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Das alpha-Toxin (Hla) von Staphylococcus aureus (S. aureus) spielt eine bedeutende Rolle bei S. aureus-induzierten Pneumonien. Hla bindet zunächst als Monomer an die Plasmamembran eukaryotischer Wirtszellen und assoziiert sich zu heptameren Transmembranporen. Die Sensitivität gegenüber dem Toxin ist bei verschiedenen Atemwegsepithelzelllinien unterschiedlich ausgeprägt. Die Gründe dafür sind bis jetzt nicht vollends verstanden. Mögliche Faktoren, die einen Einfluss auf die Hla-Sensitivität der Zellen haben, könnten die Rezeptordichte und Effizienz der Porenbildung sowie die Entsorgung von Poren aus der PM durch Internalisierung und Degradation (lysosomal, proteasomal) oder durch Ausschleusung von extrazellulären Vesikeln in den Extrazellularraum sein.
Ziel dieser Arbeit war es, die Bedeutung der Faktoren, die einen Einfluss auf die Toxin-Sensitivität von Wirtszellen haben könnten, am Beispiel der drei Atemwegs-Modellzelllinien 16HBE14o-, S9 sowie A549 genauer zu untersuchen.
Dabei konnte gezeigt werden, dass die Menge an rHla, allem voran die Abundanz der Heptamere in der Plasmamembran der Zellen, einen starken Einfluss auf die Toxinsensitivität (gemessen an der Rate parazellulärer Lückenbildung in den Zellverbänden) der Zelllinien hat. Diese Ergebnisse korrelierten am besten mit der Häufigkeit des potenziellen Hla-Rezeptors ADAM10 in der Plasmamembran der drei Zelltypen, aber auch das Phospholipid Sphingomyelin scheint ebenfalls einen Einfluss auf die Hla-Sensitivität der Zellen zu haben. Die Zellgröße, der für die Hla-Vorpore stabilisierende Faktor Caveolin-1, Integrin α5β1 als weiterer möglicher Hla-Rezeptor und die Lipide Phosphatidylcholin/-serin zeigten dagegen keine Korrelation zur Hla-Sensitivität der drei Atemwegsepithelzelllinien. Das Lipid Phosphatidylethanolamin wies zwar das gleiche Muster wie das des Sphingomyelins bei den Zelllinien auf, jedoch muss eine mögliche Bedeutung des Lipids in der Hla-Bindung und/oder -Heptamerisierung erst noch untersucht werden.
Untersuchungen der Internalisierung des Toxins zeigten, dass von den drei Atemwegsepithelzelllinien nur die S9-Zellen in der Lage waren die rHla-Heptamere effizient zu internalisieren. Dabei konnte unter Verwendung der rHla-Mutante rH35L, die keine Transmembranpore ausbilden kann, gezeigt werden, dass die Internalisierung der Toxin-Heptamere wahrscheinlich Poren-unabhängig geschieht. Durch die Überprüfung des rHla-Abbaus in S9-Zellen nach Inhibierung der lysosomalen oder proteasomalen Proteindegradation konnte ein Abbau des Toxins über das Proteasom ausgeschlossen werden. Dagegen scheint der lysosomale Weg von entscheidender Bedeutung für die Hla-Heptamer-Degradation zu sein. Eine saure Hydrolyse der Protease-resistenten Toxin-Heptamere in rHla-Monomere konnte allerdings nicht nachgewiesen werden und scheint somit bei dem lysosomalen Abbau keine Rolle zu spielen. Präparierte extrazelluläre Vesikel von rHla-behandelten S9-Zellen zeigten zudem, dass eine Entsorgung des Toxins über Exosomen und/oder Mikrovesikel ebenfalls bei diesen Zellen möglich zu sein scheint. Der primäre Weg der Hla-Prozessierung ist bei den S9-Zellen dennoch der lysosomale Abbau.
Cerebral cavernous malformations are slow-flow thrombi-containing vessels induced by two-step inactivation of the CCM1, CCM2 or CCM3 gene within endothelial cells. They predispose to intracerebral bleedings and focal neurological deficits. Our understanding of the cellular and molecular mechanisms that trigger endothelial dysfunction in cavernous malformations is still incomplete. To model both, hereditary and sporadic CCM disease, blood outgrowth endothelial cells (BOECs) with a heterozygous CCM1 germline mutation and immortalized wild-type human umbilical vein endothelial cells were subjected to CRISPR/Cas9-mediated CCM1 gene disruption. CCM1
−/− BOECs demonstrated alterations in cell morphology, actin cytoskeleton dynamics, tube formation, and expression of the transcription factors KLF2 and KLF4. Furthermore, high VWF immunoreactivity was observed in CCM1
−/−
BOECs, in immortalized umbilical vein endothelial cells upon CRISPR/Cas9-induced inactivation of either CCM1, CCM2 or CCM3 as well as in CCM tissue samples of familial cases. Observer-independent high-content imaging revealed a striking reduction of perinuclear Weibel-Palade bodies in unstimulated CCM1
−/−
BOECs which was observed in CCM1
+/− BOECs only after stimulation with PMA or histamine. Our results demonstrate that CRISPR/Cas9 genome editing is a powerful tool to model different aspects of CCM disease in vitro and that CCM1 inactivation induces high-level expression of VWF and redistribution of Weibel-Palade bodies within endothelial cells.
Quality of healthcare can be improved when the best external evidence available is integrated in clinical decision-making in a systematic explicit manner. With the rapid expansion of clinical evidence, the opportunities for evidence-based high-quality healthcare increase. Paradoxically, the likelihood of any one person to get a complete and balanced picture of the evidence available decreases. This is especially true for rehabilitation interventions that are complex in nature and where clinical research is rather diverse. Given the complex nature of the evidence, there is a substantial risk of misinterpreting the complex information both at the level of individual sources (e.g., reports of clinical trials) and for aggregated data syntheses (e.g., systematic reviews and meta-analyses). These risks are inherent in these sources themselves and are in addition related to the methodological expertise necessary to make valid use of the evidence for clinical decision-making. Taken together, there is a great demand for systematic structured guidance from evidence to clinical decision. This methodology paper describes a structured process for the development and report of evidence-based clinical practice recommendations that uses systematic reviews and meta-analyses as evidence source. It provides a comprehensive framework with specific requirements for the development group, the formulation of the healthcare question addressed, the systematic search for the evidence, its critical appraisal, the extraction and the outcome-centered presentation of the evidence, the rating of its quality, strengths and weaknesses, any further considerations relevant for decision-making, and an explicit recommendation statement along with its justification, implementation, and resource aspects. The suggested methodology uses international standards in evidence synthesis, critical appraisal of systematic reviews, rating the quality of evidence, characteristics of recommendations, and guideline development as developed by Cochrane, GRADE (Grading of Recommendations Assessment, Development and Evaluation), AMSTAR (A MeaSurement Tool to Assess systematic Reviews), and AGREE (Appraisal of Guidelines for REsearch & Evaluation). An added distinctive feature of the methodology is to focus on the most up-to-date, most valid evidence and hence to support the development of valid practice recommendations in an efficient way. Practice recommendations generated by such a valid methodology would be generally applicable and promote evidence-based clinical practice globally.
T cells are the key players of the adaptive immune response. They coordinate the activation of other immune cells and kill malignant and virus-infected cells. For full activation T cells require at least two signals. Signal 1 is induced after recognition of MHC/peptide complexes presented on antigen presenting cells (APCs) by the clonotypic TCR (T-cell receptor)/CD3 complex whereas Signal 2 is mediated via the co-stimulatory receptor CD28, which binds to CD80/CD86 molecules that are present on APCs. These signaling events control the activation, proliferation and differentiation of T cells. In addition, triggering of the TCR/CD3 complex induces the activation of the integrin LFA-1 (leukocyte function associated antigen 1) leading to increased ligand binding (affinity regulation) and LFA-1 clustering (avidity regulation). This process is termed “inside-out signaling”. Subsequently, ligand bound LFA-1 transmits a signal into the T cells (“outside-in signaling”) which enhances T-cell interaction with APCs (adhesion), T-cell activation and T-cell proliferation. After triggering of signal transducing receptors, adapter proteins organize the proper processing of membrane proximal and intracellular signals as well as the activation of downstream effector molecules. Adapter proteins are molecules that lack enzymatic or transcriptional activity and are composed of protein-protein and protein-lipid interacting domains/motifs. They organize and assemble macromolecular complexes (signalosomes) in space and time. Here, we review recent findings regarding three cytosolic adapter proteins, ADAP (Adhesion and Degranulation-promoting Adapter Protein), SKAP1 and SKAP2 (Src Kinase Associated Protein 1 and 2) with respect to their role in TCR/CD3-mediated activation, proliferation and integrin regulation.
