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Zusammenfassung
Zielsetzung: Eine Analyse des Hygienestatus im Rettungsdienst in Deutschland ergab eine Reihe von Defiziten (Groß 2010). Die sich daraus ergebenden Schlussfolgerungen wurden zunächst publiziert (Groß et al. 2010, Kramer et al. 2013), fanden 2014 Eingang in die Leitlinie der AWMF zu „Hygienemaßnahmen beim Patiententransport“ und wurden 2019 bei der Aktualisierung der Leitlinie berücksichtigt, wobei die ursprünglichen Schlussfolgerungen der o.g. Arbeit nicht an Gültigkeit eingebüßt haben. Um die Situation in einem ganzen Land zu analysieren, wurde Island als kleines Land ausgewählt.
Methode: Im Juli 2011 wurde eine Islandweite flächendeckende Umfrage in Form eines Fragebogens durchgeführt und an alle Rettungswachen verteilt, die am Krankentransport und Rettungsdienst beteiligt sind und 24-Stunden Bereitschaftsdienst haben. Ein Fragebogen mit 43 Fragen richtete sich an die Wachleiter*innen, ein separater Fragebogen mit 35 Fragen an das Personal.
Ergebnisse: 33 Fragebögen der Wachleiter*innen und 94 Fragebögen des Personals wurden vollständig beantwortet und ausgewertet.
Es kann auf beinahe allen befragten Themengebieten ein Defizit in der Gesetzeslage bzw. in Bezug auf Vorschriften und Leitlinien festgestellt werden. Das hat einen mangelhaften Wissensstand des Personals des Rettungsdiensts und Krankentransports zur Folge. Die Personalhygiene (Hände, Kleidung, Impfungen), der Fahrzeuge, Schutzmaßnahmen gegen multiresistente Erreger, die Qualitätssicherung und die Schulung bedürfen einer durchgreifenden Verbesserung. Gerade wenn vor allem in ländlichen Regionen Islands nur wenige Krankentransporte durchgeführt werden, entbindet das nicht von der Einhaltung der Basishygiene.
Schlussfolgerung: In der rasch globalisiert wachsenden Welt muss eine einheitliche landesübergreifende Regelung hygienischer Verfahrensweisen zum Schutz des Personals und der Patienten*innen im Rettungsdienst und Krankentransport in Island ausgearbeitet und unterrichtet werden.
Da es nur wenig offizielle und v.a. länderübergreifende Empfehlungen bzw. Verfahrensanweisungen gibt, wird zur Verbesserung ein Maßnahmenkatalog vorgeschlagen, der der Nationalen Gesundheitsbehörde übergeben wurde.
Zusammenfassung
Im Rahmen immunologischer Erkrankungen, wie Autoimmun- oder inflammatorischer Erkrankungen, Erkrankungen des zentralen Nervensystems oder Krebserkrankungen spielen Peptidasen eine wichtige Rolle [1, 2]. Die Exopeptidasen Membran-Alanyl-Aminopeptidase N (APN/CD13) und Dipeptidylpeptidase IV (DP IV/CD26) sind essentiell für die Regulation vieler biologischer Prozesse, insbesondere für die Autoimmunität und die Inflammation [3-5]. Literaturdaten und Vorarbeiten verschiedener Arbeitsgruppen belegen immunmodulatorische Eigenschaften von Inhibitoren der enzymatischen Aktivität der APN. Sowohl in vitro als auch in verschiedenen Krankheitsmodellen der Maus in vivo, zeigten sich therapeutisch relevante immunsuppressive Effekte dieser Inhibitoren [7, 11]. Mechanistisch liegen diesen positiven Wirkungen unter anderem eine Hemmung der Produktion und Sekretion proinflammatorischer Zytokine, sowie die Verstärkung der Produktion und Sekretion immunsuppressiver Zytokine zu Grunde [5]. Die Inhibitoren scheinen auch einen immunmodulatorischen Einfluss auf den Wnt Signalweg zu haben, der als Signaltransduktionsweg wichtige Aufgaben in der Regulation von Zellmigration, Polarität, interzellulärer Kontakte und für die frühe Embryonalentwicklung übernimmt [47]. Im Rahmen dieser