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A New Laboratory Workflow Integrating the Free Light Chains Kappa Quotient into Routine CSF Analysis
(2022)
We performed this cohort study to test whether further analysis of intrathecal inflammation can be omitted if the free light chain kappa (FLCκ) quotient is within the reference range in the corresponding quotient diagram. FLCκ concentrations were measured in serum and cerebrospinal fluid (CSF) samples. The intrathecal fraction (IF) of FLCκ was calculated in relation to the hyperbolic reference range. 679 patient samples were used as a discovery cohort (DC). The sensitivity and negative predictive value (NPV) of the FLCκ-IF for the detection of an intrathecal humoral immune response (CSF-specific OCB and/or IF IgG/A/M > 0%) was determined. Based on these data, a diagnostic algorithm was developed and prospectively validated in an independent validation cohort (VC, n = 278). The sensitivity of the FLCκ-IF was 98% in the DC and 97% in the VC with a corresponding NPV of 99%. The use of the FLCκ-IF as a first line analysis would have reduced the Ig and OCB analysis by 62% in the DC and 74% in the VC. The absence of a FLCκ-IF predicts the absence of a humoral intrathecal immune response with a very high NPV of 99%. Thus, integration of our proposed algorithm into routine CSF laboratory analysis could help to reduce analytical efforts.
Alongside biological, psychological, and social risk factors, psychotic syndromes may berelated to disturbances of neuronal migration. This highly complex process characterizesthe developing brain of the fetus, the early postnatal brain, and the adult brain, as reflectedby changes within the subventricular zone and the dentate gyrus of the hippocampus,where neurogenesis persists throughout life. Psychosis also appears to be linked tohuman cytomegalovirus (HCMV) infection. However, little is known about the connectionbetween psychosis, HCMV infection, and disruption of neuronal migration. The presentstudy addresses the hypothesis that HCMV infection may lead to mental disordersthrough mechanisms of autoimmune cross-reactivity. Searching for common peptidesthat underlie immune cross-reactions, the analyses focus on HCMV and human proteinsinvolved in neuronal migration. Results demonstrate a large overlap of viral peptides withhuman proteins associated with neuronal migration, such as ventral anterior homeobox 1and cell adhesion molecule 1 implicated in GABAergic and glutamatergicneurotransmission. The presentfindings support the possibility of immune cross-reactivity between HCMV and human proteins that—when altered, mutated, orimproperly functioning—may disrupt normal neuronal migration. In addition, thesefindings are consistent with a molecular and mechanistic framework for pathologicalsequences of events, beginning with HCMV infection, followed by immune activation,cross-reactivity, and neuronal protein variations that may ultimately contribute to theemergence of mental disorders, including psychosis
Socio-cognitive abilities and challenges change across the healthy lifespan and are essential for successful human interaction. Identifying effective socio-cognitive training approaches for healthy individuals may prevent development of mental or physical disease and reduced quality of life. A systematic search was conducted in MEDLINE Ovid, Web of Science Core Collection, CENTRAL, and PsycInfo databases. Studies that investigated different socio-cognitive trainings for healthy individuals across the human lifespan assessing effects on theory of mind, emotion recognition, perspective taking, and social decision making were included. A random-effects pairwise meta-analysis was conducted. Risk-of-Bias was assessed using the Cochrane Risk-of-Bias-2-Tool. Twenty-three intervention studies with N = 1835 participants were included in the systematic review; twelve randomized controlled trials in the meta-analysis (N = 875). Socio-cognitive trainings differed regarding duration and content in different age groups, with theory of mind being the domain most frequently trained. Results of the meta-analysis showed that trainings were highly effective for improving theory of mind in children aged 3–5 years (SMD = 2.51 (95%CI: 0.48–4.53)), children aged 7–9 years (SMD = 2.71 (95%CI: − 0.28 to 5.71)), and older adults (SMD = 5.90 (95%CI: 2.77–9.02). Theory of mind training was highly effective in all investigated age-groups for improving theory of mind, yet, more research on transfer effects to other socio-cognitive processes and further investigation of training effects in other socio-cognitive domains (e.g., emotion recognition, visual perspective taking, social decision making) is needed. Identified characteristics of successful socio-cognitive trainings in different age groups may help designing future training studies for other populations.
BACKGROUND Acute disseminated encephalomyelitis (ADEM) is a rare, acquired demyelination syndrome that causes cognitive impairment and
focal neurological deficits and may be fatal. The potentially reversible disease mainly affects children, often after vaccination or viral infection, but may
be seen rarely in adults.
OBSERVATIONS A 50-year-old woman presented with loss of visual acuity of the left eye. Magnetic resonance imaging (MRI) revealed an intra- and
suprasellar mass, which was removed successfully. On postoperative day 1, MRI showed gross total resection of the lesion and no surgery-related
complications. On postoperative day 2, the patient presented with a progressive left-sided hemiparesis, hemineglect, and decline of cognitive
performance. MRI showed white matter edema in both hemispheres. Cerebrospinal fluid analysis revealed mixed pleocytosis (355/mL) without further
evidence of infection. In synopsis of the findings, ADEM was diagnosed and treated with intravenous immunoglobulins. Shortly thereafter, the patient
recovered, and no sensorimotor deficits were detected in the follow-up examination.
LESSONS Pituitary gland pathologies are commonly treated by transsphenoidal surgery, with only minor risks for complications. A case of ADEM after
craniopharyngioma resection has not been published before and should be considered in case of progressive neurological deterioration with multiple
white matter lesions.
Es gibt Hinweise darauf, dass das Kleinhirn an affektiven und kognitiven Verarbeitungsprozessen und an Arbeitsgedächtnisleistungen beteiligt ist. In dieser Arbeit wurden 8 Patienten mit Kleinhirninsulten (Durchschnittsalter 61,25 Jahre), die in der neurologischen Klinik der Universitätsmedizin Greifswald behandelt wurden und 7 Patienten mit peripher neurologischen Erkrankungen (Durchschnittsalter 56,71 Jahre), bei denen eine Kleinhirnläsion ausgeschlossen worden war, untersucht. Zur Beurteilung veränderter neuronaler Aktivitäten wurde eine 129-Kanal-Elektroenzephalographie-Studie (EEG) verwendet und mithilfe der Interpretation ereigniskorrelierter Potentiale (EKP) verschiedene affektive und kognitive Verarbeitungsprozesse analysiert. In der Teilstudie 1 wurde die frühe Verarbeitung visuell-affektiver Stimuli, in der Teilstudie 2 affektive und kognitive Verarbeitungsprozesse während der Präsentation visueller Stimuli, in der Teilstudie 3 affektive und kognitive Verarbeitungsprozesse während der Präsentation visueller und akustischer Stimuli und in der Teilstudie 4 die späte Verarbeitung visuell-affektiver Stimuli untersucht. Zur Untersuchung der affektiven Verarbeitungsprozesse wurden Bilder verschiedenen emotionalen Inhaltes (angenehm, neutral, unangenehm) und Erregungsstufe (schwach bis stark erregend) aus dem Katalog des International Affective Picture System (IAPS) verwendet. Es wurden Bilder in schneller 333ms (Teilstudien 1 bis 3) oder in langsamer Abfolge von 1000ms (Teilstudie 4) präsentiert. Zur Untersuchung kognitiver Verarbeitungsprozesse wurden die IAPS-Bilder bearbeitet. Für die Teilstudie 2 wurden sie mit Linien (horizontal/vertikal) überlagert und für die Teilstudie 3 mit Tönen (hoch/tief) synchronisiert. Linien und Töne unterschieden sich in ihrer Wahrscheinlichkeit des Auftretens, wobei die seltenen Reize als Zielreize dienten, welche von den Probanden mitgezählt werden mussten. Es wurden durch dieses Studiendesign folgende ereigniskorrelierte Potentiale gemessen: Die EPN, die visuelle P200 und P300, die akustische P300 und das LPP. Bezüglich der frühen und späten Verarbeitung visuell-affektiver Stimuli konnten folgende Daten erhoben werden. In der Teilstudie 1 lösten in der Läsionsgruppe nur stark erregend angenehme vs. neutrale Bilder eine EPN aus. Ein signifikanter Gruppeneffekt bestand jedoch nicht. In der Teilstudie 2 war weder für schwach noch für starke erregend affektive vs. neutrale Bilder eine EPN in der Läsions- und Kontrollgruppe nachweisbar. In der Teilstudie 3 konnte zwar nur in der Kontrollgruppe für stark erregend angenehme vs. neutrale Bilder eine EPN nachgewiesen werden, die Gruppen unterschieden sich jedoch nicht signifikant voneinander. In der Teilstudie 4 lösten weder schwach noch stark erregend affektive Bilder ein LPP in der Läsionsgruppe aus. Ein signifikanter Gruppeneffekt bestand nicht, trotz nachweisbaren LPPs in der Kontrollgruppe für schwach erregend angenehme und stark erregend affektive vs. neutrale Bilder. Bezogen auf kognitive Verarbeitungsprozesse konnte in beiden Gruppen in der Teilstudie 2 eine visuelle P300 nach der Präsentation seltener Zielreize nachgewiesen werden. Die Läsionsgruppe wies dagegen eine signifikante visuelle P200 nach Präsentation von Zielreizen gegenüber der Kontrollgruppe auf. Eine akustische P300 (P3b) war in der Teilstudie 3 nach der Präsentation akustischer Zielreize in keiner Gruppe nachweisbar. Dagegen bestand in der Kontrollgruppe eine signifikant stärkere P3a. Die Ergebnisse zeigen, dass Patienten mit einer Kleinhirnläsion keine Beeinträchtigung in der frühen oder späten Verarbeitung visuell-affektiver Stimuli aufweisen. Sie sind in der Lage, eine Bottom-up-Prozessierung visuell-affektiver Stimuli durchzuführen und sie nach ihrer Motivationsrelevanz einzuordnen. Patienten mit einer Kleinhirnläsion unterscheiden sich nicht signifikant in ihrer neuronalen Aktivität gegenüber der Kontrollgruppe während intra- und crossmodaler Verarbeitungsprozesse von visuell-affektiven Stimuli während visueller oder akustischer Aufgaben. Die in vielen Studien beobachteten affektiven Auffälligkeiten bei Patienten mit einer Kleinhirnischämie sind daher auf spätere Verarbeitungs- und Ausführungsprozesse von Emotionen zurückzuführen, welche einer kognitiven und somit Top-down-Kontrolle unterliegen. Patienten mit einer Kleinhirnläsion benötigen allerdings mehr Arbeitsgedächtnisleistung, um die gestellte visuell-kognitive Aufgabe zu absolvieren. Des Weiteren weisen sie Beeinträchtigungen in supramodalen kognitiven Verarbeitungsprozessen auf. Je schwieriger die kognitiven Anforderungen sind, umso mehr weisen Patienten mit einer Kleinhirnläsion Beeinträchtigungen in Form veränderter neuronaler Aktivität auf. Die Ergebnisse dieser Arbeit weisen darauf hin, dass das Kleinhirn vor allem an kognitiven und weniger an affektiven Verarbeitungsprozessen beteiligt ist.
Abstract: Ischemic stroke is an aging disease and causes high mortality or long-term disability. The reduced neurological recovery in aging is possibly associated with impairment of angiogenesis and non-specific enhancement of inflammatory reaction. To check this hypotheses, those events were compared within young and elder animals brain at day 14 following focal ischemic stroke. Moreover, it is of importance to investigate also the potential therapies of indomethacin for prolonging the therapeutic window using aged animal models. The focus of present study was on neurobiological and neurological differences between young and old rats modulated by indomethacin daily treatment beginning at four hours post-ischemic episode. The effectiveness of indomethacin treatment in young and elder rats was probed using immunohistochemistry, oligonucleotide microarray, Real Time PCR and neurological evaluation. Our results provide insight of several age-independent positive consequences of Cox non-specific inhibition by indomethacin including increased NeuN positive surviving neurons, reduced infarct volume and enhanced neuroprotective response of innate immune system evidenced by increased Iba1 and Anx3 immunoreactivities in moderately activated microglia in periinfarction. From gene level we observed in both age groups downregulation of Mdk and Cxcl1 chemokines, and Id3 transcription factor which might modulate inflammatory response and facilitate repair. Other several findings showed age-dependent drug effect. Indomethacin had reduced efficacy in aged ischemic brain. From a total of 34 genes differential regulated, we observed 43% in young and only 28% of genes in aged have tendency toward age-matched sham expression level. In aged rats, indomethacin is ineffective in inhibiting phagocytic activity which is probably due to no expression changes of several cytokines like Tnfá and Cxcl4. Also, at protein level we observed no change of lysosomal ED1 immunoreactivity under treatment. On the other hand aging is characterized by no expression changes of Plau, Timp1, Timp2 and Col18a1 after treatment resulting in no improvement of angiogenesis. In young rats, conversely, drug administration decreased phagocytic activity by downregulating several cytotoxic cytokines such as Tnfá and Cxcl4. Moreover, the observable decrease of proteases like MMP10, Plau and MMP inhibitor Timp2 employed in matrix remodeling together with downregulation of Col18a1 expression after treatment might sustain angiogenesis in young rat ischemic brain. Indomethacin improves the motor-sensory performance in ischemic stroke rats as compared with age-matched untreated animals. Young rats fully recovered while aged showed important recuperation but did not achieve the preoperative level. In view of all this, indomethacin treatment might be consider as adjuvant therapy following ischemic stroke, even if aging blunts the positive effect of indomethacin on altered angiogenic-related gene expression. Because of the small number of rats, the results obtained from this study show only a tendency to significance and that further studies with more animals need to be statistically validated before firmly conclusions can be drawn. KEY WORDS: indomethacin; aging; microglia; angiogenesis; gene expression; microarray; neurological recovery; reversible middle cerebral artery occlusion.
Manual sleep scoring for research purposes and for the diagnosis of sleep disorders is labor-intensive and often varies significantly between scorers, which has motivated many attempts to design automatic sleep stage classifiers. With the recent introduction of large, publicly available hand-scored polysomnographic data, and concomitant advances in machine learning methods to solve complex classification problems with supervised learning, the problem has received new attention, and a number of new classifiers that provide excellent accuracy. Most of these however have non-trivial barriers to use. We introduce the Greifswald Sleep Stage Classifier (GSSC), which is free, open source, and can be relatively easily installed and used on any moderately powered computer. In addition, the GSSC has been trained to perform well on a large variety of electrode set-ups, allowing high performance sleep staging with portable systems. The GSSC can also be readily integrated into brain-computer interfaces for real-time inference. These innovations were achieved while simultaneously reaching a level of accuracy equal to, or exceeding, recent state of the art classifiers and human experts, making the GSSC an excellent choice for researchers in need of reliable, automatic sleep staging.
Human T-cell lymphotropic virus type 1 (HTLV-1) infection affects millions of individuals worldwide and can lead to severe leukemia, myelopathy/tropical spastic paraparesis, and numerous other disorders. Pursuing a safe and effective immunotherapeutic approach, we compared the viral polyprotein and the human proteome with a sliding window approach in order to identify oligopeptide sequences unique to the virus. The immunological relevance of the viral unique oligopeptides was assessed by searching them in the immune epitope database (IEDB). We found that HTLV-1 has 15 peptide stretches each consisting of uniquely viral non-human pentapeptides which are ideal candidate for a safe and effective anti-HTLV-1 vaccine. Indeed, experimentally validated HTLV-1 epitopes, as retrieved from the IEDB, contain peptide sequences also present in a vast number of human proteins, thus potentially instituting the basis for cross-reactions. We found a potential for cross-reactivity between the virus and the human proteome and described an epitope platform to be used in order to avoid it, thus obtaining effective, specific, and safe immunization. Potential advantages for mRNA and peptide-based vaccine formulations are discussed.
Background
Understanding how SARS-CoV-2 affects respiratory centres in the brainstem may help to preclude assisted ventilation for patients in intensive care setting. Viral invasion appears unlikely, although autoimmunity has been implicated, the responsible antigens remain unknown. We previously predicted the involvement of three epitopes within distinct brainstem proteins: disabled homolog 1 (DAB1), apoptosis-inducing-factor-1 (AIFM1), and surfeit-locus-protein-1 (SURF1).
Methods
Here, we used microarrays to screen serum from COVID-19 patients admitted to intensive care and compared those with controls who experienced mild course of the disease.
Findings
The results confirm the occurrence of IgG and IgM antibodies against the hypothesised epitopes in COVID-19 patients. Importantly, while IgM levels were similar in both groups, IgG levels were significantly elevated in severely ill patients compared to controls, suggesting a pathogenic role of IgG.
Interpretation
The newly discovered anti-neuronal antibodies might be promising markers of severe disease and the targeted peptide epitopes might be used for targeted immunomodulation. Further work is needed to determine whether these antibodies may play a role in long-COVID.
Funding
AF, CF and PR received support from the German Research Foundation (grants FL 379/22-1, 327654276-SFB 1315, FR 4479/1-1, PR 1274/8-1). SH, DR, and DB received support from the Ministry of Economy, State of Mecklenburg Western Pomerania, Germany (grant COVIDPROTECT: “Optimisation of diagnostic and therapeutic pathways for COVID-19 patients in MV”). SH received support from the Research Group Molecular Medicine University of Greifswald (FVMM, seed funding FOVB-2021-01). AV received support from the Else Kröner Fresenius Foundation and the Alzheimer Research Initiative.
Deteriorations in slow wave sleep (SWS) have been linked to brain aging and Alzheimer’s disease (AD), possibly due to its key role in clearance of amyloid-beta and tau (Aß/tau), two pathogenic hallmarks of AD. Spermidine administration has been shown to improve sleep quality in animal models. So far, the association between spermidine levels in humans and parameters of SWS physiology are unknown but may be valuable for therapeutic strategies. Data from 216 participants (age range 50–81 years) of the population-based Study of Health in Pomerania TREND were included in our analysis. We investigated associations between spermidine plasma levels, key parameters of sleep macroarchitecture and microarchitecture that were previously associated with AD pathology, and brain health measured via a marker of structural brain atrophy (AD score). Higher spermidine levels were significantly associated with lower coupling between slow oscillations and spindle activity. No association was evident for SWS, slow oscillatory, and spindle activity throughout non-rapid eye movement sleep. Furthermore, elevated spermidine blood levels were significantly associated with a higher AD score, while sleep markers revealed no association with AD score. The association between higher spermidine levels and brain health was not mediated by coupling between slow oscillations and spindle activity. We report that higher spermidine blood levels are associated not only with deteriorated brain health but also with less advantageous markers of sleep quality in older adults. Future studies need to evaluate whether sleep, spermidine, and Aß/tau deposition are interrelated and whether sleep may play a mediating role.
Introduction
Supplementation with spermidine may support healthy aging, but elevated spermidine tissue levels were shown to be an indicator of Alzheimer's disease (AD).
Methods
Data from 659 participants (age range: 21–81 years) of the population-based Study of Health in Pomerania TREND were included. We investigated the association between spermidine plasma levels and markers of brain aging (hippocampal volume, AD score, global cortical thickness [CT], and white matter hyperintensities [WMH]).
Results
Higher spermidine levels were significantly associated with lower hippocampal volume (ß = −0.076; 95% confidence interval [CI]: −0.13 to −0.02; q = 0.026), higher AD score (ß = 0.118; 95% CI: 0.05 to 0.19; q = 0.006), lower global CT (ß = −0.104; 95% CI: −0.17 to −0.04; q = 0.014), but not WMH volume. Sensitivity analysis revealed no substantial changes after excluding participants with cancer, depression, or hemolysis.
Discussion
Elevated spermidine plasma levels are associated with advanced brain aging and might serve as potential early biomarker for AD and vascular brain pathology.
Stigmatisierung tritt bei psychischen, körperlichen sowie chronisch neurologischen Erkrankungen auf. Stigma kann vielfältige Auswirkungen auf Betroffene haben: Es vergrößert Gesundheitsunterschiede, verringert Lebensqualität und schafft Hürden, Gesundheitsleistungen zu nutzen. Internationale Studien zu diesem Thema zeig-ten, dass Stigma bei MS-Patient*innen u.a. die Lebensqualität, das psychische Wohlbefinden, das Offenlegen der Erkrankung und die Einhaltung von Therapien beeinflusst. Hinsichtlich der Stigmatisierung bei chronisch neurologischen Erkran-kungen, wie Multipler Sklerose (MS), gibt es in Deutschland bisher keine Studien. Ziel dieser Arbeit war eine erstmalige Datenerhebung zu Stigmatisierung bei MS. Endpunkte der Erhebung sind, welche Formen von Stigma in dieser Kohorte vorlie-gen und ob es psychische Komponenten, krankheitsspezifische Eigenschaften o-der soziodemographische Daten gibt, die im Zusammenhang mit Stigma stehen. Diese Daten wurden daraufhin in Vergleich zu internationalen Daten gestellt. Auch bisher noch kaum erforschte Assoziationen zu Stigma und Fatigue wurden näher betrachtet.
Die Studie wurde als prospektive Kohortenstudie in Form validierter Fragebögen an der Universität Greifswald (Klinik für Psychiatrie und Klinik für Neurologie) durchge-führt. Zur Auswertung unserer Daten wurden zunächst Basistabellen mit Angaben aus Mittelwert, Standardabweichung, Median und Interquartilenabstand verwendet. Um einen monotonen Zusammenhang zwischen den Variablen zu untersuchen, wurde der Rangkorrelationskoeffizient nach Spearman angewandt; um Assoziatio-nen aufzuzeigen die negative binomiale Regression.
Die Zusammensetzung der Kohorte mit dem Anteil an Männern (26%) und Frauen (74%) ist repräsentativ für MS. Alter und Erkrankungsdauer sind heterogen verteilt. 88 Personen hatten den schubförmig remittierenden MS-Typ, 11 den sekundär pro-gredienten und ein Patient den primär progredienten Verlaufstyp. Der Stigmatisie-rungsgrad in dieser MS-Kohorte ist gering. Der Modalwert für beide Stigma-Skalen liegt jeweils beim Minimum. Stigmatisierung korreliert signifikant auf hohem zweisei-tigen Signifikanzniveau (p>0,05) mit Depression (Korrelationskoeffizient 0,55), Fati-gue (0,51) und Behinderung (0,34). Für Lebensqualität liegt eine negative Korrelati-on vor (-0,54). Bei hohem Signifikanzniveau (p=0,001) erhöhen Behinderung und Depression das Risiko für MS-bezogene Stigmatisierung im Vergleich zu einer ge-sunden Referenzgruppe: Behinderung erhöht es jährlich um 38% und Depression um 5%. Mit jedem weiteren Lebensjahr der Patient*innen sinkt das Stigma-Risiko um 2,7 %. Bei Menschen mit Fatigue steigt das Risiko stigmatisiert zu werden jähr-lich um 2%.
Durch die vorliegende Arbeit konnten Ergebnisse internationaler Studien hinsicht-lich der Zusammenhänge zwischen Depression und Behinderung zu Stigma bestä-tigt werden. Ebenfalls konnte bestätigt werden, dass der Stigmatisierungsgrad bei MS eher gering ist. Der Grad der Behinderung beeinflusst das Stigmatisierungser-leben am stärksten, was sich häufiger in Form von internalisiertem statt öffentlichem Stigma äußert. Dass Jüngere eher betroffen sind, kann mit dem Vorkommen von erwartetem Stigma bei Unvorhersagbarkeit der Diagnose erklärt werden. Das erwar-tete Stigma kann schließlich besonders bei jüngeren Patient*innen zur Verheimli-chung der Erkrankung führen. Dies wurde im Prozess dieser Arbeit herausgearbei-tet und sollte in weiteren Studien noch eingehender untersucht werden. Da im Alter Stigmatisierung vorliegt und Behinderung ebenso wie behinderungsbezogenes Stigma mit dem Alter zunehmen, liegt die Vermutung nahe, dass im Alter andere Formen von Stigma eine Rolle spielen.