Our modern understanding of the hygiene hypothesis is that bacteria are not only the cause of disease but also essential for a healthy immune response and regulation. Varied microbial exposure prenatally and in early childhood protects us from pathological immune reactions such as autoimmune diseases and allergies. Against this background, the hypothesis that bacteria can act as allergens appears paradoxical. Nevertheless, there is growing evidence that Staphylococcus aureus (S. aureus) is associated with allergic reactions and serine protease-like proteins (Spls) produced by S. aureus have been identified as pacemakers of allergic reactions. To open prospects for treatment or causal therapy in patients at risk, the underlying mechanism of allergy induction by Spls was studied, focusing on the IL-33 pathway in airway inflammation. In a murine asthma model C57BL/6 J wild-type mice were repeatedly exposed to SplD via intratracheal application. After two weeks a Th2-biased inflammatory response was observed in the airways: IL-33 and eotaxin production, eosinophilia, bronchial hyperreactivity, and goblet cell hyperplasia. Blocking IL-33 activity with its soluble receptor ST2 counteracted these effects: significantly decreased numbers of eosinophils, IL-13+ type 2 ILCs, IL-13+CD4+ T cells as well as reduced IL-5 and IL-13 production by lymph node cells were observed. This study indicates that SplD induces allergic airway inflammation via the IL-33/ST2 axis. IL-33 upregulation was not accompanied by cell death, which indicates that IL-33 may not be passively released by dying cells but actively secreted by the airway epithelium. Future identification of the physiological substrates of the Spls may help to shed light on the source of IL-33 in SplD-induced airway inflammation.
While the causes of allergy induction by S. aureus Spls were addressed by investigating the underlying mechanism, the consequences of this were also of interest: Does the pro-allergenic response to S. aureus affect patients exposed to S. aureus in their airways? Therefore, the humoral and cellular immune response against Spls was studied in cystic fibrosis (CF) patients who are more frequently colonized with S. aureus than the healthy population and suffer from frequent recurrent airway infections. In this patient cohort a Th2 shift of the Spl-specific immune response became evident, including high Spl-specific serum IgE levels, strong induction of Th2 cell differentiation and production of type 2 cytokines following ex vivo stimulation with recombinant Spls. The observed response seems to be specific for Spls rather than being a general feature of S. aureus proteases since other putative allergens of S. aureus (ScpA, SspB) did not show increased IgE binding in CF sera. The Th2-driven immune response might impede antibacterial clearance and worsen the clinical picture. Larger clinical studies are needed to validate this notion by correlating the anti-S. aureus immune response with clinical parameters and testing new therapy options.
These results and findings shed light on a novel, possibly underestimated facet of the immune response against S. aureus and give impetus for further research on bacterial allergens in general, reaching beyond the species S. aureus.
Prothrombotic and Proinflammatory Activities of the β-Hemolytic Group B Streptococcal Pigment
(2019)
A prominent feature of severe streptococcal infections is the profound inflammatory response that contributes to systemic toxicity. In sepsis the dysregulated host response involves both immunological and nonimmunological pathways. Here, we report a fatal case of an immunocompetent healthy female presenting with toxic shock and purpura fulminans caused by group B streptococcus (GBS; serotype III, CC19). The strain (LUMC16) was pigmented and hyperhemolytic. Stimulation of human primary cells with hyperhemolytic LUMC16 and STSS/NF-HH strains and pigment toxin resulted in a release of proinflammatory mediators, including tumor necrosis factor, interleukin (IL)-1β, and IL-6. In addition, LUMC16 induced blood clotting and showed factor XII activity on its surface, which was linked to the presence of the pigment. The expression of pigment was not linked to a mutation within the CovR/S region. In conclusion, our study shows that the hemolytic lipid toxin contributes to the ability of GBS to cause systemic hyperinflammation and interferes with the coagulation system.
The aims of this study were to 1) determine if continuous eruption occurs in the maxillary teeth, 2) assess the magnitude of the continuous eruption, and 3) evaluate the effects of continuous eruption on the different periodontal parameters by using data from the population-based cohort of the Study of Health in Pomerania (SHIP). The jaw casts of 140 participants from the baseline (SHIP-0) and 16-y follow-up (SHIP-3) were digitized as 3-dimensional models. Robust reference points were set to match the tooth eruption stage at SHIP-0 and SHIP-3. Reference points were set on the occlusal surface of the contralateral premolar and molar teeth, the palatal fossa of an incisor, and the rugae of the hard palate. Reference points were combined to represent 3 virtual occlusal planes. Continuous eruption was measured as the mean height difference between the 3 planes and rugae fix points at SHIP-0 and SHIP-3. Probing depth, clinical attachment levels, gingiva above the cementoenamel junction (gingival height), and number of missing teeth were clinically assessed in the maxilla. Changes in periodontal variables were regressed onto changes in continuous eruption after adjustment for age, sex, number of filled teeth, and education or tooth wear. Continuous tooth eruption >1 mm over the 16 y was found in 4 of 140 adults and averaged to 0.33 mm, equaling 0.021 mm/y. In the total sample, an increase in continuous eruption was significantly associated with decreases in mean gingival height (B = −0.34; 95% CI, −0.65 to −0.03). In a subsample of participants without tooth loss, continuous eruption was negatively associated with PD. This study confirmed that continuous eruption is clearly detectable and may contribute to lower gingival heights in the maxilla.
Although a potential link between periodontitis and cardiorespiratory fitness might provide a reasonable explanation for effects of tooth-related alterations seen on cardiometabolic diseases, evidence is currently limited. Thus, we investigated the association between clinically assessed periodontitis and cardiopulmonary exercise testing (CPET). Data from 2 independent cross-sectional population-based studies (5-y follow-up of the Study of Health in Pomerania [SHIP-1; N = 1,639] and SHIP-Trend-0 [N = 2,439]) were analyzed. Participants received a half-mouth periodontal examination, and teeth were counted. CPET was based on symptom limited-exercise tests on a bicycle ergometer. Associations of periodontitis parameters with CPET parameters were analyzed by confounder-adjusted multivariable linear regression. In the total sample, mean pocket probing depth (PPD), mean clinical attachment levels, and number of teeth were consistently associated with peak oxygen uptake (peakVO2) and exercise duration in both studies, even after restriction to cardiorespiratory healthy participants. Statistically significant associations with oxygen uptake at anaerobic threshold (VO2@AT), slope of the efficiency of ventilation in removing carbon dioxide, and peak oxygen pulse (VÉ/VCO2 slope) occurred. Further, interactions with age were identified, such that mainly older individuals with higher levels of periodontal disease severity were associated with lower peakVO2. Restricted to never smokers, associations with mean clinical attachment levels and the number of teeth mostly diminished, while associations of mean PPD with peakVO2, VO2@AT, VÉ/VCO2 slope, and exercise duration in SHIP-1 and SHIP-Trend-0 were confirmed. In SHIP-1, mean peakVO2 was 1,895 mL/min in participants with a mean PPD of 1.6 mm and 1,809 mL/min in participants with a mean PPD of 3.7 mm. To conclude, only mean PPD reflecting current disease severity was consistently linked to cardiorespiratory fitness in 2 cross-sectional samples of the general population. If confirmed in well-designed large-scale longitudinal studies, the association between periodontitis and cardiorespiratory fitness might provide a biologically plausible mechanism linking periodontitis with cardiometabolic diseases.
