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A physiological proteomic approach to address infection-related issues of Gram-positive bacteria
(2012)
Trotz der vielen wissenschaftlichen Fortschritten sind Infektionskrankheiten auch heute noch die Haupttodesursache weltweit. Sie haben nicht nur heute, sondern werden auch in der Zukunft eine große epidemiologische Bedeutung haben. Die komplexe Infektionsthematik sollte unter zwei Gesichtspunkten betrachtet werden: der Prävention und der Behandlung. Zur Prävention von Infektionen zählen neben der Dekontamination und Sterilisation auch die Impfungen sowie die Hygiene- und Gesundheitsaufklärung. Bei der Behandlung von Infektionen kann auf Antibiotika zurückgegriffen werden, wenn das humane Immunsystem die Infektionen nicht auf natürliche Weise bekämpfen kann. Zwischen 1969 und 2000 wurde kein neues Antibiotikum den bereits vorhandenen Antibiotikaklassen hinzugefügt. Parallel zu dieser schwindenden Antibiotikaforschung, verbreiten sich nosokomiale Infektionen und community-acquired (vor allem Methicillin-resistente) Infektionen rapide. Von besonderer Bedeutung ist die Grundlagenforschung an infektionsassoziierten Mikroorganismen, wie dem humanen Erreger Staphylococcus aureus. Im Zusammenhang mit Infektionen spielen Virulenzfaktoren eine entscheidende Rolle. Sie sind entweder an der Zelloberfläche platziert oder werden aktiv ins Medium sekretiert. Um das pathogene Potential von S. aureus besser zu verstehen und aufzuklären ist ein Verständnis über die Proteintransportwege essentiell. Momentan sind die Transportwege von Escherichia coli (Gram-negative) und Bacillus subtilis (Gram-positive) am besten charakterisiert. Viele Transportwegekomponenten wurden mittels Transkriptions und Proteomeanalysen auch in S. aureus konserviert gefunden und ermöglichten dadurch einen ersten Einblick in die Sekretionsmaschinerie. Das Verständnis, warum und wie Virulenzfaktoren Infektionen auslösen birgt ein großes Potential in der Suche nach verbesserter Infektionskontrolle und Behandlung. Kontaminierte medizinische Arbeitsmittel, wie zum Beispiel Katheter oder Endoskope können auch eine auslösende Quelle von Infektionen sein. Diese medizinischen Arbeitsmittel oder Geräte bestehen immer häufiger aus bio-kompatiblen Polymeren (z.B. Polyethylen (PE) oder Polyethylenterephthalat (PET). Diese thermosensitive Polymere können keinen hohen Temperaturen ausgesetzt werden, ohne dass sie beschädigt werden. Damit sind herkömmliche Sterilisationsverfahren (z.B. Autoklavieren) nicht anwendbar. Alternative chemische Verfahren (z.B. Ethylenoxid-Sterilisation) sind mit Nebenwirkungen und Risiken verbunden, die im medizinischen Bereich nicht akzeptabel sind. Alternative Dekontaminationsverfahren für diese thermosensitive Materialen sind also gefragt. Hierbei rückt das Niedertemperaturplasma (NTP) nicht nur bei den Physikern sondern auch bei den Biologen und Medizinern immer weiter in den Fokus der Forschung. NTP, welches unter atmosphärischen Druck erzeugt wird, ist aus einer Vielzahl von antimikrobiell aktiven Agentien und chemischen Produkten (z.B. atomarer Sauerstoff (O), Ozon (O3), Hydroxyl (OH), reaktive Sauerstoffspezies (ROS) und reaktive Stickstoffspezies (RNS)) zusammengesetzt und stellt damit ein wirksames Mittel für die mikrobielle Dekontamination dar. Seit einiger Zeit wird NTP auch erfolgreich bei der Wundbehandlung angewendet. Erste Studien zeigen ein großes Potential von NTP-Wundbehandlungen in Hinblick auf verbesserte Wundheilung. Die Anwendung von Plasma in der Medizin könnte ganz neue Perspektiven eröffnet- das ist zumindest die Vision. Auf der praktischen Seite gibt es allerdings noch eine Vielzahl von offenen Fragen: (i) welche Art von Plasma ist für welchen Zweck am besten geeignet; (ii) was sind die Vorteile von Plasma im Vergleich zu gängigen medizinischen Behandlungen; (iii) ist Plasma ein ökonomische Alternative im Vergleich zu gängigen Anwandelungen und Standards? Bevor Plasma sicher und routinemäßig in Krankenhäusern zu Einsatz kommen kann ist es zusätzlich von größter Wichtigkeit den Einfluss von Plasma auf Zellen zu klären. Erst wenn die Plasma-Zell-Interaktion (pro- und eukaryotische Zellen) grundsätzlich untersucht und verstanden ist kann eine sichere, erfolgreiche und vor allem akzeptierte Implementierung in den Krankenhausalltag stattfinden.