Objective: This study was conducted to elucidate prevalence, clinical features, outcomes, and best treatment in patients with late-onset seizures due to autoimmune encephalitis (AE).
Methods: This is a single-institution prospective cohort study (2012–2019) conducted at the Epilepsy Center at the University of Greifswald, Germany. A total of 225 patients aged ≥50 years with epileptic seizures were enrolled and underwent an MRI/CT scan, profiling of neural antibodies (AB) in serum and cerebrospinal fluid (CSF), and neuropsychological testing. On the basis of their work-up, patients were categorized into the following three cohorts: definite, suspected, or no AE. Patients with definite and suspected AE were subsequently treated with immunosuppressive therapy (IT) and/or anti-seizure drug (ASD) therapy and were followed up (FU) regarding clinical and seizure outcome.
Results: Of the 225 patients, 17 (8%) fulfilled the criteria for definite or suspected AE according to their AB profile and MRI results. Compared with patients with no evidence of AE, those with AE were younger (p = 0.028), had mesial temporal neuropsychological deficits (p = 0.001), frequently had an active or known malignancy (p = 0.006) and/or a pleocytosis (p = 0.0002), and/or had oligoclonal bands in CSF (p = 0.001). All patients with follow-up became seizure-free with at least one ASD. The Modified Rankin scale (mRS) at hospital admission was low for patients with AE (71% with mRS ≤2) and further decreased to 60% with mRS ≤2 at last FU.
Significance: AE is an important etiology in late-onset seizures, and seizures may be the first symptom of AE. Outcome in non-paraneoplastic AE was favorable with ASD and IT. AB testing in CSF and sera, cerebral MRI, CSF analysis, and neuropsychological testing for mesial temporal deficits should be part of the diagnostic protocol for AE following late-onset seizures.
Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde bei 41 Patienten mit JME das EFHC1-Gen sequenziert und die identifizierten Varianten mit in mehreren vorherigen Studien beschriebenen Prädiktoren für das klinische Outcome korreliert. Insgesamt konnten drei Varianten - p.Phe229Leu, p.Arg182His und p.Arg294His - identifiziert werden.
Die Variante p.Phe229Leu, welche bei zwei Patienten auftrat, konnte mit einem milderen JME Subtyp assoziiert werden. Drei Patienten wiesen die Variante p.Arg182His auf und zeigten eine erhöhte Neigung zur Ausbildung einer photoparoxysmalen Reaktion. Eine Assoziation mit einem frühen Auftreten der Epilepsie (≤10. Lebensjahr) und einem Subtyp der JME, die sich aus einer kindlichen Absencenepilepsie entwickelt, konnte bei den zwei Patienten mit Variante p.Arg294His nachgewiesen werden, aufgrund der geringen Zahl an untersuchten Patienten jedoch ohne statistische Relevanz. In Zukunft könnte möglicherweise das Vorliegen einer dieser Varianten für klinische Fragestellungen hilfreich sein, um im Zusammenspiel mit klinischen Parametern eine Aussage über den Langzeitverlauf der JME und damit verbundene Therapieentscheidungen treffen zu können.
Nach aktuellen Bewertungen in der Human Gene Mutation Database sind p.Arg182His und p.Arg294His als benigne Varianten/Polymorphismen und die Variante p.Phe229Leu als wahrscheinlich pathogene Variante einzustufen. Somit muss eingeschätzt werden, dass die Varianten eher einen modifizierenden Einfluss auf den Krankheitsverlauf nehmen und nicht ursächlich für die JME sind.
Zusammenfassend sprechen die Ergebnisse dafür, dass es sich bei der JME um ein heterogenes Krankheitsbild handelt. Vorrangiges Ziel zukünftiger Studien sollte sein, weitere potenzielle Kandidatengene zu identifizieren und zu untersuchen.
Aged rats recover poorly after unilateral stroke, whereas young rats recover readily possibly with the help from the contralateral, healthy hemisphere. We asked whether anomalous, age-related changes in the transcriptional activity in the brains of aged rats could be one underlying factor contributing to reduced functional recovery. We analysed gene expression in the periinfarct and contralateral areas of 3-month- and 18-month-old Sprague Dawley rats. Our experimental end-points were cDNA arrays containing genes related to hypoxia signalling, DNA damage and apoptosis, cellular response to injury, axonal damage and regrowth, cell lineage differentiation, dendritogenesis and neurogenesis. The major transcriptional events observed were: (i) Early up-regulation of DNA damage and down-regulation of anti-apoptosis-related genes in the periinfarct region of aged rats after stroke; (ii) Impaired neurogenesis in the periinfarct area, especially in aged rats; (iii) Impaired neurogenesis in the contralateral (unlesioned) hemisphere of both young and aged rats at all times after stroke and (iv) Marked up-regulation, in aged rats, of genes associated with inflammation and scar formation. These results were confirmed with quantitative real-time PCR. Conclusion I: reduced transcriptional activity in the healthy, contralateral hemisphere of aged rats in conjunction with an early up-regulation of DNA damage-related genes and pro-apoptotic genes and down-regulation of axono- and neurogenesis in the periinfarct area are likely to account for poor neurorehabilitation after stroke in old rats. Efficient neuroprotection after stroke requires long-term, regulated lowering of whole body temperature. After stroke, exposure of aged rats to hydrogen sulfide resulted in sustained, deep hypothermia (30.8 ± 0.7°C) that led to a 50% reduction in infarct size with a concomitant reduction in the number of phagocytic cells. At the transcription level, we found an overall decrease in the transcriptional activity related to inflammation and apoptosis. Behaviorally, hypothermia was associated with better performance on tests that require complex sensorimotor skills, in the absence of obvious neurological deficits or physiological side-effects, in aged rats. Conclusion II: Prolonged hypothermia is a simple and efficacious method to limit damage inflicted by stroke in aged rats.
Cervical Artery Dissection in Young Adults in the Stroke in Young Fabry Patients (sifap1) Study
(2015)
Background: Patients with carotid artery dissection (CAD) have been reported to have different vascular risk factor profiles and clinical outcomes to those with vertebral artery dissection (VAD). However, there are limited data from recent, large international studies comparing risk factors and clinical features in patients with cervical artery dissection (CeAD) with other TIA or ischemic stroke (IS) patients of similar age and sex. Methods: We analysed demographic, clinical and risk factor profiles in TIA and IS patients ≤55 years of age with and without CeAD in the large European, multi-centre, Stroke In young FAbry Patients 1 (sifap1) study. Patients were further categorised according to age (younger: 18-44 years; middle-aged: 45-55 years), sex, and site of dissection. Results: Data on the presence of dissection were available in 4,208 TIA and IS patients of whom 439 (10.4%) had CeAD: 196 (50.1%) had CAD, 195 (49.9%) had VAD, and 48 had multiple artery dissections or no information regarding the dissected artery. The prevalence of CAD was higher in women than in men (5.9 vs. 3.8%, p < 0.01), whereas the prevalence of VAD was similar in women and men (4.6 vs. 4.7%, n.s.). Patients with VAD were younger than patients with CAD (median = 41 years (IQR = 35-47 years) versus median = 45 years (IQR = 39-49 years); p < 0.01). At stroke onset, about twice as many patients with either CAD (54.0 vs. 23.1%, p < 0.001) or VAD (63.4 vs. 36.6%, p < 0.001) had headache than patients without CeAD and stroke in the anterior or posterior circulation, respectively. Compared to patients without CeAD, hypertension, concomitant cardiovascular diseases and a patent foramen ovale were significantly less prevalent in both CAD and VAD patients, whereas tobacco smoking, physical inactivity, obesity and a family history of cerebrovascular diseases were found less frequently in CAD patients, but not in VAD patients. A history of migraine was observed at a similar frequency in patients with CAD (31%), VAD (27.8%) and in those without CeAD (25.8%). Conclusions: We identified clinical features and risk factor profiles that are specific to young patients with CeAD, and to subgroups with either CAD or VAD compared to patients without CeAD. Therefore, our data support the concept that certain vascular risk factors differentially affect the risk of CAD and VAD.
Changes in Interhemispheric Motor Connectivity Across the Lifespan: A Combined TMS and DTI Study
(2019)
Age-related decline in interhemispheric connectivity between motor areas has been reported with both transcranial magnetic stimulation (TMS) and diffusion tensor imaging (DTI) measurements. However, not all studies were able to confirm these findings, and previous studies did not apply structural (DTI) and functional (TMS) measurements within each individual appropriately. Here, we investigated age dependency of the ipsilateral silent period (ISP) and integrity of fibers in the corpus callosum as operationalized by fractional anisotrophy (FA), using TMS and DTI, respectively, in 20 participants between 19 and 72 years of age. We found age-dependent increase for ISP, and decrease of FA, both indicating a decrease in interhemispheric inhibition, with a negative association between FA and ISP for the dominant hemisphere (r = −0.39, p = 0.043). Our findings suggest that aging leads to decline of interhemispheric motor connectivity, as evidenced in both structural and functional parameters, which should be taken into account when interpreting disease- or medication-related changes.
Clinically Relevant Depressive Symptoms in Young Stroke Patients - Results of the sifap1 Study
(2015)
Background: Although post-stroke depression is widely recognized, less is known about depressive symptoms in the acute stage of stroke and especially in young stroke patients. We thus investigated depressive symptoms and their determinants in such a cohort. Methods: The Stroke in Young Fabry Patients study (sifap1) prospectively recruited a large multinational European cohort (n = 5,023) of patients with a cerebrovascular event aged 18-55. For assessing clinically relevant depressive symptoms (CRDS, defined by a BDI-score ≥18) the self-reporting Beck Depression Inventory (BDI) was obtained on inclusion in the study. Associations with baseline parameters, stroke severity (National Institutes of Health Stroke Scale, NIHSS), and brain MRI findings were analyzed. Results: From the 2007 patients with BDI documentation, 202 (10.1%) had CRDS. CRDS were observed more frequently in women (12.6 vs. 8.2% in men, p < 0.001). Patients with CRDS more often had arterial hypertension, diabetes mellitus, and hyperlipidemia than patients without CRDS (hypertension: 58.0 vs. 47.1%, p = 0.017; diabetes mellitus: 17.9 vs. 8.9%, p < 0.001; hyperlipidemia: 40.5 vs. 32.3%, p = 0.012). In the subgroup of patients with ischemic stroke or TIA (n = 1,832) no significant associations between CRDS and cerebral MRI findings such as the presence of acute infarcts (68.1 vs. 65.8%, p = 0.666), old infarctions (63.4 vs. 62.1%, p = 0.725) or white matter hyper-intensities (51.6 vs. 53.7%, p = 0.520) were found. Conclusion: Depressive symptoms were present in 10.1% of young stroke patients in the acute phase, and were related to risk factors but not to imaging findings.
Results on gray matter alterations in complex regional pain syndrome (CRPS) showed heterogeneous findings. Since CRPS is a rare disease, most studies included only small and heterogeneous samples resulting in a low reliability of findings between studies. We investigated 24 CRPS patients with right upper limb affection in the chronic stage of disease using structural MRI and clinical testing. We focused on gray matter volume (GMV) alterations of the brain in comparison to 33 age matched healthy controls, their association to clinical characteristics (duration of pain syndrome and pain intensity ratings) and sensorimotor performance (finger dexterity and spatiotactile resolution). When applying an explorative whole brain analysis CRPS patients showed lower GMV in the bilateral medial thalamus. No other areas showed a relevant GMV difference for the group comparisons. When applying a region of interest driven approach using anatomical masks of the thalamus, ACC/mPFC, putamen, and insula we found relevant associations of clinical and behavioral data in ACC and insula. Whereas, the GMV in ACC showed negative associations with pain intensity and CRPS duration, the GMV of the left posterior insula was negatively associated with sensorimotor performance of the affected hand side. Overall, our results are in accordance to results of others describing a thalamic reduction of GMV in patients with neuropathic pain and are also in accordance with associations of pain intensity and duration with reduced ACC in general in patients with chronic pain syndromes. Sensorimotor performance seems to be related to posterior insula GMV reduction, which has not been described yet for other patient groups.
Connectivity-Based Predictions of Hand Motor Outcome for Patients at the Subacute Stage After Stroke
(2016)
Background: Connectivity-based predictions of hand motor outcome have been proposed to be useful in stroke patients. We intended to assess the prognostic value of different imaging methods on short-term (3 months) and long-term (6 months) motor outcome after stroke.
Methods: We measured resting state functional connectivity (rsFC), diffusion weighted imaging (DWI) and grip strength in 19 stroke patients within the first days (5–9 days) after stroke. Outcome measurements for short-term (3 months) and long-term (6 months) motor function was assessed by the Motricity Index (MI) of the upper limb and the box and block test (BB). Patients were predominantly mildly affected since signed consent was necessary at inclusion. We performed a multiple stepwise regression analysis to compare the predictive value of rsFC, DWI and clinical measurements.
Results: Patients showed relevant improvement in both motor outcome tests. As expected grip strength at inclusion was a predictor for short- and long-term motor outcome as assessed by MI. Diffusion-based tract volume (DTV) of the tracts between ipsilesional primary motor cortex and contralesional anterior cerebellar hemisphere showed a strong trend (p = 0.05) for a predictive power for long-term motor outcome as measured by MI. DTV of the interhemispheric tracts between both primary motor cortices was predictive for both short- and long-term motor outcome in BB. rsFC was not associated with motor outcome.
Conclusions: Grip strength is a good predictor of hand motor outcome concerning strength-related measurements (MI) for mildly affected subacute patients. Therefore additional connectivity measurements seem to be redundant in this group. Using more complex movement recruiting bilateral motor areas as an outcome parameter, DTV and in particular interhemispheric pathways might enhance predictive value of hand motor outcome.
Introduction: Outcome measures are key to tailor rehabilitation goals to the stroke patient's individual needs and to monitor poststroke recovery. The large number of available outcome measures leads to high variability in clinical use. Currently, an internationally agreed core set of motor outcome measures for clinical application is lacking. Therefore, the goal was to develop such a set to serve as a quality standard in clinical motor rehabilitation poststroke.
Methods: Outcome measures for the upper and lower extremities, and activities of daily living (ADL)/stroke-specific outcomes were identified and presented to stroke rehabilitation experts in an electronic Delphi study. In round 1, clinical feasibility and relevance of the outcome measures were rated on a 7-point Likert scale. In round 2, those rated at least as “relevant” and “feasible” were ranked within the body functions, activities, and participation domains of the International Classification of Functioning, Disability, and Health (ICF). Furthermore, measurement time points poststroke were indicated. In round 3, answers were reviewed in reference to overall results to reach final consensus.
Results: In total, 119 outcome measures were presented to 33 experts from 18 countries. The recommended core set includes the Fugl–Meyer Motor Assessment and Action Research Arm Test for the upper extremity section; the Fugl–Meyer Motor Assessment, 10-m Walk Test, Timed-Up-and-Go, and Berg Balance Scale for the lower extremity section; and the National Institutes of Health Stroke Scale, and Barthel Index or Functional Independence Measure for the ADL/stroke-specific section. The Stroke Impact Scale was recommended spanning all ICF domains. Recommended measurement time points are days 2 ± 1 and 7; weeks 2, 4, and 12; 6 months poststroke and every following 6th month.
Discussion and Conclusion: Agreement was found upon a set of nine outcome measures for application in clinical motor rehabilitation poststroke, with seven measurement time points following the stages of poststroke recovery. This core set was specifically developed for clinical practice and distinguishes itself from initiatives for stroke rehabilitation research. The next challenge is to implement this clinical core set across the full stroke care continuum with the aim to improve the transparency, comparability, and quality of stroke rehabilitation at a regional, national, and international level.
Introduction: Outcome measures are key to tailor rehabilitation goals to the stroke patient's individual needs and to monitor poststroke recovery. The large number of available outcome measures leads to high variability in clinical use. Currently, an internationally agreed core set of motor outcome measures for clinical application is lacking. Therefore, the goal was to develop such a set to serve as a quality standard in clinical motor rehabilitation poststroke.
Methods: Outcome measures for the upper and lower extremities, and activities of daily living (ADL)/stroke-specific outcomes were identified and presented to stroke rehabilitation experts in an electronic Delphi study. In round 1, clinical feasibility and relevance of the outcome measures were rated on a 7-point Likert scale. In round 2, those rated at least as “relevant” and “feasible” were ranked within the body functions, activities, and participation domains of the International Classification of Functioning, Disability, and Health (ICF). Furthermore, measurement time points poststroke were indicated. In round 3, answers were reviewed in reference to overall results to reach final consensus.
Results: In total, 119 outcome measures were presented to 33 experts from 18 countries. The recommended core set includes the Fugl–Meyer Motor Assessment and Action Research Arm Test for the upper extremity section; the Fugl–Meyer Motor Assessment, 10-m Walk Test, Timed-Up-and-Go, and Berg Balance Scale for the lower extremity section; and the National Institutes of Health Stroke Scale, and Barthel Index or Functional Independence Measure for the ADL/stroke-specific section. The Stroke Impact Scale was recommended spanning all ICF domains. Recommended measurement time points are days 2 ± 1 and 7; weeks 2, 4, and 12; 6 months poststroke and every following 6th month.
Discussion and Conclusion: Agreement was found upon a set of nine outcome measures for application in clinical motor rehabilitation poststroke, with seven measurement time points following the stages of poststroke recovery. This core set was specifically developed for clinical practice and distinguishes itself from initiatives for stroke rehabilitation research. The next challenge is to implement this clinical core set across the full stroke care continuum with the aim to improve the transparency, comparability, and quality of stroke rehabilitation at a regional, national, and international level.
Introduction: Outcome measures are key to tailor rehabilitation goals to the stroke patient's individual needs and to monitor poststroke recovery. The large number of available outcome measures leads to high variability in clinical use. Currently, an internationally agreed core set of motor outcome measures for clinical application is lacking. Therefore, the goal was to develop such a set to serve as a quality standard in clinical motor rehabilitation poststroke.
Methods: Outcome measures for the upper and lower extremities, and activities of daily living (ADL)/stroke-specific outcomes were identified and presented to stroke rehabilitation experts in an electronic Delphi study. In round 1, clinical feasibility and relevance of the outcome measures were rated on a 7-point Likert scale. In round 2, those rated at least as “relevant” and “feasible” were ranked within the body functions, activities, and participation domains of the International Classification of Functioning, Disability, and Health (ICF). Furthermore, measurement time points poststroke were indicated. In round 3, answers were reviewed in reference to overall results to reach final consensus.
Results: In total, 119 outcome measures were presented to 33 experts from 18 countries. The recommended core set includes the Fugl–Meyer Motor Assessment and Action Research Arm Test for the upper extremity section; the Fugl–Meyer Motor Assessment, 10-m Walk Test, Timed-Up-and-Go, and Berg Balance Scale for the lower extremity section; and the National Institutes of Health Stroke Scale, and Barthel Index or Functional Independence Measure for the ADL/stroke-specific section. The Stroke Impact Scale was recommended spanning all ICF domains. Recommended measurement time points are days 2 ± 1 and 7; weeks 2, 4, and 12; 6 months poststroke and every following 6th month.
Discussion and Conclusion: Agreement was found upon a set of nine outcome measures for application in clinical motor rehabilitation poststroke, with seven measurement time points following the stages of poststroke recovery. This core set was specifically developed for clinical practice and distinguishes itself from initiatives for stroke rehabilitation research. The next challenge is to implement this clinical core set across the full stroke care continuum with the aim to improve the transparency, comparability, and quality of stroke rehabilitation at a regional, national, and international level.
Free light chains kappa (FLCκ) in cerebrospinal fluid (CSF) are a part of the intrathecal immune response. This observational study was conducted to investigate the effects of different disease-modifying therapies (DMT) on the humoral intrathecal immune response in the CSF of patients with multiple sclerosis (MS). FLCκ were analyzed in CSF and serum samples from MS patients taking DMT (n = 60) and those in a control cohort of treatment-naïve MS patients (n = 90). DMT was classified as moderately effective (including INFß-1a, INFß-1b, glatiramer acetate, dimethyl fumarate, teriflunomide, triamcinolone); highly effective (including fingolimod, daclizumab) and very highly effective (alemtuzumab, natalizumab, rituximab/ocrelizumab, mitoxantrone). FLCκ were measured using a nephelometric FLCκ kit. Intrathecal FLCκ and IgG concentrations were assessed in relation to the hyperbolic reference range in quotient diagrams. Intrathecal FLCκ concentrations and IgG concentrations were significantly lower in samples from the cohort of MS patients taking very highly effective DMT than in samples from the cohort of MS patients taking highly effective DMT and in the treatment-naïve cohort (FLCκ: p = 0.004, p < 0.0001 respectively/IgG: p = 0.013; p = 0.021). The reduction in FLCκ could contribute to an anti-inflammatory effect in the CNS through this mechanism. There was no difference in the appearance of CSF-specific oligoclonal bands (p = 0.830). Longitudinal analyses are required to confirm these results.
Age-related deterioration in white and gray matter is linked to cognitive deficits. Reduced microstructure of the fornix, the major efferent pathway of the hippocampus, and volume of the dentate gyrus (DG), may cause age-associated memory decline. However, the linkage between these anatomical determinants and memory retrieval in healthy aging are poorly understood. In 30 older adults, we acquired diffusion tensor and T1-weighted images for individual deterministic tractography and volume estimation. A memory task, administered outside of the scanner to assess retrieval of learned associations, required discrimination of previously acquired picture-word pairs. The results showed that fornix fractional anisotropy (FA) and left DG volumes were related to successful retrieval. These brain-behavior associations were observed for correct rejections, but not hits, indicating specificity of memory network functioning for detecting false associations. Mediation analyses showed that left DG volume mediated the effect of fornix FA on memory (48%), but not vice versa. These findings suggest that reduced microstructure induces volume loss and thus negatively affects retrieval of learned associations, complementing evidence of a pivotal role of the fornix in healthy aging. Our study offers a neurobehavioral model to explain variability in memory retrieval in older adults, an important prerequisite for the development of interventions to counteract cognitive decline.