Surface Stoichiometry and Depth Profile of Tix-CuyNz Thin Films Deposited by Magnetron Sputtering
(2021)
Coagulase-negative staphylococci (CoNS) are common opportunistic pathogens, but also ubiquitous human and animal commensals. Infection-associated CoNS from healthcare environments are typically characterized by pronounced antimicrobial resistance (AMR) including both methicillin- and multidrug-resistant isolates. Less is known about AMR patterns of CoNS colonizing the general population. Here we report on AMR in commensal CoNS recovered from 117 non-hospitalized volunteers in a region of Germany with a high livestock density. Among the 69 individuals colonized with CoNS, 29 had reported contacts to either companion or farm animals. CoNS were selectively cultivated from nasal swabs, followed by species definition by 16S rDNA sequencing and routine antibiotic susceptibility testing. Isolates displaying phenotypic AMR were further tested by PCR for presence of selected AMR genes. A total of 127 CoNS were isolated and Staphylococcus epidermidis (75%) was the most common CoNS species identified. Nine isolates (7%) were methicillin-resistant (MR) and carried the mecA gene, with seven individuals (10%) being colonized with at least one MR-CoNS isolate. While resistance against gentamicin, phenicols and spectinomycin was rare, high resistance rates were found against tetracycline (39%), erythromycin (33%) and fusidic acid (24%). In the majority of isolates, phenotypic resistance could be associated with corresponding AMR gene detection. Multidrug-resistance (MDR) was observed in 23% (29/127) of the isolates, with 33% (23/69) of the individuals being colonized with MDR-CoNS. The combined data suggest that MR- and MDR-CoNS are present in the community, with previous animal contact not significantly influencing the risk of becoming colonized with such isolates.
Das Werben um Nachwuchs im eigenen medizinischen Fachgebiet ist allen Fächern in der Medizin gemeinsam, ist doch das Fehlen des Nachwuchses in den einzelnen medizinischen Fächern schon länger beschrieben. Als mögliche Ursache für die ausbleibenden Bewerbungen im Fach der Anästhesiologie lassen sich auch in diesem Fach verschiedene mögliche Gründe in der Literatur finden, von inhumanen Arbeitszeiten und Arbeitsbedingungen mit schlechter Bezahlung bis zu einem „problematischen” Rollenbild der Anästhesiologie in der Öffentlichkeit und bei ärztlichen Kollegen*innen anderer Fachrichtungen. Die medizinische Ausbildung und Weiterbildung bis zum Erreichen des Facharztes und damit das Erreichen der letztendlichen Reife zur Ausübung des medizinischen Berufes als Ärztin oder Arzt durchläuft mehrere teils theoretische, teils praktische Schritte und Phasen. Mit dem Abschluss des Medizinstudiums endet die medizinische Ausbildung an der Universität.In der vorliegenden Arbeit soll nun geklärt werden, inwieweit ein Teil das PJ im Wahlfach Anästhesiologie Einfluss hat, die Weiterbildung zur(m) Fachärztin / Facharzt für Anästhesiologie zu wählen bzw. nicht zu wählen. Weiterhin gingen wir der Frage nach, ob der Zeitpunkt der Entscheidungsfindung einen Einfluss auf die Zufriedenheit der Studierenden nahm und inwieweit auch geschlechtsspezifische Unterschiede hier vorliegen. Herauszustellen gilt es, welche Problemfelder im Rahmen der Ausbildung es im Bereich des Faches Anästhesiologie gibt und welche Maßnahmen zur Gewinnung des eigenen Nachwuchses ergriffen werden sollten. Wie schafft das Fach Anästhesiologie, welches als Wahlfach im PJ gewählt werden kann, den Nachwuchs für sich besser zu begeistern?
Schmerzen im unteren Rücken sind ein häufiger Beratungsanlass in Hausarztpraxen.
Trotz evidenz- und konsensbasierter Empfehlungen der NVL unspezifischer
Kreuzschmerz ist die ärztliche Leitlinienadhärenz gering und wird teilweise mit
anderslautenden Patientenerwartungen begründet. Ziel dieser Studie war es zu
untersuchen, inwiefern die Patientenerwartungen den Empfehlungen der NVL
Kreuzschmerz entsprechen und ob diese mit Patienteneigenschaften, der
Kreuzschmerzvorgeschichte und Behandlungserfahrungen assoziiert sind. Es
handelt sich um eine Querschnittsstudie mit 1018 Patienten aus 13
allgemeinmedizinischen Arztpraxen. Mit Hilfe eines auf den Kernempfehlungen der
NVL Kreuzschmerz basierenden Fragebogens wurden demografische Daten, die
Kreuzschmerzanamnese sowie Erwartungen und Überzeugungen hinsichtlich des
Managements der Kreuzschmerzen erfasst. Um den Non-respose-Bias zu
berücksichtigen, wurden Inverse Wahrscheinlichkeitsgewichte verwendet. Es wurden
deskriptive Analysen und univariate sowie multivariate logistische
Regressionsmodelle durchgeführt. In die Analysen inkludiert wurden insgesamt 977
Patienten mit einem Durchschnittsalter von 57 Jahren und einem Frauenanteil von
60%. Von den Teilnehmern waren 66% bereit auf weitere Untersuchungen zu
verzichten, 44% erwarteten trotz fehlender Indikation eine Bildgebung, 70%
erwarteten Massagen, 44% erwarteten Injektionen, 67% waren bereit, ihre
Alltagsaktivitäten beizubehalten. Die Akzeptanz von psychosozialen Faktoren und
deren Behandlung bewegte sich zwischen 31% und 43%. Patienten mit starken
Zweifeln hinsichtlich der effektiven Therapierbarkeit ihrer Kreuzschmerzen durch
Ärzte erwarteten trotz dessen die Ausschöpfung sämtlicher diagnostischer und
therapeutischer Optionen einschließlich der psychotherapeutischen Interventionen.
Die Erwartungshaltung der Patienten zum Management ihrer Kreuzschmerzen
stimmt teilweise mit den Empfehlungen der aktuellen Leitlinien überein und wird
scheinbar von früheren Behandlungserfahrungen, dem Gesundheitszustand und
Bildungsniveau beeinflusst. Weitere Untersuchungen sind erforderlich, um den
Einfluss dieser Faktoren auf eine individuellere Therapie und Patientenzufriedenheit
zu bewerten.
Das im deutschen Grundgesetz festgehaltene Ziel der „Herstellung gleichwertiger Lebensverhältnisse“ wird zunehmend auch im präventiven und krankheitsbezogenen Kontext diskutiert. Kinder und Jugendliche haben diesbezüglich speziellen Bedarf. Ihr Gesundheitszustand wirkt sich auf den gesamten Lebensverlauf aus. Es gibt allerdings Regionen, zumeist ländlich geprägt, in denen eine flächendeckende, bedarfsgerechte und wohnortnahe Versorgung mit Pädiater*innen bereits jetzt oder zukünftig gefährdet ist.
Es werden zwei Publikationen mit Ergebnissen aus zwei Expert*innenbefragungen thematisiert. Eine Befragung adressierte zwei Stichproben von Kita-Eltern und verglich diese miteinander. Die andere Befragung bezog Angehörige verschiedener Gesundheitsprofessionen als in der Pädiatrie aktive Leistungserbringer*innen ein. Beide Befragungen waren fokussiert auf die medizinische Versorgungssituation in Mecklenburg-Vorpommern und auf die Akzeptanz gegenüber einer innovativen Versorgungsmöglichkeit in Form von berufsgruppenübergreifender Zusammenarbeit in der ambulanten Pädiatrie.
Als wichtigste Ergebnisse ist zum einen festzuhalten, dass Kinder und Jugendliche in ländlichen Regionen seltener einer für ihre Bedürfnisse ausgebildeten Ärzt*in vorgestellt wurden. Zum anderen nahmen mehr als die Hälfte aller teilnehmenden Experte*innen (54 Prozent der Eltern und 58 Prozent der Leistungserbringer*innen) Probleme in der medizinischen Versorgung der Kinder und Jugendlichen in Mecklenburg-Vorpommern wahr. Gegenüber der berufsgruppenübergreifenden Zusammenarbeit zeigte sich in den Befragungen eine relativ hohe Akzeptanz, so dass in einer der Publikationen neben den Befragungsergebnissen die Entwicklung eines mehrdimensionalen Konzeptes zu ihrer Umsetzung vorgestellt wird.
Darüber hinaus wurden in den letzten Jahren zwei weitere Konzepte innovativer Versorgungsansätze implementiert und evaluiert, die in die Dissertationsarbeit integriert werden. Dies waren Pilotprojekte zu Machbarkeit und Akzeptanz einer telemedizinischen Dringlichkeitseinschätzung in pädiatrischen Notaufnahmen und für eine hausärztlich-pädiatrische Kooperation. Beide Projekte wurden positiv evaluiert. Es gibt Transfer-Strategien und Finanzierungsmöglichkeiten zu einer Ausweitung dieser Versorgungsformen. Die Veröffentlichung der Ergebnisse dieser beiden Konzepte ist derzeit in Vorbereitung.
