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Background/Aims
Patients with chronic pancreatitis (CP) have an increased risk of malnutrition, a condition linked to reduced muscle mass and physical performance. We have investigated the risk factors, phenotypic presentation, and health implications associated with malnutrition in CP.
Materials and Methods
In a multicenter cross-sectional study we recruited patients with confirmed CP and healthy volunteers as a control group. Malnutrition was diagnosed according to the criteria proposed by the Global Leadership Initiative on Malnutrition. We performed detailed examinations of body composition and physical function as well as testing of routine blood parameters and markers of inflammation.
Results
We included 66 patients [mean (±SD) age: 56.0 (±14.5) years; 51 males] and an equal number of age- and sex-matched controls. Moderate malnutrition was diagnosed in 21% (n = 14) and severe malnutrition in 42% (n = 28) of patients. Besides weight loss malnourished patients showed lower fat and skeletal muscle mass compared to both non-malnourished subjects and healthy controls. Only in severe malnutrition, blood parameters reflected elevated inflammation and reduced muscle reserves. Handgrip strength in patients did not differ by nutritional status but there was a significant correlation (rho = 0.705, p < 0.001) with skeletal muscle mass. Although 20 patients (30%) had pathologically reduced skeletal muscle mass, only two individuals (3%) had sarcopenia with concomitantly reduced handgrip strength.
Conclusion
Malnutrition is a frequent complication of CP characterized by loss of skeletal muscle mass. As this condition becomes evident only at an advanced stage, regular testing for altered body composition is recommended. Suitable biomarkers and the link between loss of muscle mass and physical function require further investigation.
Clinical Trial Registration
[https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT04474743], identifier [NCT04474743].
OBJECTIVES: Internal tandem duplications (ITDs) of the Fms-like tyrosine kinase 3 (FLT3) represent the most frequent molecular aberrations in acute myeloid leukemia (AML) and are associated with an inferior prognosis. The pattern of downstream activation by this constitutively activated receptor tyrosine kinase is influenced by the localization of FLT3-ITD depending on its glycosylation status. Different pharmacological approaches can affect FLT3-ITD-driven oncogenic pathways by the modulation of FLT3-ITD localization. AIMS: The objective of this study was to investigate the effects of N-glycosylation inhibitors (tunicamycin or 2-deoxy-D-glucose) or the histone deacetylase inhibitor valproic acid (VPA) on FLT3-ITD localization and downstream activity. We sought to determine the potential differences between the distinct FLT3-ITD variants, particularly concerning their susceptibility towards combined treatment by addressing either N-glycosylation and the heat shock protein 90 (HSP90) by 17-AAG, or by targeting the PI3K/AKT/mTOR pathway by rapamycin after treatment with VPA. METHODS: Murine Ba/F3 leukemia cell lines were stably transfected with distinct FLT3-ITD variants resulting in IL3-independent growth. These Ba/F3 FLT3-ITD cell lines or FLT3-ITD-expressing human MOLM13 cells were exposed to tunicamycin, 2-deoxy-D-glucose or VPA, and 17-AAG or rapamycin, and characterized in terms of downstream signaling by immunoblotting. FLT3 surface expression, apoptosis, and metabolic activity were analyzed by flow cytometry or an MTS assay. Proteome analysis by liquid chromatography–tandem mass spectrometry was performed to assess differential protein expression. RESULTS: The susceptibility of FLT3-ITD-expressing cells to 17-AAG after pre-treatment with tunicamycin or 2-deoxy-D-glucose was demonstrated. Importantly, in Ba/F3 cells that were stably expressing distinct FLT3-ITD variants that were located either in the juxtamembrane domain (JMD) or in the tyrosine kinase 1 domain (TKD1), response to the sequential treatments with tunicamycin and 17-AAG varied between individual FLT3-ITD motifs without dependence on the localization of the ITD. In all of the FLT3-ITD cell lines that were investigated, incubation with tunicamycin was accompanied by intracellular retention of FLT3-ITD due to the inhibition of glycosylation. In contrast, treatment of Ba/F3-FLT3-ITD cells with VPA was associated with a significant increase of FLT3-ITD surface expression depending on FLT3 protein synthesis. The allocation of FLT3 to different cellular compartments that was induced by tunicamycin, 2-deoxy-D-glucose, or VPA resulted in the activation of distinct downstream signaling pathways. Whole proteome analyses of Ba/F3 FLT3-ITD cells revealed up-regulation of the relevant chaperone proteins (e.g., calreticulin, calnexin, HSP90beta1) that are directly involved in the stabilization of FLT3-ITD or in its retention in the ER compartment. CONCLUSION: The allocation of FLT3-ITD to different cellular compartments and targeting distinct downstream signaling pathways by combined treatment with N-glycosylation and HSP90 inhibitors or VPA and rapamycin might represent new therapeutic strategies to overcome resistance towards tyrosine kinase inhibitors in FLT3-ITD-positive AML. The treatment approaches addressing N-glycosylation of FLT3-ITD appear to depend on patient-specific FLT3-ITD sequences, potentially affecting the efficacy of such pharmacological strategies.
Background: Our aim is to report the results of the ‘liver indication’ subset of patients in the CytoSorb International Registry. Methods: Structured data were recorded. Treatment characteristics and changes from T1 (start of hemoadsorption) to T2 (termination) were evaluated with a special focus on bilirubin, C-reactive protein, procalcitonin, interleukin-6, platelet levels, SOFA scores, mortality, and subjective assessment by the attending physicians. Results: Until January 2021, from the total 1434 patients, 109 (age: 49.2 ± 17.1 years, 57.8% males) received treatment for hyperbilirubinemia. APACHE II-predicted mortality was 49.6 ± 26.8%. In the study, 91% of patients were alive at the termination of hemoadsorption and improvement was observed by the physicians in 75 cases. Overall, 65 (59.6%) patients died in the hospital, and 60 (55.0%) died in the ICU. Patients received a median of two treatments for a median of 43 h (interquartile range: 24–72 h) in total. Serum bilirubin levels reduced significantly to −4.6 (95% CI: −6.329 to −2.8) mg/dL. Thrombocytopenia was reported in four patients as an adverse event. Conclusions: We report the largest case series on hemoadsorption for ‘liver indication’ from the CytoSorb International Registry. The finding of significant bilirubin removal observed in our study could have substantial impact in designing and executing further studies on the effects of hemoadsorption in liver dysfunction, which are certainly warranted.
Simple Summary
Recent clinical trials suggest that combination therapies that include either gemcitabine or 5-fluorouracil (5-FU) both give significant survival benefits for pancreatic cancer patients. The tumor level of the nucleoside transporter hENT1 is prognostic in patients treated with adjuvant gemcitabine but not adjuvant 5-FU. This work shows for the first time that hENT1 is only predictive of benefit from gemcitabine over 5-FU in patients with low levels of CDA transcript. A choice between adjuvant 5-FU based combination therapies (such as FOLFIRINOX) and gemcitabine-based therapy (e.g., GemCap) could be made based on a combination of hENT1 protein and CDA mRNA measured in a resected tumor.
Abstract
Gemcitabine or 5-fluorouracil (5-FU) based treatments can be selected for pancreatic cancer. Equilibrative nucleoside transporter 1 (hENT1) predicts adjuvant gemcitabine treatment benefit over 5-FU. Cytidine deaminase (CDA), inside or outside of the cancer cell, will deaminate gemcitabine, altering transporter affinity. ESPAC-3(v2) was a pancreatic cancer trial comparing adjuvant gemcitabine and 5-FU. Tissue microarray sections underwent in situ hybridization and immunohistochemistry. Analysis of both CDA and hENT1 was possible with 277 patients. The transcript did not correlate with protein levels for either marker. High hENT1 protein was prognostic with gemcitabine; median overall survival was 26.0 v 16.8 months (p = 0.006). Low CDA transcript was prognostic regardless of arm; 24.8 v 21.2 months with gemcitabine (p = 0.02) and 26.4 v 14.6 months with 5-FU (p = 0.02). Patients with low hENT1 protein did better with 5-FU, but only if the CDA transcript was low (median survival of 5-FU v gemcitabine; 29.3 v 18.3 months, compared with 14.2 v 14.6 with high CDA). CDA mRNA is an independent prognostic biomarker. When added to hENT1 protein status, it may also provide treatment-specific predictive information and, within the frame of a personalized treatment strategy, guide to either gemcitabine or 5FU for the individual patient.
Around the world there are 33.5 million patients suffering from atrial fibrillation (AF) with an annual increase of 5 million cases. Most AF patients have an established form of an atrial cardiomyopathy. The concept of atrial cardiomyopathy was introduced in 2016. Thus, therapy of underlying diseases and atrial tissue changes appear as a cornerstone of AF therapy. Furthermore, therapy or prevention of atrial endocardial changes has the potential to reduce atrial thrombogenesis and thereby cerebral stroke. The present manuscript will summarize the underlying pathophysiology and remodeling processes observed in the development of an atrial cardiomyopathy, thrombogenesis, and atrial fibrillation. In particular, the impact of oxidative stress, inflammation, diabetes, and obesity will be addressed.
Der Wachstumsfaktor BDNF ist nicht allein neuronenspezifisch. Bisherige Studien zeigten einen starken Zusammenhang der BDNF-Konzentration mit körperlicher Aktivität sowie den Nachweis einer BDNF-Sekretion durch kontrahierende Skelettmuskelzellen.
Weiterführend untersuchten nur wenige Studien den möglichen Zusammenhang zwischen der BDNF-Konzentration und der kardiorespiratorischen Fitness. Hier zeigten sich in den bisherigen Studien heterogene Ergebnisse, sodass der Zusammenhang zwischen BDNF und der kardiorespiratorischen Fitness weitestgehend ungeklärt ist.
In unserer Analyse aus der Allgemeinbevölkerung (n = 1.607, 51 % weiblich) konnte in geschlechtsstratifizierten Regressionsmodellen gezeigt werden, dass nur bei Frauen eine erhöhte BDNF-Konzentration mit erhöhter VO2peak, VO2@AT sowie VO2peak/kg assoziiert sind. Eine mögliche Erklärung bisheriger heterogener Ergebnisse beruht auf unterschiedlichen Studienpopulationen mit auffällig geringem bis fehlendem Frauenanteil in bisherigen Studien, individueller Korrektur von Störfaktoren sowie individueller Erfassung der körperlichen Aktivität und kardiorespiratorischer Fitness. Zur Darstellung der geschlechtsspezifischen Ergebnisse zwischen BDNF und der kardiorespiratorischen Fitness bedarf es weiterer Untersuchungen. Beispielsweise gilt es spezifische Skelettmuskelfasertypen sowie den Einfluss der konkreten Östrogenmenge zu betrachten.
Abstract: The main purpose of new stent technologies is to overcome unfavorable material-related
incompatibilities by producing bio- and hemo-compatible polymers with anti-inflammatory and antithrombogenic properties. In this context, wettability is an important surface property, which has a
major impact on the biological response of blood cells. However, the influence of local hemodynamic
changes also influences blood cell activation. Therefore, we investigated biodegradable polymers
with different wettability to identify possible aspects for a better prediction of blood compatibility.
We applied shear rates of 100 s−1 and 1500 s−1 and assessed platelet and monocyte activation as
well as the formation of CD62P+ monocyte-bound platelets via flow cytometry. Aggregation of
circulating platelets induced by collagen was assessed by light transmission aggregometry. Via
live cell imaging, leukocytes were tracked on biomaterial surfaces to assess their average velocity.