Vaskuläre Erkrankungen stellen in Deutschland und in anderen industrialisierten Ländern die häufigsten Todesursachen dar. Neben traditionellen Risikofaktoren der Atherosklerose wie Hypertonus, Diabetes mellitus, Hypercholesterinämie und Nikotinabusus, rückten in den vergangenen Jahren zunehmend genetische Faktoren der Atherosklerose in den Mittelpunkt des wissenschaftlichen Interesses. Pathophysiologisch spielt das Renin-Angiotensin-System (RAS) eine wichtige Rolle bei der Entstehung der Atherosklerose. Die Aktivität des zirkulierenden und wahrscheinlich auch des gewebsständigen ACE steht unter einer deutlichen genetischen Kontrolle. Dabei variiert die Enzymaktivität zwischen den einzelnen Genotypen um den Faktor 20 bis 40. Das menschliche ACE-Gen ist auf Chromosom 17q23 lokalisiert und weist einen Insertions/Deletions-Polymorphismus auf. Das Ziel der vorliegenden Arbeit war es festzustellen, ob in der Basisstudie der Study of Health in Pomerania (SHIP-0), einer populationsbezogenen Querschnittsstudie im Nordosten Deutschlands, eine Assoziation zwischen dem ACE I/D-Polymorphismus und atherosklerotischen Gefäßwandläsionen besteht. Hierzu wurden sowohl subklinische Risikomarker wie die Intima-Media-Dicke (IMT) in der A. carotis als auch manifeste atherosklerotische Veränderungen wie Plaques und Stenosen untersucht. Von den 4310 Teilnehmern der SHIP-0-Studie wurde bei 4262 Personen (98,9%) der ACE-Polymorphismus bestimmt. Die gentechnische Analyse der DNA ergab, dass 1031 Personen (23,9%) den Genotyp II besitzen, 2131 Personen (49,4%) haben den Genotyp ID und 1100 (25,5%) der Untersuchten zeigen den Genotyp DD. Insgesamt konnten in der Gesamtpopulation keine signifikanten Assoziationen zwischen dem ACE-Polymorphismus und der IMT nachgewiesen werden. Es fanden sich ebenfalls keine signifikanten Zusammenhänge zwischen dem Polymorphismus und klinischen Endpunkten wie vaskulären Erkrankungen. In einem weiteren Schritt der Studie wurden Subgruppenanalysen durchgeführt. Ausgeschlossen wurden Diabetiker und Raucher, um zu verhindern, dass diese Risikofaktoren der Atherosklerose den Effekt des ACE-Polymorphismus maskieren. Dabei zeigte sich, dass Stenosen der A. carotis (> 50%) bei männlichen Teilnehmern mit dem DD-Genotyp signifikant häufiger nachweisbar waren als bei Teilnehmern mit dem II-Genotyp. Die Regressionsanalyse in dieser Subgruppe zeigte eine positive Assoziation zwischen dem D-Allel und dem Auftreten von Stenosen der A. carotis, mit einem 2,9fach (homozygote D-Allel-Träger) bzw. 1,2fach (heterozygote D-Allel-Träger) erhöhtem Risiko. Einschränkend ist jedoch anzumerken, dass diese Subgruppenanalysen als explorative Pilotstudien zu verstehen sind, die das Ziel besitzen, Hypothesen zu formulieren. Sie sind aufgrund nicht ausreichender statistischer Trennschärfe (so genannte statistische Power) nicht geeignet, potentielle Assoziationen zu überprüfen. Die Ergebnisse der SHIP-Studie stehen somit im Einklang mit vier weiteren mittlerweile publizierten großen epidemiologischen Studien, die ebenfalls keine Assoziationen zwischen dem ACE-Genpolymorphismus und der IMT bzw. atherosklerotischen Plaques der A. carotis nachweisen konnten. Dennoch scheint eine, allerdings nur schwache Assoziation zwischen dem homozygoten DD-Genotyp des ACE-Polymorphismus und subklinischen atherosklerotischen Gefäßwandveränderungen zu bestehen, die ähnlich der Assoziation zwischen ACE I/D-Polymorphismus und Myokardinfarkten bzw. ischämischen Schlaganfällen nur in Meta-Analysen nachgewiesen werden kann.
Der Hintergrund der vorliegenden Arbeit war, dass zwar mehrere epidemiologische Studien eine J- bzw. U-förmige Assoziation zwischen Alkoholkonsum und Gesamtmortalität bzw. der Mortalität und Morbidität von kardiovaskulären und cerebrovaskulären Erkrankungen gezeigt hatten, jedoch nur wenige Daten über eine Assoziation mit subklinischer Atherosklerose vorliegen. Ziel der Arbeit war, den Zusammenhang zwischen täglichem Alkoholkonsum und der Intima-Media-Dicke (IMD) der A.carotis an Teilnehmern der bevölkerungsbasierten Study of Health in Pomerania (SHIP) zu untersuchen. Die IMD ist nicht nur ein Indikator für subklinische atherosklerotische Läsionen in der Gefäßwand, sie ist darüber hinaus ein Surrogat-Marker für eine generalisierte Atherosklerose sowie für ein erhöhtes Risiko bezüglich kardiovaskulärer und cerebrovaskulärer Erkrankungen. Die Basiserhebung der SHIP ist eine Querschnittsuntersuchung, die nach Altersklassen zwischen 20 und 79 Jahren stratifiziert eine zufällig erhobene Bevölkerungsstichprobe aus den Städten Greifswald, Stralsund und Anklam sowie 29 umgebenden Gemeinden untersucht. Bei insgesamt 1230 Männer und 1190 Frauen, die jeweils älter als 45 Jahre waren, wurde die IMD der A. carotis communis mittels B-Bild-Sonographie gemessen. Der tägliche Alkoholkonsum wurde in Computer-untersützten Interviews anhand des Alkoholkonsums des Wochentags bzw. des Wochenendes vor dem Interviews ermittelt und geschlechtsspezifisch in Kategorien á 20 g bei Männern bzw. á 5 g bei Frauen eingeteilt. Die Verlässlichkeit der Angaben wurde anhand der CDT und GGT sowie des Lübecker Alkohol- und Abusus- Screening Tests (LAST) überprüft. Bei Männern kann die Assoziation zwischen der IMD der A. carotis communis durch einen J-förmigen Kurvenverlauf beschrieben werden, während hingegen bei Frauen keine signifikante Assoziation nachgewiesen werden konnte. Im absteigenden Schenkel der Kurve haben Studienteilnehmer mit zunehmendem täglichen Alkoholkonsum eine signifikante oder zumindest grenzwertig signifikante geringere IMD als Probanden, die keinen Alkohol trinken. Das Minimum der Kurve wird erreicht bei einem täglichen Alkoholkonsum von 61-80 g/d, während bei täglichem Alkoholkonsum von mehr als 80 g/d die Kurve wieder ansteigt. Der Kurvenverlauf bleibt nach Adjustierung im wesentlichen in seiner J-förmigen Konfiguration unverändert. Die Adjustierung erfolgte für die ebenfalls als Risikofaktor für Atherosklerose geltenden Co-Variablen: Alter, systolischer Blutdruck, Diabetes mellitus, Nikotinabusus, LDL-HDL-Cholesterin-Ratio und ungesundem Lebenswandel, definiert als ungünstige Ernährungsgewohnheiten und fehlende körperliche Betätigung in der Freizeit. Eine lineare Regressionsanalyse zeigt nach Adjustierung für die genannten Risikofaktoren einen statistisch signifikanten Abfall der IMD um 0,009 mm/Zunahme des Alkoholkonsums um 20 g/d. Diese Assoziation verliert ihre statistische Signifikanz, wenn eine weitere Adjustierung des Regressionsmodells für HDL-Cholesterin und Fibrinogen als Marker für inflammatorische Prozesse vorgenommen wird. Somit wurde gezeigt, dass bei Männern ein Alkoholkonsum invers assoziiert ist mit der IMD der A. carotis als Surrogat-Marker für generalisierte Atherosklerose bzw. eines erhöhten Risikos für kardiovaskuläre und cerebrovaskuläre Erkrankungen. Dabei liegt jedoch die Menge des täglich zu konsumierenden Alkohols deutlich oberhalb der Schwelle, bei der schwerwiegende alkoholbedingte Erkrankungen bzw. Organschäden zu erwarten sind.
Die ex-vivo Wirkung von Spermin und Spermidin auf T-Lymphozyten bei Patienten mit kognitivem Defizit
(2021)
Demenzerkrankungen stellen die Medizin und die Wissenschaft vor eine der größten Herausforderungen des 21. Jahrhunderts. Aufgrund des Fehlens kausaler Therapien werden neue Therapieansätze dringend für die Bewältigung dieser medizinisch herausfordernden Erkrankung benötigt. Vielversprechende Ergebnisse im Hinblick auf ein neues Therapeutikum liefert eine Klinische Studie (Smart-Age) mit einem polyaminreichen Pflanzenextrakt als Nahrungsergänzungsmittel, eingesetzt bei Patienten mit Subjektiver kognitiver Verschlechterung (engl. Subjective Cognitive Decline).
Da die genauen Wirkmechanismen der Polyamine Spermin und Spermidin auf die kognitive Gesundheit noch unzureichend verstanden sind und das Immunsystem eine zentralen Rolle in der Pathogenese der Alzheimer-Demenz einnimmt, war es das Ziel in der vorliegenden Dissertation die Wirkung der beiden genannten Polyamine auf die Aktivierung und Autophagie von T-Lymphozyten und die Zytokinsekretion von PBMC durchflusszytometrisch, anhand einer Studienkohorte kognitiv beeinträchtigter Patienten (Subjektive kognitive Verschlechterung SCD, milde kognitive Beeinträchtigung MCI, milde Alzheimer-Demenz) (n=22) und gesunder, altersäquivalente Kontrollprobanden (n=12), zu untersuchen.
Die Ergebnisse der Arbeit zeigen, dass Spermin und Spermidin die Aktivierung und die Autophagie von T-Lymphozyten dosisabhängig in der Patienten- und der Kontrollkohorte steigert. Spermin führte zu einer dosisabhängig verminderten Zytokinexpression aller 11 untersuchten Zytokine in der Patienten- und der Kontrollkohorte. Spermidin hingegen führte sowohl zu einer vermehrten als auch einer verminderten Expression einzelner Zytokine im Zellkulturüberstand.
In der vorliegenden explorativen Studie konnte somit erstmals prospektiv der Einfluss der Polyamine Spermin und Spermidin auf die T-Lymphozyten Aktivierung, Autophagie und die Zytokinexpression von Patienten im Frühstadium kognitiver Erkrankungen in in-vitro Experimenten gezeigt werden. Verglichen mit einer Kontrollkohorte kognitiv gesunder, altersentsprechender Probanden zeigten sich ähnliche Effekte von Spermin und Spermidin auf die untersuchten Parameter, wobei für einzelne Parameter der Untersuchung eine höhere Sensitivität der Polyaminbehandlung von T-Lymphozyten kognitiv erkrankter Patienten nachzuvollziehen war.
Die Daten dieser Dissertation liefern somit einen ersten Beitrag zur umfassenden Beleuchtung zellulärer Wirkmechanismen einer Polyaminsubstitution in humanen, peripheren Immunzellen bezüglich kognitiver Gesundheit, um hierdurch neue therapeutische Ansätze zur Behandlung dementieller Erkrankungen zu entwickeln.
Ziel: Bis heute liegt keine endgültige Einschätzung zur Bedeutung des EEG im Hinblick auf prognostische Aussagen bei fokalen Epilepsien vor. Deshalb versuchten wir der Frage nachzugehen, ob das EEG bei kryptogen fokaler Epilepsie (KFE) eine prognostische Relevanz hat. Methoden: Hierzu wurden 32 Patienten mit KFE, davon 16 pharmakoresistente und 16 anfallsfreie, mit Beginn einer adäquaten antiepileptischen Medikation prospektiv von 1985 - 1992 untersucht. Wir analysierten 166 EEG, abgeleitet zu definierten Zeitpunkten im 10-20-System einschließlich Hyperventilation und Photostimulation. Erfasst und statistisch ausgewertet wurden die Hintergrundaktivität, Wellenparoxymen, fokale Verlangsamungen und epileptiforme Muster (EM), Unser besonderes Augenmerk galt den EM. Die Ausmessung erfolgte semiquantitativ in ihrer Dauer und Amplitude des jeweils ersten Spitzenpotentials. Ergebnisse: Insgesamt 22 Frauen und 10 Männer wurden untersucht. Patienten beider Gruppen zeigten im Krankheitsverlauf teils unauffällige, teils pathologische EEG. Erst die Gegenüberstellung aller 166 EEG und ihre Analyse im Krankheitsverlauf ließen statistische Zusammenhänge zwischen EEG-Veränderungen und Epilepsieverlauf erkennen. Von Bedeutung erwiesen sich die EM hinsichtlich ihrer Lokalisation (p = .0001), Dauer (p = .003) und Dichte (p =.0004) sowie die Provokation durch Hyperventilation (p = .007). Bei den nicht anfallsfreien Patienten traten EM in kurzer Dauer, hoher Dichte, rechtshemisphärieller, extratemporaler Lokalisation sowie bevorzugt im Ruhe-EEG auf. Die EM hingegen bei den anfallsfreien Patienten zeigten eine längere Dauer, eine niedrigere Dichte, eine linkshemisphärielle, temporale Lokalisation und ein vermehrtes Auftreten unter Hyperventilation. Zusammenfassung: Für den einzelnen Patienten mit kryptogen fokaler Epilepsie und normalem EEG im gesamten Epilepsie verlauf sind keine Prädiktoren zur Prognose abzuleiten. Bei Patienten mit EM lassen die Lokalisation der EM, ihre Amplitude, Dauer und Dichte eine Aussage zur Prognose vermuten. Nicht das Vorhandensein oder Fehlen von EM scheint also bedeutsam, sondern die Ausprägung einzelner EM-Charakteristika.
Background: Huntington’s disease (HD) is a progressive neurodegenerative disorder. The striatum is one of the first brain regions that show detectable atrophy in HD. Previous studies using functional magnetic resonance imaging (fMRI) at 3 tesla (3 T) revealed reduced functional connectivity between striatum and motor cortex in the prodromal period of HD. Neuroanatomical and neurophysiological studies have suggested segregated corticostriatal pathways with distinct loops involving different cortical regions, which may be investigated using fMRI at an ultra-high field (7 T) with enhanced sensitivity compared to lower fields. Objectives: We performed fMRI at 7 T to assess functional connectivity between the striatum and several chosen cortical areas including the motor and prefrontal cortex, in order to better understand brain changes in the striatum-cortical pathways. Method: 13 manifest subjects (age 51 ± 13 years, cytosine-adenine-guanine [CAG] repeat 45 ± 5, Unified Huntington’s Disease Rating Scale [UHDRS] motor score 32 ± 17), 8 subjects in the close-to-onset premanifest period (age 38 ± 10 years, CAG repeat 44 ± 2, UHDRS motor score 8 ± 2), 11 subjects in the far-from-onset premanifest period (age 38 ± 11 years, CAG repeat 42 ± 2, UHDRS motor score 1 ± 2), and 16 healthy controls (age 44 ± 15 years) were studied. The functional connectivity between the striatum and several cortical areas was measured by resting state fMRI at 7 T and analyzed in all participants. Results: Compared to controls, functional connectivity between striatum and premotor area, supplementary motor area, inferior frontal as well as middle frontal regions was altered in HD (all p values <0.001). Specifically, decreased striatum-motor connectivity but increased striatum-prefrontal connectivity were found in premanifest HD subjects. Altered functional connectivity correlated consistently with genetic burden, but not with clinical scores. Conclusions: Differential changes in functional connectivity of striatum-prefrontal and striatum-motor circuits can be found in early and premanifest HD. This may imply a compensatory mechanism, where additional cortical regions are recruited to subserve functions that have been impaired due to HD pathology. Our results suggest the potential value of functional connectivity as a marker for future clinical trials in HD.
Background: Huntington’s disease (HD) is a progressive neurodegenerative disorder. The striatum is one of the first brain regions that show detectable atrophy in HD. Previous studies using functional magnetic resonance imaging (fMRI) at 3 tesla (3 T) revealed reduced functional connectivity between striatum and motor cortex in the prodromal period of HD. Neuroanatomical and neurophysiological studies have suggested segregated corticostriatal pathways with distinct loops involving different cortical regions, which may be investigated using fMRI at an ultra-high field (7 T) with enhanced sensitivity compared to lower fields. Objectives: We performed fMRI at 7 T to assess functional connectivity between the striatum and several chosen cortical areas including the motor and prefrontal cortex, in order to better understand brain changes in the striatum-cortical pathways. Method: 13 manifest subjects (age 51 ± 13 years, cytosine-adenine-guanine [CAG] repeat 45 ± 5, Unified Huntington’s Disease Rating Scale [UHDRS] motor score 32 ± 17), 8 subjects in the close-to-onset premanifest period (age 38 ± 10 years, CAG repeat 44 ± 2, UHDRS motor score 8 ± 2), 11 subjects in the far-from-onset premanifest period (age 38 ± 11 years, CAG repeat 42 ± 2, UHDRS motor score 1 ± 2), and 16 healthy controls (age 44 ± 15 years) were studied. The functional connectivity between the striatum and several cortical areas was measured by resting state fMRI at 7 T and analyzed in all participants. Results: Compared to controls, functional connectivity between striatum and premotor area, supplementary motor area, inferior frontal as well as middle frontal regions was altered in HD (all p values <0.001). Specifically, decreased striatum-motor connectivity but increased striatum-prefrontal connectivity were found in premanifest HD subjects. Altered functional connectivity correlated consistently with genetic burden, but not with clinical scores. Conclusions: Differential changes in functional connectivity of striatum-prefrontal and striatum-motor circuits can be found in early and premanifest HD. This may imply a compensatory mechanism, where additional cortical regions are recruited to subserve functions that have been impaired due to HD pathology. Our results suggest the potential value of functional connectivity as a marker for future clinical trials in HD.
Aging is a risk factor for stroke. Animal models of stroke have been widely used to study the pathophysiology of ischemic stroke, which in turn helped to develop numerous therapeutic strategies. Despite the considerable success of therapeutic strategies in animal models of ischemic stroke, almost all of them have been proved to be unsuccessful in the clinical trials. One of explanation is that data obtained from young animals may not fully resemble the effects of ischemic stroke in aged animals or elder patients, causing the discrepancy between animal experiments and clinical trials. To investigate these differences with regard to age, pathway specific gene arrays were used to identify and isolate differentially expressed genes in periinfarct following focal cerebral ischemia. The results from this study showed a persistent up-regulation of pro-apoptotic and inflammatory-related genes up to 14 days post stroke, a 50% reduction in the number of transcriptionally active stem cell-related genes and a decreased expression of genes with anti-oxidative capacity in aged rats. Also, it was observed that at day 3 post-stroke, the contralateral, healthy hemisphere of young rats is much more active at transcriptional level than that of the aged rats, especially at the level of stem cell- and hypoxia signaling associated genes. Next, protein levels between young and aged post-stroke rats in periinfarct were compared using proteomic tools. Among others, AnxA3 was identified as differentially regulated protein, but the expression of AnxA3 has no significant changes in periinfarct between these two age groups at day 3 and 14. Different from periinfarct, a strong upregulation of AnxA3 at day 3 in young rats plus a strengthened increase of AnxA3 at day 14 in aged rats using immunohistochemical quantification indicated a delayed microglial accumulation in infarct core of aged rats, suggesting that quick activation of microglia in infarct core of young rats might be beneficial for recovery. Colocalization with established microglial marker demonstrated that AnxA3 as a novel microglial marker is implicated in the microglial responses to the focal cerebral ischemia. In addition, it was found that AnxA3 positive microglial cells incorporated more proliferating cell marker BrdU. Third, the expression, localization and function of several transport proteins were investigated in young rats following focal ischemic stroke. P-gp staining was detected in endothelial cells of desintegrated capillaries and by day 14 in newly generated blood vessels. There was no significant difference, however, in the Mdr1a mRNA amount in the periinfarct region compared to the contralateral site. For Bcrp, a significant mRNA up-regulation was observed from day 3 to 14. This up-regulation was followed by the protein as confirmed by quantitative immunohistochemistry. Oatp2, located in the vascular endothelium, was also up-regulated at day 14. For Mrp5, an up-regulation was observed in neurons in the periinfarct region (day 14). In conclusion, reduced transcriptional activity in the healthy, contralateral sensorimotor cortex in conjunction with an early up-regulation of proapoptotic genes and a decreased expression of genes with anti-oxidative capacity in the ipsilateral sensorimotor cortex of aged rats, plus the delayed up-regulation of AnxA3 positive microglial cells in infarct core may contribute to diminished recovery in post-stroke old rats. In addition, it was demonstrated in this study that after stroke the transport proteins were up-regulated with a maximum at day 14, a time point that coincides with behavioral recuperation. The study further suggests Bcrp as a pronounced marker for the regenerative process and a possible functional role of Mrp5 in surviving neurons. This study provided several evidences for the different responses of young and aged rats using a focal ischemic stroke model. Understanding the effect of age is crucial for the development of relevant therapeutic drugs.
Importance: Developing interventions against age-related memory decline and for older adults experiencing neurodegenerative disease is one of the greatest challenges of our generation. Spermidine supplementation has shown beneficial effects on brain and cognitive health in animal models, and there has been preliminary evidence of memory improvement in individuals with subjective cognitive decline.
Objective: To determine the effect of longer-term spermidine supplementation on memory performance and biomarkers in this at-risk group.
Design, Setting, and Participants: This 12-month randomized, double-masked, placebo-controlled phase 2b trial (the SmartAge trial) was conducted between January 2017 and May 2020. The study was a monocenter trial carried out at an academic clinical research center in Germany. Eligible individuals were aged 60 to 90 years with subjective cognitive decline who were recruited from health care facilities as well as through advertisements in the general population. Data analysis was conducted between January and March 2021.
Interventions: One hundred participants were randomly assigned (1:1 ratio) to 12 months of dietary supplementation with either a spermidine-rich dietary supplement extracted from wheat germ (0.9 mg spermidine/d) or placebo (microcrystalline cellulose). Eighty-nine participants (89%) successfully completed the trial intervention.
Main Outcomes and Measures: Primary outcome was change in memory performance from baseline to 12-month postintervention assessment (intention-to-treat analysis), operationalized by mnemonic discrimination performance assessed by the Mnemonic Similarity Task. Secondary outcomes included additional neuropsychological, behavioral, and physiological parameters. Safety was assessed in all participants and exploratory per-protocol, as well as subgroup, analyses were performed.
Results: A total of 100 participants (51 in the spermidine group and 49 in the placebo group) were included in the analysis (mean [SD] age, 69 [5] years; 49 female participants [49%]). Over 12 months, no significant changes were observed in mnemonic discrimination performance (between-group difference, −0.03; 95% CI, −0.11 to 0.05; P = .47) and secondary outcomes. Exploratory analyses indicated possible beneficial effects of the intervention on inflammation and verbal memory. Adverse events were balanced between groups.
Conclusions and Relevance: In this randomized clinical trial, longer-term spermidine supplementation in participants with subjective cognitive decline did not modify memory and biomarkers compared with placebo. Exploratory analyses indicated possible beneficial effects on verbal memory and inflammation that need to be validated in future studies at higher dosage.
Bei Verschluss einer Zerebralarterie kommt es zu einer lokalen Minderdurchblutung und folg-lich zum Absterben von Gewebe der betroffenen Region sowie zur Induktion einer lokalen In-flammation. Diese Reaktion am Patienten kann auch beim experimentellen Verschluss mittels tMCAO (transiente Middle Cerebral Artery Occlusion) beobachtet werden.
Die Auswirkung des Schlaganfalls betrifft nicht ausschließlich das Hirngewebe, sondern führt auch zu einer Immunsuppression in der Peripherie: Es kommt zu Lymphozytopenie, erhöhter Apoptose der Splenozyten und zu einer Atrophie lymphatischer Organe, wie z. B. der Milz.
Die immunologischen Folgen des Schlaganfalls und speziell die Funktionen verschiedener Leu-kozytenpopulationen stehen im Fokus aktueller Forschungen. Die Rolle der Tregs, besonders mit fortschreitendem Alter, ist bisher nicht eindeutig geklärt und wurde daher in der vorliegen-den Arbeit näher untersucht.