Ob die Transfer-Strategien für diese Projekte erfolgreich sein werden, entscheidet letztlich der gesundheitspolitische Wille zu langfristigen Veränderungsprozessen.
Organic molecules are the carbon-based complex of several atoms, is an innovative and essential element to create nano-structural platforms, as a building block in the
field of organic electronics and organic spintronics. Because of its variety and functionality via widely studied synthetic methods, molecules have played an important role in electronics as not only a transport channel in bulk form but also a tuning layer
at the interface of hetero structures. The potential of molecular layers has also stood out in spintronics, owing to its mass-low composition producing long spin life time.
Organic materials can be employed in spintronics applications, benefiting from their low cost, ease of processing, and chemical tunability. Beyond this advantage, the configuration
of molecules on a metal film displays unique phenomena as it can control the molecular spins and interfacial coupling between them, resulting in the emergence
of molecular spinterface.
This thesis work focuses on identifying the interfacial properties between the ferromagnet and the Phenalenyl (PLY) based metal complexes. The growth morphology study of the copper-phenalenyl Cu-PLY based molecules influence the electronic coupling between the molecular layer and the ferromagnet. Zinc- Phenalenyl (ZMP) molecule already have been studied [1] by demonstrate the formation of a spinterface,
resulting interface magneto resistance (IMR) close to room temperature. The
spinterface formation leads to the unique property, that a magnetic tunnel junction
with a ZMP barrier requires only one ferromagnetic metal layer, while the other ferromagnetic layer is formed in the organic barrier directly at the ferromagnet/organic
barrier interface. Here we compare Phenaleny, Copper-Phenaleny Cu-PLY and Zincmethyl- phenaleny molecule based MTJ electrical and magnetic properties which will
be suitable for tunnel barrier and can be used for stable memory devices. We tune the magnetic property of ferromagnet and forma hybrid interface without any oxide layers in between the ferromagnet and molecular layers. The tuning of magnetic properties
via the molecular approach will certainly extend versatile functionalities of organic spinterfaces.
Technological advances in light microscopy have always gone hand in hand with unprecedented biological insight. For microbiology, light microscopy even played a founding role in the conception of the entire discipline. The ability to observe pathogens that would otherwise evade human observation makes it a critical necessity and an indispensable tool to infectious disease research. Thus, the aim of this thesis was to optimize, extend, and functionally apply advanced light microscopy techniques to elucidate spatio-temporal and spatio-morphological components of bacterial and viral infection in vitro and in vivo.
Pathogens are in a constant arms race with the host’s immune system. By finding ways to circumvent host-mediated immune responses, they try to evade elimination and facilitate their own propagation. The first study (publication I) demonstrated that the obligate intracellular pathogen Coxiella burnetii is not just able to infect natural killer (NK) cells, but is actually capable of surviving the harsh degradative conditions in the cytotoxic lymphocyte’s granules. Using live-cell imaging of reporter-expressing Coxiella burnetii, the transient NK cell passage was closely monitored to provide detailed spatio-temporal information on this dynamic process in support of a range of static analyses. Bacterial release from NK cells was pinpointed to a time frame between 24 to 48 hours post-infection and the duration of release to about 15 minutes.
The second approach (publications II-V) aimed at shedding light on the greater spatio-morphological context of virus infection. Thus far, most studies investigating the distribution or tropism of viruses in vivo have used conventional immunohistochemistry in thin sections. Omitting the native spatial context of the infection site in vivo inherently bears the risk of incomplete description. While the microscopic tools and sample preparation protocols needed for volumetric 3D immunofluorescence imaging have recently been made available, they had not gained a foothold in virus research yet. An integral part of this thesis was concerned with the assessment and optimization of available tissue optical clearing protocols to develop an immunofluorescence-compatible 3D imaging pipeline for the investigation of virus infection inside its intact spatio-morphological environment (publication II). This formed the basis for all subsequent volumetric analyses of virus infection in vivo presented here. Consequently, this thesis provided a valuable proof of concept and blueprints for future virus research on the mesoscopic scale of host-pathogen interactions in vivo (publications II-V), using rabies virus (RABV; publications II-IV) and the newly-emerged severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2; publication V) as infection models for the nervous system and the respiratory tract, respectively.
Applying and further improving this volumetric 3D imaging workflow enabled unprecedented insights into the comprehensive in vivo cell tropism of RABV in the central (CNS) (publication III) and peripheral nervous system (PNS) (publication IV). Accordingly, differential infection of CNS-resident astrocytes by pathogenic and lab-attenuated RABV was demonstrated (publication III). While either virus variant showed equal capacity to infect neurons, as demonstrated by quantitative image analysis, only pathogenic field RABVs were able to establish non-abortive infection of astrocytes via the natural intramuscular inoculation route. A combined 3D LSFM-CLSM workflow further identified peripheral Schwann cells as a relevant target cell population of pathogenic RABV in the PNS (publication IV). This suggested that non-abortive infection of central and peripheral neuroglia by pathogenic RABV impairs their immunomodulatory function and thus represents a key step in RABV pathogenesis, which may contribute significantly to the establishment of lethal rabies disease.
Finally, utilizing the full volumetric acquisition power of LSFM, a further refined version of the established 3D imaging pipeline facilitated a detailed mesoscopic investigation of the distribution of SARS-CoV-2 in the respiratory tract of the ferret animal model (publication V). Particularly for this newly-emerged pathogen of global concern, in-depth knowledge of host-pathogen interactions is critical. By preserving the complete spatio-morphological context of virus infection in the ferret respiratory tract, this thesis provided the first specific 3D reconstruction of SARS-CoV-2 infection and the first report of 3D visualization of respiratory virus infection in nasal turbinates altogether. 3D object segmentation of SARS-CoV-2 infection in large tissue volumes identified and emphasized a distinct oligofocal infection pattern in the upper respiratory tract (URT) of ferrets. Furthermore, it corroborated a preferential replication of SARS-CoV-2 in the ferret URT, as only debris-associated virus antigen was detected in the lower respiratory tract of ferrets, thus providing crucial information on the spatial distribution of SARS-CoV-2.
Abstract
In this work we investigated immunological mechanisms involved in the onset of PE, a multifactorial pregnancy related disease of global importance. The clinical symptoms range from de novo hypertension, renal and hepatic damage, to IUGR and convulsions (eclampsia). An imbalance between vasospastic and vasodilatory mediators, leading to generalized endothelial dysfunction, is most probable responsible for the onset of the disorder. Autoimmune reactions provoked by the semi-allogen fetus have also been postulated as a possible cause. Preterm delivery is the only curative therapie available.
Our focus was on a subset of B lymphocytes, the CD19+ CD5+ B1-a B cells. These cells belong to the innate immune system and produce natural polyreactive (and possibly autoreactive) antibodies such as AT1-AA but also different cytokines. In the context of PE it has been reported that B1-a B cells in the peripheral blood are augmented. Female sex hormones, pregnancy associated hCG and its isoform h-HCG modulate the immune functions in pregnancy and thus may be involved in the development of PE. Cytokine production patterns of B1-a B cells and the impact of female sex hormones were analyzed.
For our experiments an established mouse model for immunological pregnancy loss (CBA/J x DBA/2J model) was used. Aditionally, isolated human peripheral blood B1-a B cells were used.
In the mouse model we could demonstrate that in vivo transferred B1-a B cells induced deposits in the mothers’ kidneys, correlating with renal damage. Secretion patterns of the cytokines IL10, IFN-γ, TNF-α and IL17 in disturbed pregnancies were altered as measured by FACS or MBAA respectively. Our data revealed an increased expression of anti-inflammatory IL10 in normal pregnant mice.
The activation levels of human and murine B1-a B cells (as recorded by CD69 and CD86 expression) were influenced by female sex hormones in a dose-dependent manner. In humans, recombinant h-HCG had a strong capacity to activate B1-a B cells. PG exerted a comparable effect on murine B1-a B cells.
We provide further evidence for a possible autoimmune component in the pathogenesis of PE. B1-a B cell involvement might include AA secretion as well as cytokine production. H-HCG emerges as a potentially important factor for human B1-a B cell activation in vitro.