Arbeit wurde sowohl der Einfluss verschiedener Inhibitoren der APN als auch des genetischen CD13-Knockouts in Mäusen auf die Aktivierung verschiedener Mikrogliazellpopulationen und auf die Expression von Komponenten des Wnt Signalweges untersucht. In Abhängigkeit von der Aktivierung war sowohl eine gesteigerte Expression proinflammatorischer Zytokine, als auch eine Hemmung der Komponenten des Wnt Signalweges in BV2 Mikrogliazellen zu beobachten. In BV2 Mikrogliazellen konnten keine signifikanten Einflüsse durch die Inhibitoren A1.002 und IP10.C9 detektiert werden. Lediglich durch den CD13-Antikörper My 7 konnten immunsuppressive Effekte in aktivierten BV2 Mikrgoliazellen beobachtet werden. In CD13-Knockout Mäusen konnte eine signifikante Reduktion der Wnt 10b positiven Mikrogliazellen gezeigt werden. In der Zusammenschau aller Ergebnisse lassen sich regulatorische Zusammenhänge zwischen der Aktivität der Mikrogliazellen, sowie der APN und dem Wnt Signalweg aufzeigen. Daher erscheinen weiterführende Analysen in primären isolierten Mikrogliazellen sinnvoll, um die Bedeutung von Inhibitoren der APN in neuronalen Zellen zu ermitteln. Dabei spielen nicht nur die Inhibitoren selbst, sondern auch deren Inkubationsbedingungen im Verhältnis zur LPS-vermittelten Zellaktivierung eine entscheidende Rolle.
Malignomerkrankungen gehen mit einer erhöhten Inzidenz thrombembolischer
Ereignisse einher, wobei GBM-Patienten am meisten gefährdet sind. Die genauen
Ursachen des hohen prokoagulativen Potentials von GBM-Patienten sind wenig
untersucht. Diese Dissertationsarbeit beschreibt zum ersten Mal die primäre
Hämostase in einer homogenen Gruppe von GBM Patienten. Gemessen wurde die
Thrombozytenaktivierung und -reaktivität von jeweils 21 GBM-Patienten und
gesunden Kontrollprobanden. Dabei zeigten die Thrombozyten der GBM-Patienten
eine stärkere Aktivierung, weil in den Messungen die Oberflächenexpression von
CD63, sowie die Sekretion von P-Selektin ins Plasma erhöht waren. Durch eine
gesteigerte Fibrinogenanbindung an den aktivierten GPIIb/IIIa-Rezeptor bzw.
erhöhte Oberflächenexpression von CD63, zeigten die Thrombozyten der GBMPatienten
nach ex vivo Stimulation mit ADP und TRAP eine erhöhte Reaktivität.
Eine erhöhte Bildung von Thrombozyten-Leukozyten-Konjugaten konnte trotz
gesteigerter Thrombozytenaktivität in der GBM-Patienten-Gruppe nicht beobachtet
werden. Tendenziell war die Konjugatbildung in der Monozytenpopulation sogar
vermindert. Dieser Zusammenhang lässt sich nicht in den Kontext der gängigen
Literatur bringen, insbesondere da sich die Funktion der Leukozyten gleichwertig als
unbeeinträchtigt zwischen GBM-Patienten und Kontrollprobanden zeigte. Um diesen
Sachverhalt zu erklären, müssen weitere Untersuchungen, wie die Studie zur
Untersuchung des PSGL-1 auf Leukozyten, durchgeführt werden. Darüber hinaus ist
unklar, wie es zu den hier beschriebenen Veränderungen kommt. Interaktionen
zwischen dem GBM und seinem Tumormikromilieu (TAM) wurden bereits
untersucht, aber eine aktive Beeinflussung von Zellen außerhalb seines Mikromilieus
ist für das GBM noch nicht beschrieben worden, jedoch wäre es ein denkbarer
Erklärungsansatz. Die S1P-Spiegel im PRP von GBM-Patienten zeigten sich signifikant
reduziert gegenüber denen der Kontrollprobanden, was einen systemischen
Ausdruck des antiinflammatorischen Status des GBM darstellen könnte. Die globale
Hämostase zeigte sich bei GBM-Patienten und Kontrollprobanden in der
vorliegenden Dissertation uneingeschränkt, wobei dies nicht der zentrale
Gegenstand der Arbeit war.