In der vorliegenden Arbeit wurden FoxP3+-Treg-depletierte Tiere (Deregs) mit C57BL/6 (BL6) naiven und schlaganfallinduzierten Tiere verglichen. Untersucht wurde die apoptotische Dichte (Anzahl apoptotischer Leukozyten einer Population pro mm2 von dieser Population bedeckter Fläche) von ausgewählten Lymphozytenpopulationen: CD3+/CD4+, CD3+/CD8+, Ly6G+ und CD11c+. Die Untersuchung erfolgt im folgenden Design: 1) Entwicklung der Apoptose im zeit-lichen Verlauf 1 bis 7 Tage bzw. 7 bis14 Tage nach Infarkt. Diese Untersuchung ergab einen Trend zu höherer Apoptose und Varianz in BL6-Tieren sowie Signifikanzen für einzelne Popu-lationen und Zeitpunkte. 2) Es wurden die Unterschiede zwischen „jungen“ und „alten“ Tieren untersucht, wobei sich die in „jungen“ Tieren beobachtete Tendenz zu höherer Apoptose und Varianz in BL6-Tieren stärker zeigte. 3) Des Weiteren wurde der Zusammenhang von Apopto-sedichte und Schlaganfallvolumen untersucht. Dabei konnten vereinzelt Korrelationen zwischen hoher Apoptose und Infarktgröße ermittelt werden, die in den „alten“ Tieren stärker ausgeprägt sind. Die Korrelationen traten sowohl in BL6- als auch in Dereg-Tieren auf. 4) Die Untersu-chungen zum Zusammenhang zwischen apoptotischer Dichte und Milzvolumen ergaben aus-schließlich für die CD11c+-Färbung der „jungen“ BL6-Tiere eine Korrelation. Einige Effekte und Trends gilt es noch mit größerer Tierzahl zu überprüfen.
Objective: To evaluate the efficacy and tolerability of brivaracetam (BRV) in a severely drug refractory cohort of patients with epileptic encephalopathies (EE).
Method: A multicenter, retrospective cohort study recruiting all patients treated with EE who began treatment with BRV in an enrolling epilepsy center between 2016 and 2017.
Results: Forty-four patients (27 male [61%], mean age 29 years, range 6 to 62) were treated with BRV. The retention rate was 65% at 3 months, 52% at 6 months and 41% at 12 months. A mean retention time of 5 months resulted in a cumulative exposure to BRV of 310 months. Three patients were seizure free during the baseline. At 3 months, 20 (45%, 20/44 as per intention-to-treat analysis considering all patients that started BRV including three who were seizure free during baseline) were either seizure free (n = 4; 9%, three of them already seizure-free at baseline) or reported at least 25% (n = 4; 9%) or 50% (n = 12; 27%) reduction in seizures. An increase in seizure frequency was reported in two (5%) patients, while there was no change in the seizure frequency of the other patients. A 50% long-term responder rate was apparent in 19 patients (43%), with two (5%) free from seizures for more than six months and in nine patients (20%, with one [2 %] free from seizures) for more than 12 months. Treatment-emergent adverse events were predominantly of psychobehavioural nature and were observed in 16%.
Significance: In this retrospective analysis the rate of patients with a 50% seizure reduction under BRV proofed to be similar to those seen in regulatory trials for focal epilepsies. BRV appears to be safe and relatively well tolerated in EE and might be considered in patients with psychobehavioral adverse events while on levetiracetam.
In der Vergangenheit ergaben sich aus zahlreichen Untersuchungen vermehrt Hinweise für eine wichtige Rolle von Insulin-like Growth Factor-1 (IGF-1) für das Überleben, den Erhalt, sowie das Differenzierungsverhalten von verschiedenen Zelltypen. Hierbei wurden Effekte von IGF-1 auf Zellen unterschiedlicher Gewebearten, u. a. auch des Zentralen Nervensystems, festgestellt. Für viele der beobachteten IGF-1-Wirkungen konnte eine Vermittlung über den PI3-Kinase/Akt/NF-κB-Signalweg bestätigt werden. Aber auch der ERK-Signal- weg scheint an der IGF-1-vermittelten Signaltransduktion beteiligt zu sein.
Aus früheren Untersuchungen der eigenen Arbeitsgruppe mit dem auch in der vorliegenden Arbeit verwendeten Zellsystem ist bekannt, dass der PI3-Kinase/Akt/NF-κB-Signalweg die astrogliale Differenzierung der fetalen mesenzephalen neuralen Precursorzellen („fetal mesencephalic precursor cells“ [fmNPCs]) maßgeblich beeinflusst.
Hingegen wird die durch Interleukin-1β (IL-1β) induzierte dopaminerge Differenzierung von fmNPCs über den ERK/MAP-Kinase-Signalweg vermittelt und durch die Hemmung des PI3-Kinase/Akt/NF-κB-Signalweges erleichtert.
Die vorliegende Arbeit beschäftigte sich vor diesem Hintergrund mit dem Einfluss von IGF-1 auf langzeitexpandierte fmNPCs der Ratte. Dazu wurde das in vitro-Modell der primären Dissoziationskultur aus mesenzephalem Gewebe 14 Tage alter embryonaler Ratten herangezogen. Es wurde der Frage nachgegangen, inwieweit IGF-1 die Überlebensfähigkeit, das Proliferationspotenzial, die Expression des IGF-1-Rezeptors, sowie das neuronale, astrogliale und oligodendrogliale Differenzierungsverhalten dieser fmNPCs der Ratte beeinflussen kann. Weiterhin sollten an der Differenzierung beteiligte intrazelluläre Signaltransduktionsmechanismen näher charakterisiert werden.
Bei der Untersuchung der Überlebensfähigkeit der Zellen zeigte sich, dass die Behandlung mit IGF-1 (50 ng/ml) sowohl während der Expansion als auch während der Differenzierung über 24 h und 72 h im Vergleich zur unbehandelten Kontrollreihe zu einer signifikanten Steigerung der Überlebensrate führte. Dieser überlebenssteigernde Effekt von IGF-1 auf die fmNPCs konnte durch die gleichzeitige Behandlung mit AG 1024 – einem Inhibitor des IGF-1-Rezeptors – während der Differenzierung, nicht jedoch während der Expansion, aufgehoben werden. Dies spricht für eine besondere Rolle von IGF-1 für den Differenzierungsprozess der fmNPCs, welche folglich während ihrer Differenzierung in höherem Maße auf die Expression des IGF-1-Rezeptors angewiesen sind als während der Expansion. Übereinstimmend mit diesem Ergebnis zeigte sich bei den Untersuchungen zur Expression des IGF-1-Rezeptors eine signifikante Hochregulierung der IGF-1-Rezeptor-Expression während der Differenzierung im Vergleich zur Expansion der Zellen. Weiterhin konnte unter IGF-1-Behandlung und Differenzierung der Zellen wiederum eine signifikante Hochregulierung der IGF-1-Rezeptor-Expression im Vergleich zur Differenzierung unter Kontrollbedingungen beobachtet werden.
Bei den Untersuchungen zum Einfluss von IGF-1 auf den Erhalt des Proliferationspotentials der fmNPCs konnte bezüglich der Ki-67-markierten Zellen nach der Expansion über 72 h ein signifikanter Effekt von IGF-1 beobachtet werden, mit einer höheren Anzahl Ki-67-positiver Zellen im Vergleich zur Kontrollreihe. Allerdings konnte dieser, das Proliferationspotential steigernde, Effekt nach der Expansion über 24 h und anschließender Markierung der Zellen mit BrdU nicht beobachtet werden. Trotzdem zeigten sich im Vergleich zur Kontrolle mehr Zellen mit Proliferationspotential (BrdU-positiv) und somit eine Tendenz in Richtung des Ergebnisses nach der Expansion über 72 h.
Ein weiterer Fokus der vorliegenden Arbeit lag auf der Untersuchung des Einflusses von IGF-1 auf das neuronale und gliale Differenzierungsverhalten von fmNPCs. Hierbei zeigte sich, dass die Behandlung der Zellen mit IGF-1 über einen Differenzierungszeitraum von 7 d zu signifikant mehr Zellen mit neuronalem Phänotyp (MAP2-positiv) im Vergleich zur Kontrollreihe führte. Bezüglich der astroglialen und oligodendroglialen Differenzierung der fmNPCs konnte eine Behandlung mit IGF-1 keine signifikanten Ergebnisse zeigen.
Schließlich beschäftigte sich die vorliegende Arbeit auch damit, die an der Differenzierung beteiligten intrazellulären Signaltransduktionsmechanismen näher zu charakterisieren. Dazu wurden ELISA-Experimente durchgeführt, um die Aktivierung ausgewählter Kinasen und Transkriptionsfaktoren in der Frühphase der Differenzierung der fmNPCs zu bestimmen. Hierbei zeigte sich unter IGF-1-Behandlung, im Vergleich zur unbehandelten Kontrollreihe, ein Abfall der Aktivität der PI3-Kinase, Akt und von NF-κB mit signifikanten Werten nach 0 h, 3 h und 6 h für die PI3-Kinase, nach 1 h und 6 h für Akt und nach 0,5 h für NF-κB. Im Gegensatz dazu konnte die Aktivität der ERK unter IGF-1-Behandlung nach 1 h, 3 h und 6 h signifikant gesteigert werden. Für die p38 MAP-Kinase zeigte sich nach 3 h Behandlung mit IGF-1 eine signifikante Reduktion der Aktivität im Vergleich zur Kontrollreihe. Auf die JNK-Aktivität zeigte die Behandlung mit IGF-1 hingegen keinen signifikanten Effekt.
Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit lassen folgende Schlussfolgerungen zu:
• IGF-1 erhöht die Überlebensrate von fmNPCs während deren Expansion und Differenzierung in vitro über 24 h und 72 h.
• AG 1024 inhibiert diesen überlebenssteigernden Effekt während der Differenzierung von fmNPCs, nicht aber während deren Expansion.
• IGF-1 steigert das Proliferationspotenzial von fmNPCs in vitro.
• IGF-1 induziert die Neurogenese von fmNPCs in vitro.
• Effekte von IGF-1 auf die fmNPCs werden vermittelt über den IGF-1-Rezeptor, welcher während der Differenzierung durch die Behandlung mit IGF-1 hochreguliert wird.
• IGF-1 führt in der weiteren zellulären Signaltransduktion während der Differenzierung von fmNPCs zu einer Herunterregulierung des PI3-Kinase/Akt/NF-κB-Signalwegs und zu einer Hochregulierung von ERK1/2 des MAP-Kinase-Signalwegs.
Der Schlaganfall hat Auswirkungen auf das Immunsystem. Die schlaganfallassoziierte Immunsuppression führt zu einer erhöhten Rate an Infektionen, was das Outcome für die Patienten verschlechtert. Die Abwehrfunktionen von Neutrophilen Granulozyten und Monozyten sind in diesem Zusammenhang beeinträchtigt. Bisher war weitgehend unklar, wie sich rtPA auf die Abwehrfunktionen von Neutrophilen Granulozyten und Monozyten auswirkt. Mithilfe der Blutproben von gesunden Spendern wurden Phagozytose, oxidativer Burst und NETose nach Inkubation mit rtPA untersucht. Während die Phagozytose und der oxidative Burst durch rtPA herabgesetzt waren, zeigte sich bezüglich der NETose kein Einfluss durch rtPA.
MPO und NE tragen entscheidend zur Funktion der Abwehrmechanismen von Neutrophilen Granulozyten und Monozyten bei. In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass nach Inkubation mit rtPA die freigesetzte Menge von NE, nicht aber die von MPO zunimmt. rtPA hat keinen Einfluss auf die intrazellulär detektierte Menge beider Enzyme. Die Effekte von rtPA auf Phagozytose und oxidativen Burst scheinen somit NE- und MPO- unabhängig zu sein.
Nach dem Schlaganfall sind der oxidative Burst und die NETose bei Schlaganfallpatienten beeinträchtigt. MPO ist in Neutrophilen Granulozyten von Schlaganfallpatienten vermindert. Im Rahmen der hier durchgeführten Versuche konnte gezeigt werden, dass NE nach dem Schlaganfall intrazellulär nicht vermindert ist. Die Effekte des Schlaganfalls auf oxidativen Burst und NETose sind somit wahrscheinlich nicht abhängig von NE.
MPO und NE sind nach dem Schlaganfall vermehrt im Serum nachweisbar. In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass nicht allein die erhöhte Zahl Neutrophiler Granulozyten nach dem Schlaganfall hierfür verantwortlich ist.
Die Frage, ob rtPA in vivo Einfluss auf MPO und NE hat, konnte nicht abschließend beantwortet werden und bedarf weiterer Klärung.
Insgesamt sollte die Rolle von rtPA als Immunmodulator bei der Therapie von Schlaganfallpatienten und in der Auswertung von entsprechenden Studien Berücksichtigung finden. Die Mechanismen der Schlaganfall-assoziierten Immunsuppression bedürfen weiterer Aufklärung.
Passend zu unserer Ausgangshypothese hemmt eine VPA Behandlung die astrogliale Differenzierung fetaler mNSCs durch Hemmung des PI3-kinase/Akt Signalweges zum Transkriptionsfaktor NFkB. Diese Ergebnisse passen sowohl zu früheren Publikationen mit anderen Zellsystemen, die einen hemmenden Einfluss von VPA auf den PI3-kinase/Akt Signalweg gezeigt hatten als auch zu eigenen Voruntersuchungen, die eine Blockierung der astroglialen Differenzierung durch Hemmung des PI3-kinase/Akt Signalweges in unserem Zellsystem zeigten. Andere Gruppen hatten in anderen Zellsystemen eine Verbesserung der neuronalen Differenzierung durch VPA gezeigt. Dieser Befund ließ sich in unserem Zellsystem nicht reproduzieren, auch wenn eine nicht statistisch signifikante Tendenz zu mehr Neuronen bestand. Die derzeitige Therapie des idiopathischen Parkinson-Syndroms besteht lediglich in der Behandlung der Symptome. Bisher konnte eine kausale Therapie, wie zum Beispiel ein Zellersatz der untergegangenen dopaminergen Neurone in der Substantia nigra, nicht etabliert werden. Unsere Arbeit konnte den Einfluss von Valproat auf die Mechanismen der Differenzierung neuraler Vorläuferzellen auf molekularer Ebene näher beleuchten und somit das Verständnis über das Expansions- und Differenzierungsverhalten neuraler dopaminerger Vorläuferzellen erweitern. Diese Erkenntnisse sind für die weitere Entwicklung von regenerativen Therapieansätzen des idiopathischen Parkinson-Syndroms, wie der Stammzell-basierten Neurotransplantation als auch der pharmakologischen in vivo-Neurogenese, von herausragender Bedeutung.
Hintergrund: VPS ist ein bekannter Inhibitor der HDAC. In den zurückliegenden Jahren sind mehrere Publikationen erschienen, die VPS eine bedeutende Rolle in Bezug auf eine neuroprotektive Wirkung zugeschrieben haben. Jedoch sind in diesem Zeitraum auch gegenteilige Ergebnisse veröffentlicht worden. In bisherigen eigenen Voruntersuchungen sahen wir, dass VPS weder neuroprotektive noch zytotoxische Effekte hervorgerufen hatte. In der vorliegenden Arbeit untersuchten wir unter Verwendung von Dosierungen, die dem therapeutischen Wirkspiegel von VPS entsprachen, ob VPS die neurotoxische Wirkung von MPP+ inhibieren konnte.
Hypothese: Die vorliegende Dissertation soll einen Beitrag zur Erweiterung des Verständnisses der Auswirkungen einer VPS-Gabe auf das Verhalten neuraler Vorläuferzellen liefern. Insbesondere sollte die postulierte neuroprotektive Wirkung von VPS gegenüber dem neurotoxischen Agens MPP+ evaluiert werden.
Methoden: Die fmNPZ werden in einer feuchtigkeitsgesättigten Atmosphäre in einem Expansionsmedium propagiert. Die Differenzierung erfolgt auf PLL beschichteten Kulturplatten in P4-8F Medium mit ohne VPS, 100μg/ml VPS und 200μg/ml VPS für bis zu 96 Stunden. Zur Detektion neuroprotektiver Effekte von VPS verwendeten wir einen Zytotoxizitästest: neben der simultanen Gabe von MPP+ und VPS erfolgte eine 24-stündige Vorbehandlung mit VPS, bevor MPP+ appliziert wurde. Zur Auswertung der Tests kamen histochemische Verfahren (PI/bisBenzimid-Färbung) zur Anwendung. Zur Evaluation des Proliferationspotenzials der fmNPZ unter Anwendung von VPS nutzen wir immunhistochemische Verfahren nach Standardprotokollen unter Verwendung folgender Antikörper: Maus Anti-BrdU (Konzentration: 60μl 5mM Stocklösung/ml), Kaninchen Anti-Ki-67 (1:500) und entsprechende Floureszenz-gelabelte Sekundär-AK (1:500).
Ergebnisse: 100μg/ml als auch 200μg/ml VPS - als Einzelsubstanz - bewirkten nach 96 Stunden Differenzierungszeit eine signifikante Zunahme an avitalen Zellen. MPP+ - als Einzelsubstanz - zeigte die erwartete konzentrationsabhängige signifikante Zunahme an nekrotischen Zellen. Nach Simultangabe von MPP+/VPS bewirkte VPS sowohl unter Expansions- als auch unter Differenzierungsbedingungen keinen signifikant neuroprotektiven Effekt gegenüber MPP+. Nach 24-stündiger Vorbehandlung mit VPS sahen wir unter Expansionsbedingungen nach Applikation von 200μg/ml VPS einen die Toxizität von MPP+ verstärkenden Effekt. Unter Differenzierungsbedingungen bewirkte erst die Zugabe von 60μM MPP+ und eine weitere gemeinsame Kultivierungszeit von 72 Stunden einen signifikanten Anstieg an avitalen Zellen.
Die Proliferationskapazität der fmNPZ war nach Zugabe von 100μg/ml VPS nicht verändert.
Schlussfolgerungen: Zur Klärung der Frage welche Effekte VPS auf das Verhalten prädopaminerger, neuraler Progenitorzellen auslöst, konnte diese Arbeit einen weiteren wichtigen Beitrag leisten. Das gesetzte Ziel konnten wir somit erreichen.
Die Therapie neurodegenerativer Erkrankungen wie die des Morbus Parkinson besteht derzeit in einer rein symptomatischen Behandlung ohne die Progredienz der Erkrankungen deutlich verlangsamen oder gar stoppen zu können. Eine kausale Therapie wie zum Beispiel eine zellbasierte Ersatztherapie konnte bis dato noch nicht erfolgreich etabliert werden.
Unsere Arbeit liefert einen weiteren Beitrag zum Verständnis der Wirkungen von VPS auf das Differenzierungs- und Expansionsverhalten prädopaminerger, neuraler Progenitorzellen.
Unter Berücksichtigung des in dieser Arbeit verwendeten Versuchsaufbaus kann postuliert werden, dass VPS keinen neuroprotektiven Effekt auf die fmNPZ ausübt. In höherer Dosierung als die die dem therapeutischen Wirkspiegel von VPS entsprechen, konnte unter bestimmten Bedingungen ein zytotoxischer Effekt nachgewiesen werden. Diese Ergebnisse passen sowohl zu früheren Publikationen mit anderen Zellsystemen, die einen toxischen Effekt von VPS beobachtet hatten, als auch zu den Ergebnissen eigener Voruntersuchungen.
Die gewonnenen Erkenntnisse sind unter dem Aspekt der zukünftigen Entwicklung Stammzell-basierter Zellersatztherapien als auch der pharmakologischen Beeinflussung der in vivo Neurogenese von Bedeutung, weil diese Erkenntnisse einerseits Wirkungen von VPS auf Ebene neuraler Vorläuferzellen aufzeigen und andererseits daraus folgend eine kritische Evaluation der Anwendung von VPS ermöglicht.
Background: Inflammatory markers, such as C-reactive Protein (CRP), Interleukin-6 (IL-6), tumor necrosis factor (TNF)-alpha and fibrinogen, are upregulated following acute stroke. Studies have shown associations of these biomarkers with increased mortality, recurrent vascular risk, and poor functional outcome. It is suggested that physical fitness training may play a role in decreasing long-term inflammatory activity and supports tissue recovery.
Aim: We investigated the dynamics of selected inflammatory markers in the subacute phase following stroke and determined if fluctuations are associated with functional recovery up to 6 months. Further, we examined whether exposure to aerobic physical fitness training in the subacute phase influenced serum inflammatory markers over time.
Methods: This is an exploratory analysis of patients enrolled in the multicenter randomized-controlled PHYS-STROKE trial. Patients within 45 days of stroke onset were randomized to receive either four weeks of aerobic physical fitness training or relaxation sessions. Generalized estimating equation models were used to investigate the dynamics of inflammatory markers and the associations of exposure to fitness training with serum inflammatory markers over time. Multiple logistic regression models were used to explore associations between inflammatory marker levels at baseline and three months after stroke and outcome at 3- or 6-months.
Results: Irrespective of the intervention group, high sensitive CRP (hs-CRP), IL-6, and fibrinogen (but not TNF-alpha) were significantly lower at follow-up visits when compared to baseline (p all ≤ 0.01). In our cohort, exposure to aerobic physical fitness training did not influence levels of inflammatory markers over time. In multivariate logistic regression analyses, increased baseline IL-6 and fibrinogen levels were inversely associated with worse outcome at 3 and 6 months. Increased levels of hs-CRP at 3 months after stroke were associated with impaired outcome at 6 months. We found no independent associations of TNF-alpha levels with investigated outcome parameters.
Conclusion: Serum markers of inflammation were elevated after stroke and decreased within 6 months. In our cohort, exposure to aerobic physical fitness training did not modify the dynamics of inflammatory markers over time. Elevated IL-6 and fibrinogen levels in early subacute stroke were associated with worse outcome up to 6-months after stroke.
Clinical Trial Registration: ClinicalTrials.gov, NCT01953549.
Neuronal cells are specialists for rapid transfer and translation of information. Their electrical properties relay on a precise regulation of ion levels while their communication via neurotransmitters and neuropeptides depends on a high protein and lipid turnover. The endoplasmic Reticulum (ER) is fundamental to provide these necessary requirements for optimal neuronal function. Accumulation of misfolded proteins in the ER lumen, reactive oxygen species and exogenous stimulants like infections, chemical irritants and mechanical harm can induce ER stress, often followed by an ER stress response to reinstate cellular homeostasis. Imbedded between glial-, endothelial-, stromal-, and immune cells neurons are constantly in communication and influenced by their local environment. In this review, we discuss concepts of tissue homeostasis and innate immunity in the central and peripheral nervous system with a focus on its influence on ER stress, the unfolded protein response, and implications for health and disease.
Bei spezifischen klinischen Konstellationen ist eine Lumbalpunktion zur Liquoranalytik
wichtig, um die Ätiologie der epileptischen Anfälle bzw. eines Status epilepticus zu klären und
alternative Erkrankungen auszuschließen. Die im Rahmen der vorliegenden Studie entwickelte
IDEAL-Checkliste stellt vor diesem Hintergrund einen einfach umzusetzenden und in den
klinischen Alltag leicht zu implementierenden Algorithmus dar, der behandelnde Ärztinnen
und Ärzte bei der Entscheidung für oder gegen die Durchführung einer Liquoruntersuchung
unterstützt. Gleichzeitig bewahrt die Anwendung der Checkliste Patientinnen und Patienten vor
einer nicht notwendigen Liquorpunktion mit entsprechenden Risiken. In den hier vorliegenden
Studien hätte bei etwa der Hälfte der Fälle (43 % in der prospektiven bzw. 49 % in der
retrospektiven Kohorte) auf eine Lumbalpunktion verzichtet werden können. Damit hätten die
periprozedurale Belastung der Patientinnen und Patienten sowie potentielle Komplikationen
einer Lumbalpunktion vermieden werden können.
Gleichzeitig besteht aufgrund des hohen negativen prädiktiven Wertes von 99-100 % eine hohe
Wahrscheinlichkeit eine liquorrelevante Ätiologie auch nicht zu übersehen, wenn kein Item der
kombinierten IDEAL-Checkliste zutrifft und damit auf eine Lumbalpunktion zur Liquoranalyse
verzichtet wird.