Monocyte adhesion on biomaterials was determined by fluorescence microscopy. In response to
low shear rates of 100 s−1
, activation of circulating platelets and monocytes as well as the formation
of CD62P+ monocyte-bound platelets corresponded to the wettability of the underlying material
with the most favorable conditions on more hydrophilic surfaces. Under high shear rates, however,
blood compatibility cannot only be predicted by the concept of wettability. We assume that the
mechanisms of blood cell-polymer interactions do not allow for a rule-of-thumb prediction of the
blood compatibility of a material, which makes extensive in vitro testing mandatory.
Chronic Obstructive Pulmonary Disease and Diabetes Mellitus: A Systematic Review of the Literature
(2015)
The objective of this systematic review was to discuss our current understanding of the complex relationship between chronic obstructive pulmonary disease (COPD) and type-2 diabetes mellitus (T2DM). We performed a systematic search of the literature related to both COPD and diabetes using PubMed. Relevant data connecting both diseases were compiled and discussed. Recent evidence suggests that diabetes can worsen the progression and prognosis of COPD; this may result from the direct effects of hyperglycemia on lung physiology, inflammation or susceptibility to bacterial infection. Conversely, it has also been suggested that COPD increases the risk of developing T2DM as a consequence of inflammatory processes and/or therapeutic side effects related to the use of high-dose corticosteroids. In conclusion, although there is evidence to support a connection between COPD and diabetes, additional research is needed to better understand these relationships and their possible implications.
The benefit of regular physical activity and exercise training for the prevention of cardiovascular and metabolic diseases is undisputed. Many molecular mechanisms mediating exercise effects have been deciphered. Personalised exercise prescription can help patients in achieving their individual greatest benefit from an exercise-based cardiovascular rehabilitation programme. Yet, we still struggle to provide truly personalised exercise prescriptions to our patients. In this position paper, we address novel basic and translational research concepts that can help us understand the principles underlying the inter-individual differences in the response to exercise, and identify early on who would most likely benefit from which exercise intervention. This includes hereditary, non-hereditary and sex-specific concepts. Recent insights have helped us to take on a more holistic view, integrating exercise-mediated molecular mechanisms with those influenced by metabolism and immunity. Unfortunately, while the outline is recognisable, many details are still lacking to turn the understanding of a concept into a roadmap ready to be used in clinical routine. This position paper therefore also investigates perspectives on how the advent of ‘big data’ and the use of animal models could help unravel inter-individual responses to exercise parameters and thus influence hypothesis-building for translational research in exercise-based cardiovascular rehabilitation.
Nach Knockout der Transkriptionsfaktors Bcl11b
entwickeln sich T-Vorläuferzellen und reife CD8+-T-Lymphozyten zu NK-ähnlichen
Zellen mit einem hohen zytotoxischen Potential gegenüber Tumorzellen. Durch die
resultierende Kombination von NK- und T-Zell-Eigenschaften erscheinen diese Zellen
für den Einsatz in der Tumortherapie interessant. Die vorliegende Arbeit untersucht
transkriptionelle Veränderungen in Bcl11b-Knockoutzellen, welche mithilfe eines Cre-Loxp-Rekombinasesystems aus reifen murinen CD8+-T-Zellen generiert wurden.
Konkret wurden die Auswirkungen des Knockouts auf das Bcl11b-Gen selbst, auf das
Genexpressionsprogramm sowie die Überlebenseigenschaften überprüft.
Bei der Untersuchung von T- und NK-Zell-assoziierten Genen
fiel eine deutliche Hochregulation der mRNA-Transkription einzelner NK-Zell-Rezeptoren (NKp46, NK1.1, FcγRIII, CD244) und ITAM-enthaltender Adaptermoleküle
(Dap12, FcεRIγ) auf, während die mRNA-Expression des TZR-Komplexes
unbeeinflusst blieb. Da NKp46, Dap12 und die über den FcγRIII (CD16) vermittelte
Antikörper-abhängige zelluläre Zytotoxizität als bedeutende Mechanismen der
Antitumoraktivität von NK-Zellen bekannt sind, könnten diese Stimulations- und
Signalwege auch in Bcl11b-Knockoutzellen den Zuwachs an zytotoxischer Aktivität
erklären. Die nachgewiesene gesteigerte mRNA-Expression von Granzymen und
Perforinen komplettiert das zytotoxische Potential.
Eine maßgebliche Beteiligung von Bcl2, BclxL und
Trail an der reduzierten Vitalität der kultivierten reifen CD8+-T-Zellen konnte auf mRNA-Ebene ausgeschlossen werden. Insgesamt werden
sowohl vielversprechende als auch noch verbesserbare Merkmale der generierten
Bcl11b-Knockoutzellen für den adoptiven Zelltransfer in der Tumortherapie aufgezeigt.
Aims
Averaged measurements, but not the progression based on multiple assessments of carotid intima-media thickness, (cIMT) are predictive of cardiovascular disease (CVD) events in individuals. Whether this is true for conventional risk factors is unclear.
Methods and results
An individual participant meta-analysis was used to associate the annualised progression of systolic blood pressure, total cholesterol, low-density lipoprotein cholesterol and high-density lipoprotein cholesterol with future cardiovascular disease risk in 13 prospective cohort studies of the PROG-IMT collaboration (n = 34,072). Follow-up data included information on a combined cardiovascular disease endpoint of myocardial infarction, stroke, or vascular death. In secondary analyses, annualised progression was replaced with average. Log hazard ratios per standard deviation difference were pooled across studies by a random effects meta-analysis. In primary analysis, the annualised progression of total cholesterol was marginally related to a higher cardiovascular disease risk (hazard ratio (HR) 1.04, 95% confidence interval (CI) 1.00 to 1.07). The annualised progression of systolic blood pressure, low-density lipoprotein cholesterol and high-density lipoprotein cholesterol was not associated with future cardiovascular disease risk. In secondary analysis, average systolic blood pressure (HR 1.20 95% CI 1.11 to 1.29) and low-density lipoprotein cholesterol (HR 1.09, 95% CI 1.02 to 1.16) were related to a greater, while high-density lipoprotein cholesterol (HR 0.92, 95% CI 0.88 to 0.97) was related to a lower risk of future cardiovascular disease events.
Conclusion
Averaged measurements of systolic blood pressure, low-density lipoprotein cholesterol and high-density lipoprotein cholesterol displayed significant linear relationships with the risk of future cardiovascular disease events. However, there was no clear association between the annualised progression of these conventional risk factors in individuals with the risk of future clinical endpoints.
BK polyomavirus-associated haemorrhagic cystitis (BKHC) is a complication after allogeneic stem cell transplantation, which can occur in 5–60% of the cases. BK viruria alone can also occur in up to 100%. BKHC can lead to severe morbidity in stem cell-transplanted patients, but data about this disease is limited. Consequently, we conducted a prospective unicentric non-interventional trial on BKHC as well as BK viruria after first adult allogeneic stem cell transplantation with a follow-up time of 1 year after inpatient treatment. Between November 2013 and December 2015, we were able to include 40 adult patients with a mean age of 52.8 years. Twenty-seven (67.5%) of these patients were male and 13 (32.5%) were female. Acute myeloid leukaemia was the most frequent underlying disease (n = 15; 37.5%). Only 1 patient developed BKHC during inpatient treatment (n = 1; 2.5%), but BK viruria was frequent (n = 11; 27.5%) during inpatient treatment as well as in the follow-up time (n = 14; 35%). Interestingly, BK viruria was significantly associated with mucositis (p = 0.038) and number of transfused platelet concentrates (p = 0.001). This unexpected association will be discussed and needs further investigation.
In der vorliegenden Interviewstudie wurde die differenzierte Meinung von 134 Greifswalder Patienten mithilfe eines zuvor erstellten Fragebogens zum Thema Sterbehilfe erfasst. Sowohl ambulante als auch stationäre Patienten in palliativmedizinscher Betreuung äußerten sich mehrheitlich positiv gegenüber einer Legalisierung einer Suizidbeihilfe (61,9 %). Jedoch muss man berücksichtigen, dass zwar die meisten Patienten eine generelle Legalisierung der Sterbehilfe befürworten, sie für sich selber doch nur in geringem Ausmaße wählen würden. Dies bezeugt den Wunsch nach einer selbstbestimmten Lebensbeendigung, zeigt aber auch, dass viele diesbezüglich unsicher sind. Um dieses Gefühl einer gewissen Hilflosigkeit zu nehmen, muss die gesamte Arbeit der Palliativmedizin ausgebaut werden. Es bedarf umfangreicher Aus-, Fort- und Weiterbildungsmaßnahmen sowohl beim medizinischen Fachpersonal als auch in der Aufklärung der Bevölkerung. Die Untersuchung zeigte aber auch, dass immer noch große Lücken bezüglich der Meinung und auch der Kenntnis von Palliativpatienten zum Thema Sterbehilfe bestehen. Vor allem hinsichtlich der Definitionen und der rechtlichen Lage herrscht große Unkenntnis. Dies fordert aber auch den stetigen Ausbau der palliativmedizinischen Versorgung, um diese Aufklärung zu gewährleisten. Dies schließt die intensive Auseinandersetzung mit der Aufsetzung einer Vorsorgevollmacht und einer Patientenverfügung mit ein. Hierbei kann auf individuelle Patientenwünsche am Lebensende eingegangen und schon rechtzeitig eine entsprechende Betreuung ausgearbeitet werden. Weiterhin wurden Faktoren erschlossen, welche die Entscheidung zur Lebensbeendigung beeinflussen. Zum Beispiel wirken depressive Symptome auf die Entscheidung für eine Suizidbeihilfe fördernd ein. Patienten mit Depressionen bzw. depressiven Verstimmungen haben demnach häufiger den Wunsch, ihr Leben aufgrund einer terminalen Krankheit zu beenden. Doch statt die Suizidbeihilfe weiter zu normalisieren, sollte es zunächst einen Ausbau der Diagnostik und Therapie dieser Erkrankung geben. Das gleiche gilt für Patienten mit Angststörungen. Die vorliegende Arbeit zeigt die Abnahme von depressiven Verstimmungen und Panikattacken während einer palliativmedizinischen Behandlung. Es benötigt einen intensiven Kontakt zwischen Personal und Patienten, um die genauen Intentionen des Sterbewunsches zu ergründen. Daraus ergibt sich die Möglichkeit einer adäquaten Behandlung und Zusammenarbeit. Demnach wird sich die Anzahl von Patienten, die einen konkreten Wunsch der Suizidbeihilfe äußern, möglicherweise verringern. Der genaue Umgang mit Patienten, die trotz ausgeschöpfter Betreuung noch einen Sterbewunsch äußern, muss nun ausgearbeitet werden, um Möglichkeiten einer angemessenen Suizidbeihilfe zu gewährleisten.
Palliative Patienten befinden sich in ihrem letzten Lebensabschnitt und leiden an einer Grunderkrankung ohne kurative Ansatzmöglichkeit. Sie kommen in die Klinik für eine symptomlindernde Therapie und damit zum Erhalt der eigenen Lebensqualität.
In diesem letzten Lebensabschnitt sollte alles auf das Wohl des Patienten ausgerichtet sein. Kliniken sind im Alltag nicht darauf ausgelegt, dass ihre Patienten sich besonders wohl fühlen, sondern insgesamt eher funktionsorientiert. Des Weiteren gibt es bis dato zu wenig Studien zur Aussagefähigkeit über die Umgebungsfaktoren, die ein palliativer Patient benötigt, um sich wohl zu fühlen.