Der Todesfall im Wasser gilt als sehr vielgestaltiger Sachverhalt innerhalb der forensischen Pathologie und stellt deshalb für den Rechtsmediziner eine Herausforderung dar. Zur Feststellung der Todesursache Ertrinken werden in der Literatur verschiedene innere und äußere Ertrinkungszeichen beschrieben, die durch rechtsmedizinische Zusatzuntersuchungen ergänzt werden können. Andere Befunde geben Anhalt für einen Aufenthalt des Leichnams im Wasser. Alle Zeichen stehen jedoch unter mutmaßlicher Beeinflussung durch zahlreiche Faktoren, die die Aussagekraft der Befunde einschränken.
Ziel der Untersuchung war es, Todesfälle im Wasser exemplarisch anhand des Obduktionsgutes des Instituts für Rechtsmedizin Greifswald zu charakterisieren, um Erkenntnisse für die rechtsmedizinische Praxis abzuleiten. Dabei sollten die häufigsten Todesumstände herausgearbeitet, erhobene Sektionsbefunde im Kontext der Literatur eingeordnet, und mögliche Beeinflussungsfaktoren identifiziert werden. Dafür wurden die Sektionsprotokolle aller Todesfälle im Wasser im Zeitraum von 1997 bis 2017 gesichtet und systematisch ausgewertet.
In der Untersuchung stellte sich heraus, dass von den dominierenden akzidentellen Todesumständen insbesondere alkoholisierte, junge Männer betroffen waren. Frauen hatten zum Todeszeitpunkt durchschnittlich ein höheres Lebensalter erreicht und bei ihnen waren Suizide überrepräsentiert. Die Ertrinkungsraten im Senium waren ebenfalls beachtlich. Diese Altersgruppe könnte bei Vorfällen im Wasser durch (kardiale) Vorerkrankungen und Multimedikation zusätzlich bedroht sein, da der Ertrinkungsvorgang dadurch wahrscheinlich beschleunigt wird. Ferner ließ sich in der Untersuchung aufzeigen, dass nur ein äußerer Schaumpilz (beobachtet unmittelbar nach Bergung des Leichnams) mit hinreichender Signifikanz exklusiv beim Tod durch Ertrinken auftrat. Für alle anderen untersuchten Ertrinkungszeichen, die zusätzlich durch Faktoren wie Reanimation, verlängertes postmortales Intervall und Fäulnis beeinflusst wurden, muss eine eingeschränkte Spezifität für die Diagnostik des Ertrinkungstodes angenommen werden.
Letztlich sind eine hohe Expertise und die Nutzung aller diagnostischen Möglichkeiten bei der Aufklärung von Todesfällen im Wasser entscheidend. Diese Erfahrung kann durch die regelmäßige Sektion derartiger Todesfälle gesteigert werden.
Hintergrund
Akupunktur wurde 2007 für die Indikationen chronische Knie- und Rückenschmerzen in den Leistungskatalog der gesetzlichen Krankenversicherung aufgenommen. Die Studie untersucht, wer Akupunktur erhält, wer Akupunktur anbietet und ob es zeitliche und regionale Unterschiede gibt.
Methoden
Für die retrospektive Beobachtungsstudie wurde eine knapp vier Millionen große Stichprobe anonymisierter GKV-Abrechnungsdaten verwendet. Diese ist für das Jahr 2013 gemäß Alter und Geschlecht repräsentativ für Deutschland.