Eine multizentrische, prospektive Beobachtungsstudie sollte unter Anwendung der nationalen
und demographischen MoCA-Werte und auch im Hinblick auf unterschiedliche
Diagnostikstrategien bzw. Indikationskriterien, die breite klinische Anwendung, aber auch die
Erfassung seltener Ätiologien (z. B. immunsupprimierte Patientinnen und Patienten,
systemische Autoimmunerkrankungen) zur weiteren Validierung der IDEAL-Checkliste
erfolgen.
Background:
Epilepsy development during the course of multiple sclerosis (MS) is considered to be the result of cortical pathology. However, no long-term data exist on whether epilepsy in MS also leads to increasing disability over time.
Objective:
To examine if epilepsy leads to more rapid disease progression.
Methods:
We analyzed the data of 31,052 patients on the German Multiple Sclerosis Register in a case–control study.
Results:
Secondary progressive disease course (odds ratio (OR) = 2.23), age (OR = 1.12 per 10 years), and disability (OR = 1.29 per Expanded Disability Status Scale (EDSS) point) were associated with the 5-year prevalence of epilepsy. Patients who developed epilepsy during the course of the disease had a higher EDSS score at disease onset compared to matched control patients (EDSS 2.0 vs 1.5), progressed faster in each dimension, and consequently showed higher disability (EDSS 4.4 vs 3.4) and lower employment status (40% vs 65%) at final follow-up. After 15 years of MS, 64% of patients without compared to 54% of patients with epilepsy were not severely limited in walking distance.
Conclusion:
This work highlights the association of epilepsy on disability progression in MS, and the need for additional data to further clarify the underlying mechanisms.
Background:
Epileptic seizures can occur throughout the course of multiple sclerosis (MS) and are associated with increasing disability progression over time. However, there are no data on whether epileptic seizures at the onset of MS also lead to increasing disability.
Objective:
To examine disease progression over time for MS patients with epileptic seizures at onset.
Methods:
We analyzed the data of 30,713 patients on the German Multiple Sclerosis Register in a case–control study for more than 15 years. MS patients with seizures at onset were further divided into subgroups with polysymptomatic and monosymptomatic onset to assess the impact of additional symptoms on disease progression.
Results:
A total of 46 patients had seizures as onset symptoms. Expanded Disability Status Scale (EDSS) within the first year was lower in the group with seizures at onset compared to controls (0.75 versus 1.6, p < 0.05), which changed until the last reported visit (3.11 versus 3.0). Both subgroups revealed increased EDSS progression over time compared to controls.
Conclusion:
Epileptic seizures at MS onset are associated with a higher amount of disability progression over time. Additional longitudinal data are needed to further clarify the impact of seizures on the pathophysiology of MS disease progression.
Bei einem seit vielen Jahren bekannten erhöhten Risiko für MS-Patient:innen epileptische Anfälle zu erleiden, untersuchten wir eine Gruppe von Patient:innen mit diesen beiden Voraussetzungen. Die epileptischen Anfälle können hier als Folge der MS auftreten, aber auch durch Erkrankungen in der Vorgeschichte der Patient:innen begünstigt werden. Für unsere Studie wählten wir einen retrospektiven populationsbasierten Ansatz.
Die finale Studiengruppe bestand aus 59 Personen mit epileptischen Anfällen und MS aus insgesamt 2285 MS-Patient:innen, die in den Zentren Greifswald und Rostock in diesem Zeitraum behandelt wurden. Es zeigte sich eine Prävalenz epileptischer Anfälle bei Patient:innen mit MS-Diagnose von 2,6%. Eine Aufteilung in zwei Subgruppen mit epileptischen Anfällen vor/nach MS-Diagnose, mit 22 vs. 37 Patient:innen, wurde anschließend durchgeführt. Die Patient:innen in der Subgruppe MS-E Gruppe waren durchschnittlich 9 Jahre älter und wiesen einen höheren EDSS aus, verglichen mit der Subgruppe E-MS. Bei 16,9% der Kohorte wurde der epileptische Anfall rückblickend als erstes MS-Symptom gewertet. In 50,8% der Studienpopulation bestanden epileptogene Risikofaktoren in der Vorgeschichte, mit 40,9% (9/22) vs. 56,8% (21/37) in den Subgruppen vor/nach MS-Diagnose. Die häufigsten konkurrierenden Ursachen bestanden in abgelaufenen Schädel-Hirn-Traumata und cerebralen Ischämien, zusammen in mehr als 30% der Fälle. Die Diagnosestellung der epileptischen Anfälle und Epilepsie erfolgte bei 18,6% ohne EEG-Diagnostik, bei erfolgter EEG-Diagnostik bestanden in 58,3% pathologische EEG-Muster. Bei einem Drittel der Patient:innen erfolgte die Diagnosestellung ohne direkte Beobachtung oder EEG-Auffälligkeiten.
Im Vergleich zur Normalbevölkerung zeigt sich in unserer Studienpopulation eine erhöhte Prävalenz epileptischer Anfälle. Die Bedeutung einer adäquaten Diagnostik der epileptischen Anfälle, auch wenn einmalig aufgetreten, stellt sich in unserer Studie dar. Hierbei ist es entscheidend, dass eine EEG-Diagnostik erfolgt und zusätzlich eine ausführliche semiologische Anamnese. Diese sollte idealerweise von Ärzt:innen oder Neurolog:innen mit epileptologischer Erfahrung durchgeführt werden um die Befunde gut einordnen zu können, am besten im Rahmen eines strukturierten Work-ups. Die epileptischen Anfälle können sowohl vor, als auch nach dem Beginn der MS-Symptomatik auftreten und auch die erste Manifestation der Erkrankung darstellen. Alternative Risikofaktoren für epileptische Anfälle sollten sorgfältig erfragt und dokumentiert werden, die Diagnosestellung und Behandlung einer Epilepsie aber nicht verzögern. Es stellte sich in unserer Kohorte kein signifikanter Unterschied in bestehenden Risikofaktoren zwischen den Sub¬gruppen vor/nach MS-Diagnose heraus. Dies spricht dafür, epileptische Anfälle als einen Teil der MS-Erkrankung zu betrachten, der durch Risikofaktoren aber auch die MS-Erkrankung selbst verursacht werden kann.
Vom 24.09.2007 bis zum 23.04.2010 wurden insgesamt 150 Patienten (65 Männer, 85 Frauen) mit ischämischem supratentoriellen Territorialinfarkt in eine prospektive Studie bis 2 Jahre nach Schlaganfall eingeschlossen. Ziel war es, Risikofaktoren für das Auftreten epileptischer Anfälle nach Schlaganfall zu finden. In unserer Studie sind epileptische Anfälle mit 18,7 % (n=28) und Epilepsie mit 15,3 % (n=23) nach der neuen Definition der ILAE (2005) häufiger als bisher bekannt. 8,7 % (n=13) erlitten rezidivierende epileptische Anfälle. Als erstes epileptisches Ereignis zeigten 9 Patienten (6 %) einen akuten symptomatischen und 19 Patienten (12,7 %) einen unprovozierten Anfall. Das Epilepsierisiko ist nach unprovozierten Anfällen höher als nach akut symptomatischen Anfällen (p=0,002). Ein erster epileptischer Anfall trat bei fast 80 % (n=22) der Patienten innerhalb des ersten Jahres und bei 57,1 % (n=16) innerhalb der ersten 30 Tage nach Schlaganfall auf, sodass vor allem die ersten Wochen besonders vulnerabel sind. Risikofaktoren für das Auftreten eines ersten epileptischen Anfalls nach Schlaganfall konnten benannt werden: Ausgedehnte Schlaganfallfrühzeichen in der Bildgebung und folglich niedrigere ASPECTS sowie das Vorliegen mehrerer verschiedener Frühzeichen bei vorhandenen Frühzeichen; Signifikante EEG-Befunde in der Akutphase des Schlaganfalls (Tag 1-9): Ein ausgedehnter Wellenfokus, PLEDs und epilepsietypische Potentiale. PLEDs sind in unserer Studie allerdings sehr selten (n=3, 2 %) und sind daher in der individuellen Risikoabschätzung eher nicht relevant. Wenn allerdings PLEDs auftreten, dann scheinen sie mit epileptischen Anfällen in Zusammenhang zu stehen. Grundsätzlich sind Patienten gefährdet, die ein großes Infarktvolumen im cCT oder cMRT, einen NIHSS von mindestens 5 Punkten sowie 2 oder mehr cerebrovaskuläre Risikofaktoren (CVR) aufweisen. Alter und Geschlecht spielen für die Entwicklung epileptischer Anfälle keine Rolle. Das Risiko zu versterben ist in unserer Studie bei Patienten mit einem epileptischen Anfall größer (28,6 % vs. 19,7 %) und liegt innerhalb des ersten Jahres am höchsten (n=26, 17,3 %). Keinen Einfluss auf die Entwicklung epileptischer Anfälle haben kardiovaskuläre Begleiterkrankungen (koronare Herzerkrankung und Herzinsuffizienz), die Schlaganfallätiologie, eine rekanalisierende Schlaganfalltherapie, eine hämorrhagische Infarzierung sowie eine kortikale Infarktlokalisation.
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).
Wir leben in einer älter werdenden Gesellschaft, in der die gesundheitlichen Herausforderungen u.a. durch zerebrovaskuläre Erkrankungen steigen. Ein Schlaganfall wird dank exzellenter Akutversorgung zwar oftmals überlebt, ein Großteil der Patienten hat jedoch starke Funktionseinbußen und benötigt rehabilitative Unterstützung, um eine persistierende Behinderung zu vermeiden. Oft ist für längere Zeit sowohl in der akuten als auch in der chronischen Phase nach Schlaganfall eine optimale Therapie unabdingbar, um dem Patienten das Wiedererlangen einer möglichst hohen Selbstständigkeit im Alltag zu ermöglichen.
Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wird eine evidenzbasierte rehabilitative Behandlung der Armparese nach Schlaganfall durch eine systematische Suche und kritische Würdigung sowie Synthese der besten verfügbaren Evidenz aus klinischen Studien charakterisiert. Zu diesem Zweck wurden bei einer systematischen Literaturrecherche für den Zeitraum vom 12.2003 bis 11.2013 932 Referenzen in der Fachdatenbank PubMed identifiziert. Aus diesen wurden nach Ein- und Ausschlusskriterien 202 Studien für die Fragestellung relevante randomisierte kontrollierte Studien selektiert. Anschließend fand für jede RKS eine standardisierte Datenextraktion, kritische Würdigung der methodischen Studienqualität (Critical appraisal) sowie die Formulierung der ableitbaren klinischen Schlussfolgerungen statt. Daran anknüpfend erfolgte für einzelne Therapieverfahren (über alle RKS zu einem Thema hinweg) eine Ableitung von konkreten Empfehlungen für die klinische Praxis. Für die Bewertung der Qualität der Evidenz der eingeschlossenen Quellen und die Graduierung der Empfehlungsstärke wurden die Standards der Grading of Recommendations Assessment, Development and Evaluation (kurz GRADE) genutzt.
Die Evidenz belegt, dass eine ganze Reihe therapeutischer Verfahren die Erholung der Armfunktion nach Schlaganfall unterstützen kann. Eine Überlegenheit gegenüber anderen Verfahren wurde für nur wenige Therapien gezeigt, wie z.B. für die Constraint-induced movement therapy und das schädigungsorientierte Training in Form des Arm-Fähigkeits- und Arm-Basis-Trainings (Therapie ohne Geräte), die Arm-Robot-Therapie oder die Spiegeltherapie (Therapie mit Geräten). Abschließend erhält der Leser eine Art ‚Rezeptblock‘, anhand dessen eine mögliche und evidenzbasierte Therapie bzw. Therapiealternative direkt abgelesen werden kann und der die praktische Umsetzung der evidenzbasierten Empfehlungen fördern soll. Gegliedert wurde der ‚Rezeptblock‘ nach der Schwere der Armlähmung (leichte, mittlere und schwere Parese) und der Chronizität der Schlaganfallresiduen (akute, subakute, chronische Phase).
Background and Purpose: In the setting of acute ischemic stroke, increased blood-brain barrier permeability (BBBP) as a sign of injury is believed to be associated with increased risk of poor outcome. Pre-clinical studies show that selected serum biomarkers including C-reactive protein (CRP), interleukin-6 (IL-6), tumor necrosis factor-alpha (TNFα), matrix metallopeptidases (MMP), and vascular endothelial growth factors (VEGFs) may play a role in BBBP post-stroke. In the subacute phase of stroke, increased BBBP may also be caused by regenerative mechanisms such as vascular remodeling and therefore may improve functional recovery. Our aim was to investigate the evolution of BBBP in ischemic stroke using contrast-enhanced (CE) magnetic resonance imaging (MRI) and to analyze potential associations with blood-derived biomarkers as well as functional recovery in subacute ischemic stroke patients.
Methods: This is an exploratory analysis of subacute ischemic stroke patients enrolled in the BAPTISe study nested within the randomized controlled PHYS-STROKE trial (interventions: 4 weeks of aerobic fitness training vs. relaxation). Patients with at least one CE-MRI before (v1) or after (v2) the intervention were eligible for this analysis. The prevalence of increased BBBP was visually assessed on T1-weighted MR-images based on extent of contrast-agent enhancement within the ischemic lesion. The intensity of increased BBBP was assessed semi-quantitatively by normalizing the mean voxel intensity within the region of interest (ROI) to the contralateral hemisphere (“normalized CE-ROI”). Selected serum biomarkers (high-sensitive CRP, IL-6, TNF-α, MMP-9, and VEGF) at v1 (before intervention) were analyzed as continuous and dichotomized variables defined by laboratory cut-off levels. Functional outcome was assessed at 6 months after stroke using the modified Rankin Scale (mRS).
Results: Ninety-three patients with a median baseline NIHSS of 9 [IQR 6–12] were included into the analysis. The median time to v1 MRI was 30 days [IQR 18–37], and the median lesion volume on v1 MRI was 4 ml [IQR 1.2–23.4]. Seventy patients (80%) had increased BBBP visible on v1 MRI. After the trial intervention, increased BBBP was still detectable in 52 patients (74%) on v2 MRI. The median time to v2 MRI was 56 days [IQR 46–67]. The presence of increased BBBP on v1 MRI was associated with larger lesion volumes and more severe strokes. Aerobic fitness training did not influence the increase of BBBP evaluated at v2. In linear mixed models, the time from stroke onset to MRI was inversely associated with normalized CE-ROI (coefficient −0.002, Standard Error 0.007, p < 0.01). Selected serum biomarkers were not associated with the presence or evolution of increased BBBP. Multivariable regression analysis did not identify the occurrence or evolution of increased BBBP as an independent predictor of favorable functional outcome post-stroke.
Conclusion: In patients with moderate-to-severe subacute stroke, three out of four patients demonstrated increased BBB permeability, which decreased over time. The presence of increased BBBP was associated with larger lesion volumes and more severe strokes. We could not detect an association between selected serum biomarkers of inflammation and an increased BBBP in this cohort. No clear association with favorable functional outcome was observed.
Trial registration: NCT01954797.
Introduction
With the worldwide increase of life expectancy leading to a higher proportion of older adults experiencing age-associated deterioration of cognitive abilities, the development of effective and widely accessible prevention and therapeutic measures has become a priority and challenge for modern medicine. Combined interventions of cognitive training and transcranial direct current stimulation (tDCS) have shown promising results for counteracting age-associated cognitive decline. However, access to clinical centres for repeated sessions is challenging, particularly in rural areas and for older adults with reduced mobility, and lack of clinical personnel and hospital space prevents extended interventions in larger cohorts. A home-based and remotely supervised application of tDCS would make the treatment more accessible for participants and relieve clinical resources. So far, studies assessing feasibility of combined interventions with a focus on cognition in a home-based setting are rare. With this study, we aim to provide evidence for the feasibility and the effects of a multisession home-based cognitive training in combination with tDCS on cognitive functions of healthy older adults.
Methods and analysis
The TrainStim-Home trial is a monocentric, randomised, double-blind, placebo-controlled study. Thirty healthy participants, aged 60–80 years, will receive 2 weeks of combined cognitive training and anodal tDCS over left dorsolateral prefrontal cortex (target intervention), compared with cognitive training plus sham stimulation. The cognitive training will comprise a letter updating task, and the participants will be stimulated for 20 min with 1.5 mA. The intervention sessions will take place at the participants’ home, and primary outcome will be the feasibility, operationalised by two-thirds successfully completed sessions per participant. Additionally, performance in the training task and an untrained task will be analysed.
Ethics and dissemination
Ethical approval was granted by the ethics committee of the University Medicine Greifswald. Results will be available through publications in peer-reviewed journals and presentations at national and international conferences.Trial registration numberNCT04817124.
Most children use their fingers when learning to count and calculate. These sensorimotor experiences were argued to underlie reported behavioral associations of finger gnosis and counting with mathematical skills. On the neural level, associations were assumed to originate from overlapping neural representations of fingers and numbers. This study explored whether finger-based training in children would lead to specific neural activation in the sensorimotor cortex, associated with finger movements, as well as the parietal cortex, associated with number processing, during mental arithmetic. Following finger-based training during the first year of school, trained children showed finger-related arithmetic effects accompanied by activation in the sensorimotor cortex potentially associated with implicit finger movements. This indicates embodied finger-based numerical representations after training. Results for differences in neural activation between trained children and a control group in the IPS were less conclusive. This study provides the first evidence for training-induced sensorimotor plasticity in brain development potentially driven by the explicit use of fingers for initial arithmetic, supporting an embodied perspective on the representation of numbers.
Funktionelle Bildgebung zur Perzeption affektiver Gesichter bei Patienten mit Multipler Sklerose
(2011)
Multiple Sklerose, eine der häufigsten neurologischen Erkrankungen, führt neben physischen auch zu neuropsychologischen Defiziten. Dabei wurden in der vorliegenden Arbeit die beeinträchtigten Fähigkeiten hinsichtlich der Wahrnehmung emotionaler Gesichter dargestellt. MS-Patienten, die schon im Vorfeld als beeinträchtigt in der Verarbeitung emotionaler Gesichter eingestuft wurden, wiesen in einer fMRT-Untersuchung im Vergleich zu unbeeinträchtigten Patienten und gesunden Kontrollen eine signifikant niedrigere Aktivierung in verschiedenen Hirnarealen auf. Es zeigte sich, dass die Fähigkeit, negativ valente Expressionen zuzuordnen, mit einer Aktivierung im linken, ventrolateralen Präfrontalcortex korrelierte. Gleichzeitig wiesen die beeinträchtigten Patienten eine Läsion in der weißen Substanz am linken Temporalhorn des Seitenventrikels auf. Eine klinische Beeinträchtigung in der Perzeption von Gesichtsexpressionen kann somit mit einer gestörten Signalübertragung von primär wahrnehmenden zu höher verarbeitenden Arealen erklärt werden, die zu einer verminderten Aktivierung im linken ventrolateralen Präfrontalcortex führt. Diese Ergebnisse sind der Inhalt der Publikation „Prefrontal function associated with impaired emotion recognition in patients with multiple sclerosis“, erschienen 2009 in Behavioural brain research 205, 280-285, welche die Grundlage für die veröffentlichungsbasierte Dissertation darstellt.
Etwa 50% der MS-Patienten leiden unter kognitiven Störungen. Dabei ist nicht die „Kognition“
insgesamt betroffen, sondern einzelne kognitive Funktionen scheinen bei Patienten mit MS
besonders vulnerabel: die Fähigkeit der Informationsverarbeitungsgeschwindigkeit sowie des
klassischen Arbeitsgedächtnis werden übereinstimmend als vermehrt beeinträchtigt angegeben.
Verschiedene Testbatterien zur Erfassung kognitiver Beeinträchtigungen bei MS-Patienten
wurden erarbeitet, um verschiedene Teilbereiche zu testen. Zur Untersuchung der
Informationsverarbeitungsgeschwindigkeit ist der Symbol Digit Modalities Test (SDMT) ein
etabliertes Untersuchungsinstrument und ist essenziell für das Screening für kognitiven
Beeinträchtigungen von Patienten mit Multipler Sklerose. Methodologische Adaptionen des
Tests wurden in der funktionellen Bildgebung angewendet, jedoch ohne spezifische
Untersuchungen der Teilbereiche der Informationsverarbeitungsgeschwindigkeit (IPS) weiter
zu erforschen. Zudem gibt es nur wenig Daten über die funktionellen Unterschiede zwischen
MS-Patienten und gesunden Probanden. 20 MS-Patienten und eine gesunde Kontrollgruppe mit
20 Probanden wurden mittels funktionellem MRT (fMRT) untersucht, während der SDMT
bearbeitet wurde. Darüber hinaus wurden in strukturellen Messungen Informationen
hinsichtlich Volumina der weißen und grauen Substanz sowie des Läsionsvolumens erfasst.
Anhand der gewonnenen Daten haben wir das aus Vorstudien bekannte neuronale Netzwerk
bestehend aus frontalen (Brodman Areal BA6, BA9), parietalen (BA7), okkzipitalen (BA17)
cerebellären Bereichen sowie die funktionellen Unterschiede zwischen MS-Patienten und der
gesunden Kontrollgruppe analysiert. Ferner wurden Zusammenhänge zwischen den
strukturellen Unterschieden der beiden Studiengruppen und den Ergebnissen im SDMT
untersucht. Die MS-Patienten schnitten schlechter bei der Bearbeitung des SDMT ab. Beide
Gruppen zeigten in der funktionellen Untersuchung eine Aktivierung in dem beschriebenen
neuronalen Netzwerk. Die kognitiven Komponenten der IPS zeigte sich durch Aktivierung in
superior parietalen und posterior cerebellären Bereichen. Während des SDMT hatten MS-Patienten eine geringere Aktivierung im Cingulum als die gesunde Kontrollgruppe. In der
strukturellen Analyse war das Volumen der weißen und grauen Substanz bei der MS-Gruppe
geringer als in der gesunden Kontrollgruppe, während das Läsionsvolumen in der MS-Patientengruppe größer war als in der gesunden Kontrollgruppe. Kognitive Komponenten der
Informationsverarbeitungsgeschwindigkeit sind abhängig von superior parietalen und posterior
cerebellären Regionen, welche bei der Integration visuell-räumlicher Reize und der
Antizipation beteiligt sind. Areale, die bei der Aufmerksamkeit eine wichtige Rolle spielen sind
bei MS-Patienten weniger aktiv.
Background: Gastrointestinal hormones (GIHs) are crucial for the regulation of a variety of physiological functions and have been linked to hunger, satiety, and appetite control. Thus, they might constitute meaningful biomarkers in longitudinal and interventional studies on eating behavior and body weight control. However, little is known about the physiological levels of GIHs, their intra-individual stability over time, and their interaction with other metabolic and lifestyle-related parameters. Therefore, the aim of this pilot study is to investigate the intra-individual stability of GIHs in normal-weight adults over time. Methods: Plasma concentrations of ghrelin, leptin, GLP-1 (glucagon-like-peptide), and PP (pancreatic polypeptide) were assessed by enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) in 17 normal-weight, healthy adults in a longitudinal design at baseline and at follow-up six months later. The reliability of the measurements was estimated using intra-class correlation (ICC). In a second step, we considered the stability of GIH levels after controlling for changes in blood glucose and hemoglobin A1 (HbA1c) as well as self-reported physical activity and dietary habits. Results: We found excellent reliability for ghrelin, good reliability for GLP1 and PP, and moderate reliability for leptin. After considering glucose, HbA1c, physical activity, and dietary habits as co-variates, the reliability of ghrelin, GLP1, and PP did not change significantly; the reliability of leptin changed to poor reliability. Conclusions: The GIHs ghrelin, GLP1, and PP demonstrated good to excellent test–retest reliability in healthy individuals, a finding that was not modified after adjusting for glucose control, physical activity, or dietary habits. Leptin showed only moderate to poor reliability, which might be linked to weight fluctuations, albeit small, between baseline and follow-up assessment in our study sample. Together, these findings support that ghrelin, GLP1, and PP might be further examined as biomarkers in studies on weight control, with GLP1 and PP serving as anorexic markers and ghrelin as an orexigenic marker. Additional reliability studies in obese individuals are necessary to verify or refute our findings for this cohort.