Peatlands are the most space-efficient terrestrial carbon sink on earth, storing more carbon than all other vegetation types in the world combined. The amount of carbon input into peatlands is determined by the primary production and decomposition of plants. The fragile relationship between these two processes is massively disturbed by intensive land use and the associated drainage of large peatland areas, releasing as much carbon dioxide annually as global air travel. Aiming for the substantial reduction of greenhouse gas emissions, rewetting measures have been initiated worldwide to protect and sustainably manage peatlands by restoring the waterlogged conditions required for peat formation. However, the increase in droughts across Europe adds another threat for peatlands by lowering water tables and affecting plant productivity, litter decomposition and phenology, which can reduce their potential for carbon storage.
Fens are minerotrophic peatlands that make up over a third of the peatland area in Europe. The growth and turnover of root biomass is particularly important for the formation and degradation of peat in fens; thus, a special focus should lie on root dynamics research. However, despite their pivotal role for peat formation, we still lack knowledge about root responses to environmental changes caused by rewetting or drought in fens. This thesis aims to advance our knowledge about root processes as well as their abiotic drivers in drained and rewetted fen peatlands of NE Germany, and how they may be affected by an extreme drought. For this purpose, destructive (i.e. in-growth cores, litter bags, soil coring) along with non-destructive measurements (i.e. minirhizotrons, NDVI) were used in situ in forested (alder forests) and graminoid-dominated (sedges and grasses) plant communities representative of the prevailing fen peatlands of Central Europe.
In this thesis, I investigate the environmental drivers of root growth (Chapters I-III), the annual production and decomposition (Chapter II), phenology and temporal dynamics of root growth (Chapters I and III), and the response of root biomass distribution and their functional traits to environmental changes linked to rewetting (Chapter IV). To understand the fundamental differences in productivity of plant communities on mineral and organic soils, above-and belowground phenology and their environmental drivers were compared among different temperate ecosystems (i.e. a beech forest, a forested peatland and two graminoid-dominated fen peatlands) in Central Europe (Chapter I). The study provides evidence that generalizations of aboveground to belowground production are not likely to reflect seasonal dynamics in temperate fen peatlands. Furthermore, the study shows that fine root production can be up to 10 times higher for peatland plant communities than for a beech forest on mineral soil, highlighting the importance of roots for contributing substantially to the formation of organic soils. By comparing annual productivity and decomposition between drained and rewetted fens, it is shown that rewetted fens maintained their productivity under the drought conditions experienced in Central Europe in the year 2018, leading to a higher carbon storage potential despite similar decomposition rates (Chapter II). A deeper understanding on the drivers of this high productivity in the rewetted sites is provided by the analysis of temporal dynamics of root growth and their potential abiotic drivers (Chapter III). Here, the important role of root phenology in the maintenance of productivity of rewetted fens under drought conditions is revealed, since higher root productivity in response to rewetting was driven by an extension of the growing season rather than through a higher growth rate (Chapter III). This thesis shows that rewetting can be beneficial for plant production under drought conditions, which is central to the maintenance of the carbon sink function of peatlands (Chapters II and III). Rewetting maintained high water tables, favouring a plant community adapted to water saturation and also to fluctuating environmental conditions, and thus a community able to cope with periodic water table drawdowns that might increase in the future. Contrarily, drainage caused water tables to constantly drop below rooting depth of plants that might be adapted to drier conditions, but not drought. To gain a deeper understanding of the changes that roots undergo with rewetting and their potential effects on soil carbon storage, a fourth study focuses on the changes in biomass distribution and functional traits of roots along the soil profile (Chapter IV). Together with root age determination the study indicates higher rates of carbon turnover in shallow soil layers and higher belowground carbon investments with rewetting compared to drainage in a forested peatland.
This thesis demonstrates that generalizations of phenological events from plant communities of mineral to organic soils, even though they face the same macroclimatic conditions, are misleading, as they are not subject of the same environmental controls (Chapter I). Rewetting of forest and graminoid-dominated fen peatlands supports their function as carbon sink by enhancing renewed carbon sequestration in form of root biomass (Chapters II-IV). Knowledge about root phenology is crucial to understand plant productivity of peatlands, one of the main drivers of organic matter accumulation (Chapter III). Even though roots are pivotal for mediating the input of carbon into the soil, their dynamics remain one of the least understood aspects of plant function. This thesis contributes to fill this knowledge gap by shedding light on root processes that contribute to the formation of peat and the complexity of the underlying abiotic drivers in rewetted and drained fens in face of a warmer and drier climate.
International wird berichtet, dass über 50 % der Medizinstudierenden während des Studiums Symptome eines Burnout-Syndroms aufweisen. Burnout äußert sich in emotionaler Erschöpfung, Zynismus sowie einer Verminderung der persönlichen Leistungsfähigkeit und wird als Antwort auf chronische emotionale Stressoren verstanden. Das Burnout-Syndrom bei Medizinstudierenden ist mit psychischen Erkrankungen, Substanzmissbrauch und Selbstmordgedanken assoziiert. In der Folge birgt dies, neben einer verminderten Leistungsfähigkeit im Studium, auch Risiken in der Patientenversorgung. Um die Situation für die Studierenden nachhaltig zu verbessern, ist die Identifikation und das Verständnis der Einflussfaktoren auf die Entwicklung eines Burnout-Syndroms von Bedeutung.
Ziel: Erfassung der Burnout-Gefährdung der Studierenden in den ersten vier Studienjahren und Untersuchung des Einflusses der Motivation im Studium sowie des Typ-A-Verhaltens.
Methode: Längsschnittliche Erhebung des Burnout-Erlebens, der Studienmotivation und des Typ-A-Verhaltens von 51 Medizinstudierenden der Universitätsmedizin Greifswald mittels Maslach Burnout Inventory, Fragebogen zum Studieninteresse und Bortner-Scale bzw. Auszügen daraus jeweils zu Beginn des 1., 3., 5. und 7. Semesters. Auswertung mittels deskriptiver Statistiken und Regressionen in Form einer Time-Series Cross-Section Analyse.
Ergebnis: In den ersten vier Studienjahren weisen die Studierenden mindestens ein moderates Burnout-Erleben auf. Das Maximum, bezogen auf die führende Dimension der emotionalen Erschöpfung wird im fünften Semester erreicht. Zynismus und Verminderung der Leistungsfähigkeit nehmen stetig und signifikant zu. Im fünften Semester geben 57 % der Studierenden eine starke emotionale Erschöpfung an, im siebten Semester sind bis zu 22 % zynisch und etwa 40 % schätzen ihre persönliche Leistungsfähigkeit als gering ein. Die Motivation zum Studium, insbesondere die intrinsische, verringert sich. Es kann ein signifikanter Zusammenhang zwischen abnehmender Motivation und steigender Burnout-Gefährdung beschrieben werden. Ein Großteil der Studierenden zeigt ein Typ-A-Verhalten, welches das Burnout-Risiko in der Stichprobe ebenfalls signifikant erhöht.
Die Strafrechtsschutzversicherung für Unternehmen und Manager dient der Absicherung wirtschaftsstrafrechtlicher Risiken durch Deckung der Verfahrenskosten im Ermittlungs- und Hauptverfahren.
Die Arbeit trägt dazu bei, die mit der Strafrechtsschutzversicherung verbundene Problemstellung bei der Bearbeitung wirtschaftsstrafrechtlicher Mandate transparent zu machen. Versicherungsnehmern, Versicherten und Verteidigern bietet sie eine Orientierungshilfe für die Auseinandersetzung mit der Materie.
Ebolaviruses are dependent on host cell proteins for almost all steps in their viral life cycle. While some cellular factors with crucial roles in the ebolavirus life cycle have been identified, many of them remain to be identified or fully characterised. This thesis focuses on the characterisation and identification of host cell interactions of the highly pathogenic Ebola virus (EBOV), probing host-virus interaction at various stages of the viral life cycle. Beginning with viral budding, the function of a recently proposed late domain motif within the EBOV matrix protein VP40 was examined using an EBOV transcription and replication-competent virus-like particle (trVLP) system. Although this motif has been suggested to interact with the endosomal sorting complex required for transport (ESCRT), we could show that this late domain motif does not contribute to EBOV budding.