Ergebnisse
Rückenschmerzen war die am häufigsten kodierte Indikation (86 %) für die Abrechnung von Akupunktur. Überwiegend Frauen nahmen Akupunktur in Anspruch, das mittlere Alter lag bei 61,1 Jahren. Bei 63 % der Versicherten mit Akupunktur in 2014 wurde jene erstmals abgerechnet, 37 % nahmen bereits in 2012 oder 2013 Akupunktur in Anspruch. Der Anteil an Versicherten mit frühzeitiger Beendigung (< 6 Sitzungen) ihres ersten Akupunkturbehandlungszyklus in 2014 betrug bei Knieschmerzpatienten 14 % und bei Rückenschmerzpatienten 21 %. Von 2008 bis 2015 ließ sich ein signifikant abnehmender Trend der Inanspruchnahme nachweisen. Es zeigten sich deutliche regionale Unterschiede zwischen den neuen und alten Bundesländern sowie den Stadtstaaten. Knapp 11 % aller durchführenden Ärzte rechneten die Hälfte aller erbrachten Sitzungen in 2014 ab.
Diskussion
Dass überwiegend Frauen im höheren Alter Akupunktur in Anspruch nehmen entspricht der Epidemiologie von Rücken- und Knieschmerzen sowie ihrer höheren Präferenz für komplementäre Behandlungsverfahren. Der hohe Anteil von Patienten, die Akupunktur wiederholt in Anspruch nehmen, deutet auf einen wahrgenommenen Nutzen in einer Teilgruppe hin. Dem gegenüber stehen die geringe und kontinuierlich abnehmende Inanspruchnahme sowie der hohe Anteil an frühzeitigen Beendigungen.
Hand- und Unterarmverletzungen zählen zu den häufig übersehenen Verletzungen bei Polytraumapatienten. Sie sind selten lebensbedrohlich, können jedoch zu dauerhafter Funktionseinschränkung und Einbußen an Lebensqualität führen. Goldstandard für die Diagnostik von Patienten mit Verdacht auf Polytrauma ist ein CT von Kopf, Hals und Körperstamm. Ein einheitliches Protokoll zur Lagerung der Arme ist dabei bisher nicht etabliert. Die Lagerung der Arme wurde bisher vornehmlich nicht im Hinblick auf den Nutzen für die Diagnostik von Verletzungen in diesem Bereich, sondern auf ihre negativen Auswirkungen wie vermehrte abdominelle Bildartefakte und erhöhte Strahlenbelastung betrachtet. Mittel der Wahl zur Diagnostik von Handfrakturen ist gemäß aktueller S3-Leitlinie das konventionelle Röntgen.
Diese Studie stellt unseres Wissens die erste systematische Untersuchung des diagnostischen Potentials des PCT für Hand- und Unterarmfrakturen bei Polytraumapatienten dar. An zwei überregionalen Traumazentren wurden demografische, klinische und Bildgebungsdaten von 426 intubierten Patienten mit der Arbeitsdiagnose Polytrauma analysiert, von denen 66 (15,5 %) Hand- oder Unterarmfrakturen aufwiesen. Rund 75 % der Hand- und Unterarmfrakturen wurden bereits im initialen PCT diagnostiziert. Bei weiteren 14 % erfolgte die Diagnose mittels konventioneller Röntgenaufnahmen innerhalb der ersten 24 Stunden nach Aufnahme. 12 % der Frakturen wurden nach mehr als 24 Stunden, bis zu 40 Tage nach Aufnahme, diagnostiziert. Klinisch auffällige Frakturen sowie solche, die in vollständig abgebildeten Regionen lagen, wurden signifikant häufiger im PCT diagnostiziert, auch wenn fast alle Frakturen selbst im Scanfeld enthalten waren. Eine besonders vollständige Abbildung der oberen Extremität wurde bei Lagerung der Hände auf dem Abdomen beobachtet.
Diese Ergebnisse zeigen eindrücklich, dass das PCT schon jetzt zur frühzeitigen Diagnostik von Hand- und Unterarmfrakturen geeignet ist, insbesondere bei Lagerung der Hände auf dem Abdomen. Vor allem klinisch unauffällige Frakturen, die entsprechend den Leitlinien keine weitere Diagnostik erfahren würden, können durch eine aufmerksame Befundung frühzeitig identifiziert und einer adäquaten Therapie zugeführt werden. Auf Basis der technischen Weiterentwicklungen hinsichtlich Strahlendosis und Bildartefakte sowie der neuen Erkenntnisse hinsichtlich des diagnostischen Potentials des PCT bei Hand- und Unterarmfrakturen sollte die PCT-Diagnostik auch die obere Extremität mit einbeziehen und könnte zusätzliche Röntgenaufnahmen in Zukunft obsolet werden lassen.