Die deutsche Gesellschaft altert. Dabei sind Daten zu demographischen, sozioökonomischen, Lifestyle- und medizinischen Faktoren, die mit Gesundheit im Alter gekoppelt sind, schwer zu finden. Die vorliegende Dissertation hat die Zielsetzung, auf einer epidemiologischen Basis Faktoren zu identifizieren, die mit einem hohen Gesundheitsstatus im fortgeschrittenen Lebensalter assoziiert sind und grenzt sich damit von bisherigen Arbeiten zum Thema Alter und Altern ab, die sich vor allem mit krankheitsverursachenden Faktoren beschäftigten. Um aus einer populationsbasierten Stichprobe, der Study of Health in Pomerania (SHIP), aussagefähige Ergebnisse ableiten zu können, wurde angesichts der überragenden Bedeutung kardiovaskulärer Erkrankungen für Morbidität und Mortalität im höheren Lebensalter ein hoher Gesundheitsstatus als Abwesenheit von kardiovaskulären Erkrankungen definiert. Der erste Teil der Study of Health in Pomerania (SHIP-0) begann 1997 mit der Erfassung der Daten von über 4000 Probanden, mit dem Ziel, durch die Herausarbeitung zahlreicher Einflussfaktoren Krankheit in ihrer Komplexität zu verstehen. In der vorliegenden Arbeit wurden nur die 65-Jährigen und älteren Probanden der SHIP-0 in die Untersuchungen eingeschlossen und drei Gruppen zugeteilt: - Kardiovaskulär gesunde Probanden - Probanden mit vorhandenen Risikofaktoren für kardiovaskuläre Erkrankungen - Probanden mit kardiovaskulär organmanifesten Erkrankungen. Von den 1019 65-Jährigen und älteren Probanden der SHIP-0-Kohorte gingen 976 Individuen mit vollständigen Datensätzen in die Analysen ein. Nach Adjustierung für Alter und Geschlecht fanden sich folgende demographische, Lifestyle-, psychosoziale und biometrische Variablen, die mit kardiovaskulärer Gesundheit im Alter assoziiert waren: Eine gute psychische Verfassung, erfasst anhand einer modifizierten Form der von Zerssen-Beschwerden-Liste zeigte eine positive Assoziation mit kardiovaskulärer Gesundheit. Aber auch Probanden, die zum Zeitpunkt der Befragung Zigaretten rauchten waren eher kardiovaskulär gesund, wohingegen Probanden, die jemals im Leben geraucht haben, dies zum Zeitpunkt der Befragung jedoch nicht mehr taten, eine verminderte Chance für kardiovaskuläre Gesundheit aufwiesen. Dieses scheinbare Paradoxon ist mit der Angabe eines Großteils der Probanden, das Rauchen aufgrund von gesundheitlichen Problemen beendet zu haben, zu erklären. Wir fanden eine negative Assoziation zwischen regelmäßiger sehr guter Ernährung, beurteilt anhand eines food frequency scores, und kardiovaskulärer Gesundheit. Weiterhin zeigte sich eine negative Assoziation mit kardiovaskulärer Gesundheit bei Vorliegen einer Fettleber/ Leberzirrhose, Hypertonus bei Eltern oder Geschwistern, bei Probanden, die keine abgeschlossene Ausbildung haben und die ein Haustier besitzen. Die Quickwerte der kardiovaskulär kranken Probanden lagen im Schnitt signifikant niedriger, als in den beiden Vergleichsgruppen, erklärbar durch eine bestehende Medikation mit Vitamin-K-Antagonisten. Desweiteren konnte eine negative Assoziation zwischen erhöhten Kreatininwerten, Harnsäurewerten, erhöhten Glukose- und HbA1c-Werten, höheren Leukozytenzahlen, höheren ptt-Werten und kardiovaskulärer Gesundheit gefunden werden. Bezüglich der Lipidwerte zeigten erhöhte Triglyzeridwerte eine negative, höhere Apolipoprotein A1- und HDL-Cholesterinwerte eine positive Assoziation mit kardiovaskulärer Gesundheit. Die Gesamtcholesterin- und LDL-Cholesterinwerte wiesen ebenfalls einen signifikanten Zusammenhang mit kardiovaskulärer Gesundheit auf, wobei die Werte der Kranken deutlich niedriger lagen, als die der Vergleichsgruppen, beeinflusst durch eine häufig bestehende Therapie mit ß-HMG-CoA-Reduktase-Inhibitoren. In den multivariaten Analysen blieb, wiederum adjustiert für Alter und Geschlecht, ein Zusammenhang mit kardiovaskulärer Gesundheit im Alter >=65 Jahren für die folgenden Faktoren bestehen: eine in der Selbsteinschätzung gute psychische Verfassung, das Fehlen einer abgeschlossenen Berufsausbildung, die Tatsache jemals im Leben geraucht zu haben und erhöhte Harnsäurewerte. Bei direkter Gegenüberstellung der Gesunden und der kardiovaskulär kranken Probanden fanden sich zusätzlich Ernährungsgewohnheiten und der Laborparameter Apolipoprotein A1 als unabhängige assoziierte Faktoren für kardiovaskuläre Gesundheit. Die Ergebnisse der vorliegenden Dissertation zeigen auf, dass aus der Fülle der erhobenen Variablen nur einige wenige, einfach identifizierbare und messbare Faktoren verbleiben, die mit dem kardiovaskulären Gesundheitsstatus im höheren Alter assoziiert sind. Darunter finden sich sowohl biographische Faktoren weit zurückliegender, nur langfristig und gesamtgesellschaftlich beeinflussbarer Ereignisse, als auch aktuelle, potentiell gut und einfach modifizierbare Faktoren der Querschnittserhebung.
Objectives: The significance of pre-motor (PMC) corticospinal projections in a frontoparietal motor network remains elusive. Temporal activation patterns can provide valuable information about a region's engagement in a hierarchical network. Navigated transcranial magnetic stimulation (nTMS)-induced virtual lesions provide an excellent method to study cortical physiology by disrupting ongoing activity at high temporal resolution and anatomical precision. We use nTMS-induced virtual lesions applied during an established behavioral task demanding pre-motor activation to clarify the temporal activation pattern of pre-motor corticospinal projections.
Materials and Methods: Ten healthy volunteers participated in the experiment (4 female, mean age 24 ± 2 years, 1 left-handed). NTMS was used to map Brodmann areae 4 and 6 for primary motor (M1) and PMC corticospinal projections. We then determined the stimulator output intensity required to elicit a 1 mV motor evoked potential (1 mV-MT) through M1 nTMS. TMS pulse were randomly delivered at distinct time intervals (40, 60, 80, 100, 120, and 140 ms) at 1 mV-MT intensity to M1, PMC and the DLPFC (dorsolateral pre-frontal cortex; control condition) before participants had to perform major changes of their trajectory of movement during a tracing task. Each participant performed six trials (20 runs per trial). Task performance and contribution of regions under investigation was quantified through calculating the tracing error induced by the stimulation.
Results: A pre-motor stimulation hotspot could be identified in all participants (16.3 ± 1.7 mm medial, 18.6 ± 1.4 mm anterior to the M1 hotspot). NTMS over studied regions significantly affected task performance at discrete time intervals (F(10, 80) = 3.25, p = 0.001). NTMS applied over PMC 120 and 140 ms before changes in movement trajectory impaired task performance significantly more than when applied over M1 (p = 0.021 and p = 0.003) or DLPFC (p = 0.017 and p < 0.001). Stimulation intensity did not account for error size (β = −0.0074, p = 1).
Conclusions: We provide novel evidence that the role of pre-motor corticospinal projections extends beyond that of simple corticospinal motor output. Their activation is crucial for task performance early in the stage of motor preparation suggesting a significant role in shaping voluntary movement. Temporal patterns of human pre-motor activation are similar to that observed in intracortical electrophysiological studies in primates.
Background: Primary angiitis of the central nervous system (PACNS) is a rare but serious condition. A fraction of patients suffering from PACNS concurrently exhibit pronounced cerebral amyloid angiopathy (CAA) which is characterized by deposits of amyloid-β (Aβ) in and around the walls of small and medium-sized arteries of the brain. PACNS with CAA has been identified as a distinct disease entity, termed Aβ-related angiitis (ABRA). Evidence points to an immune reaction to vessel wall Aβ as the trigger of vasculitis. Objective: To investigate whether the inflammatory response to Aβ has (1) any effect on the status of immune activation in the brain parenchyma and (2) leads to clearance of Aβ from brain parenchyma. Methods: We studied immune activation and Aβ load by quantitative immunohistochemical analysis in brain parenchyma adjacent to affected vessels in 11 ABRA patients and 10 matched CAA controls. Results: ABRA patients showed significantly increased immune activation and decreased Aβ loads in the brain parenchyma adjacent to affected vessels. Conclusion: Our results are in line with the hypothesis of ABRA being the result of an excessive immune response to Aβ and show that this can lead to enhanced clearance of Aβ from the brain parenchyma by immune-mediated mechanisms.
Background: Granulocytes and monocytes are the first cells to invade the brain post stroke and are also being discussed as important cells in early neuroinflammation after seizures. We aimed at understanding disease specific and common pathways of brain-immune-endocrine-interactions and compared immune alterations induced by stroke and seizures. Therefore, we compared granulocytic and monocytic subtypes between diseases and investigated inflammatory mediators. We additionally investigated if seizure type determines immunologic alterations.
Material and Methods: We included 31 patients with acute seizures, 17 with acute stroke and two control cohorts. Immune cells were characterized by flow cytometry from blood samples obtained on admission to the hospital and the following morning. (i) Monocytes subpopulations were defined as classical (CD14++CD16−), (ii) intermediate (CD14++CD16+), and (iii) non-classical monocytes (CD14dimCD16+), while granulocyte subsets were characterized as (i) “classical granulocytes” (CD16++CD62L+), (ii) pro-inflammatory (CD16dimCD62L+), and (iii) anti-inflammatory granulocytes (CD16++CD62L−). Stroke patient's blood was additionally drawn on days 3 and 5. Cerebrospinal fluid mitochondrial DNA was quantified by real-time PCR. Plasma High-Mobility-Group-Protein-B1, metanephrine, and normetanephrine were measured by ELISA.
Results: HLA-DR expression on monocytes and their subpopulations (classical, intermediate, and non-classical monocytes) was reduced after stroke or seizures. Expression of CD32 was increased on monocytes and subtypes in epilepsy patients, partly similar to stroke. CD32 and CD11b regulation on granulocytes and subpopulations (classical, anti-inflammatory, pro-inflammatory granulocytes) was more pronounced after stroke compared to seizures. On admission, normetanephrine was upregulated in seizures, arguing for the sympathetic nervous system as inducer of immune alterations similar to stroke. Compared to partial seizures, immunologic changes were more pronounced in generalized tonic-clonic seizures.
Conclusion: Seizures lead to immune alterations within the immediate postictal period similar but not identical to stroke. The type of seizures determines the extent of immune alterations.
Multiple sclerosis (MS) and stroke share a number of mechanisms of neuronal damage. In both cases the balance between neurodestruction and neuroprotection appears modulated by the function of the adaptive immune system. MS is a chronic inflammatory disease of the central nervous system (CNS), leading to permanent disability. It seems certain that an autoimmune response directed against the CNS is central to the pathogenesis of the disease. While these CNS-specific T cells are activated in MS patients, they are inactive and naive in healthy. Therefore it is believed that an activation of autoreactive T cells by cross-reactivity with pathogens occurs outside of the CNS. In consequence T cells express adhesion molecules and proteinases which enable them to cross the blood-brain barrier. In stroke, however, the blood-brain barrier is disturbed in its integrity caused by the decreased blood flow. Cells can freely migrate from the periphery into the brain. CNS autoreactive cells from the periphery can be activated within the CNS and thus contribute to further tissue damage. While the local autoimmune response remains temporary in stroked brains, it is chronically destroyed in MS. The differences between the underlying mechanisms are not understood. This thesis investigated T cell responses in Multiple Sclerosis in response to the therapeutics Mitoxantrone and IFN-b. The induction of a TH1 to TH2 cytokine response appears to be a shared mechanism of action between both therapeutic agents. Primarily the post stroke immune response was investigated. Patients developed a stroke induced immune suppression characterized by monocytic dysfunction and lymphocytopenia explaining the high frequency of post stroke infections. Moreover early post stroke predictors of subsequent infections, like the CD4+ T cell count, were identified. The T cell response of stroke patients appeared primed to proinflammation and unsuppressed after mitogen stimulation. A detailed understanding of post stroke immune alterations may offer new avenues of intervention to improve the clinical fate of stroke victims. In addition, such knowledge could also further our understanding of Multiple Sclerosis, because, while increasing the infection risk, the dampening of the immune system could have an important protective function, if it limits autoimmune brain damage triggered by the massive release of brain antigens during stroke. If these two pathways could be modulated separately it would create the opportunity to develop distinct therapeutic approaches that inhibit autoimmunity and strengthen antibacterial defenses. To further delineate these mechanisms it is crucial to investigate the role of the innate immune system as compared to the adaptive immune system in stroke induced immune suppression.
Ziel dieser Arbeit war es, die Rolle des sympathischen Nervensystems in der Entstehung der Schlaganfall-induzierten Immunveränderungen zu beleuchten. Dabei charakterisierten wir den Immunphänotyp der Lymphozyten mit Hilfe der DBH-transgenen Mauslinie. In einem Vorversuch wurde die Kontrollgruppe zu den DBH-Knock-Out-Mäusen aus Wildtypen und DBH-heterozygoten Tieren definiert. Der experimentelle Schlaganfall induzierte eine vielseitige Immunsuppression auch in Abwesenheit des sympathischen Nervensystems. Dabei waren periphere Immunveränderungen durch eine Milzatrophie, reduzierte Keimzentrumsreaktion, Lymphozytopenie und T-Zell-Aktivierung gekennzeichnet. Die Keimzentrumsreaktion war hoch signifikant in Fläche und Anzahl zu frühen Zeitpunkten über Tage hinweg erniedrigt, was für eine reduzierte humorale Immunreaktion verantwortlich sein könnte. Das könnte wiederum eine erhöhte Infektanfälligkeit, welche bei Schlaganfallpatienten und auch im Mausmodell beschrieben wurde, begründen. Zusätzlich zur gestörten humoralen Infektabwehr kam es zur frühen Aktivierung von T-Lymphozyten, was durch eine vermehrte Expression von CTLA4 auf T-Effektor-Zellen sichtbar wurde. Die CTLA4-Expression nahm auch auf regulatorischen FoxP3+ T-Zellen zu. Das könnte ein Äquivalent zu der erhöhten suppressorischen Funktion von Tregs sein, welche somit einen Beitrag zur Herausbildung der peripheren Immunsuppression leisten könnten. In der post-akuten Phase des experimentellen Schlaganfalls war eine tendenziell schnellere Erholung der Keimzentrumsreaktion in Katecholamin-depletierten Mäusen erkennbar. Des Weiteren zeigten regulatorische T-Zellen ein relatives Überleben nach experimentellem Schlaganfall in Katecholamin-Abwesenheit. Die Lymphozytopenie und Milzatrophie war ebenfalls in Abwesenheit der Katecholamine weniger stark ausgeprägt. Diese Ergebnisse lassen einen geringen Stellenwert der Katecholamine in der Entstehung peripherer Immunveränderungen erkennen. Die zuvor postulierte Schlüsselfunktion des sympathischen Nervensystems in der Herausbildung der Immunsuppression sollte kritisch betrachtet werden. Vielmehr sollte ein größeres Augenmerk auf die vielseitigen in Wechselwirkung stehenden neuroendokrinen Regelkreise wie HHN-Achse und PNA und immunodulatorische Transmitter wie Substanz P, vasoaktives intestinales Peptid und Neuropeptid Y als mögliche Ursache der Immunsuppression gelegt werden. Weitere Forschung ist nötig, um die detaillierten Vorgänge der Immunsuppression und vor allem ihre Ursachen zu analysieren.
In healthy older adults, resveratrol supplementation has been shown to improve long-term glucose control, resting-state functional connectivity (RSFC) of the hippocampus, and memory function. Here, we aimed to investigate if these beneficial effects extend to individuals at high-risk for dementia, i.e., patients with mild cognitive impairment (MCI). In a randomized, double-blind interventional study, 40 well-characterized patients with MCI (21 females; 50–80 years) completed 26 weeks of resveratrol (200 mg/d; n = 18) or placebo (1,015 mg/d olive oil; n = 22) intake. Serum levels of glucose, glycated hemoglobin A1c and insulin were determined before and after intervention. Moreover, cerebral magnetic resonance imaging (MRI) (3T) (n = 14 vs. 16) was conducted to analyze hippocampus volume, microstructure and RSFC, and neuropsychological testing was conducted to assess learning and memory (primary endpoint) at both time points. In comparison to the control group, resveratrol supplementation resulted in lower glycated hemoglobin A1c concentration with a moderate effect size (ANOVARM p = 0.059, Cohen's d = 0.66), higher RSFC between right anterior hippocampus and right angular cortex (p < 0.001), and led to a moderate preservation of left anterior hippocampus volume (ANOVARM p = 0.061, Cohen's d = 0.68). No significant differences in memory performance emerged between groups. This proof-of-concept study indicates for the first-time that resveratrol intake may reduce glycated hemoglobin A1c, preserves hippocampus volume, and improves hippocampus RSFC in at-risk patients for dementia. Larger trials with longer intervention time should now determine if these benefits can be validated and extended to cognitive function.
Neuroinflammatory mechanisms and maladaptive neuroplasticity underlie the progression of complex regional pain syndrome (CRPS), which is prototypical of central neuropathic pain conditions. While cortical maladaptive alterations are well described, little is known about the contribution of the brainstem to the pathophysiology. This study investigates the role of pain-modulatory brainstem pathways in CRPS using the nociceptive blink reflex (nBR), which not only provides a direct read-out of brainstem excitability and habituation to painful stimuli but may also be suitable for use as a diagnostic biomarker for CRPS. Thirteen patients with CRPS and thirteen healthy controls (HCs) participated in this prospective case-control study investigating the polysynaptic trigemino-cervical (R2) nBR response. The R2 area and its habituation were assessed following repeated supraorbital electrical stimulation. Between-group comparisons included evaluations of diagnostic characteristics as a potential biomarker for the disease. Patients with CRPS showed a substantial decrease in habituation on the stimulated (Cohen’s d: 1.3; p = 0.012) and the non-stimulated side (Cohen’s d: 1.1; p = 0.04). This is the first study to reveal altered nBR habituation as a pathophysiological mechanism and potential diagnostic biomarker in CRPS. We confirmed previous findings of altered nBR excitability, but the diagnostic accuracy was inferior. Future studies should investigate the nBR as a marker of progression to central mechanisms in CRPS and as a biomarker to predict treatment response or prognosis.
IFN-β1b hat eine Vielzahl von Effekten auf das Immunsystem, die wir noch nicht ganz verstehen und deren Auswirkung auf die Behandlung von MS wir nicht transferieren können. In dieser Studie konnte gezeigt werden, dass der Einfluss des IFN-β1b auf die Zytokinsekretion abhängig vom Krankheits- und Zelltyp ist. Dazu wurde ein in-vitro System entwickelt, in dem die Effekte von IFN-β1b auf die Proliferation und die Zytokinsekretion proinflammatorischer Zytokine (IFN-gamma, TNF-alpha, IL-17) und antiinflammatorischer Zytokine (IL-4, IL-5 und IL-10) von mononukleären Zellen (PBMC) und T-Lymphozyten (CD4+ und CD8+ T-Zellen) von Gesunden und Patienten mit schubförmiger (RRMS) und primär progredienter Multiplen Sklerose (PPMS)untersucht werden. In den Ergebnissen zeigte sich eine deutlich größere IFN-β1b- Prävalenz in der RRMS-Gruppe, welches konform zu den bisherigen klinischen Beobachtungen in der MS-Therapie ist und einen möglichen Erklärungsansatz bietet, warum IFN-β1b in der RRMS-Behandlung etabliert ist, nicht jedoch in der PPMS. Zusammen mit den Beobachtungen der Mitoxantronstudie unterstützen diese Ergebnisse die Hypothese, dass der Schlüssel für die Therapie in der Multiplen Sklerose auf der immunmodulatorischen Ebene zu finden ist. Um auch Fortschritte in der Entwicklung wirksamer Langzeittherapien für PPMS-Patienten zu machen, ist es wichtig, die Pathogenese der PPMS besser zu verstehen. Erst das genaue Verständnis der pathologischen Mechanismen kann es ermöglichen, neue Angriffspunkte für Medikamente zu entdecken. Die Schwierigkeit für die neuroimmunologische Forschung besteht zusätzlich darin, dass die Veränderungen bei der PPMS, im Gegensatz zur RRMS, nicht sprunghaft, sondern schleichend verlaufen und damit klinische Effekte schwerer zu beurteilen sind.
Objectives: Navigated transcranial magnetic stimulation (nTMS) provides significant benefits over classic TMS. Yet, the acquisition of individual structural magnetic resonance images (MRIindividual) is a time-consuming, expensive, and not feasible prerequisite in all subjects for spatial tracking and anatomical guidance in nTMS studies. We hypothesize that spatial transformation can be used to adjust MRI templates to individual head shapes (MRIwarped) and that TMS parameters do not differ between nTMS using MRIindividual or MRIwarped.
Materials and Methods: Twenty identical TMS sessions, each including four different navigation conditions, were conducted in 10 healthy subjects (one female, 27.4 ± 3.8 years), i.e., twice per subject by two researchers to additionally assess interrater reliabilities. MRIindividual were acquired for all subjects. MRIwarped were obtained through the spatial transformation of a template MRI following a 5-, 9-and 36-point head surface registration (MRIwarped_5, MRIwarped_9, MRIwarped_36). Stimulation hotspot locations, resting motor threshold (RMT), 500 μV motor threshold (500 μV-MT), and mean absolute motor evoked potential difference (MAD) of primary motor cortex (M1) examinations were compared between nTMS using either MRIwarped variants or MRIindividual and non-navigated TMS.
Results: M1 hotspots were spatially consistent between MRIindividual and MRIwarped_36 (insignificant deviation by 4.79 ± 2.62 mm). MEP thresholds and variance were also equivalent between MRIindividual and MRIwarped_36 with mean differences of RMT by −0.05 ± 2.28% maximum stimulator output (%MSO; t(19) = −0.09, p = 0.923), 500 μV-MT by −0.15 ± 1.63%MSO (t(19) = −0.41, p = 0.686) and MAD by 70.5 ± 214.38 μV (t(19) = 1.47, p = 0.158). Intraclass correlations (ICC) of motor thresholds were between 0.88 and 0.97.
Conclusions: NTMS examinations of M1 yield equivalent topographical and functional results using MRIindividual and MRIwarped if a sufficient number of registration points are used.