Es wurden bezüglich der Zufriedenheit mit ihrem bisherigen Aufenthalt auf der Palliativstation sowie ihren Bedürfnissen an ihre Umgebung Interviews mit palliativen Patienten auf der Palliativstation der UMG durchgeführt. Dabei wurden viele einzelne Faktoren wie Bettenbelegung, der Ausblick in die Natur, Dekoration und Gestaltung der Zimmer und der Station, einzelne Personalgruppen sowie Verpflegung und z.B. die Möglichkeit der Nutzung von einer Badewanne oder Mani- und Pediküre besprochen.
Unsere Patienten bewerteten ihre Zufriedenheit des bisherigen Aufenthalts auf der Palliativstation der UMG im Mittel hoch. Die verschiedenen Faktoren konnten außerdem zu eigenen Clustern zusammengefasst werden, aus denen ein Ranking erstellt worden ist. Insgesamt waren die Patienten am zufriedensten mit dem Personal und schätzten dieses auch als am wichtigsten ein. Auf Platz zwei und drei bezüglich ihrer Bedürfnisse standen Verpflegung und dann die Räumlichkeiten, wobei alle Kategorien hoch bewertet worden sind. Des Weiteren unterschieden sich hier laut Literatur die palliativen Patienten aus dieser Studie von Patienten mit einer kurativen Erkrankung und deren Ansprüchen an ein Krankenhaus.
Zusätzlich fielen Unterschiede die einzelnen Patientengruppen (u.a. Patientinnen und Patienten, Raucher und Nicht-Raucher, Zeitraum seit der Erstdiagnose sowie der ausgeführte Beruf) betreffend auf, die in der Klinik auch möglichst berücksichtigt werden sollten.
Insgesamt sollte eine Palliativstation aufgrund besonderer Bedürfnisse ihrer Patienten nicht rein funktionsorientiert gestaltet werden, sodass die Patienten sich allumfassend möglichst wohl auf der Station fühlen können.
In der vorliegenden Arbeit wurde der Nutzen einer smartphonegestützten Aufzeichnung und
Analyse der Pulswellenvariabilität als Ausdruck des Zusammenspiels zwischen Sympathikus
und Parasympathikus zur Diagnostik beziehungsweise Prädiktion einer koronaren
Herzerkrankung untersucht. Das autonome Nervensystem hat einen starken Einfluss auf den
menschlichen Körper und nimmt daher auch großen Einfluss in die Regulierung des Herz-Kreislauf-Systems. Ausdruck dieser vegetativen Einflüsse ist die HRV, deren Analyse ein
bekanntes Verfahren für Diagnostik, Risikostratifizierung und Vorhersagbarkeit von
verschiedenen kardialen Erkrankungen unter anderem koronarer Herzerkrankung ist. Bisher
wurde die HRV klassischerweise elektrokardiografisch anhand von Kurz- oder
Langzeitmessungen ermittelt. In dieser Arbeit wurde die Pulswellenvariabilität als peripheres
Ableitungsresultat der Herzratenvariabilität betrachtet, da eine sehr gute Korrelation
zwischen HRV und PRV bekannt ist. An 167 Probanden, die sich im Rahmen kardiologischer
Diagnostik einer elektiven Herzkatheteruntersuchung unterzogen und bei denen bisher
keine KHK bekannt war, wurde eine sechsminütige Aufzeichnung der Pulswelle des Fingers
mittels Smartphonekamera und Videoaufzeichnung vorgenommen. Die Pulswelle wurde
daraufhin analysiert und die PRV berechnet. Die Bilder der Koronarangiografie wurden
nachträglich untersucht und Stenosen in acht Koronarsegmenten quantifiziert. Sobald eine
Stenose von mehr als 50% bestand, wurde der Proband als an KHK-erkrankt definiert. Durch
multivariate lineare Regressionsanalysen wurde die PRV-Messung in Hinblick auf Bestehen
einer KHK untersucht.
Es zeigte sich, dass die PRV-Messung durchaus einen Beitrag im Feld der KHK-Diagnostik bei
Patienten mit Sinusrhythmus leisten könnte. Die Untersuchungen zeigen, dass es sich als
Ausschlussdiagnostikum bei Patienten mit KHK-Verdacht eignet. Die Nutzung der
Pulswellenvariabilität als Screeningverfahren zur KHK-Detektion, wie eingangs erwähnt,
erwies sich aufgrund der Sensitivitäts- und Spezifitätswerte als derzeit jedoch nicht optimal.
Es zeichnete sich bereits bei Koronarstenosen von mindestens 50% eine ausreichende
Vorhersagbarkeit der KHK, sowohl mit einem PRV-Parametersatz von 12 Variablen, als auch
mit einem reduzierten Parametersatz von sieben Variablen ab. Eine Verbesserung konnte
unter Erfassung kardiovaskulärer Risikofaktoren und Einnahme von Betablockern erzielt
werden, die jedoch das statistische Signifikanzniveau verfehlte.
Zukünftige Arbeitsfelder der PRV-Messung könnten die Erfassung weiterer vielfältiger
Einflussgrößen sein oder auch die Berücksichtigung weiterer klinischer Untersuchungen, wie
beispielsweise die Echokardiografie. Zu prüfen ist auch, ob es zu einer Verbesserung der
Prädiktionskraft nach Hinzufügen oder Ersetzen der hier vorgestellten PRV-Parameter durch
weitere nichtlineare Werte kommt.
Besonders hervorzuheben ist, dass die PRV-Messung sehr einfach und nahezu überall
durchzuführen ist, sofern ein Smartphone oder eine Smartwatch mit entsprechender App
vorhanden sind. Dies kann in Zukunft für eine ambulante und nicht facharztspezialisierte
Betreuung von Patienten von großer Relevanz sein. Limitiert wird die Methode der PRV-Messung durch den Ausschluss von Patienten mit Herzrhythmusstörungen, wie
beispielsweise Vorhofflimmern, da die PRV-Messung dadurch stark artefaktbehaftet ist.
Abschließend muss festgehalten werden, dass aufgrund der kleinen Teilnehmerzahl eine
Prüfung an einer größeren Studienpopulation erfolgen sollte, um den hier ermittelten Trend
zu bestätigen oder gar zu verbessern.
Insgesamt ist in dieser Form der Untersuchung bedeutendes Potential zu sehen, da mittels
PRV-Messung ein Ausschlussdiagnostikum existiert, ohne dass die Patienten einem Risiko
wie zum Beispiel Strahlenbelastung oder den Risiken einer Koronarangiografie ausgesetzt
werden. Daher eignet es sich als weiterer Baustein in der bereits üblichen KHK-Diagnostik zu
jeder Zeit und an jedem Ort.
Die Chronisch Obstruktive Lungenerkrankung ist ein weit verbreitetes, komplexes und multifaktoriell bedingtes Krankheitsbild, welches klinisch variable Verla ̈ufe aufweisen kann, die sich in ihrer langfristigen Prognose voneinander unterscheiden. Die Prognose wird wesentlich vom Alter des Patienten, seinen Begleiterkrankungen, der Dyspnoe sowie von kardiopulmonalen Leistungseinschraenkungen beeinflusst. Surrogatparameter dieser Leistungseinschraenkung sind beispielsweise die 6-Minuten-Gehstrecke oder die Spitzensauerstoffaufnahme (VO2peak). Eine fundierte Aussage zur langfristigen Prognose der Erkrankung laesst sich somit nicht allein auf Basis der Einsekundenkapazitaet (FEV1) taetigen. Auch eine Vorhersage ueber die koerperliche Belastungtoleranz ist darueber nicht moeglich, obwohl gerade dies ein fuer den Patienten wichtiger Outcome Parameter ist. Dabei ist die grundsaetzliche Beurteilung der Prognose bei vielen Krankheitsbilder von Relevanz, da so ein zeitgerechtes Ergreifen spezifischer Maßnahmen zur Verbesserung der Lebensqualitaet der Patienten, eine Reduzierung von Krankenhausaufenthalten und eine Steigerung der Ueberlebensrate ermoeglicht wird. Neben den etablierten mehrdimensionalen Prognoseindizes (ADO, BODE, DOSE) hat sich die Spiroergometrie als zuverlaessige Untersuchungsmethode zur Identifizierung abnormaler Atemmuster sowie belastungslimitierender Funktionsstoerungen mit folglich eingeschraenkter Prognose bewaehrt.
In diesem Zusammenhang haben sich in der Vergangenheit besonders die Spitzensauerstoffaufnahme (VO2peak) und Ventilationseffizienzparamter (VE ́/VCO2 Slope und VE ́/VCO2 Nadir) als gute Diskriminatoren einer reduzierten Prognose erwiesen. Dies wird von uns in der vorliegenden Studie anhand einer 312 Patienten umfassenden, retrospektiven Nachbeobachtung ueber einen mittleren Zeitraum von 67 ± 44 Monaten bestaetigt. Wir rekrutierten hierfuer ausschließlich Patienten, die sich einer spiroergometrischen Unteruschung unterzogen hatten. Die Probandengruppe war im Schnitt 65 ± 9 Jahre alt und hauptsaechlich maennlich (74 %). Das Ueberleben nach 5 Jahren betrug 75 % und das nach 10 Jahren betrug 57 %. Die Spitzensauersotffaufnahme sagte bei unseren Patienten das Ueberleben signifikant voraus (Hazard Ratio: 0,886 [95 % Konfidenzintervall: 0,830; 0,946]). Der optimale Schwellenwert der Spitzensauerstoffaufnahme fuer die Unterscheidung des 5-Jahres- Ueberlebens lag bei VO2peak = 14,6 ml/kg/min bzw. VO2peak pred. = 55 %. In Zusammenschau der bisherigen Studien und der vorliegenden Daten unserer Verlaufsbeobachtung laesst sich somit festhalten, dass die Spiroergometrie hinsichtlich ihrer Stellung in den diagnostischen Leitlinien neu zu bewerten ist. Sie ist in der Lage, die fuer die COPD typischen unterschiedlichen Phaenotypen genauer zu charakterisieren, als es die Bodyplethysmografie vermag und eignet sich darueber hinaus zur Bewertung der langfristigen Prognose. Zukuenftige Studien sollten als prospektive Kohortenstudie angelegt sein, um die prognostische Bedeutung der Spiroergometrie zu verifizieren.
Im Fokus der PRV_Koro-Studie steht die nichtinvasive Diagnostik der Koronaren Herzerkrankung (KHK), welche als eine der bedeutendsten Volkskrankheiten gilt. Insbesondere asymptomatische Personen beziehungsweise Patienten mit mittlerer Vortestwahrscheinlichkeit, stellen eine diagnostische Herausforderung dar. Aktuell existiert noch keine Methode als Alternative zur meist nur eingeschränkt auswertbaren Ergometrie, den kostenintensiven und nur selten vorhandenen bildmorphologischen Belastungsuntersuchungen sowie der Koronar-Computertomographie, die nichtinvasiv, belastungsfrei und unkompliziert anwendbar ist sowie im besten Falle als Screening-Verfahren im Hausarztbereich zur Identifikation der KHK genutzt werden kann. Wir untersuchten daher zwei potenzielle Methoden zur Überbrückung dieser diagnostischen Versorgungslücke, die Pulsratenvariabilität (PRV) und die Kardiogoniometrie (CGM).