Die Grundlamelle der mittleren Nasenmuschel – dreidimensionale Struktur und klinische Anatomie
(2021)
Die Basallamelle der mittleren Nasenmuschel (3BL) ist eine anatomische Landmarkenstruktur, welche in der endoskopischen transnasalen Schädelbasischirurgie verstanden werden muss. Sie besteht aus einem vorderen vertikalen und einem hinteren horizontalen Anteil und erscheint in ihrer einfachsten Darstellung – wenn man sie von der Seite betrachtet – „L“-förmig. In dieser Studie analysierten wir ihre dreidimensionale (3D) Morphologie sowie Variationen mit Fokus auf eine präzise und systematische Beschreibung der angewandten Anatomie.
Digitale Volumentomographien (DVT) von 25 Erwachsenen, 19 Kadaver und 6 Schädeln (insgesamt: 100 Kopfhälften) wurden mit der 3DSlicer-Software untersucht und somit 3D-Modelle der 3BL erstellt. Wir haben eine geometrische Klassifizierung der Form der 3BL eingeführt, basierend auf Segmenten. Wir analysierten ihre Parameter und Beziehung zu benachbarten anatomischen Strukturen.
Bei seitlicher Betrachtung gab es kein konsistentes „L“-förmiges Erscheinungsbild der 3BL, wie es sonst oft zitiert wird. Zur Beschreibung der 3BL wurde eine Klassifikation von 9 Segmentarten verwendet. Die 3BL hatten durchschnittlich 2,95 ± 0,70 Segmente (Median: 3), am häufigsten war die Horizontalplatte (23,05 % aller Segmente), danach die konkav-konvexe Platte (22,71 %) und die Sigmaplatte (22,37 %). Weitere Arten waren selten. Wir identifizierten eine Horizontalplatte in 68 % der Basallamellen, während 32 % der 3BL vertikal gerichtet waren. Die sigma – konkav-konvex – horizontale trisegmentale 3BL war der häufigste Phänotyp (27 %). Insgesamt war das sigma – konkav-konvexe Muster in 42 % erkennbar. 87 % der 3BL hafteten an der Bulla ethmoidalis.
Die Segmentierungsmethode erschien geeignet, die Morphologie der 3BL adäquat zu beschreiben. Diese Studie kann helfen, durch die Klassifizierung der anatomischen Variationen die intraoperative Orientierung während der Siebbeindissektion zu verbessern.
Diese kumulative Doktorarbeit fasst unsere kürzlich erschienene Publikation zusammen [1].
Primary tooth trauma occurs commonly during the development of motor coordination. Its consequences do not only affect the traumatized primary tooth but may affect the underlying permanent successor as well. Its management may involve very high costs on patients and insurance companies and complicated injuries can have negative effects on the quality of life of preschool children. Investigating the causes and patterns of trauma in primary teeth are highly needed to aim for preventive measures. This retrospective study compared the patterns of dental trauma injuries at the trauma center at Greifswald University/Germany for a recent pediatric cohort (2014-16, 103 children) with a historic one before the German unification and the health care system reformation (1974-1989, n=120). The data contained details on etiology, injury types and treatment delivered for 450 injured teeth (247 historic, 203 recent). In both cohorts, the occurrence was more common in males than females (63%/55%, resp.) with an age peak from 2 to 6 years. Maxillary incisors were most affected (89.6%/88.6%, resp.) and periodontal ligament injuries dominated (77.8%/90.3%, resp.).
Almost half of the injuries occurred at home (46.6%), mostly due to falling (48.5%) or during playing (37.8%) in the recent pediatric cohort which provided better forensic data due to insurance issues and potential concern about child abuse. Advice and follow up was the most common approach in the recent pediatric cohort (76%).
Trauma patterns in the primary dentition seem to be rather universal due to the activities of small children and their anatomic conditions. Trauma to primary dentition occurred mostly at home or in the nurseries and possibly is hard to avoid due to falls or accidents during normal playing. Even after 30 years and a change in the health care system due to German unification, the patterns remain similar.