While many host cell proteins have been identified so far that are important for viral budding, only a few proteins are known that are necessary for EBOV RNA synthesis. Thus, to identify host proteins that are involved in viral replication and transcription, we performed a genome-wide siRNA screen in the context of an EBOV minigenome assay. Using this approach, we identified several proteins that appear to be important for viral RNA synthesis or protein expression. Two of the most prominent hits in our screen were CAD (Carbamoyl-phosphate synthetase 2, aspartate transcarbamylase and dihydroorotase) and NXF1 (nuclear RNA export factor 1). CAD catalyses the first three steps in the de novo pyrimidine biosynthesis, while NXF1 is the main nuclear export protein for cellular mRNAs. In subsequent characterisation studies, using a range of life cycle modelling systems as well as molecular analyses, we could demonstrate that the canonical function of CAD during the pyrimidine biosynthesis is necessary for EBOV replication and transcription. In contrast to this, for NXF1 we discovered a so-far unknown function: Again, by applying different life cycle modelling alongside with molecular assays, we provided evidence that the EBOV nucleoprotein recruits NXF1 into inclusion bodies, the site of EBOV RNA synthesis, where it binds viral mRNAs to export them from these structures. Importantly, for both CAD and NXF1 we were able to recapitulate key data in the context of live EBOV infection, confirming their roles in the viral life cycle.
Both of these identified host factors are promising targets for antiviral therapies and indeed de novo pyrimidine synthesis is emerging as a possible antiviral target for a number of viruses. Similarly, as we could show NXF1 to be important in the life cycle of the highly pathogenic Junín virus, this raises the possibility that disruption of this interaction may result in broad-spectrum antiviral activity. Moreover, for an increasing number of negative-sense RNA viruses inclusion bodies as site of viral RNA synthesis are described to have a liquid organelle character. Therefore, our findings on NXF1 also provide an intriguing model to explain how negative-sense RNA viruses in general overcome this obstacle and export viral mRNAs from inclusion bodies.
Hospiz- und Palliativmedizin ist im Vergleich mit den meisten anderen medizinischen Disziplinen eine junge Entwicklung. Die Grundlage der heutigen Palliativmedizin legte Frau Dr. Cicely Saunders, eine Krankenschwester und Ärztin, die ihr Handeln ganz der Versorgung Sterbender widmete. Sie entwickelte das Versorgungsprinzip sterbender Menschen mit der Fürsorge diverser Experten unterschiedlicher Professionen. Auf Grund der jungen Entwicklung sind Untersuchungen zur Effektivität dieser Methode im europäischen Kontext rar. Aber auch im internationalen Vergleich lassen sich nur wenige, meist anders gelagerte Arbeiten finden. Die hier dargestellte Arbeit ist das Ergebnis der Untersuchung der Effektivität dieses Versorgungsprinzips durch die Einführung eines multiprofessionellen Teams auf einer neu gegründeten Palliativstation. Nach Darstellung der geschichtlichen Entwicklung und Darlegung des Bedarfs in der Bundesrepublik Deutschland werden die Ergebnisse dieser retrospektiv angelegten Arbeit ausgewertet.
Dabei wurden die Daten der über einen Zeitraum von 17 Monaten auf der Palliativstation aufgenommenen Patienten betrachtet und nach bestimmten Ein- und Ausschlusskriterien untersucht. Durch Erhebung eines bestimmten Symptomscores bei Aufnahme und Entlassung ließen sich so mittels T-Test die jeweiligen Ergebnisse vergleichen.
Zusammenfassend kann gesagt werden, dass die Implementation der spezialisierten stationären palliativmedizinischen Komplexbehandlung auf der Palliativstation des Universitätsklinikums Greifswald zu einer Verbesserung von Schmerzen, gastrointestinalen Beschwerden und psychologischen Belastungen der Patienten führt.
Das steht in Einklang mit mehreren internationalen Publikationen, auch wenn Untersuchungen zur Effizienz des eingesetzten Modells, gerade in Europa, bis zur Initiierung der Untersuchung nicht zu finden waren und auch heute noch nicht sind.
Ungeachtet dessen konnten anhand des retrospektiven Versuchsaufbaus einige Einschränkungen bzw. Schwachpunkte dieser Arbeit nachgewiesen werden.
Letztlich ließen sich anhand der durchgeführten Untersuchung weitere Felder, wie z.B. die Kosteneffizienz von Palliativstationen oder die direkte Patientenzufriedenheit eruieren. Dies könnten interessante Ansatzpunkte für zukünftige prospektive Studien darstellen, in denen die normale klinische Arbeit im Vergleich mit der spezialisierten stationären palliativmedizinischen Komplexbehandlung betrachtet werden könnte.
The Two-Component System 09 Regulates Pneumococcal Carbohydrate Metabolism and Capsule Expression
(2021)
Chemerin und Adiponektin sind zwei Adipokine, welche vom Fettgewebe sowie der Leber exprimiert werden und vermutlich an der Entstehung von Übergewicht und dessen metabolischen Folgeerkrankungen, wie der Steatosis hepatis, beteiligt sind. Die derzeitige Studienlage zum Zusammenhang zwischen Chemerin und Steatosis hepatis ist noch recht spärlich und aufgrund der verwendeten Datenbasis mit häufig kleinen Patientenkollektiven finden sich zudem widersprüchliche Ergebnisse. Das Ziel der vorliegenden Arbeit bestand daher in der Untersuchung des Zusammenhangs zwischen Chemerin und verschiedenen Parametern der Steatosis hepatis in einer großen, gut charakterisierten, populationsbasierten Studie unter Berücksichtigung möglicher Störfaktoren. Um diese Ergebnisse mit einem bisher gut erforschten Adipokin zu vergleichen und zu validieren, wurde zusätzlich der Zusammenhang zwischen Adiponektin und einer Steatosis hepatis analysiert.
In dieser Arbeit wurden die Daten von 3.951 Probanden der SHIP-TREND-Population mittels adjustierten, geschlechtsspezifischen quantilen und logistischen Regressionsmodellen ausgewertet, um die Assoziationen von Chemerin bzw. Adiponektin mit verschiedenen Leberenzymen, dem MRT-quantifizierten Leberfettanteil sowie dem Vorliegen einer Steatosis hepatis (definiert durch das Vorhandensein einer hyperechogenen Leber im Ultraschall oder eines MRT-quantifizierten Leberfettanteils > 5 %) zu analysieren. Die gefundenen Assoziationen bezüglich des Zusammenhangs zwischen Chemerin bzw. Adiponektin und den Leberenzymen waren in Abhängigkeit vom Geschlecht, dem Nüchternstatus der Probanden sowie dem jeweiligen Enzym sehr unterschiedlich. Deutlich konsistentere Ergebnisse fanden sich dagegen bei den Analysen der beiden Adipokine mit dem MRT-quantifizierten Leberfettanteil. Dabei zeigte sich eine signifikant inverse Assoziation mit Adiponektin bei beiden Geschlechtern sowie eine positive Assoziation mit Chemerin bei Männern, während sich diese Assoziation bei Frauen u-förmig präsentierte. Darüber hinaus ließ sich beobachten, dass eine hohe Chemerinkonzentration mit einer höheren Wahrscheinlichkeit für das Vorliegen einer Steatosis hepatis assoziiert ist, wohingegen eine hohe Adiponektinkonzentration mit einer niedrigeren Wahrscheinlichkeit für eine Steatosis hepatis einhergeht.
Zusammenfassend legen die dargestellten Ergebnisse eine Beteiligung dieser beiden Adipokine an der Pathogenese der Steatosis hepatis nahe. Interessanterweise scheinen Chemerin und Adiponektin dabei jedoch entgegengesetzte Effekte auszuüben. Existierende experimentelle Arbeiten liefern erste Hinweise auf die zugrundeliegenden pathophysiologischen Mechanismen. Zur vollständigen Klärung bedarf es zukünftig jedoch weiterer Untersuchungen.
Die Haupttodesursache bei Patienten mit terminaler Niereninsuffizienz stellen kardiovaskuläre Ereignisse dar. Diese sind auf eine vaskuläre Kalzifizierung (VC) im Rahmen der CKD-MBD zurückzuführen. Pathophysiologisch scheinen im Rahmen der vaskulären Kalzifizierung u.a. TGF-ß1 und der Calcium-sensing Rezeptor eine tragende Rolle zu spielen. Calcimimetika, allosterische Modulatoren des Calcium-sensing Rezeptors, stellen hierbei in vitro einen möglichen Therapieansatz der vaskulären Kalzifizierung dar.