Die PRV stellt einen Marker des autonomen Nervensystems dar und kann als Variation zweier Herzschläge entweder bezüglich der Herzrate oder als Variation der Dauer des Intervalls zwischen zwei Schlägen beschrieben werden. Aus der PRV wurden nach Registrierung der Pulskurve durch eine Smartphone-App 12 PRV-Indizes (PPI_median, PPI_lquartile, PPI_uquartile, HR, rrHRV, rrHRV_qr, Annularity, RMSSD, SDNN, SD1, SD2, SD1/SD2-ratio) extrahiert. Basierend auf einer Koronarangiographie als Referenzmethode wurden die Probanden in KHK-positiv und -negativ eingeteilt. Für ein aus den sieben prädiktionsstärksten PRV-Indizes (RMSSD, PPI_lquartile, SD1, HR, rrHRV, rrHRV_qr, Annularity) bestehendes reduziertes Grundmodell konnte im Vergleich zum kompletten PRV-Parameterset annähernd identische Werte für Sensitivität und Spezifität ermittelt werden. Alter, Geschlecht und der Ausschluss möglicher Störfaktoren (RSB, LSB und/oder gehäuften ventrikulären Extrasystolen) zeigten einen signifikanten Einfluss auf die Prädiktionskraft dieses Modells. Der hier entwickelte Algorithmus könnte eine adäquate belastungs- und strahlenfreie, leicht zu handhabende, sowie zeit- und kosteneffektive Alternative zum Screening in Hinblick auf eine KHK im alltäglichen medizinischen Setting darstellen. Einen weiteren Vorteil bietet die PRV hinsichtlich der Datenerfassung, welche auf Basis einer 5-minütigen Photoplethysmographie geschieht. Diese ermöglicht eine automatisierte Bewertung ohne Hilfe einer medizinischen Fachkraft und somit ein Screening-Verfahren im Hausarztbereich für bisher asymptomatische oder auch Probanden mit mittlerer Vortestwahrscheinlichkeit hinsichtlich einer KHK.
Die CGM ist ein computerisiertes, dreidimensionales Verfahren zur belastungsfreien und nichtinvasiven Diagnostik einer KHK. Das dabei vorhandene automatisierte Klassifikationssystems generiert einen CGM-Score, bei dem ≤ -1 als KHK-positiv gewertet wird. Hierbei ergab sich bei guter Sensitivität von 71,4% lediglich eine Spezifität von 52,4%. Letztlich wurden dadurch nur 57,4% der Probanden korrekt als KHK-positiv oder -negativ klassifiziert. Im Vergleich zu vorangegangenen Studien entspricht dies vergleichbaren Werten für die Sensitivität (63 - 84%), während die Spezifität in diversen anderen Studien deutlich höher mit 60 und 90% beschrieben wurde [51, 74, 78, 80]. Für klinische Faktoren wie Alter als auch die Kombination aus Alter und Geschlecht konnte durch eine Steigerung der AUC von 0,6 (95%-KI 0,6/0,7) auf 0,7 (95%-KI 0,6/0,8) ein signifikanter Einfluss auf die Prädiktionskraft nachgewiesen werden. Die Betrachtung des linearen Zusammenhangs des automatisiert ermittelten CGM-Scores zur KHK ergab, dass bei Definition der KHK-positiven Klassifikation durch negativere Scores (beispielsweise bei ≤ -2) zwar die Sensitivität steigt, dies jedoch auf Kosten der Spezifität. Die CGM stellte sich aufgrund niedriger Spezifität zur Detektion einer KHK im Vergleich zur Referenzmethode der Koronarangiographie in unserer Stichprobe als nicht zum Screening geeignet heraus.
Im direkten Vergleich zeigten sich zur Detektion einer KHK die PRV-Indizes sowie die dazugehörigen in dieser Studie entwickelten Klassifizierungsmodelle dem CGM für alle diagnostischen Maßzahlen überlegen. Ein additiver Nutzen beider Untersuchungsmethoden konnte nicht nachgewiesen werden.
Zusammenfassend könnte der in dieser Studie entwickelte PRV-basierte Algorithmus im Rahmen der medizinischen Diagnostik eine gute Alternative zum Screening in Hinblick auf eine KHK im alltäglichen medizinischen Setting darstellen. Eine Validierung sollte jedoch in größeren, idealerweise multizentrischen, Studien durchgeführt werden.
Störungen im Calcium- und Phosphatstoffwechsel bei chronisch Nierenkranken führen zur sogenannten „Chronic Kidney Disease - Mineral and Bone Disorder“ (CKD-MBD). Die CKD- MBD umfasst neben laborchemischen Veränderungen und Knochenerkrankungen vor allem Gefäßverkalkungen. Letztere sind aktive vaskuläre Umbauprozesse und finden sich insbesondere in der Tunica media arterieller Gefäße, mit einer Assoziation zu einer erhöhten kardiovaskulären Mortalität.
Ziel dieser Arbeit war es, vertiefende Einblicke in den Prozess der vaskulären Kalzifikation zu erlangen. Hierbei sollte die Frage geklärt werden, über welche Signalwege das in urämischen Gefäßen überexprimierte TGF-ß1 möglicherweise zur Inhibition vaskulärer Kalzifikation beiträgt und ob eine Beeinflussung möglich ist.
Zur Klärung dieses Sachverhalts wurde ein in vitro Zellkulturmodell (human vascular smooth muscle cells, hVSMCs) durch Zusatz von erhöhtem Calcium- und Phosphat etabliert, ähnlich den laborchemischen Veränderungen bei CKD-MBD. Die kalzifikationsbeeinflussende Rolle von TGF-ß1 sollte geklärt und mit dem SAPK/JNK (stress- activated protein-kinase/ c-Jun N-terminale Kinase) Signalweg eine mögliche Interaktion dieser beiden Signalkaskaden identifiziert werden. Außerdem sollte der Stellenwert der Apoptose sowie der osteogenen Differenzierung im Prozess vaskulärer Kalzifikation analysiert werden.
TGF-ß1 zeigte eine konzentrationsabhängige, kalzifikationsinhibierende Wirkung. TGF-ß1 vermittelte diesen Effekt unter anderem über Phosphorylierung der Proteinkinase SAPK/JNK, die im Zusammenhang mit Apoptose, Zellproliferation und Differenzierungsprozessen steht. Weiterhin konnte bestätigt werden, dass die Apoptose eine wichtige Rolle bei der Initiation der vaskulären Kalzifikation spielt.
Die weiterführende Erforschung der Interaktion des SAPK/JNK Signalwegs mit TGF-ß1 und einem damit verbundenem, potentiellen Therapieansatz bei Patienten mit vaskulärer Kalzifikation sollte in vivo in einem Tiermodell untersucht werden, insbesondere um herauszufinden, ob der Signalweg ohne Beeinträchtigung wichtiger zellulärer Funktionen beeinflusst werden kann. Sowohl TGF-ß1 als auch SAPK/JNK könnten mögliche Targets für neue therapeutische Strategien wie die Entwicklung von sog. „biased ligands“ darstellen, welche selektiv bestimmte Signalwege regulieren können.
End of life care nach allogener Stammzelltransplantation:
Die Prognose nach allogener Stammzelltransplantation beträgt ca. 50%, die nicht heilbaren Patienten können von einer palliativmedizinischen Therapie profitieren. Die Bedürfnisse könnten sich unterscheiden zu denen von Patienten mit unheilbaren soliden Tumoren. In dieser Arbeit war die Zielsetzung die Identifizierung der Probleme und Notwendigkeiten nach allogener Stammzelltransplantation, hierfür wurden 123 Patienten die an der Universitätsmedizin Greifswald transplantiert wurden und bereits verstorben sind, in die Studie eingeschlossen.
Trotz der kontinuierlichen Weiterentwicklung der präventiven, diagnostischen und therapeutischen Maßnahmen stellt die koronare Herzkrankheit (KHK) und deren Folgen auch zukünftig eine große Herausforderung in der Medizin dar. Es besteht ein kritischer Bedarf für einen nicht-invasiven Biomarker, um Patienten mit dem größten Risiko für ein akutes pathologisches Ereignis bereits vor der klinischen Manifestation zu identifizieren. Ein solcher Biomarker wird auch für die schnelle Diagnosestellung bei symptomatisch auffälligen Patienten benötigt, bei denen die bisher etablierten Marker (Troponin, CK - Kreatinkinase) noch nicht nachweisbar sind. Als potenzieller Kandidat für einen solchen Biomarker könnten zirkulierende Endothelzellen (cEC) in Frage kommen. Obwohl die Rolle der cEC im akuten Myokardinfarkt (MI) noch nicht vollständig geklärt ist, legen die bisherigen Untersuchungen nahe, dass cEC eine differentialdiagnostische Möglichkeit für die Myokardinfarktpatienten in der so genannten ''Twighlight Zone'' - die Zeit zwischen ischämischem Ereignis und Nachweis von Troponin im Blut - sein können. Ziel dieser Untersuchung war daher, eine Einsicht in die komplexe methodische Quantifizierung der cEC und deren potentielle diagnostischen und prognostischen Rolle bei Patienten mit MI zu liefern.
In der vorliegenden Arbeit wurden 31 Patienten mit Myokardinfarkt eingeschlossen, 14 mit ST-Hebungsinfarkt (ST-elevation myocardial infarction/STEMI) und 17 mit nicht ST-Hebungsinfarkt (non ST-elevation myocardial infarction/NSTEMI). Als Kontrolle wurden 12 gesunden Probanden (Blutspender) ohne das Vorliegen einer KHK in der Anamnese gewonnen. Mittels Durchflusszytometrie wurden cEC der Patienten und der Kontrollgruppe bestimmt.
Die Ergebnisse zeigen einen Anstieg der cEC bei Infarktpatienten im Vergleich zur Kontrollgruppe. Dieser Unterschied war zwischen STEMI- und NSTEMI-Gruppe sowie STEMI- und Kontrollgruppe von statistischer Signifikanz. Des Weiteren wurde in Übereinstimmung mit anderen Untersuchungen keine
Korrelation zwischen cEC-Anzahl und den kardialen Enzymen (Troponin und CK) nachgewiesen. Bezüglich der prognostischen Bedeutung der cEC konnte in dieser Arbeit eine signifikante Korrelation der cEC mit dem GRACE-Score (in hospital risk of death and 6-month probability of death) bei den Patienten adjustiert für Alter, BMI und CRP nachgewiesen werden. Diese Studie gibt erste Hinweise darauf, dass cEC als additive Biomarker bei der Diagnose des Myokardinfarktes eingesetzt werden könnten, wobei weitere klinische Studien klären sollten, inwieweit cEC für diagnostische als auch prognostische Zwecke dienen könnten.