Neurodegenerative Erkrankungen sind durch einen progressiven Verlust von Neuronen oder Gliazellen im Gehirn oder Rückenmark gekennzeichnet. Der Ersatz dieser zu Grunde gegangen Zellen, zum Beispiel durch neurale Stammzellen (NSCs) stellt dabei einen möglichen kurativen Behandlungsansatz dar, bei dem alternativ zur stereotaktisch-chirurgischen Zelltransplantation die Injektion der NSCs in den Liquorraum als atraumatische Transplantationsmethode in Frage kommt. In vorangegangenen Studien hierzu wird allerdings über eine sehr geringe Migration der intrathekal injezierten Zellen ins Hirnparenchym berichet, zurückzuführen möglicherweise auf einen zu niedrigen Nährstoffgehalt des Liquors. Andererseits ist bekannt, dass Liquor ein wichtiges Milieu für das Überleben NSCs und deren Zellpfaddetermination im sich entwickelnden Gehirn darstellt. In unserer Studie haben wir deshalb den Einfluss von Liquor auf das Verhalten adulter humaner (ahNSCs) und fetaler muriner neuronaler Stammzellen (fmNSCs)in vitro untersucht. Die zentralen Ergebnisse unserer Studie sind: (i) sowohl während der Expansion als auch während der Differenzierung führt Liquor zu einer erhöhten Überlebensrate ahNSCs und fmNSCs im Vergleich zum standard Expansions-/DIfferenzierungsmedium (ii) Liquor fördert das Auswachsen von Zellfortsätzen im Vergleich zum Standardmedium und führt so zu einem schnelleren Verlust der Teilungsfähigkeit (iii) Liquor förder die Astrogliogenese in ahNSCs und fmNSCs und hemmt die Neurogenese in fmNSCs. Eine nierige Überlebensrate der intrathekal injezierten Zellen auf Grund eines zu niedrigen Nährstoffgehaltes scheint auf Grund unserer Ergebnisse somit unwahrscheinlich. Stattdessen könnte das schnelle Auswachsen der Zellförtsätze nach intrathekaler Injektion zu einer Adhäsion injezierter Stammzellen an der Ventrikelwand führen und somit eine ausreichende intraparenchymale Migration verhindern. Als zusätzlich negativen Effekt des Liquors zeigte sich in unserer Studie eine Förderung der Astrogliogenese und Hemmung der Differenzierung in benötigte Neurone. Vor der praktischen Umsetzung der intrathekalen Stammzellinjektion als alternative Transplantationsmethode sind deshalb weitere Studien zu den Inhaltsstoffen des Liquors und Möglichkeiten der Beeinflussung dieser notwendig.
Juvenile Myoclonic Epilepsy Shows Potential Structural White Matter Abnormalities: A TBSS Study
(2018)
Background: Oligoclonal bands represent intrathecal immunoglobulin G (IgG) synthesis and play an important role in the diagnosis of multiple sclerosis (MS). Kappa free light chains (KFLC) are increasingly recognized as an additional biomarker for intrathecal Ig synthesis. However, there are limited data on KFLC in neurological diseases other than MS. Methods: This study, conducted at two centers, retrospectively enrolled 346 non-MS patients. A total of 182 patients were diagnosed with non-inflammatory and 84 with inflammatory neurological diseases other than MS. A further 80 patients were classified as symptomatic controls. Intrathecal KFLC production was determined using different approaches: KFLC index, Reiber’s diagram, Presslauer’s exponential curve, and Senel’s linear curve. Results: Matching results of oligoclonal bands and KFLC (Reiber’s diagram) were frequently observed (93%). The Reiber’s diagram for KFLC detected intrathecal KFLC synthesis in an additional 7% of the patient samples investigated (4% non-inflammatory; 3% inflammatory), which was not found by oligoclonal band detection. Conclusions: The determination of both biomarkers (KFLC and oligoclonal bands) is recommended for routine diagnosis and differentiation of non-inflammatory and inflammatory neurological diseases. Due to the high sensitivity and physiological considerations, the assessment of KFLC in the Reiber’s diagram should be preferred to other evaluation methods.
Kognitive Leistungsentwicklung nach epilepsiechirurgischen Eingriffen im Epilepsiezentrum Greifswald
(2003)
Im Rahmen der prächirurgischen Epilepsiediagnostik des Zentrums für prächirurgische Epilepsiediagnostik und Epilepsiechirurgie am Klinikum der Ernst-Moritz-Arndt-Universität Greifswald rekrutierten wir 20 rechtshändige, an einer pharmakoresistenten Epilpesie leidende Patienten mit linkshirnig nachgewiesener Sprachrepräsentation. Von den 10 männlichen und 10 weiblichen Patienten im Alter zwischen 16 und 55 Jahren wiesen 11 einen linkstemporalen und 9 einen rechtstemporalen epileptogenen Fokus auf. Nach dem Aufbau einer epilepsiechirurgischen Datenbank werteten wir die präoperativ und 3- und 12- Monate postoperativ erhobenen Befunde der neuropsychologischen Diagnostik in den Bereichen allgemeine Intelligenz, Tempo/Konzentration/Umstellfähigkeit und Gedächtnis aus. Dabei bezogen wir Einflussfaktoren wie die Ätiologie des Epilepsiesyndroms, Fokuslateralisation und -lokalisation, Geschlecht, Alter, Erkrankungsdauer, Operationsmodus sowie den psychosozialen Belastungsgrad in unsere Untersuchung ein.
Multimorbidität ist die besondere Herausforderung der älter werdenden Gesellschaft. Der ältere Patient mit neu diagnostizierter Epilepsie trägt nicht nur die Bürde seiner Epilepsie, sondern ist mit zunehmendem Lebensalter dem Risiko komorbider chronischer Erkrankungen ausgesetzt. Die Übersichtsarbeit fokussiert auf kardiovaskuläre Erkrankungen bei Epilepsie im höheren Lebensalter und ihren Beitrag zur vorzeitigen Mortalität. Es werden aktuelle Arbeiten zu medikamentösen Interaktionen bei Komedikation von Antiepileptika (AED) mit direkten oralen Antikoagulanzien (DOAK) und kardiovaskulären Medikamenten zusammengefasst.
In dieser Arbeit wird die Hypothese getestet, dass durch H2S-induzierte Hibernation eine Reduktion des Infarktvolumens nach Schlaganfall, sowie eine Verbesserung der funktionellen Erholung erreicht wird. Hierzu wird im Post-Akut-Tiermodell des Schlaganfalls an alten Tieren eine 48-stündige Ganzkörper-Hypothermie induziert. An diesen Tieren wird dann die funktionelle Erholung nach einem Schlaganfall ermittelt sowie das Infarktvolumen gemessen. Daraus könnten sich neue Behandlungsstrategien für Schlaganfallpatienten ableiten lassen. Wir können demonstrieren, dass gealterte Ratten nach einem Schlaganfall eine 50%ige Reduktion der Infarktgröße aufweisen, wenn ihre Körpertemperatur für 48 Stunden mittels H2S gesenkt wird ohne offensichtliche zusätzliche neurologische Defizite oder physiologische Nebenwirkungen zu produzieren. Gleichzeitig verbessert sich die Leistung der Tiere in Versuchen, die komplex-motorische Funktionen erfordern. Des weiteren zeigt sich in unseren Experimenten, dass die Anzahl der Makrophagen-ähnlichen Zellen, sowie die mRNA Expression der Marker für Inflammation und Apoptose NF kappa B, grp78 und caspase 12 in den Versuchstieren deutlich niedriger ist als in den Kontrolltieren und dass bei den Hypothermie-Tieren der Infarktkern deutlich weniger apoptotische Zellen aufweist als in den Kontrollen. Unsere Ergebnisse zeigen, dass die Hypothermie signifikantes Potential bei der Behandlung des Schlaganfalls im Nager hat und weitere Untersuchungen zu diesem Thema in klinischen Studien durchgeführt werden sollten.
Der Langzeitverlauf und damit die langfristige Prognose von Patienten mit juveniler myoklonischer Epilepsie wird nach wie vor kontrovers diskutiert. Ziel dieser Arbeit war es zum einen, den Langzeitverlauf von Patienten mit juveniler myoklonischer Epilepsie nach einem Follow-up von wenigstens 25 Jahren zu untersuchen und zum anderen, Prädiktoren für ein günstiges als auch ungünstiges Langzeit-Outcome zu finden. Hierzu wurden zunächst die Daten von 71 Patienten mit JME und Diagnosestellung vor dem 01.01.1986 retrospektiv analysiert. 31 Patienten, davon 19 Frauen, konnten in die Studie eingeschlossen werden. Von den übrigen 40 Patienten waren zwei aus nicht bekannten Gründen verstorben und 38 konnten auf Grund geänderter Namen oder Adressen nicht kontaktiert werden. Der Beobachtungszeitraum betrug mindestens 25 Jahre, im Mittel lag dieser bei 39,1 Jahren. Von den 31 Patienten wurden 21 Patienten (67,7%) anfallsfrei. 6 Patienten (28,6%) waren zum Zeitpunkt des Follow-up ohne antikonvulsive Medikation seit mindestens 5 Jahren anfallsfrei. Als Prädiktoren für ein ungünstiges Outcome konnten das Auftreten von generalisiert tonisch-klonischen Anfällen, denen bilateral myoklonische Anfälle unmittelbar vorausgingen und eine lange Epilepsiedauer mit insuffizienter Therapie identifiziert werden. Ferner zeigte sich eine antikonvulsive Polytherapie als Prädiktor für ein schlechtes Outcome. Die komplette Remission von generalisiert tonisch-klonischen Anfällen unter antikonvulsiver Therapie hingegen erhöhte die Chance auf komplette Anfallsfreiheit signifikant. Das Auftreten einer photoparoxysmalen Reaktion erhöhte signifikant das Risiko für ein Anfallsrezidiv nach Absetzen der antikonvulsiven Medikamente. Zusammenfassend zeigte diese Studie erstmalig, dass bei diesem heterogenen idiopathisch generalisiertem Epilepsiesyndrom eine lebenslange medikamentöse Therapie nicht notwendigerweise erforderlich ist, um Anfallsfreiheit zu erreichen. Die oben genannten Prädiktoren können helfen, eine geeignete Therapieentscheidung für Patienten mit juveniler myoklonischer Epilepsie zu finden.
Background: Newborns are prone to infections, which are independent predictors of neonatal mortality and morbidity. Neutrophil extracellular traps (NETs) are structures composed of chromatin and antimicrobial molecules that capture and kill pathogens. NETs may play an important role in the innate immune system and, thus, might be associated with impaired neonatal immune function. Objectives: This study aimed to compare NET formation between term neonates and healthy adults. We additionally investigated the effects of gestational age, birth weight, mode of delivery, gender, and perinatal infections. Methods: We collected cord blood from 57 term infants (mean gestational age, 39.1 weeks) and 9 late preterm infants (35 weeks), and peripheral blood from 18 healthy adult donors. Neutrophils were isolated, and then NET formation was induced using three different stimulants: N-formylmethionine-leucyl-phenylalanine, phorbol 12-myristate 13-acetate (PMA), or lipopolysaccharide. NETs were immunohistochemically stained and analyzed with regard to NET percentage and NET area. Results: With all three stimuli, healthy term infants showed a lower NET percentage than the adult control group (p < 0.0001 each). The groups also differed in NET area, but the significance level was lower. Following PMA stimulation, we observed greater reductions in NET percentage and NET area in preterm than term infants. Conclusions: The lower NET formation observed in term infants compared to adults likely contributes to the reduced neonatal immune response. NET formation appeared to be even further decreased in late preterm neonates. There remains a need for further investigations of NET formation in more immature preterm infants.
Abstract
Background
Identifying predictors for general cognitive training (GCT) success in healthy older adults has many potential uses, including aiding intervention and improving individual dementia risk prediction, which are of high importance in health care. However, the factors that predict training improvements and the temporal course of predictors (eg, do the same prognostic factors predict training success after a short training period, such as 6 weeks, as well as after a longer training period, such as 6 months?) are largely unknown.
Methods
Data (N = 4,184 healthy older individuals) from two arms (GCT vs. control) of a three‐arm randomized controlled trial were reanalyzed to investigate predictors of GCT success in five cognitive tasks (grammatical reasoning, spatial working memory, digit vigilance, paired association learning, and verbal learning) at three time points (after 6 weeks, 3 months, and 6 months of training). Possible investigated predictors were sociodemographic variables, depressive symptoms, number of training sessions, cognitive baseline values, and all interaction terms (group*predictor).
Results
Being female was predictive for improvement in grammatical reasoning at 6 weeks in the GCT group, and lower cognitive baseline scores were predictive for improvement in spatial working memory and verbal learning at 6 months.
Conclusion
Our data indicate that predictors seem to change over time; remarkably, lower baseline performance at study entry is only a significant predictor at 6 months training. Possible reasons for these results are discussed in relation to the compensation hypothesis. J Am Geriatr Soc 68:‐, 2020.
MRI-based vessel size imaging (VSI) allows for in-vivo assessment of cerebral microvasculature and perfusion. This exploratory analysis of vessel size (VS) and density (Q; both assessed via VSI) in the subacute phase of ischemic stroke involved sixty-two patients from the BAPTISe cohort (‘Biomarkers And Perfusion--Training-Induced changes after Stroke’) nested within a randomized controlled trial (intervention: 4-week training vs. relaxation). Relative VS, Q, cerebral blood volume (rCBV) and –flow (rCBF) were calculated for: ischemic lesion, perilesional tissue, and region corresponding to ischemic lesion on the contralateral side (mirrored lesion). Linear mixed-models detected significantly increased rVS and decreased rQ within the ischemic lesion compared to the mirrored lesion (coefficient[standard error]: 0.2[0.08] p = 0.03 and −1.0[0.3] p = 0.02, respectively); lesion rCBF and rCBV were also significantly reduced. Mixed-models did not identify time-to-MRI, nor training as modifying factors in terms of rVS or rQ up to two months post-stroke. Larger lesion VS was associated with larger lesion volumes (β 34, 95%CI 6.2–62; p = 0.02) and higher baseline NIHSS (β 3.0, 95%CI 0.49–5.3;p = 0.02), but was not predictive of six-month outcome. In summary, VSI can assess the cerebral microvasculature and tissue perfusion in the subacute phases of ischemic stroke, and may carry relevant prognostic value in terms of lesion volume and stroke severity.
The combination of repeated behavioral training with transcranial direct current stimulation (tDCS) holds promise to exert beneficial effects on brain function beyond the trained task. However, little is known about the underlying mechanisms. We performed a monocenter, single-blind randomized, placebo-controlled trial comparing cognitive training to concurrent anodal tDCS (target intervention) with cognitive training to concurrent sham tDCS (control intervention), registered at ClinicalTrial.gov (Identifier NCT03838211). The primary outcome (performance in trained task) and secondary behavioral outcomes (performance on transfer tasks) were reported elsewhere. Here, underlying mechanisms were addressed by pre-specified analyses of multimodal magnetic resonance imaging before and after a three-week executive function training with prefrontal anodal tDCS in 48 older adults. Results demonstrate that training combined with active tDCS modulated prefrontal white matter microstructure which predicted individual transfer task performance gain. Training-plus-tDCS also resulted in microstructural grey matter alterations at the stimulation site, and increased prefrontal functional connectivity. We provide insight into the mechanisms underlying neuromodulatory interventions, suggesting tDCS-induced changes in fiber organization and myelin formation, glia-related and synaptic processes in the target region, and synchronization within targeted functional networks. These findings advance the mechanistic understanding of neural tDCS effects, thereby contributing to more targeted neural network modulation in future experimental and translation tDCS applications.
Epileptische Anfälle zählen weltweit zu den häufigsten neurologischen Symptomen. Obwohl bereits sehr viele Daten belegen, dass andere neurologische, akut die Hirnfunktion beein-trächtigende Erkrankungen, wie der Schlaganfall, zu einer systemisch peripheren Immunal-teration führen, existieren bisher wenige humane Daten über den Einfluss epileptischer An-fälle auf das erworbene und angeborene Immunsystem. Ziel der vorliegenden Arbeit war es herauszufinden, ob ein epileptischer Anfall ebenfalls zu Veränderungen der erworbenen und angeborenen Immunantwort führt.
Im Rahmen dieser explorativ prospektiven Kohortenstudie wurden Immunparameter im EDTA-Blut von 31 Patient*innen an Tag 0 und 1 nach einem gesicherten epileptischen An-fall (fokale Anfälle oder generalisiert tonisch-klonische Anfälle) analysiert. Als Kontroll-gruppe (n = 18) dienten mehrheitlich Patient*innen mit Kopfschmerzen ohne entzündliche Genese sowie Patient*innen vor einer Katarakt Operation. Die Analyse von Quantitäts-, Charakterisierungs- und Aktivierungszustand der Lymphozyten, Monozyten und Granulozy-ten erfolgte mittels fluoreszenzmarkierter Antikörper (verwendete Marker: CD3, CD4, CD8, HLA-DR, CD32, CD14, CD16 und CD62-L). Zusätzlich wurden die Werte mit bereits publizierten Daten von Patient*innen nach einem Mediainfarkt, die nach demselben Protokoll untersucht wurden, verglichen. Die Auswertung der Facs-Rohdaten erfolgte mittels der Flow-Jo10-Software. Als statistische Tests dienten der Kruskal-Wallis-Test sowie der Dunns-Test als Post-Hoc-Test. (GraphPad Prism 6.0).
Parallel zum Schlaganfall traten nach einem epileptischen Anfall eine Reduktion der Lym-phozytenzahl, eine Monozytose, eine reduzierte monozytäre HLA-DR-Expressionsdichte sowie eine erhöhte Expressionsdichte des Rezeptors CD32 auf. Unterschiede in der Immun-antwort nach Schlaganfall und epileptischem Anfall bestanden in der zeitlichen Dauer der Veränderungen sowie der Zusammensetzung der Monozyten-Subpopulationen.
Diese Studie liefert Daten zu strukturellen und molekularen Veränderungen der unmittelba-ren Immunantwort nach einem epileptischen Anfall. Die erworbene und angeborene postik-tale Immunreaktion ist abhängig von der Art der Anfälle. Sie scheint aber unabhängig davon zu sein, ob ein erstmaliger Anfall oder eine bereits diagnostizierte Epilepsie vorliegt. Lym-phozyten, Monozyten und Granulozyten sind essentielle Elemente der humanen Immunab-wehr. Gezeigte Immunalterationen durch epileptische Anfälle könnten bei Patient*innen zu einer passager reduzierten Abwehrlage führen. Ausgehend von diesen grundlegenden Er-kenntnissen können in Folgestudien umfassendere Zellfunktionsanalysen durchgeführt wer-den, um die tatsächliche klinische Relevanz und Folgen dieser beobachteten Immunalterati-onen zu prüfen.
Die Studie zielte darauf ab, mittels einer inhibitorischen TMS (cTBS-600) rechtshemisphärischer, temporoparietaler und frontaler Hirnareale (TPJ und pMFG) Einfluss auf die visuell-räumliche Wahrnehmungsleistung junger, gesunder Probanden zu nehmen und die Reversibilität potentieller Effekte durch eine konsekutive cTBS der homologen linkshemisphärischen Areale zu untersuchen. Auf Base-Line-Niveau zeigte sich bei den gesunden Probanden ein systematischer Links-Bias, sowohl für perceptiv/visuo-räumliche, als auch für explorativ/visuo-motorische Aufgaben. Das Ausmaß dieses Links-Bias reduzierte sich nach cTBS der rechten TPJ und weniger systematisch auch nach cTBS des rechten pMFGs. Eine konsekutive cTBS der linken TPJ führte zu einer Rückkehr auf das Base-Line-Niveau für perceptiv/visuo-räumliche Aufgaben. Die Ergebnisse sprechen für eine spezifische Beteiligung der rechten TPJ (und weniger konsistent auch des rechten pMFGs) an visuellen Raumwahrnehmungsleistungen. Weiterhin deuten die Ergebnisse darauf hin, dass eine inhibitorische Magnetstimulation der linken TPJ das Potential besitzt, einen Rechts-Bias infolge einer dysfunktionalen rechten TPJ aufzuheben. Diese Erkenntnis könnte für den therapeutischen Einsatz einer inhibitorischen cTBS der linken TPJ bei Patienten mit rechtshemisphärischem Schlaganfall und resultierender Neglectsymptomatik von Bedeutung sein.
Die hier berichteten Ergebnisse wurden in einem Peer-Review Journal publiziert (Platz et al., 2016).
Neural mechanisms of behavioral improvement induced by repeated transcranial direct current stimulation (tDCS) combined with cognitive training are yet unclear. Previously, we reported behavioral effects of a 3-day visuospatial memory training with concurrent anodal tDCS over the right temporoparietal cortex in older adults. To investigate intervention-induced neural alterations we here used functional magnetic resonance imaging (fMRI) and diffusion tensor imaging (DTI) datasets available from 35 participants of this previous study, acquired before and after the intervention. To delineate changes in whole-brain functional network architecture, we employed eigenvector centrality mapping. Gray matter alterations were analyzed using DTI-derived mean diffusivity (MD). Network centrality in the bilateral posterior temporooccipital cortex was reduced after anodal compared to sham stimulation. This focal effect is indicative of decreased functional connectivity of the brain region underneath the anodal electrode and its left-hemispheric homolog with other “relevant” (i.e., highly connected) brain regions, thereby providing evidence for reorganizational processes within the brain's network architecture. Examining local MD changes in these clusters, an interaction between stimulation condition and training success indicated a decrease of MD in the right (stimulated) temporooccipital cluster in individuals who showed superior behavioral training benefits. Using a data-driven whole-brain network approach, we provide evidence for targeted neuromodulatory effects of a combined tDCS-and-training intervention. We show for the first time that gray matter alterations of microstructure (assessed by DTI-derived MD) may be involved in tDCS-enhanced cognitive training. Increased knowledge on how combined interventions modulate neural networks in older adults, will help the development of specific therapeutic interventions against age-associated cognitive decline.
Age-related brain injuries including stroke, are a major cause of physical and mental disabilities. Therefore studying the basic mechanism underlying functional recovery after brain stroke in middle aged subjected it is of considerable clinical interest. Data from our lab and elsewhere indicate that, behaviorally, middle aged rats were more severely impaired by stroke than were young rats, and they also showed diminished functional recovery. Infarct volume did not differ significantly in young and middle aged animals, but critical differences were apparent in the cytological response to stroke, most notably an age-related acceleration of the establishment of the glial scar. The early infarct in older rats is associated with a premature accumulation of BrdU-positive microglia and astrocytes, persistence of activated oligodendrocytes, a high incidence of neuronal degeneration, and accelerated apoptosis. In middle aged rats, neuroepithelial-positive cells were rapidly incorporated into the glial scar, but these neuroepithelial-like cells did not make a significant contribution to neurogenesis in the infarcted cortex in young or middle aged animals. Stroke is accompanied by a strong inflammatory reaction in the brain. We hypothesized that a mild systemic inflammatory reaction as caused by periodontal disease prior to stroke onset, may exert a neuroprotective effect in a rat model of focal ischemia. To test this hypothesis, marginal periodontitis was induced in BB/LL Wistar rats for 3 weeks. Two weeks after periodontitis initiation, focal cerebral ischemia was produced by reversible occlusion of the right middle cerebral artery. After a survival time of 7 days after ischemia, rat brains were analyzed. In addition, markers of systemic inflammation were determined in a different group of laboratory animals at 14 days after the onset of periodontitis. We found that rats with a mild systemic inflammation had a significantly reduced infarct volume and a significant reduction in the number of brain macrophages in the infarcted area. Conclusions: The available evidence indicates that the middle aged brain has the capability to mount a cytoproliferative response to injury, but the timing of the cellular and genetic response to cerebral insult is deregulated in middle aged animals, thereby further compromising functional recovery. In addition we found that that mild systemic inflammation elicited prior to stroke onset may have a neuroprotective effect in rats by reducing the infarct volume and tissue destruction by brain macrophages.