Ziel dieser Arbeit war es den Einfluss von Calcimemitika und TGF-ß1 auf die vaskuläre Kalzifizierung zu untersuchen. Methodisch wurde hierfür ein in vitro Modell mittels Anzucht von humanen glatten Gefäßmuskelzellen (hVSMCs) aus koronararteriellen Gefäßen gewählt. Eine Simulation der CKD-MBD erfolgte durch Zugabe von Calcium und anorganischem Phosphat. Qualitative und quantitative Calciummessungen erfolgten durch eine von Kossa Färbung und ein O-Cresolphthalein-Complexon-Assay. Die Analyse der intrazellulären Signalkaskade erfolgte mittels Westernblot. Die Darstellung der Apoptose wurde durch einen TUNEL-Assay realisiert.
In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass in vitro das Calcimimetikum R568, wie auch TGF-ß1 als Einzelsubstanz die VC signifikant verringern konnten. Die Co-Inkubation von R568 mit TGF-ß1 führt jedoch zum Verlust der kalzifizierungsinhibierenden Wirkung der Einzelsubstanzen. Ursächlich zeigte sich hier eine Interferenz von R568 und TGF-ß1 im ERK 1/2 Signalkaskadeweg. So führte die Stimulation von hVSMCs mit R568 zu einer Aktivierung von ERK 1/2. Durch Co-Inkubation von R568 mit TGF-ß1 wird die R568 vermittelte ERK-Phosphorylierung inhibiert. Durch ERK-Inhibition wird wiederum die Wirkung von R568 auf die VC vollständig aufgehoben. Im TUNEL-Assay konnte zudem gezeigt werden, dass die Einzelsubstanzen R568 und TGF-ß1 zur Reduktion der Apoptose im Rahmen der VC führen, durch Co-Inkubation von R568 und TGF-ß1 der antiapoptotische Effekt jedoch wieder verloren ging.
Weitere Untersuchungen, insbesondere im Hinblick auf die intrazellulären Signalwege sind nötig, da der ERK 1/2 Signalkaskadeweg ein potentielles Ziel in der Behandlung der VC darstellt. Eine Übertragung der hier generierten Erkenntnisse sollte zudem im Tiermodell erfolgen.
Zusammenfassung. Die Klinische Psychologie ist essentieller Bestandteil interdisziplinärer
Forschung im Bereich psychischer Störungen. Ziel der präsentierten Analyse war es, den individuellen
Beitrag der Psychologie abzubilden. Wir bestimmten daher objektive Indikatoren für die Mitwirkung der
deutschsprachigen Klinischen Psychologie und ihrer psychologischen Nachbardisziplinen an den Forschungsthemen
zu psychischen Störungen. Eine themenbezogene Drittmittelanalyse für den Zeitraum
2000 – 2018 identifizierte 85 Großprojekte unter klinisch-psychologischer
Leitung sowie 10 Personenförderungen mit einem Gesamtfördervolumen von 156 Millionen Euro.
Weiterhin zeigte eine Publikationsanalyse, dass in den Jahren 1980 – 2018 die
150 deutschsprachigen Autor_innen mit den meisten themenrelevanten Publikationen mehrheitlich
(63 %) einen akademischen Abschluss in Psychologie hatten. Die Anzahl der Publikationen nahm unter den
psychologischen Autor_innen insgesamt jährlich zu. Wir identifizierten ein breites Forschungsfeld in
störungsspezifischer, verfahrensspezifischer und neurowissenschaftlich fundierter Forschung. Die
Ergebnisse verdeutlichen den substantiellen Beitrag der Psychologie in der Grundlagen- und
Behandlungsforschung zu psychischen Störungen.
Die Craniomandibuläre Dysfunktion (CMD) ist geprägt von einer unbewussten Überlastung der Kaumuskulatur und wird als vielseitiges Krankheitsbild mit stark variabler Schmerzsymptomatik sowie Dysfunktions- und Dyskoordinati- onsstörungen des Kiefergelenkes angesehen (Ahlers und Jakstat 2011; Schindler und Türp 2009). Die intramuskuläre Botulinumtoxininjektion in den Musculus pterygoideus lateralis wird in diesem Zusammenhang als kausale Therapie eingesetzt (Majid 2010).
An der Klinik und Poliklinik für Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie der Uni- versitätsmedizin Greifswald wird bei Patienten mit CMD und ausgeprägter Kie- fergelenkmyopathie eine Botoxinjektion in den Musculus pterygoideus lateralis - im Gegensatz zu anderen Kliniken - mittels chirurgischer Echtzeitnavigation als Wahlleistung angeboten.
In der vorliegenden Studie wurde diese Therapie retrospektiv bewertet. Hierfür wurden in der Injektionsgruppe 17 Patienten (Durchschnittsalter 53,6 Jahre, 88,2 % Frauen) und in der Kontrollgruppe 18 Patienten (Durchschnittsalter 52,3 Jahre, 77,7 % Frauen) mit CMD und ausgeprägter Kiefergelenkmyopa- thie nachuntersucht. Die Injektionsgruppe erhielt je Musculus pterygoideus la- teralis 25 Einheiten Bocouture®. Pro Muskel wurden drei Depots á 8,3 Einhei- ten mittels Echtzeitnavigation (Vector Vision®, Fa. Brainlab) am Muskelur- sprung, -bauch und -ansatz injiziert. Die Kontrollgruppe erhielt keine Botuli- numtoxininjektion, da die Patienten das Angebot dieser Wahlleistung nicht an- genommen hatten.
Die Nachuntersuchung erfolgte nach den Research Diagnostic Criteria for Temporomandibular Disorder (RDC/TMD), dem Helkimo-Index und durch Evaluation mittels selbst entwickelter Fragebögen.
Die Studienergebnisse zeigen, dass bereits nach einmaliger Botoxinjektion Kiefergelenkknacken, Kiefergelenkschmerzen, Kaubeschwerden, Unterkiefer- deviationen sowie Kopf- und Gesichtsschmerzen signifikant (p≤ 0,05) reduziert wurden. Zeitgleich sank der subjektive Leidensdruck um 36 % (p≤ 0,05). Die Kaukraft wurde nach der Botoxinjektion zunächst um bis zu 20 % reduziert empfunden, erhöhte sich aber nach Abklingen der Botulinumtoxinwirkung im Vergleich zum Therapiebeginn wieder um durchschnittlich 40 %. Zusätzlich verbesserte sich die empfundene muskuläre Entspannung der Patienten nach sechs Monaten signifikant um 28 % (p≤ 0,05).
Die Botoxtherapie hatte in der vorliegenden Studie mit einer Wirksamkeit von 60 % einen vergleichbaren Effekt wie die Schienen- und Physiotherapie. Die durchschnittlich beschwerdefreie Zeit von sieben Monaten nach der Botuli- numtoxininjektion spricht dafür, die Injektion nach circa sechs bis zwölf Mona- ten erneut anzubieten. Bei der Auswertung der Fragebögen zeigte sich, dass sich durch die Botoxtherapie gleichzeitig die Wirksamkeit anderer CMD-The- rapiemaßnahmen ohne Signifikanz verbesserten (Schienentherapie um 25 %, Physiotherapie um 33 %, Entspannungstherapie um 41%).
Die aufgetretenen Nebenwirkungen durch die Lokalanästhesie vor der Botuli- numtoxininjektion, wie Dysphagie und Parästhesie der Gesichtsmuskulatur, bestanden temporär und spiegeln die aktuelle Literatur wider. Partielle Koor- dinationsstörungen des Kiefers wurden als zunehmende Wirkung des Botuli- numtoxins empfunden und sind im Sinne einer neuromuskulären Neukoordi- nation wünschenswert (Meyer et al. 2016).
In beiden Untersuchungsgruppen zeigte sich, dass der Wunsch nach einer Botoxbehandlung umso größer wurde, je stärker die Beschwerden und die ge- samte Ausprägung des Krankheitsbildes der CMD und Kiefergelenkmyopathie waren. Die Situation, dass die Botoxtherapie eine Wahlleistung ist, hat sich negativ auf die Fallzahlentwicklung ausgewirkt, was durch die Fragebögen deutlich zum Ausdruck kam.