Die Akute Myeloische Leukämie (AML) ist eine klonale Neoplasie der hämatopoetischen Stammzellen, die das Knochenmark, das Blut und andere Organe infiltriert (Döhner and Bloomfield, 2015; Herold, 2015). Patienten mit malignen hämatologischen Erkrankungen haben ein erhöhtes Risiko an einer invasiven Pilzinfektion zu erkranken, dies gilt insbesondere für Patienten mit prolongierter und starker Neutropenie, die bei Patienten nach intensiver Chemotherapie regelhaft auftritt (Rodríguez-Veiga et al., 2019). Von einer schweren Neutropenie spricht man, wenn der Wert der Neutrophilen Granulozyten im Blut 500 Zellen/ μL unterschreitet (Herold, 2015, p.66). Aus diesem Grund gibt es eine starke Empfehlung zur Anwendung einer antimykotischen Prophylaxe bei diesen Patienten (Mellinghoff et al., 2018). Hierfür kommen verschiedene Azol- Antimykotika zum Einsatz. Nach Umstellen des Standards der antimykotischen Prophylaxe bei AML- Patienten nach intensiver Chemotherapie auf Posaconazol, welches auf Grund mehrerer Studien zur Erstlinienanwendung empfohlen wurde, schien die Rate an prolongierter Neutropenie und Thrombozytopenie zuzunehmen (Mellinghoff et al., 2018). Ziel dieser retrospektiven Studie war es Hinweise zu ermitteln, ob dieser Zusammenhang zufällig ist oder ob die Gabe von Posaconazol tatsächlich durch Arzneimittelwechselwirkungen mit den eingesetzten Zytostatika zu einer verlängerten Aplasiedauer führen könnte. Hier untersuchten wir den Einfluss der antimykotischen Medikation und anderer Faktoren auf die Dauer der Aplasie an Patienten mit AML in der Klinik für Hämatologie und Onkologie der Universitätsmedizin Greifswald. Es konnten 83 erwachsene Patienten mit einem medianen Alter von 54 Jahren in die Studie eingeschlossen und 218 Therapiezyklen ausgewertet werden. Es zeigten sich signifikante Assoziationen zwischen der Dauer der Aplasie der Neutrophilen und der Medikation mit Voriconazol oder Posaconazol im Vergleich zu Fluconazol oder keiner antimykotischen Prophylaxe. Insbesondere in den zweiten und dritten Chemotherapie- Zyklen zeigte sich ein erhöhtes Risiko einer prolongierten Aplasie für Neutrophile bei der Anwendung mit Posaconazol oder Voriconazol. Für die Thrombozyten- Regeneration zeigten sich Assoziationen, die zwar nicht signifikant waren, allerdings den gleichen Trend anzeigen. Es erscheint uns möglich, dass hier auf Grund des Interaktionspotenzials von Posaconazol und Voriconazol ein erhöhtes Risiko einer prolongierten Aplasie besteht.
Serine protease inhibitor Kazal type 1 (SPINK1) plays an important role in preventing pancreatitis by inhibiting activated trypsin in the pancreas. The N34S variant of SPINK1 was found to be associated with chronic pancreatitis. However, this mutation is also expressed in the healthy population, indicating that the mutation alone does not cause the disease.
In this study, we investigated at single molecular level the effect of pH on the binding characteristics of human cationic trypsin to SPINK1 by single-molecule force spectroscopy (SMFS).
We found that at pH 8.0, trypsin shows twice the binding force to wild type SPINK1 (90.9 pN ± 3.9 pN) compared to the N34S mutant (47.3 pN ± 3.9 pN). An acidic pH of 4.8 results in a lower binding forces for trypsin-wild type SPINK1 (41.9 pN ± 4.0 pN) to a similar level as the binding force of trypsin-N34S mutant (54.6 pN ± 4.6 pN) complexes. These results are complemented by dynamic force spectroscopy findings which show a higher stability of the wild type SPINK1-trypsin complexes at pH 8.0 in comparison to N34S mutant-trypsin complexes. In addition, the binding profiles for both wild type and N34S mutant SPINK1 to trypsin equalize at pH 4.8.
Our results indicate that the presence of the mutation in the healthy population would most probably not affect the interaction with trypsin at acidic pH such as physiological conditions in pancreatic acinar cells. However, an increase in pH, leads to a difference of binding strength between SPINK1 or N34S mutant towards human cationic trypsin. These findings may be relevant for understanding the role of SPINK1 and its mutation N34S in the pathogenesis of pancreatitis.
Plasma Metabolome Profiling Identifies Metabolic Subtypes of Pancreatic Ductal Adenocarcinoma
(2021)
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.
The ubiquitin-proteasome system (UPS) and the autophagy-lysosomal pathway (ALP) are the main proteolytic systems involved in cellular homeostasis. Since cardiomyocytes, as terminally differentiated cells, lack the ability to share damaged proteins with their daughter cells, they are especially reliant on these protein degradation systems for their proper function. Alterations of the UPS and ALP have been reported in a wide range of cardiac diseases, including cardiomyopathies. In this study, we determined whether the UPS and ALP are altered in a mouse model of eccentric left ventricular (LV) hypertrophy expressing both cyclin T1 and Gαq under the control of the cardiac-specific α-myosin heavy chain promoter (double transgenic; DTG). Compared to wild-type (WT) littermates, DTG mice showed higher end-diastolic (ED) LV wall thicknesses and diameter with preserved ejection fraction (EF). The cardiomyopathic phenotype was further confirmed by an upregulation of the fetal gene program and genes associated with fibrosis as well as a downregulation of genes involved in Ca2+ handling. Likewise, higher NT-proBNP levels were detected in DTG mice. Investigation of the UPS showed elevated steady-state levels of (poly)ubiquitinated proteins without alterations of all proteasomal activities in DTG mice. Evaluation of ALP key marker revealed a mixed pattern with higher protein levels of microtubule-associated protein 1 light chain 3 beta (LC3)-I and lysosomal-associated membrane protein-2, lower protein levels of beclin-1 and FYVE and coiled-coil domain-containing protein 1 (FYCO1) and unchanged protein levels of p62/SQSTM1 in DTG mice when compared to WT. At transcriptional level, a > 1.2-fold expression was observed for Erbb2, Hdac6, Lamp2, Nrg1, and Sqstm1, while a < 0.8-fold expression was revealed for Fyco1 in DTG mice. The results related to the ALP suggested overall a repression of the ALP during the initiation process, but an induction of the ALP at the level of autophagosome-lysosome fusion and the delivery of ubiquitinated cargo to the ALP for degradation.
Herz-Kreislauf-Erkrankungen gehören heute zu den Hauptursachen für Tod und Invalidität in den Industrie- und Entwicklungsländern. Nach Angaben der Weltgesundheitsorganisation betrug die Zahl der durch Herz-Kreislauf-Erkrankungen verursachten Todesfälle im Jahr 2016 17,9 Millionen. Das umfasst mehr als 31 % aller weltweiten Todesfälle, die zu 85 % auf einen Herzinfarkt bzw. Schlaganfall zurückzuführen sind.
Für das Outcome der Patienten nach einem Myokardinfarkt ist die Größe der Infarktnarbe von prognostischer Bedeutung. Nach therapeutischer Rekanalisation des betroffenen Herzkranzgefäßes entsteht durch diesen aktiven Prozess eine Myokardnarbe. Durch Perfusionsmanöver oder die Gabe verschiedener Pharmaka, vor wie nach einem Infarkt, lässt sich die Ausprägung der Narbe beeinflussen und die Größe der Narbe reduzieren. Vorangegangene Arbeiten haben gezeigt, dass die Gabe eines PDE-5-Inhibitors zu einem intrazellulären Anstieg des cGMP-Levels und zum Myokardschutz führt.
Ziel dieser Arbeit war es, die Rolle des second Messengers cGMP in der postulierten Signalkaskade der Postkonditionierung weiter zu untersuchen. Dazu kamen zwei Verfahren zur Modulierung des cGMP Spiegels nach einem Myokardinfarkt zur Anwendung: zum einen die gezielte Steigerung der Synthese von cGMP und zum anderen die Inhibition eines möglichen Auswärtstransports des Moleküls via ABC-Transporter.
In ex-vivo perfundierten Rattenherzen konnte gezeigt werden, dass BAY 58-2667 im hohen Maße protektierend auf das ischämische Herz wirkt, wenn es direkt vor der Reperfusion verabreicht wird. Dieser Schutz ist unabhängig von NO, steht jedoch in Abhängigkeit von zwei weiteren Elementen der untersuchten Signalkaskade, der PKG und dem mKATP-Kanal. Die Infusion von BAY 58-2667 führte zur Erhöhung der intrazellulären cGMP Level im kardialen Gewebe und ist darüber hinaus mit einem akzeptablen hämodynamischen Profil verbunden.
Ein weiterer Teil dieser Arbeit beschäftigte sich mit der Modulation der intrazellulären cGMP Konzentration durch Supression entsprechender Auswärtstransporter. Durch den Einsatz einer speziellen siRNA-Technologie sollte deren Expression inhibiert werden. Die spezifisch gegen ABCC 4 und 5 gerichteten siRNAs wurden durch einen retroviralen Vektor in die Zellen eingebracht, was eine effektive Suppression des Proteins auf mRNA-und Proteinebene zur Folge hatte. Dabei zeigte das Ergebnis auf, dass die retrovirale Transfektion von siRNA eine geeignete Möglichkeit zur gezielten Ausschaltung von ABCC 4 und 5 sein kann.
Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit liefern wichtige mögliche Ansatzpunkte für die pharmakologische Behandlung von Patienten mit einem akuten Myokardinfarkt. Die gezielte Steuerung des cGMP Spiegels deutet ein großes klinisches Potential an. Der Einsatz von BAY 58-2667 erwies sich im Hinblick auf die Limitierung der Infarktgröße in der Reperfusion im Menschen als vielversprechend.
Die lungenprotektive Beatmung reduziert die Mortalität bei Patienten mit Acute Respiratory Distress Syndrom (ARDS). Um den beatmungsinduzierten Lungenschaden (Ventilator Induced Lung Injury (VILI)) zu minimieren, werden Tidalvolumina limitiert, hohe Plateaudrücke vermieden und ein positiv endexspiratorischer Druck entsprechend der Leitlinien angewandt. Doch der Einfluss spezifischer Beatmungsschemata auf den VILI ist nicht genau definiert.
Die Erhöhung der Inspirationszeit und somit des Verhältnisses zwischen Inspiration und Exspiration kann die Oxygenierung zwar verbessern, erhöht jedoch auch die Zeit der Einwirkung von Stress und Strain auf die Lunge. Die Hypothese dieser Arbeit ist, dass die Erhöhung der Inspirationszeit und damit des Verhältnisses von Inspiration zu Exspiration (I:E) sich besonders im ARDS schädlich auf die Lunge auswirkt und VILI weiter verstärkt.
VILI wurde im murinen Experimentalmodell durch Beatmung mit hohen Tidalvolumina (HVT: 34ml/kg) induziert. Die Beatmung mit niedrigen Tidalvolumina (LVT 9ml/kg) wurde als Kontrolle benutzt. In allen Gruppen erfolgte die Beatmung mit 50 % Sauerstoffkonzentration in der Einatemluft (FiO2) und einem PEEP von 2 cmH2O. HVT- und LVT-Mäuse wurden mit einer I:E-Ratio von 1:2 oder 1:1 für eine Gesamtdauer von 4 Stunden oder bis zum einem alternativen Endpunkt, definiert durch einen Blutdruckabfall unter 40mmHg, beatmet. Eine dynamische Hyperinflammation bedingt durch ein erhöhtes I:E-Verhältnis wurde in einer separaten Gruppe ausgeschlossen. Ausgewertet wurden das Überleben bei Beatmung über 4 Stunden, die Lungencompliance, Oxygenierung, sowie nach Versuchsende die pulmonale Permeabilität, die Konzentrationen gängiger Mediatoren der pulmonalen und der systemischen Inflammation (Leukozytendifferenzierung in Lunge und Blut; Messung von IL-6, IL1-ß, KC, MCP-1 in BAL und Blut) und histopathologische Veränderungen des Lungengewebes.