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The Madden-Julian Oscillation (MJO) is a prominent feature of the intraseasonal variability of the atmosphere. The MJO strongly modulates tropical precipitation and has implications around the globe for weather, climate and basic atmospheric research. The time-dependent state of the MJO is described by MJO indices, which are calculated through sometimes complicated statistical approaches from meteorological variables. One of these indices is the OLR-based MJO Index (OMI; OLR stands for outgoing longwave radiation). The Python package mjoindices, which is described in this paper, provides the first open source implementation of the OMI algorithm, to our knowledge. The package meets state-of-the-art criteria for sustainable research software, like automated tests and a persistent archiving to aid the reproducibility of scientific results. The agreement of the OMI values calculated with this package and the original OMI values is also summarized here. There are several reuse scenarios; the most probable one is MJO-related research based on atmospheric models, since the index values have to be recalculated for each model run.
Der ischämische Schlaganfall ist die zweithäufigste Todesursache weltweit und eine der führenden Ursachen für Behinderung im Erwachsenenalter. Adipositas ist eine weltweite Epidemie mit steigender Prävalenz und einhergehender Komorbiditäten und Einschränkung der Lebensqualität. Sowohl ein Schlaganfall als auch Adipositas verändert den Aktivierungsstatus des Immunsystems.
Um den Zusammenhang zwischen Schlaganfall, Körpergewicht, Immunsystem und Adipositas zu untersuchen wurde die LIPS-Studie konzipiert. Von Juli 2015 bis Juni 2016 wurden 40 Schlaganfallpatient*innen und 16 Kontrollproband*innen an der Universitätsmedizin Greifswald eingeschlossen zur Untersuchung des Fett- und Immunstatus. An Tag 0, 1, 2, 3, 4, 5 und 7 wurde das Körpergewicht, der Körperfettgehalt und die Armfaltendicke gemessen, der NIHSS bestimmt und Blut- und Urinentnahmen erfolgten. Außer an Tag 0 erfolgte außerdem eine indirekte Kalorimetrie. Das abdominelle Fett, der Leberfettgehalt und die Infarktgröße wurden mittels MRT an zwei Zeitpunkten zu Beginn und Ende des stationären Aufenthalts gemessen. In einer Langzeitstudie erfolgten Körpergewichts-, Körperfettgehalts- und Armfaltenmessung, sowie Blut- und Urinentnahme und Bestimmung des NIHSS an Tag 30, 90, 180. Die Langzeitstudie und die indirekte Kalorimetrie wurden im Verlauf abgebrochen.
In der Gesamtkohorte und in der Unterteilung in Untergruppen zeigt sich eine statistisch signifikante Veränderung des Körpergewichts und teilweise des Körperfettgehalts. Die Armfaltendicke und Messungen des abdominellen Fetts mittels MRT ergaben zu keinem Zeitpunkt eine Veränderung. Die Auswertung bezüglich des Immunstatus sind einer weiteren Dissertation von Dr. med. Carl Witt zu entnehmen.
Die größte Limitation der Studie ist der geringe Stichprobenumfang, sowie eingeschränkte Vergleichbarkeit der Daten von Tag 0 auf Tag 1. Die Hypothese des kurzfristigen Gewichtsverlusts nach Schlaganfall konnte bestätigt werden. Weiterhin zeigte sich ein Einfluss des BMI auf den Gewichtsverlust, wonach dieser bei adipösen Patient*innen geringer ausfällt.
Die LIPS-Studie gibt Hinweise darauf, dass auch beim Menschen nach Schlaganfall eine frühe und schnelle Lipolyse stattfindet, ohne dass in dem kurzen Beobachtungszeitraum ein Effekt des Fettstatus auf den klinischen Verlauf bestätigt werden konnte.