Harmonization of Biobank Education for Biobank Technicians: Identification of Learning Objectives
(2021)
: The quality of biospecimens stored in a biobank depends tremendously on the technical
personnel responsible for processing, storage, and release of biospecimens. Adequate training of
these biobank employees would allow harmonization of correct sample handling and thus ensure a
high and comparable quality of samples across biobank locations. However, in Germany there are no
specific training opportunities for technical biobank staff. To understand the educational needs of
the technical personnel a web-based survey was sent to all national biobanks via established e-mail
registers. In total, 79 biobank employees completed the survey, including 43 technicians. The majority
of the participating technical personnel stated that they had worked in a biobank for less than three
years and had never participated in an advanced training. Three-quarters of the technicians indicated
that they were not able to understand English content instantly. Based on these results and the results
of a workshop with 16 biobank technicians, 41 learning objectives were formulated. These learning
objectives can be used as a basis for advanced training programs for technical personnel in biobanks.
Setting up courses based on the identified learning objectives for this group of biobank staff could
contribute to harmonization and sustainability of biospecimen quality.
In 2017, in the Polish-German transborder area of West Pomerania, Mecklenburg-Western Pomerania, and Brandenburg, in collaboration with two centers in Warsaw, a partnership in the field of newborn screening (NBS) for severe primary immunodeficiency diseases (PID), mainly severe combined immunodeficiency (SCID), was initiated. SCID, but also some other severe PID, is a group of disorders characterized by the absence of T and/or B and NK cells. Affected infants are susceptible to life-threatening infections, but early detection gives a chance for effective treatment. The prevalence of SCID in the Polish and German populations is unknown but can be comparable to other countries (1:50,000–100,000). SCID NBS tests are based on real-time polymerase chain reaction (qPCR) and the measurement of a number of T cell receptor excision circles (TREC), kappa-deleting recombination excision circles (KREC), and beta-actin (ACTB) as a quality marker of DNA. This method can also be effective in NBS for other severe PID with T- and/or B-cell lymphopenia, including combined immunodeficiency (CID) or agammaglobulinemia. During the 14 months of collaboration, 44,287 newborns were screened according to the ImmunoIVD protocol. Within 65 positive samples, seven were classified to immediate recall and 58 requested a second sample. Examination of the 58 second samples resulted in recalling one newborn. Confirmatory tests included immunophenotyping of lymphocyte subsets with extension to TCR repertoire, lymphoproliferation tests, radiosensitivity tests, maternal engraftment assays, and molecular tests. Final diagnosis included: one case of T-BlowNK+ SCID, one case of atypical Tlow BlowNK+ CID, one case of autosomal recessive agammaglobulinemia, and one case of Nijmegen breakage syndrome. Among four other positive results, three infants presented with T- and/or B-cell lymphopenia due to either the mother's immunosuppression, prematurity, or unknown reasons, which resolved or almost normalized in the first months of life. One newborn was classified as truly false positive. The overall positive predictive value (PPV) for the diagnosis of severe PID was 50.0%. This is the first population screening study that allowed identification of newborns with T and/or B immunodeficiency in Central and Eastern Europe.