In den Kontrollgruppen mit protektiver Beatmung (LVT 1:2 und LVT 1:1) wurden keine VILI typischen Veränderungen festgestellt und alle Tiere überlebten die Beatmungsdauer. Die HVT 1:2-Gruppe zeigte im Vergleich eine verringerte Lungen-Compliance, eine vermehrte Expression von entzündungstypischen Zytokinen und Einwanderung von neutrophilen Granulozyten, sowie deutliche histologische Zeichen des Lungenschadens. Auch hier überlebten alle Tiere die Beatmung von 4 Stunden. Die Tiere der HVT 1:1-Gruppe zeigten eine signifikant schlechtere Oxygenierung, Lungen-Compliance und eine vermehrte Expression proinflammatorischer Zytokine, sowie eine erhöhte Anzahl neutrophiler Granulozyten in Blut und Lunge. In der HVT 1:1-Gruppe kam es zu einer signifikant höheren Mortalität aufgrund der mechanischen Beatmung.
Die Ergebnisse zeigen, dass die Erhöhung der Inspirationszeit und damit das I:E-Verhältnis den mit der maschinellen Beatmung assoziierten Lungenschaden bei Mäusen signifikant verschlimmert. Daraus lässt sich ableiten, dass das Produkt aus Stress/Strain und Inspirationszeit ein entscheidender Faktor in der Pathogenese des VILI im ARDS ist und somit so gering wie möglich gehalten werden sollte. Dementsprechend sollte jeder Anlass bei der Beatmung eines Patienten, die Inspirationszeit zu erhöhen, kritisch hinterfragt werden.
Helicobacter (H.) pylori is the most important cause for peptic ulcer disease and a risk factor for gastric carcinoma. How colonization with H. pylori affects the intestinal microbiota composition in humans is unknown. We investigated the association of H. pylori infection with intestinal microbiota composition in the population-based cohort Study-of-Health-in-pomerania (SHip)-tRenD. Anti-H. pylori serology and H. pylori stool antigen tests were used to determine the H. pylori infection status. the fecal microbiota composition of 212 H. pylori positive subjects and 212 matched negative control individuals was assessed using 16S rRNA gene sequencing. H. pylori infection was found to be significantly associated with fecal microbiota alterations and a general increase in fecal microbial diversity. in infected individuals, the H. pylori stool antigen load determined a larger portion of the microbial variation than age or sex. the highest H. pylori stool antigen loads were associated with a putatively harmful microbiota composition. this study demonstrates profound alterations in human fecal microbiota of H. pylori infected individuals. While the increased microbiota diversity associated with H. pylori infection as well as changes in abundance of specific genera could be considered to be beneficial, others may be associated with adverse health effects, reflecting the complex relationship between H. pylori and its human host.
Pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) is one of the deadliest cancers. Acquired inherited and/or somaticmutations drive its development. In order to prevent the formation of these mutations, precise and immediaterepair of any DNA damage is indispensable. Non-homologous end-joining (NHEJ) is the key mechanism of DNAdouble-strand break repair. Here, we report that miR-502 targets two components in pancreatic cell lines, Ku70and XLF of the C-NHEJ. Interestingly, we also observed an attenuated cell cycle response to gamma ionizingradiation (γ-IR) via diminished phosphorylation of checkpoint kinase 1 (Chk1) on serine 345 in these cell lines.Altogether, pancreatic cells showed increased susceptibility toγ-IR via direct inhibition of DNA double-strandbreak repair and attenuation of the cell cycle response.
Abstract
Study Objective
Long‐term intake of proton pump inhibitors (PPIs) might increase the risk of cardiovascular events. One suggested mechanism is that PPIs inhibit the enzyme dimethylarginine dimethylaminohydrolase (DDAH) and thereby block the degradation of endothelial asymmetrical dimethylarginine (ADMA). Excess ADMA in turn leads to impaired endothelial nitric oxide (NO) generation. So far, this mechanism has only been established in human cell cultures. Previous studies that examined this pathway in human populations measured circulating ADMA and found no association with PPI use and excess plasma ADMA. But in a recent study, plasma ADMA was not correlated with intracellular ADMA. We therefore focused on changes in plasma citrulline as an indicator for potential DDAH inhibition.
Design
We analyzed the association between regular daily PPI intake and flow‐mediated dilation (FMD) of the brachial artery as well as plasma concentrations of citrulline, arginine, ADMA, and symmetric dimethylarginine using inverse probability weighting to adjust for confounding and censoring.
Data Source
Data of 1298 participants from two independent cohorts of the population‐based Study of Health in Pomerania were used.
Participants
Participants of the population‐based Study of Health in Pomerania are a stratified random sample of the study region.
Exposure
Regular daily intake of PPIs.
Measurements
FMD of the brachial artery and plasma concentrations of citrulline, arginine, ADMA, and symmetric dimethylarginine.
Main Results
Eighty‐seven participants (57.5% female) were regular daily users of PPIs. In the fully adjusted models, associations were identified for FMD and plasma citrulline concentrations. PPI users revealed a 0.99% (95% CI: −1.96 to −0.02) lower FMD and 3.03 µmol/L (95% CI: −4.96 to −1.10) lower plasma citrulline levels as compared to non‐users.
Conclusion
Our data provide evidence that long‐term intake of PPIs might inhibit human DDAH activity, resulting in impaired endothelial NO production and reduced vascular function. In the long run, this might explain an increased risk for cardiovascular diseases associated with long‐term PPI use.
RationaleThe ubiquitin–proteasome system (UPS) is responsible for skeletal muscle atrophy. We showed earlier that the transcription factor EB (TFEB) plays a role by increasing E3 ubiquitin ligase muscle really interesting new gene-finger 1(MuRF1)/tripartite motif-containing 63 (TRIM63) expression. MuRF 1 ubiquitinates structural proteins and mediates their UPS-dependent degradation. We now investigated how TFEB-mediated TRIM63 expression is regulated.
ObjectiveBecause protein kinase D1 (PKD1), histone deacetylase 5 (HDAC5), and TFEB belong to respective families with close structural, regulatory, and functional properties, we hypothesized that these families comprise a network regulating TRIM63 expression.
Methods and ResultsWe found that TFEB and transcription factor for immunoglobulin heavy-chain enhancer 3 (TFE3) activate TRIM63 expression. The class IIa HDACs HDAC4, HDAC5, and HDAC7 inhibited this activity. Furthermore, we could map the HDAC5 and TFE3 physical interaction. PKD1, PKD2, and PKD3 reversed the inhibitory effect of all tested class IIa HDACs toward TFEB and TFE3. PKD1 mediated nuclear export of all HDACs and lifted TFEB and TFE3 repression. We also mapped the PKD2 and HDAC5 interaction. We found that the inhibitory effect of PKD1 and PKD2 toward HDAC4, HDAC5, and HDAC7 was mediated by their phosphorylation and 14-3-3 mediated nuclear export.
ConclusionTFEB and TFE3 activate TRIM63 expression. Both transcription factors are controlled by HDAC4, HDAC5, HDAC7, and all PKD-family members. We propose that the multilevel PKD/HDAC/TFEB/TFE3 network tightly controls TRIM63 expression.
Abstract
The frequency of mechanical circulatory support (MCS) device application has increased in recent years. Besides implantation in the emergency setting, such as circulatory arrest, MCS is also increasingly used electively to ensure hemodynamic stability in high‐risk patients, for example, during percutaneous coronary interventions (PCI), valve interventions or off‐pump coronary bypass surgery. Lifebridge (Zoll Medical GmbH, Germany) is a compact percutaneous MCS device widely used in daily clinical routine. The present study aimed to investigate the indications, feasibility, and outcomes after use of Lifebridge in cardiac interventions, evaluating a large‐scale multicenter database. A total of 60 tertiary cardiovascular centers were questioned regarding application and short‐term outcomes after the use of the Lifebridge system (n = 160 patients). Out of these 60 centers, eight consented to participate in the study (n = 39 patients), where detailed data were collected using standardized questionnaires. Demographic and clinical characteristics of the patient population, procedural as well as follow‐up data were recorded and analyzed. In 60 interrogated centers, Lifebridge was used in 74% of emergency cases and 26% in the setting of planned interventions. The subcohort interrogated in detail displayed the same distribution of application scenarios, while the main cardiovascular procedure was high‐risk PCI (82%). All patients were successfully weaned from the device and 92% (n = 36) of the patients studied in detail survived after 30 days. As assessed 30 days after insertion of the device, bleeding requiring red blood cell (RBC) transfusion constituted the main complication, occurring in 49% of cases. In our analysis of clinical data, the use of Lifebridge in cardiac intervention was shown to be feasible. Further prospective studies are warranted to identify patients who benefit from hemodynamic MCS support despite the increased rate of RBC transfusion due to challenges in access sites during cardiovascular procedures.
Abstract
Fatty acid products derived from cytochromes P450 (CYP) monooxygenase and lipoxygenase (LOX)/CYP ω/(ω‐1)‐hydroxylase pathways are a superclass of lipid mediators with potent bioactivities. Whether or not the chronic kidney disease (CKD) and hemodialysis treatments performed on end‐stage renal disease (ESRD) patients affect RBC epoxy fatty acids profiles remains unknown. Measuring the products solely in plasma is suboptimal. Since such determinations invariably ignore red blood cells (RBCs) that make up 3 kg of the circulating blood. RBCs are potential reservoirs for epoxy fatty acids that regulate cardiovascular function. We studied 15 healthy persons and 15 ESRD patients undergoing regular hemodialysis treatments. We measured epoxides derived from CYP monooxygenase and metabolites derived from LOX/CYP ω/(ω‐1)‐hydroxylase pathways in RBCs by LC–MS/MS tandem mass spectrometry. Our data demonstrate that various CYP epoxides and LOX/CYP ω/(ω‐1)‐hydroxylase products are increased in RBCs of ESRD patients, compared to control subjects, including dihydroxyeicosatrienoic acids (DHETs), epoxyeicosatetraenoic acids (EEQs), dihydroxydocosapentaenoic acids (DiHDPAs), and hydroxyeicosatetraenoic acids (HETEs). Hemodialysis treatment did not affect the majority of those metabolites. Nevertheless, we detected more pronounced changes in free metabolite levels in RBCs after dialysis, as compared with the total RBC compartment. These findings indicate that free RBC eicosanoids should be considered more dynamic or vulnerable in CKD.
In dieser Studie wurde erstmals MRT-basiert mittels Feature-Tracking die Assoziation der linksventrikulären Wandbewegungsparameter Strain, Strain Rate, Velocity und Displacement mit den kardiovaskulären Risikofaktoren erhöhter BMI, Diabetes mellitus und arterielle Hypertonie an einer großen bevölkerungsbasierten Stichprobe untersucht. In Umfang und Betrachtung vergleichbare Studien gibt es derzeit nicht.
Die Analyse wurde mit Hilfe der 2D CPA MR Software Version 1.0 des Unternehmens TomTec an CINE-MRT-Bildsequenzen aus SHIP-2 und SHIP-Trend durchgeführt. Die Bestimmung der Wandbewegungsparameter erfolgte im 2 CH und 4 CH für die longitudinale und transversale Herzachse sowie in der SAX für die circumferentielle und radiale Herzachse. Es konnten folgende signifikante Unterschiede der Wandbewegungsparameter festgestellt werden (p ≤ 0.05).