Background and Objective: Transcranial random noise stimulation (tRNS) is an emerging non-invasive brain stimulation technique to modulate brain function, with previous studies highlighting its considerable benefits in therapeutic stimulation of the motor system. However, high variability of results and bidirectional task-dependent effects limit more widespread clinical application. Task dependency largely results from a lack of understanding of the interaction between externally applied tRNS and the endogenous state of neural activity during stimulation. Hence, the aim of this study was to investigate the task dependency of tRNS-induced neuromodulation in the motor system using a finger-tapping task (FT) versus a go/no-go task (GNG). We hypothesized that the tasks would modulate tRNS’ effects on corticospinal excitability (CSE) and task performance in opposite directions.
Methods: Thirty healthy subjects received 10 min of tRNS of the dominant primary motor cortex in a double-blind, sham-controlled study design. tRNS was applied during two well-established tasks tied to diverging brain states. Accordingly, participants were randomly assigned to two equally-sized groups: the first group performed a simple motor training task (FT task), known primarily to increase CSE, while the second group performed an inhibitory control task (go/no-go task) associated with inhibition of CSE. To establish task-dependent effects of tRNS, CSE was evaluated prior to- and after stimulation with navigated transcranial magnetic stimulation.
Results: In an ‘activating’ motor task, tRNS during FT significantly facilitated CSE. FT task performance improvements, shown by training-related reductions in intertap intervals and increased number of finger taps, were similar for both tRNS and sham stimulation. In an ‘inhibitory’ motor task, tRNS during GNG left CSE unchanged while inhibitory control was enhanced as shown by slowed reaction times and enhanced task accuracy during and after stimulation.
Conclusion: We provide evidence that tRNS-induced neuromodulatory effects are task-dependent and that resulting enhancements are specific to the underlying task-dependent brain state. While mechanisms underlying this effect require further investigation, these findings highlight the potential of tRNS in enhancing task-dependent brain states to modulate human behavior.
Introduction
A substantial number of patients diagnosed with COVID-19 experience long-term persistent symptoms. First evidence suggests that long-term symptoms develop largely independently of disease severity and include, among others, cognitive impairment. For these symptoms, there are currently no validated therapeutic approaches available. Cognitive training interventions are a promising approach to counteract cognitive impairment. Combining training with concurrent transcranial direct current stimulation (tDCS) may further increase and sustain behavioural training effects. Here, we aim to examine the effects of cognitive training alone or in combination with tDCS on cognitive performance, quality of life and mental health in patients with post-COVID-19 subjective or objective cognitive impairments.
Methods and analysis
This study protocol describes a prospective randomised open endpoint-blinded trial. Patients with post-COVID-19 cognitive impairment will either participate in a 3-week cognitive training or in a defined muscle relaxation training (open-label interventions). Irrespective of their primary intervention, half of the cognitive training group will additionally receive anodal tDCS, all other patients will receive sham tDCS (double-blinded, secondary intervention). The primary outcome will be improvement of working memory performance, operationalised by an n-back task, at the postintervention assessment. Secondary outcomes will include performance on trained and untrained tasks and measures of health-related quality of life at postassessment and follow-up assessments (1 month after the end of the trainings).
Ethics and dissemination
Ethical approval was granted by the Ethics Committee of the University Medicine Greifswald (number: BB 066/21). Results will be available through publications in peer-reviewed journals and presentations at national and international conferences.
Trial registration number NCT04944147.
In aged humans, stroke is a major cause of disability for which no neuroprotective measures are available. In animal studies of focal ischemia, short-term hypothermia often reduces infarct size. Nevertheless, efficient neuroprotection requires long-term, regulated lowering of whole-body temperature. Previously, it is reported that post-stroke exposure to hydrogen sulfide (H2S) effectively lowers whole-body temperature and confers neuroprotection in aged animals. Here we report for the first time that the animals exposed to H2S the normal sleep–wake oscillations are replaced by a low-amplitude EEG dominated by a 4-Hz rhythmicactivity, reminiscent of EEG recordings in hibernating animals. In the present study using magnetic resonance imaging, reverse transcriptase polymerase chain reaction, western blotting and immunofluorescence, we characterized the central nervous system response to H2S -induced hypothermia and report, that annexin A1, a major constituent of peripheral leukocytes that is upregulated after stroke, was consistently downregulated in polymorphonuclear cells in the peri-lesional cortex of post-ischemic, aged rat brain after 48 hours of hypothermia induced by exposure to H2S. This might be due to the reduced kinetics of recruitment, adherence and infiltration of PMN cells by H2S -induced hypothermia. Our findings further suggest that, in contrast to monotherapies that have thus far uniformly failed in clinical practice, prolonged hypothermia has pleiotropic effects on brain physiology that may be necessary for effective protection of the brain after stroke.
Neurosonographischer und klinischer Verlauf von distalen extra- und intrakraniellen Stenosen des vertebrobasilären Stromgebietes in einem ambulanten Patientenkollektiv.
Hintergrund: Ca. 26% der Schlaganfälle sind im vertebrobasilären Stromgebiet lokalisiert. Stenookklusive Veränderungen der intrakraniellen Arteria vertebralis und basilaris bergen nach vorliegenden Studien ein hohes Risiko für ein ischämisches Ereignis. Empirisch hat sich jedoch in einem ambulanten Setting unserer neurovaskulären Sprechstunde trotz einer relativ hohen Dynamik in den neurosonographischen Befunden eine eher geringe Konversionsrate asymptomatischer Stenosen in ein manifestes zerebrovaskuläres Ereignis beobachten lassen.
Methoden: Patienten aus der Neurovaskulären Ambulanz mit seit ≥24 Monaten bekannten vertebrobasilären stenookklusiven Veränderungen wurden prospektiv in die Studie eingeschlossen. Über mindestens ein Jahr erfolgte die Verlaufsbeobachtung der neurovaskulären Befunde mittels extra- und intrakranieller Doppler- sowie Duplexsonographie sowie des neurologischen und funktionellen Status mittels NIHSS und MRS. Demographische Basisdaten, kardiovaskuläre Risikofaktoren, Komorbiditäten und therapeutische Maßnahmen wurden anhand von standardisierten Fragebögen gewonnen. Eine kognitive Leistungserfassung erfolgte mittels MMST, die Erfassung der Lebensqualität mittels EuroQol und SF-36 v.2.0.
Ergebnisse: 94 Patienten (mittleres Alter 69,7 Jahre, 55% männlich) mit einem retrospektiven Beobachtungszeitraum von im Mittel 5,5 Jahre (2-12,9 Jahre) wurden eingeschlossen. An Komorbiditäten war bei 97% eine Hypertonie, 83% eine Dyslipidämie, 67% ein Nikotinabusus, 35% ein Diabetes mellitus, 38% eine koronare Herzkrankheit und 27% eine periphere arterielle Verschlusskrankheit bekannt. Ein zerebrovaskuläres Ereignis hatte vor Einschluss bereits 75% der Probanden, 28% im vertebrobasilären Stromgebiet. Im Follow-Up traten bei 2,4% Schlaganfälle ausschließlich im Carotis-Stromgebiet auf. Bei den stenookklusiven Veränderungen handelte es sich um 63% basiläre (61% leicht-, 25% mittel-, 12% hochgradige, 2% okklusive) und 56% distale vertebrale Läsionen (48%, 15%, 31%, 8%). Bei 21% der Patienten konnten im Follow-Up sonographische Veränderungen beobachtet werden, im hinteren Stromgebiet bei 11% (78% Stenosegrad-Reduktion, 22% -Zunahme) und im vorderen Stromgebiet bei 12% (50%, 60%). Die funktionelle Beeinträchtigung wurde durch den medianen MRS mit 1 (Spanne 0-4; MRS ≤2 88%), den NIHSS mit 0 (0-11) und den MMST mit 29 (22-30) angegeben, im Follow-Up mit leichtem Anstieg des MRS auf 1 (0-6; p=0,038) und des NIHSS auf 1 (0-15; p=0,058). Die klinische Veränderung ging bei 29% mit einer sonographischen Veränderung einher. Die für dieses Kollektiv gute Lebensqualität zeigte im Follow-Up trotz einer signifikanten Besserung der Vitalität eine Reduktion des allgemeinen Gesundheitszustands und der sozialen Funktionalität.
Fazit: In dieser Studie konnten wir trotz eines hohen vaskulären Risikoprofils und einer niedrigen Rate an Sekundärprophylaxe eine Tendenz zur Regredienz der Stenosen im vertebrobasilären Stromgebiet sowie eine sehr niedrige Schlaganfall-Inzidenz beobachten. Im longitudinalen Verlauf zeigte sich ein insgesamt gutes klinisches Outcome mit einer nur leichten, aber signifikanten Verschlechterung. Ursächlich für diese Entwicklung vertebrobasilärer Stenosen sahen wir den im Vergleich zum vorderen Stromgebiet bekannten abweichenden Pathomechanismus, so dass die Schlussfolgerung nahe liegt, dass vertebrobasiläre Stenosen weniger gefährlich sind. Im Weiteren ist zu klären, wie die Entwicklung der vertebrobasilären Stenosen unter verschiedenen Therapieregimen verläuft.
The present study seeks to determine potential associations between viral infections and neuropsychiatric diseases. To address this issue, we investigated the peptide commonalities between viruses that have been related to psychiatric and neurological disorders—such as rubella, human immunodeficiency virus, and herpesviruses—and human distal-less homeobox (DLX) proteins expressed in developing brain—namely, DLX1, DLX2, DLX5, and DLX6. Peptide matching analyses revealed a high degree of pentapeptide sharing. From an immunological perspective, this overlap is relevant because pentapeptides are endowed with immunogenicity and antigenicity—that is, they are immune determinants. Moreover, infection-induced immune cross-reactions might have functional, spatial, and temporal implications related to the functions and expression patterns of DLX1 and DLX5 in the fetal and adult human brain. In sum, our data support the hypothesis that viral infections may be linked to neuropsychiatric diseases through autoimmune cross-reactions caused by molecular mimicry between viral proteins and brain-specific DLX self-antigens.
Background
The Symbol Digit Modalities Test (SDMT) is most frequently used to test processing speed in patients with multiple sclerosis (MS). Functional imaging studies emphasize the importance of frontal and parietal areas for task performance, but the influence of frontoparietal tracts has not been thoroughly studied. We were interested in tract-specific characteristics and their association with processing speed in MS patients.
Methods
Diffusion tensor imaging was obtained in 100 MS patients and 24 healthy matched controls to compare seed-based tract characteristics descending from the superior parietal lobule [Brodman area 7A (BA7A)], atlas-based tract characteristics from the superior longitudinal fasciculus (SLF), and control tract characteristics from the corticospinal tract (CST) and their respective association with ability on the SDMT.
Results
Patients had decreased performance on the SDMT and decreased white matter volume (each p < 0.05). The mean fractional anisotropy (FA) for the BA7A tract and CST (p < 0.05), but not the SLF, differed between MS patients and controls. Furthermore, only the FA of the SLF was positively associated with SDMT performance even after exclusion of the lesions within the tract (r = 0.25, p < 0.05). However, only disease disability and total white matter volume were associated with information processing speed in a linear regression model.
Conclusions
Processing speed in MS is associated with the structural integrity of frontoparietal white matter tracts.
In der akuten Schlaganfallbehandlung nehmen die endovaskulären Revaskularisationsverfahren, insbesondere die intraarterielle Thrombolyse, einen wachsenden Stellenwert ein. Grundlage dafür ist die zentrumsspezifische Sicherheit und Durchführbarkeit, wobei nach den Zertifizierungskriterien der Deutschen Schlaganfallgesellschaft die intraarterielle Thrombolyse nur in zertifizierten überregionalen Stroke Units erfolgen sollte. Weiterhin existieren nur wenige Selektionsparameter zur Abschätzung des Risikos der intrakraniellen Blutung als wichtigste Komplikation gegenüber dem potenziellen Benefit der Behandlung. Ziel dieser Arbeit war 1. die Etablierung eines klinisch praktikablen Protokolls zur Entscheidung für eine intravenöse oder intraarterielle Thrombolyse sowie die systematische Untersuchung der zentrumsspezifischen Sicherheit und Durchführkeit der intraarteriellen Thrombolyse; 2. die Untersuchung des Einflusses der bekannten klinischen und radiologischen Faktoren, wie Zeit bis zur Thrombolyse oder Rekanalisation im vorliegenden Patientenkollektiv auf das neurologische Outcome; und 3. die Untersuchung der Perfusions-CT und der CT-Angiographie als Grundlage für weitere mögliche Selektionsparameter zur intraarteriellen Thrombolyse. Zwischen 02/2006 und 12/2008 konnten 26 Patienten eingeschlossen werden. Ein Patient verstarb innerhalb von 90 Tagen nach Schlaganfall aufgrund eines erneuten cerebrovaskulären Ereignisses. Die Rate der symptomatischen und asymptomatischen intrakraniellen Blutungen (8% bzw 8%) sowie die Rate der periprozeduralen Komplikationen sind trotz der eingeschränkten Vergleichbarkeit mit der Literatur als gleichwertig zu bewerten. Die Effektivitätsparameter Zeit bis Thombolyse (Durchschnitt +/- Standardabweichung: 4,03 ± 1,2), Rekanalisationsrate (73%) sowie das Ausmaß des guten funktionellen Outcome 90 Tage nach Schlaganfall (mRS <=2; 58%) sind ähnlich oder teilweise sogar besser als die in der Literatur veröffentlichen Ergebnisse für die intraarterielle und intravenöse Thrombolyse. Somit ist die intraarterielle Thrombolyse in dieser Studie als sicher und effektiv zu bewerten. Die Zeit bis zur Thrombolyse zeigte sich nicht signifikant mit dem neurologischen Outcome assoziiert, jedoch ergab sich ein Trend zu schlechterem Outcome mit größerer zeitlicher Latenz zwischen Symptom- und Therapiebeginn. Weiterhin konnte die Rekanalisaton als Prädiktor für das neurologische Outcome und die Infarktgröße bestätigt werden. Der prädiktive Wert des Ausmaßes der Kollateralen in der CT-Angiographie mittels eines von Tan et al. entwickelten Score für das finale Infarktvolumen konnte in diesem homogenen, hochselektionieren Patientengut bestätigt werden. Das Ausmaß der Kollateralen als ein neuer Selektionsparameter für die Thrombolyse sollte weiter detailiert untersucht werden. Weiterhin konnte nachgewiesen werden, dass mittels Perfusions-CT auf das kurzfristige Outcome mittels NIHSS zwischen Aufnahme und Entlassung geschlossen werden kann. Hierbei zeigte sich, dass der im Rahmen dieser Studie entwickelte Auswertealgorithmus der relativen Perfusions-CT-Parameter und der schon verwendete Algorithmus der ASPECTS-Perfusion, bezüglich der Vorhersagekraft des cerebralen Blutvolumens (CBV) gleichwertig sind, jedoch die relativen Perfusions-Parameter eine wesentliche bessere Interrater-Reliabiltät aufweisen. Bezüglich des cerebralen Blutflusses (CBF) ergab sich nach dem ASPECTS-Perfusions-Algorithmus keine Assoziation mit dem neurologischen Outcome. Bei den relativen Perfusionsparametern erreichte jedoch das CBF eine dem CBV vergleichbare Vorhersagefähigkeit gepaart mit einer besseren Interrater-Reliabilität als das CBV. Das aktuell weit verbreitete visuelle Abschätzen der Größe des tissue at risk zeigte weder eine Assoziation zum neurologischen Outcome nach intraarterieller Thrombolyse noch eine gute Interratervariabilität.
Background and aim
To report the six-month safety analyses among patients enrolled in the “Physical Fitness Training in Subacute Stroke—PHYS-STROKE” trial and identify underlying risk factors associated with serious adverse events.
Methods
We performed a pre-specified safety analysis of a multicenter, randomized controlled, endpoint-blinded trial comprising 200 patients with moderate to severe subacute stroke (days 5–45 after stroke) that were randomly assigned (1:1) to receive either aerobic, bodyweight supported, treadmill-based training (n = 105), or relaxation sessions (n = 95, control group). Each intervention session lasted for 25 min, five times weekly for four weeks, in addition to standard rehabilitation therapy. Serious adverse events defined as cerebro- and cardiovascular events, readmission to hospital, and death were assessed during six months of follow-up. Incident rate ratios (IRR) were calculated, and Poisson regression analyses were conducted to identify risk factors for serious adverse events and to test the association with aerobic training.
Results
Six months after stroke, 50 serious adverse events occurred in the trial with a higher incidence rate (per 100 patient-months) in the training group compared to the relaxation group (6.31 vs. 3.22; IRR 1.70, 95% CI 0.96 to 3.12). The association of aerobic training with serious adverse events incidence rates were modified by diabetes mellitus (IRR for interaction: 7.10, 95% CI 1.56 to 51.24) and by atrial fibrillation (IRR for interaction: 4.37, 95% CI 0.97 to 31.81).
Conclusions
Safety analysis of the PHYS-STROKE trial found a higher rate of serious adverse events in patients randomized to aerobic training compared to control within six months after stroke. Exploratory analyses found an association between serious adverse events occurrence in the aerobic training group with pre-existing diabetes mellitus and atrial fibrillation which should be further investigated in future trials.
Data access statement
The raw data and analyses scripts are provided by the authors on a secure online repository for reproduction of reported findings.
Polypharmacy in patients with multiple sclerosis and the impact on levels of care and therapy units
(2023)
Background: The aim of this study was to examine the societal costs of polypharmacy in patients with multiple sclerosis (MS). We therefore focused on the association between the number of medications on the level of care (LOC), the German classification of the need for care, and the number of therapy sessions (TTU).
Methods: In addition to demographic information and medication, 101 MS patients performed the Multiple Sclerosis Health Resource Utilization Survey (MS-HRS). Medications were subdivided into a total number of medications (TD), MS-related medication [MSD, i.e., disease-modifying drugs (DMDs) and symptomatic treatment (SD)], and medication for comorbidities (CDs). Multivariate linear regression models were performed to estimate if the amount of each medication type affects LOC or TTU.
Results: Polypharmacy appeared in 54 patients at the time of the survey. The relative risk (RR) of LOC 1 increased significantly by 2.46 (p = 0.001) per TD and by 2.55 (p = 0.004) per MSD, but not per CD (RR 1.44; p = 0.092). The effect of RR on MSD was driven by SD (RR 2.2; p = 0.013) but not DMD (RR 2.6; p = 0.4). RR of MSD remained significant for LOC 2 (1.77; p = 0.009) and LOC 3/4 (1.91; p = 0.015), with a strong trend in RR of SD, but not DMD. TTU increased significantly per MSD (p = 0.012), but not per TD (p = 0.081) and CD (p = 0.724).
Conclusion: The number of MSDs is related to the likelihood of a higher level of care and the number of therapy sessions and is therefore a good indication of the extent of the societal costs.
Background: Although 20-30% of all strokes occur in the posterior circulation, few studies have explored the characteristics of patients with strokes in the posterior compared to the anterior circulation so far. Especially data on young patients is missing. Methods: In this secondary analysis of data of the prospective multi-centre European sifap1 study that investigated stroke and transient ischemic attack (TIA) patients aged 18-55 years, we compared vascular risk factors, stroke aetiology, presence of white matter hyperintensities (WMH) and cerebral microbleeds (CMB) between patients with ischaemic posterior circulation stroke (PCS) and those having suffered from anterior circulation stroke (ACS) based on cerebral MRI. Results: We diagnosed PCS in 612 patients (29.1%, 407 men, 205 women) and ACS in 1,489 patients (70.9%). Their age (median 46 vs. 47 years, p = 0.205) and stroke severity (modified Rankin Scale: both 2, p = 0.375, Barthel Index 90 vs. 85, p = 0.412) were similar. PCS was found to be more frequent among the male gender (66.5 vs. 60.1% with ACS, p = 0.003). Vertebral artery (VA) dissection was more often the cause of PCS (16.8%) than was carotid artery dissection of ACS (7.9%, p < 0.001). Likewise, small vessel disease (Trial of Org 10172 in Acute Stroke Treatment [TOAST] = 3, PCS: 14.7%, ACS: 11.8%) and stroke of other determined aetiology (TOAST = 4, PCS: 24.5%, ACS: 16.0%) were more frequent in those with PCS. Furthermore, patent foramen ovale (PFO; PCS: 31.1%, ACS: 25.4%, p = 0.029) was more often detected in patients with PCS. In contrast, large-artery atherosclerosis (TOAST = 1, PCS: 15.4%, ACS: 22.2%) and cardio-embolic stroke (TOAST = 2, PCS: 15.6%, ACS: 18.0%) were less frequent in those with PCS (p < 0.001) as were preceding cerebrovascular events (10.1 vs. 14.1%, p = 0.014), TIA (4.8 vs. 7.7%, p = 0.016) and smoking (53.2 vs. 61.0%, p = 0.001). The presence, extent, and location of WMH and CMB did not differ between the 2 groups. Conclusions: Our data suggested a different pattern of aetiology and risk factors in young patients with PCS compared to those with ACS. These findings especially call for a higher awareness of VA dissection and potentially for more weight of a PFO as a risk factor in young patients with PCS. Clinical trial registration-URL: http://www.clinicaltrials.gov; NCT00414583.
Background:
Post-stroke delirium (PSD) is a modifiable predictor for worse outcome in stroke. Knowledge of its risk factors would facilitate clinical management of affected patients, but recently updated national guidelines consider available evidence insufficient.
Aims:
The study aimed to establish risk factors for PSD incidence and duration using high-frequency screening.
Methods:
We prospectively investigated patients with ischemic stroke admitted within 24 h. Patients were screened twice daily for the presence of PSD throughout the treatment period. Sociodemographic, treatment-related, and neuroimaging characteristics were evaluated as predictors of either PSD incidence (odds ratios (OR)) or duration (PSD days/unit of the predictor, b), using logistic and linear regression models, respectively.
Results:
PSD occurred in 55/141 patients (age = 73.8 ± 10.4 years, 61 female, National Institutes of Health Stroke Scale (NIHSS) = 6.4 ± 6.5). Age (odds ratio (OR) = 1.06 (95% confidence interval (CI): 1.02–1.10), b = 0.08 (95% CI = 0.04–0.13)), and male gender (b = 0.99 (95% CI = 0.05–1.93)) were significant non-modifiable risk factors. In a multivariable model adjusted for age and gender, presence of pain (OR < sub > mvar </sub >= 1.75 (95% CI = 1.12–2.74)), urinary catheter (OR < sub > mvar </sub > = 3.16 (95% CI = 1.10–9.14)) and post-stroke infection (PSI; OR < sub > mvar </sub > = 4.43 (95% CI = 1.09–18.01)) were predictors of PSD incidence. PSD duration was impacted by presence of pain (b < sub > mvar </sub >= 0.49 (95% CI = 0.19–0.81)), urinary catheter (b < sub > mvar </sub > = 1.03 (95% CI = 0.01–2.07)), intravenous line (b < sub > mvar </sub >= 0.36 (95% CI = 0.16–0.57)), and PSI (b < sub > mvar </sub >= 1.60 (95% CI = 0.42–2.78)). PSD (OR = 3.53 (95% CI = 1.48–5.57)) and PSI (OR = 5.29 (95% CI = 2.92–7.66)) independently predicted inferior NIHSS at discharge. Insular and basal ganglia lesions increased the PSD risk about four- to eight-fold.
Discussion/Conclusion:
This study identified modifiable risk factors, the management of which might reduce the negative impact PSD has on outcome.