Insgesamt sprechen die Ergebnisse der vorliegenden Studie dafür, die navi- gierte Botulinumtoxininjektion als Standardtherapie bei CMD mit Kiefergelenk- myopathie in das Regelleistungswerk der Krankenkassen aufzunehmen. Da- bei sollte auf Grund der wesentlich höheren Injektionsgenauigkeit und hohen Reproduzierbarkeit die Echtzeitnavigation zum Einsatz kommen. Die darge- stellten Ergebnisse sollten weiterführend durch größere Fallzahlen und gege- benenfalls auch prospektive Studien gestützt werden, da angesichts der ge- ringen Patientenzahlen zunächst eine zurückhaltende Bewertung erfolgen muss.
The anaerobic pathogen Clostridioides difficile is perfectly equipped to survive and persist inside the mammalian intestine. When facing unfavorable conditions C. difficile is able to form highly resistant endospores. Likewise, biofilms are currently discussed as form of persistence. Here a comprehensive proteomics approach was applied to investigate the molecular processes of C. difficile strain 630Δerm underlying biofilm formation. The comparison of the proteome from two different forms of biofilm-like growth, namely aggregate biofilms and colonies on agar plates, revealed major differences in the formation of cell surface proteins, as well as enzymes of its energy and stress metabolism. For instance, while the obtained data suggest that aggregate biofilm cells express both flagella, type IV pili and enzymes required for biosynthesis of cell-surface polysaccharides, the S-layer protein SlpA and most cell wall proteins (CWPs) encoded adjacent to SlpA were detected in significantly lower amounts in aggregate biofilm cells than in colony biofilms. Moreover, the obtained data suggested that aggregate biofilm cells are rather actively growing cells while colony biofilm cells most likely severely suffer from a lack of reductive equivalents what requires induction of the Wood-Ljungdahl pathway and C. difficile’s V-type ATPase to maintain cell homeostasis. In agreement with this, aggregate biofilm cells, in contrast to colony biofilm cells, neither induced toxin nor spore production. Finally, the data revealed that the sigma factor SigL/RpoN and its dependent regulators are noticeably induced in aggregate biofilms suggesting an important role of SigL/RpoN in aggregate biofilm formation.
Abstract
Amphidiploid fungal Verticillium longisporum strains Vl43 and Vl32 colonize the plant host Brassica napus but differ in their ability to cause disease symptoms. These strains represent two V. longisporum lineages derived from different hybridization events of haploid parental Verticillium strains. Vl32 and Vl43 carry same‐sex mating‐type genes derived from both parental lineages. Vl32 and Vl43 similarly colonize and penetrate plant roots, but asymptomatic Vl32 proliferation in planta is lower than virulent Vl43. The highly conserved Vl43 and Vl32 genomes include less than 1% unique genes, and the karyotypes of 15 or 16 chromosomes display changed genetic synteny due to substantial genomic reshuffling. A 20 kb Vl43 lineage‐specific (LS) region apparently originating from the Verticillium dahliae‐related ancestor is specific for symptomatic Vl43 and encodes seven genes, including two putative transcription factors. Either partial or complete deletion of this LS region in Vl43 did not reduce virulence but led to induction of even more severe disease symptoms in rapeseed. This suggests that the LS insertion in the genome of symptomatic V. longisporum Vl43 mediates virulence‐reducing functions, limits damage on the host plant, and therefore tames Vl43 from being even more virulent.
Background and Aims
Gallbladder cancer (GBC) is a neglected disease with substantial geographical variability: Chile shows the highest incidence worldwide, while GBC is relatively rare in Europe. Here, we investigate the causal effects of risk factors considered in current GBC prevention programs as well as C‐reactive protein (CRP) level as a marker of chronic inflammation.
Approach and Results
We applied two‐sample Mendelian randomization (MR) using publicly available data and our own data from a retrospective Chilean and a prospective European study. Causality was assessed by inverse variance weighted (IVW), MR‐Egger regression, and weighted median estimates complemented with sensitivity analyses on potential heterogeneity and pleiotropy, two‐step MR, and mediation analysis. We found evidence for a causal effect of gallstone disease on GBC risk in Chileans (P = 9 × 10−5) and Europeans (P = 9 × 10−5). A genetically elevated body mass index (BMI) increased GBC risk in Chileans (P = 0.03), while higher CRP concentrations increased GBC risk in Europeans (P = 4.1 × 10−6). European results suggest causal effects of BMI on gallstone disease (P = 0.008); public Chilean data were not, however, available to enable assessment of the mediation effects among causal GBC risk factors.
Conclusions
Two risk factors considered in the current Chilean program for GBC prevention are causally linked to GBC risk: gallstones and BMI. For Europeans, BMI showed a causal effect on gallstone risk, which was itself causally linked to GBC risk.
Abstract
Background
Opioid use for chronic non‐cancer pain (CNCP) is under debate. In the absence of pan‐European guidance on this issue, a position paper was commissioned by the European Pain Federation (EFIC).
Methods
The clinical practice recommendations were developed by eight scientific societies and one patient self‐help organization under the coordination of EFIC. A systematic literature search in MEDLINE (up until January 2020) was performed. Two categories of guidance are given: Evidence‐based recommendations (supported by evidence from systematic reviews of randomized controlled trials or of observational studies) and Good Clinical Practice (GCP) statements (supported either by indirect evidence or by case‐series, case–control studies and clinical experience). The GRADE system was applied to move from evidence to recommendations. The recommendations and GCP statements were developed by a multiprofessional task force (including nursing, service users, physicians, physiotherapy and psychology) and formal multistep procedures to reach a set of consensus recommendations. The clinical practice recommendations were reviewed by five external reviewers from North America and Europe and were also posted for public comment.
Results
The European Clinical Practice Recommendations give guidance for combination with other medications, the management of frequent (e.g. nausea, constipation) and rare (e.g. hyperalgesia) side effects, for special clinical populations (e.g. children and adolescents, pregnancy) and for special situations (e.g. liver cirrhosis).
Conclusion
If a trial with opioids for chronic noncancer pain is conducted, detailed knowledge and experience are needed to adapt the opioid treatment to a special patient group and/or clinical situation and to manage side effects effectively.
Significance
If a trial with opioids for chronic noncancer pain is conducted, detailed knowledge and experience are needed to adapt the opioid treatment to a special patient group and/or clinical situation and to manage side effects effectively. A collaboration of medical specialties and of all health care professionals is needed for some special populations and clinical situations.
Abstract
Cellular stress has been associated with inflammation, yet precise underlying mechanisms remain elusive. In this study, various unrelated stress inducers were employed to screen for sensors linking altered cellular homeostasis and inflammation. We identified the intracellular pattern recognition receptors NOD1/2, which sense bacterial peptidoglycans, as general stress sensors detecting perturbations of cellular homeostasis. NOD1/2 activation upon such perturbations required generation of the endogenous metabolite sphingosine‐1‐phosphate (S1P). Unlike peptidoglycan sensing via the leucine‐rich repeats domain, cytosolic S1P directly bound to the nucleotide binding domains of NOD1/2, triggering NF‐κB activation and inflammatory responses. In sum, we unveiled a hitherto unknown role of NOD1/2 in surveillance of cellular homeostasis through sensing of the cytosolic metabolite S1P. We propose S1P, an endogenous metabolite, as a novel NOD1/2 activator and NOD1/2 as molecular hubs integrating bacterial and metabolic cues.
ABSTRACT
The Upper Pleistocene geoarchives in the south‐eastern Carpathian Basin are represented predominantly by loess–palaeosol records. In 2015, a 10 m sediment core composed of clay‐rich lacustrine sediments was recovered by vibracoring a dry lake basin located between the Vršac Mountains (Serbia) and the Banat Sands in the south‐eastern Carpathian Basin; a location relevant for placing regional archaeological results in a palaeoenvironmental context. Here, we present results from geoelectrical prospection and a lithostratigraphic interpretation of this sequence supported by a detailed granulometric study supplemented by ostracod analysis. An age model based on luminescence dating is discussed against sedimentological proxy data and its implication for palaeoenvironmental change. The cores show a stratigraphy of lighter ochre‐coloured and darker greyish sediment, related to the deposition of clay and silt trapped in an aquatic environment. Geophysical measurements show ~20 m thick lacustrine sediments. The grain‐size distributions including the variability in fine clay are indicative of a lacustrine environment. Fine particles were brought into the depositional environments by aquatic input and settled from suspension; also, direct dust input is constrained by grain‐size results. Riverine input and aeolian dust input interplayed at the locality.