Für Probanden mit einem BMI > 25 kg/m2 wurden gegenüber solchen mit einem BMI ≤ 25 kg/m2 signifikant erhöhte Werte bezüglich der radialen Velocity in der SAX sowie des longitudinalen Displacement im 2 CH gemessen. Weiterhin zeigten sich die jeweils longitudinalen und transversalen Parameter des Strain, der Strain Rate, der Velocity und des Displacement im 4 CH signifikant erhöht bei Vorliegen eines BMI > 25 kg/m2 im Vergleich zu einem BMI ≤ 25 kg/m2.
Für den Diabetes mellitus konnte hinsichtlich des Strain, der Strain Rate, der Velocity und des Displacement kein unabhängig signifikanter Unterschied zwischen den Vergleichsgruppen nachgewiesen werden.
Bezüglich der arteriellen Hypertonie bestanden gegenüber der Vergleichsgruppe ohne arterielle Hypertonie im 4 CH für alle Parameter abgesehen von der transversalen Strain Rate signifikant erhöhte Werte. Dies galt mit Ausnahme der radialen Strain Rate und circumferentiellen Velocity auch für die SAX. Im 2 CH zeigten sich nur die longitudinale Velocity sowie das longitudinale Displacement signifikant erhöht in der Gruppe der Hypertoniker gegenüber den Nicht-Hypertonikern.
Somit konnten in dieser Studie erstmals mittels Feature-Tracking in der SAX sowie dem 2 CH und 4 CH signifikante Einflüsse eines steigenden BMI beziehungsweise einer arteriellen Hypertonie auf die linksventrikulären Wandbewegungsparameter Strain, Strain Rate, Velocity und Displacement nachgewiesen werden.
Abstract
The RADPAC trial evaluated paclitaxel with everolimus in patients with advanced gastroesophageal cancer (GEC) who have progressed after therapy with a fluoropyrimidine/platinum‐containing regimen. Patients were randomly assigned to receive paclitaxel (80 mg/m2) on day 1, 8 and 15 plus everolimus (10 mg daily, arm B) d1‐d28 or placebo (arm A), repeated every 28 days. Primary end point was overall survival (OS). Efficacy was assessed in the intention‐to‐treat population and safety in all patients who received at least one dose of treatment. This trial is registered with ClinicalTrials.gov, number NCT01248403. Between October 2011 and September 2015, 300 patients (median age: 62 years; median lines prior therapy: 2; 47.7% of patients had prior taxane therapy) were randomly assigned (arm A, 150, arm B, 150). In the intention to treat population, there was no significant difference in progression‐free survival (PFS; everolimus, 2.2 vs placebo, 2.07 months, HR 0.88, P = .3) or OS (everolimus, 6.1 vs placebo, 5.0 months, HR 0.93, P = .54). For patients with prior taxane use, everolimus improved PFS (everolimus, 2.7 vs placebo 1.8 months, HR 0.69, P = .03) and OS (everolimus, 5.8 vs placebo 3.9 months, HR 0.73, P = .07). Combination of paclitaxel and everolimus was associated with significantly more grade 3‐5 mucositis (13.3% vs 0.7%; P < .001). The addition of everolimus to paclitaxel did not improve outcomes in pretreated metastatic gastric/gastroesophageal junction (GEJ) cancer. Activity was seen in the taxane pretreated group. Additional biomarker studies are planned to look for subgroups that may have a benefit.
Abstract
Background and aims: Intestinal adaptation in short bowel syndrome (SBS) includes morphologic processes and functional mechanisms. This study investigated whether digestive enzyme expression in the duodenum and colon is upregulated in SBS patients. Method: Sucrase‐isomaltase (SI), lactase‐phlorizin hydrolase (LPH), and neutral Aminopeptidase N (ApN) were analyzed in duodenal and colonic biopsies from nine SBS patients in a late stage of adaptation as well as healthy and disease controls by immunoelectron microscopy (IEM), Western blots, and enzyme activities. Furthermore, proliferation rates and intestinal microbiota were analyzed in the mucosal specimen. Results: We found significantly increased amounts of SI, LPH, and ApN in colonocytes in most SBS patients with large variation and strongest effect for SI and ApN. Digestive enzyme expression was only partially elevated in duodenal enterocytes due to a low proliferation level measured by Ki‐67 staining. Microbiome analysis revealed high amounts of Lactobacillus resp. low amounts of Proteobacteria in SBS patients with preservation of colon and ileocecal valve. Colonic expression was associated with a better clinical course in single cases. Conclusion: In SBS patients disaccharidases and peptidases can be upregulated in the colon. Stimulation of this colonic intestinalization process by drugs, nutrients, and pre‐ or probiotics might offer better therapeutic approaches.
Abstract
Background
Early mobilization improves physical independency of critically ill patients at hospital discharge in a general intensive care unit (ICU)‐cohort. We aimed to investigate clinical and molecular benefits or detriments of early mobilization and muscle activating measures in a high‐risk ICU‐acquired weakness cohort.
Methods
Fifty patients with a SOFA score ≥9 within 72 h after ICU admission were randomized to muscle activating measures such as neuromuscular electrical stimulation or whole‐body vibration in addition to early protocol‐based physiotherapy (intervention) or early protocol‐based physiotherapy alone (control). Muscle strength and function were assessed by Medical Research Council (MRC) score, handgrip strength and Functional Independence Measure at first awakening, ICU discharge, and 12 month follow‐up. Patients underwent open surgical muscle biopsy on day 15. We investigated the impact of muscle activating measures in addition to early protocol‐based physiotherapy on muscle strength and function as well as on muscle wasting, morphology, and homeostasis in patients with sepsis and ICU‐acquired weakness. We compared the data with patients treated with common physiotherapeutic practice (CPP) earlier.
Results
ICU‐acquired weakness occurs within the entire cohort, and muscle activating measures did not improve muscle strength or function at first awakening (MRC median [IQR]: CPP 3.3 [3.0–4.3]; control 3.0 [2.7–3.4]; intervention 3.0 [2.1–3.8]; P > 0.05 for all), ICU discharge (MRC median [IQR]: CPP 3.8 [3.4–4.4]; control 3.9 [3.3–4.0]; intervention 3.6 [2.8–4.0]; P > 0.05 for all), and 12 month follow‐up (MRC median [IQR]: control 5.0 [4.3–5.0]; intervention 4.8 [4.3–5.0]; P = 0.342 for all). No signs of necrosis or inflammatory infiltration were present in the histological analysis. Myocyte cross‐sectional area in the intervention group was significantly larger in comparison with the control group (type I +10%; type IIa +13%; type IIb +3%; P < 0.001 for all) and CPP (type I +36%; type IIa +49%; type IIb +65%; P < 0.001 for all). This increase was accompanied by an up‐regulated gene expression for myosin heavy chains (fold change median [IQR]: MYH1 2.3 [1.1–2.7]; MYH2 0.7 [0.2–1.8]; MYH4 5.1 [2.2–15.3]) and an unaffected gene expression for TRIM63, TRIM62, and FBXO32.
Conclusions
In our patients with sepsis syndrome at high risk for ICU‐acquired weakness muscle activating measures in addition to early protocol‐based physiotherapy did not improve muscle strength or function at first awakening, ICU discharge, or 12 month follow‐up. Yet it prevented muscle atrophy.
Abstract
Background
Critically ill patients frequently develop muscle atrophy and weakness in the intensive‐care‐unit setting [intensive care unit‐acquired weakness (ICUAW)]. Sepsis, systemic inflammation, and acute‐phase response are major risk factors. We reported earlier that the acute‐phase protein serum amyloid A1 (SAA1) is increased and accumulates in muscle of ICUAW patients, but its relevance was unknown. Our objectives were to identify SAA1 receptors and their downstream signalling pathways in myocytes and skeletal muscle and to investigate the role of SAA1 in inflammation‐induced muscle atrophy.
Methods
We performed cell‐based in vitro and animal in vivo experiments. The atrophic effect of SAA1 on differentiated C2C12 myotubes was investigated by analysing gene expression, protein content, and the atrophy phenotype. We used the cecal ligation and puncture model to induce polymicrobial sepsis in wild type mice, which were treated with the IкB kinase inhibitor Bristol‐Myers Squibb (BMS)‐345541 or vehicle. Morphological and molecular analyses were used to investigate the phenotype of inflammation‐induced muscle atrophy and the effects of BMS‐345541 treatment.
Results
The SAA1 receptors Tlr2, Tlr4, Cd36, P2rx7, Vimp, and Scarb1 were all expressed in myocytes and skeletal muscle. Treatment of differentiated C2C12 myotubes with recombinant SAA1 caused myotube atrophy and increased interleukin 6 (Il6) gene expression. These effects were mediated by Toll‐like receptors (TLR) 2 and 4. SAA1 increased the phosphorylation and activity of the transcription factor nuclear factor ‘kappa‐light‐chain‐enhancer' of activated B‐cells (NF‐κB) p65 via TLR2 and TLR4 leading to an increased binding of NF‐κB to NF‐κB response elements in the promoter region of its target genes resulting in an increased expression of NF‐κB target genes. In polymicrobial sepsis, skeletal muscle mass, tissue morphology, gene expression, and protein content were associated with the atrophy response. Inhibition of NF‐κB signalling by BMS‐345541 increased survival (28.6% vs. 91.7%, P < 0.01). BMS‐345541 diminished inflammation‐induced atrophy as shown by a reduced weight loss of the gastrocnemius/plantaris (vehicle: −21.2% and BMS‐345541: −10.4%; P < 0.05), tibialis anterior (vehicle: −22.7% and BMS‐345541: −17.1%; P < 0.05) and soleus (vehicle: −21.1% and BMS‐345541: −11.3%; P < 0.05) in septic mice. Analysis of the fiber type specific myocyte cross‐sectional area showed that BMS‐345541 reduced inflammation‐induced atrophy of slow/type I and fast/type II myofibers compared with vehicle‐treated septic mice. BMS‐345541 reversed the inflammation‐induced atrophy program as indicated by a reduced expression of the atrogenes Trim63/MuRF1, Fbxo32/Atrogin1, and Fbxo30/MuSA1.
Conclusions
SAA1 activates the TLR2/TLR4//NF‐κB p65 signalling pathway to cause myocyte atrophy. Systemic inhibition of the NF‐κB pathway reduced muscle atrophy and increased survival of septic mice. The SAA1/TLR2/TLR4//NF‐κB p65 atrophy pathway could have utility in combatting ICUAW.
