der SHIP-0-Diagnosen nicht bestätigt, elf Befunde (3.7 %) wurden teilweise bestätigt. Insgesamt neun fehlende Diagnoseübereinstimmungen (3 %) erscheinen nicht plausibel, ein nicht bestätigter SHIP-0-Befund (0.3 %) erscheint teilweise plausibel. Suchte der Proband den Zahnarzt innerhalb von sechs Monaten auf, stimmte ein größerer Anteil der Befunde überein (37.4 %, N=58) als zum Zeitpunkt einer späteren Zahnarztkonsultation (14.7 %, N=16). Bezogen auf die SHIP-0-Diagnose war die Therapie der Zahnärzte in 72.9 % adäquat, 5 % der SHIP-0-Diagnosen wurden als teilweise adäquat und 21.1 % als nicht adäquat therapiert bewertet. Je Proband betrachtet wurden 73.1 % adäquat, 5.7 % teilweise adäquat und 21.2 % nicht adäquat behandelt. Trotz moderner und sich ständig weiter entwickelnder Diagnostik- und Therapieverfahren, konnten die Inzidenz und die Mortalität sowie die Prognose von Patienten mit Mundhöhlenkarzinomen und deren Vorstadien in den letzten Jahren weltweit nicht wesentlich verbessert werden. Bevölkerungsbezogenen Aufklärungskampagnen über Risikofaktoren sowie Präventions- und Früherkennungsmaßnahmen kommen deshalb derzeit die größte Bedeutung zu.
Drained peatlands are significant sources of the greenhouse gas (GHG) carbon dioxide.Rewetting is a proven strategy used to protect carbon stocks; however, it can lead to increasedemissions of the potent GHG methane. The response to rewetting of soil microbiomes as drivers ofthese processes is poorly understood, as are the biotic and abiotic factors that control communitycomposition. We analyzed the pro- and eukaryotic microbiomes of three contrasting pairs ofminerotrophic fens subject to decade-long drainage and subsequent long-term rewetting. Abiotic soilproperties including moisture, dissolved organic matter, methane fluxes, and ecosystem respirationrates were also determined. The composition of the microbiomes was fen-type-specific, but allrewetted sites showed higher abundances of anaerobic taxa compared to drained sites. Based onmulti-variate statistics and network analyses, we identified soil moisture as a major driver ofcommunity composition. Furthermore, salinity drove the separation between coastal and freshwaterfen communities. Methanogens were more than 10-fold more abundant in rewetted than in drainedsites, while their abundance was lowest in the coastal fen, likely due to competition with sulfatereducers. The microbiome compositions were reflected in methane fluxes from the sites. Our resultsshed light on the factors that structure fen microbiomes via environmental filtering.
The full genome of a Methanomassiliicoccales strain, U3.2.1, was obtained from enrichment cultures of percolation fen peat soil under methanogenic conditions, with methanol and hydrogen as the electron acceptor and donor, respectively. Metagenomic assembly of combined long-read and short-read sequences resulted in a 1.51-Mbp circular genome.
Für die Durchführung der Studie Biofeedback zur Unterstützung des Weaning-Prozesses vom Respirator bei langzeitbeatmeten Intensivpatienten wurden von April 2006 bis Mai 2008 konsekutiv 20 Patienten aus dem Kollektiv der Weaning-Station der Klinik für Innere Medizin B der Greifswalder Universitätsklinik ausgewählt. Darunter befanden sich 4 Frauen und 16 Männer im Alter von durchschnittlich 68 Jahren mit initialen Beatmungsdauern von minimal 14 bis zu maximal 195 Tagen. Die Patienten bekamen während des Beobachtungszeitraumes von sieben Tagen täglich zweimal jeweils zwanzigminütige Sitzungen mit akustischem Biofeedback – wobei davon jeweils zehn Minuten auf das eigentliche Biofeedback-Training entfielen. Jeweils fünf Minuten vor und nach Durchführung des Biofeedbacks gab es eine Beobachtungsphase. Während dieser Sitzungen wurden verschiedene Parameter – wie die Atemfrequenz, die Herzfrequenz, das Atemzugvolumen sowie das Atemminutenvolumen – gemessen, um daran den Effekt des akustischen Biofeedbacks ablesen zu können. Die Arbeitshypothesen waren das Absinken der Atemfrequenz, die Normalisierung der Herzfrequenz und des Atemzugvolumens sowie die Abnahme des Atemminutenvolumens durch den Einsatz von Biofeedback. Während der Biofeedback-Sitzungen kam es zu einem statistisch signifikanten Abfall der Atemfrequenzen im Vergleich zur Baseline. Die Herzfrequenz ließ sich nicht beeinflussen. Auch beim Atemzugvolumen zeigte sich kein statistisch signifikanter Unterschied zwischen den Zeiten mit und ohne Biofeedback-Training. Das Atemminutenvolumen sank während der Sitzungen statistisch signifikant ab, stieg allerdings danach wieder leicht an. Dies war vor allem bedingt durch eine Änderung der Atemfrequenz. Abschließend kann man also konstatieren, dass sich die Atemfrequenz am stärksten änderte. Zwar wurden gegen Ende des Biofeedback-Trainings immer noch zum Teil tachypnoische Werte gemessen, was jedoch auf die hohe Variabilität des Patientenguts zurückzuführen ist. Mit Sicherheit führen auch andere Faktoren – wie z. B. die normal weitergeführten konventionellen Weaning-Protokolle und die Verbesserung der klinischen Situation – zu einer Verminderung der Atemfrequenz. Um diese Faktoren zu berücksichtigen, sollten in der Zukunft kontrollierte Studien mit einer Kontrollgruppe, die ohne Biofeedback vom Respirator entwöhnt wird, durchgeführt werden.