Die linksventrikuläre Herzhypertrophie ist ein zentraler Vorhersageparameter für das Auftreten kardiovaskulärer Ereignisse. Durch eine permanent gesteigerte Belastung des Herzens kommt es dabei auf zellulärer Ebene zu Umbauprozessen, die mit einer Hypertrophie der einzelnen Kardiomyozyten einhergehen. An der prohypertrophen Signaltransduktion sind zahlreiche Signalwege beteiligt, deren jeweilige Bedeutung und Interaktion untereinander noch nicht ausreichend untersucht ist. Seit einiger Zeit ist bekannt, dass auch das Wnt-Signalling im adulten Herzen bei Schädigung reaktiviert werden kann. Auch wenn die Beteiligung vieler Mediatoren des Wnt-Signallings für die Hypertrophieentstehung bereits gezeigt werden konnte, ist es aufgrund der Interaktionen der verschiedenen Signalwege notwendig, den Effekt der Wnt-Proteine auf die Kardiomyozyten direkt nachzuweisen. Da sowohl eigene Voruntersuchungen als auch viele In-vivo-Studien an Mäusen des Stammes C57/BL6 durchgeführt wurden, sollten in dieser Arbeit die Wirkungen verschiedener Wnt-Proteine hinsichtlich Hypertrophie und Zellsignalling auf isolierte murine neonatale Kardiomyozyten untersucht werden. Dazu wurden zunächst der Isolationsprozess dieser Primärzellen etabliert und optimale Kultur- und Stimulationsprotokolle bestimmt. Anschließend wurde das Ausmaß der zellulären Hypertrophie immunfluoreszenzmikroskopisch mittels myozytenspezifischer Anfärbung von α-Actinin untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass eine Isolation und Kultivierung der neonatalen Kardiomyozyten im Gewebeverband über eine längere Versuchsdauer von bis zu sieben Tagen möglich ist. Die Zellen waren reproduzierbar vital und wiesen stabil kontraktile Eigenschaften auf. Zusätzlich wurde nachgewiesen, dass diese Zellen bei Stimulation mit dem Wnt-Protein Wnt3A im Mangelmedium Panserin mit einer konzentrationsabhängigen Hypertrophie antworten, die dem bekannten prohypertrophen Stimulus Endothelin-1 sogar überlegen ist.
Ein zweiter Teil der Arbeit beschäftigte sich mit spezifischen Signalwegen, die von verschiedenen Wnt-Proteinen angesprochen werden können. Dabei wurden sowohl Veränderungen von Kinaseaktivitäten wie der AKT und der GSK-3β als auch Proteinakkumulationen wie die von β-Catenin untersucht. Auch Kerntranslokationen der Transkriptionsfaktoren β-Catenin und NFAT c1 – c4 wurden überprüft. Leider konnten an den neonatalen Mauskardiomyozyten keine Wnt-induzierten Veränderungen von Enzymaktivitäten bzw. veränderte Lokalisierungen einzelner Transkriptionsfaktoren nachgewiesen werden. Einzig ein detektierbarer Anstieg der intrazellulären Kalziumkonzentrationen, der aber gegenüber unstimulierten Zellen keine Signifikanz erreichte, könnte auf eine mögliche Beteiligung des Wnt/Ca2+-Weges hindeuten.
Bei erwachsenen, stammzelltransplantierten Patienten gibt es derzeit keine epidemiologischen Daten bezüglich der BKPyV-assoziierten hämorrhagischen Zystitis in Deutschland. Deren Assoziation mit anderen klinischen Umständen wie der GvHD wird in der aktuellen Literatur sehr kontrovers diskutiert. Aus diesem Grund wurde eine deutschlandweite Umfrage zur BKPyV-assoziierten hämorrhagischen Zystitis unter Hämatologen und Urologen durchgeführt.
Hierfür wurden zwei Fragebögen entwickelt, einer für Hämatologen und ein Fragebogen für Urologen. Die Befragung befasste sich mit epidemiologischen Daten der Infektion im Allgemeinen, dem klinischem Management und Behandlungsmöglichkeiten. Außerdem wurde deren Verbindung zu anderen Erkrankungen, wie z. B. zu Infektionen im Zusammenhang mit der Stammzelltransplantation erfasst. In die Studie wurden 39 Zentren einbezogen, an denen mindestens fünf allogene Stammzelltransplantationen pro Jahr durchgeführt werden und welche als Mitglieder der EBMT registriert sind. Zwischen Januar und Juni 2016 wurden von den Vertretern der Hämatologie 76.9% und von den Urologen 74,7% der versandten Fragebögen beantwortet. Die BKPyV-assoziierte hämorrhagische Zystitis zeigte eine geringere Inzidenz als in der aktuellen Literatur beschrieben wird. Im Zusammenhang mit dieser Erkrankung wurden in den letzten fünf Jahren sechs Todesfälle gemeldet. Die meisten Hämatologen und Urologen halten die lokale Therapie für die am effektivsten wirksame Behandlungsmöglichkeit, während 50,0% angeben, dass es gar keine orale oder intravenöse Therapieoption gibt. Die Zusammenhänge zu anderen klinischen Umständen, wie z. B. dem Transplantationstyp, der Reaktivierung des CMV, der akuten GvHD, der Nephropathie oder schlechtem klinischen Ergebnis wurden sehr heterogen berichtet. Es zeigte sich eine Diskrepanz zwischen Hämatologen und Urologen in Bezug auf die Assoziation zur akuten GvHD (p=0.004).
Neben der Umfragestudie wurde eine retrospektive Datenanalyse von 64 erwachsenen, erstmalig allogen stammzelltransplantierten Patienten durchgeführt, welche ihre Transplantation zwischen März 2010 und Dezember 2014 an der Universitätsmedizin Greifswald erhielten. Der Beobachtungszeitraum belief sich bis zwei Jahre nach der Stammzelltransplantation. Die akuten Leukämien zeigten sich als häufigste Erkrankung (45.3%). Für die Konditionierung wurden bei 67,2% der Patienten myeloablative und bei 32,8% nicht-myeloablative Protokolle verwendet. Alle Patienten erhielten 10mg Alemtuzumab an Tag -2 (20mg bei HLA-mismatch) zur Prophylaxe einer GvHD. Bei 27 Patienten (41,5%) kam es zu einer Reaktivierung des CMV. Die BKPyV-assoziierte hämorrhagische Zystitis wurde bei zehn Patienten (15,6%) diagnostiziert. Andere durch Viren oder Protozoen verursachte Infektionen traten nur selten auf (<10%). Es zeigte sich kein Zusammenhang zwischen BKPyV oder JCPyV mit einer Reaktivierung von CMV, EBV, HHV6 oder dem Parvovirus B19, welche einer Behandlung bedurft hätten.
Es konnte eine Korrelation der BKPyV-assoziierten hämorrhagischen Zystitis mit der Toxoplasmose gefunden werden (p=0,013). Zusätzlich fand sich das gleichzeitige Auftreten einer Virurie mit BKPyV und JCPyV signifikant mit der Toxoplasmose assoziiert (p=0,047). Sowohl BKPyV als auch JCPyV sind in der retrospektiven Analyse nicht mit einer GvHD, einem Rezidiv oder dem Tod der Patienten assoziiert. Weiterführende prospektive Studien bzw. die Entwicklung klinischer Modellsysteme sind wichtig, um wirksame Therapiemöglichkeiten zu entwickeln. Von ebenso großer Bedeutung ist die weitere Untersuchung der Zusammenhänge zwischen BKPyV bzw. JCPyV mit anderen klinischen Umständen durch prospektive Studien mit exaktem Monitoring der Medikamente sowie des Immunsystems.
Ziel unserer Untersuchungen war es insbesondere, für die Patienten mit einer rheumatologischen Grunderkrankung Faktoren zu finden, welche prognostische Relevanz in Hinblick auf das weitere Überleben aufweisen, und diese für die Patienten mit und ohne PAH zu vergleichen.
Im Rahmen der deskriptiven Betrachtung ließ sich erkennen, dass die von uns erhobenen Daten der Patienten mit einer PAH auch im internationalen Vergleich mit ähnlichen Patientengruppen keine großen Abweichungen in den Untersuchungsergebnissen zeigten. Auch im Hinblick auf das Überleben reihten sich unsere Ergebnisse in die Vergleichsdaten ein.
Mit Blick auf den Vergleich der 3 Gruppen - mit PAH, mit grenzwertig erhöhtem mPAP und ohne PAH - stellten wir fest, dass zwar die Patienten mit PAH gegenüber den Patienten ohne diese Erkrankung in vielen Parametern schlechtere Werte aufwiesen, jedoch konnte diese Tendenz für die mittelständige Gruppe nicht durchweg bestätigt werden. Hier ist jedoch noch einmal darauf hinzuweisen, dass die Gruppe mit grenzwertig erhöhtem mPAP (21 bis 24 mmHg) in unserer Arbeit nur durch 7 Patienten vertreten war und damit in ihrer Aussagekraft stark eingeschränkt ist.
In der univariaten Analyse zeigte sich eine Vielzahl an signifikanten Prognoseparametern in der Gesamtgruppe. Insbesondere die spiroergometrische Untersuchung, aber auch die Untersuchung der Lungenfunktion und die Echokardiographie wiesen Werte auf, die für die Prognose der Patienten in der Gesamtgruppe eine signifikante Vorhersagekraft hatten.
In der spiroergometrischen Untersuchung konnten hier unter anderen Werten der VO2max-Wert und die Werte der ventilatorischen Effizienz (EqCO2 und PETCO2) sowie Belastungsdauer und RRsys/dia bestätigt werden, die schon in vorherigen Studien prognostische Relevanz zeigten.
Hämodynamisch zeigten sich außer PVR, TPG, ZVD, PAP und SAP auch die Blutgasanalysen mit venSO2, artSO2 und artpO2 bedeutsam. Lungenfunktionsuntersuchung und Echokardio-graphie zeigten Signifikanzen für die Parameter VC, FVC, FEV1, PEF, MEF 75/50, RV/TLC und die Diffusionskoeffizienten TLCO und KCO, sowie TAPSE, RVEDD, LVESD und sysΔPmax.
Die Laborparameter ließen keine Aussage über die weitere Prognose zu.
Aus der Vielzahl der Prognoseparametern in der univariaten Analyse konnte lediglich der mPAP als unabhängiger prognostischer Parameter auch in der multivariablen Analyse bestehen.
Im Rahmen der ROC-Analyse zeigte sich für unsere Patienten als optimaler Grenzwert für die weitere Differenzierung des Überlebens ein mPAP von 24 mmHg.
Auch wenn die Abweichung von dem bisher gültigen Grenzwert von 25 mmHg für die Diagnose einer pulmonalen Hypertonie nur gering ist, so ist dies doch als Hinweis zu werten, dass gerade bei risikobelasteten Patientengruppen auch grenzwertige mPAP-Erhöhungen ernst genommen werden sollten.
Entsprechend der aktuellen Empfehlungen sehen wir darin einen weiteren Hinweis, dass gerade bei Patienten mit Kollagenosen/rheumatoider Arthritis engmaschige Kontrollen erfolgen sollten, um einen frühen Therapiebeginn zu ermöglichen und so die Mortalität zu senken.
Abstract
Introduction
Transabdominal ultrasound (US) and magnetic resonance imaging (MRI) are commonly used for the examination of the pancreas in clinical routine. We therefore were interested in the concordance of these two imaging methods for the size measurement of the pancreas and how age, gender, and body mass index (BMI) affect the organ size.
Methods
A total of 342 participants from the Study of Health in Pomerania underwent whole‐body MRI and transabdominal US on the same day, and the diameter of the pancreatic head, body, and tail were measured. The agreement between US and MRI measurements was assessed by Bland and Altman plots. Intraclass correlation coefficients were used to compare observers. A multivariable regression model was applied using the independent variables age, gender, and body mass index.
Results
Compared to MRI, abdominal US returned smaller values for each segment of the pancreas, with a high level of inconsistency between these two methods. The mean difference was 0.39, 0.18, and 0.54 cm for the head, body, and tail, respectively. A high interobserver variability was detected for US. Multivariable analysis showed that pancreatic size in all three segments increased with BMI in both genders whereas pancreatic head and tail size decreased with age, an effect more marked in women.
Conclusions
Agreement of pancreatic size measurements is poor between US and MRI. These limitations should be considered when evaluating morphologic features for pathologic conditions or setting limits of normal size. Adjustments for BMI, gender, and age may also be warranted.