Glioblastoma multiforme (GBM) is the most common and most aggressive malignant tumor of the central nervous system in adults. The median survival time of patients suffering from GBM is only 14-15 months. Despite a great progress in the technique of resection, radiation therapy, and chemotherapeutic drugs, survival time has not been significantly prolonged. Interestingly, the progression of GBM has been associated with intratumoral immune dysfunction states, and the GBM tissue represents a complex formation of tumor cells itself and diverse non-malignant cells such as endothelial cells, microglia or immunocompetent cells from peripheral blood. In that regard, accumulating evidence supports that Sphingosine 1-phosphate (S1P) acts as a key signal in the cancer extracellular milieu. S1P has been intensively discussed to be an important pro-tumoral molecule, since it is involved in proliferation, migration and invasion of both healthy and malignant cells. An increase in S1P has been associated with proliferation and invasion of GBM and other cancers that display a propensity for brain metastasis. S1P binds to five different cell surface G protein-coupled receptors called S1P receptor 1-5 (S1PR1-5), it has been shown in previous studies that particularly the S1PR1 and 2 are involved in regulating proliferation, metastasis, invasion, vascular angiogenesis and maturation of GBM cells and thus play an important role in tumorigenesis. Therefore, we used S1PR1 (ACT-209905, W146) and S1PR2 modulators/antagonists (Compound 16, JTE013) to investigate the role of these S1P receptor subtypes in the growth of human (prGBM, LN18) and murine (GL261) GBM cells to gain insight into the molecular processes of the pro-tumorigenic S1P signaling cascade in GBM cells. Further, we analyzed the influence of the human monocytic cell line THP-1 on GBM cell growth by co-culture experiments together with simultaneous application of S1PR1/S1PR2 modulators/antagonists to determine the role played by S1PR1 and S1PR2 signaling pathways in the interaction between tumor and immune cells. We found that all tested S1PR1/2 modulators (ACT-209905, W146, Compound 16, JTE013) significantly reduced the viability (Resazurine assay) and vitality (Crystal violet assay) as well as the migration and invasion of prGBM, LN18 and GL261 cells in a concentration dependent manner. The growth inhibitory effect of S1PR1 blocking by ACT-209905 was accompanied by the induction of apoptosis in GBM cells seen by increased caspase 3 activity. When S1PR1 antagonist (ACT-209905, W146) was co-administered with S1PR2 antagonist (Compound 16, JTE013) the inhibitory effect was much stronger compared to the single administration. Further, single and dual application of S1PR1 modulator and S1PR2 antagonist caused a stronger inhibition of GBM cell viability and vitality compared to 100 μM Temozolomide (TMZ) as the standard chemotherapeutic for GBM. These results suggest that both S1PR1 and S1PR2 are involved in the growth of GBM cells and that a simultaneous inhibition of both receptors has synergistic effects. In addition, the influence of THP-1 cells as a model for human monocytes/macrophages on GBM cell growth was analyzed since it has been shown that S1P signaling polarizes macrophages to the pro-tumoral M2 phenotype and S1PR1 has been linked to macrophage activation. Co-culture of GBM cells with THP-1 cells or THP-1 conditioned medium significantly enhanced the viability and vitality as well as the migration and invasion of GBM cells in a cell number dependent manner suggesting that THP-1 cells might secrete to date unknown pro-tumoral molecules which stimulate the pro-invasive growth of GBM cells. Our FACS analyses showed that THP-1 cells express not only the CD11b macrophage marker but also CD163 and CD206 as marker for the pro-tumorigenic M2 phenotype. Interestingly, the concomitant application of the S1PR1 modulator ACT-209905 had a significant inhibitory effect on the THP-1 induced increase of GBM cell growth and migration, which argues for a role of S1PR1 in the pro-tumoral characteristic of THP-1 on GBM cells. Immunoblot analyses further showed that blocking of the S1PR1 pathway leads to a reduced activation of several kinases including p38, AKT1 and ERK1/2 whereas THP-1 cells and THP-1 conditioned medium caused an activation of these kinases. To clarify the role of p38, AKT1 and ERK1/2 in the inhibitory effects of S1PR1 antagonists on GBM proliferation and migration in detail further studies are needed. Beside an impact on growth promoting kinases, S1PR1 blocking by ACT-209905 diminished surface expression (Median Fluorescence Intensity measured by FACS) of the pro-migratory molecules CD54 (ICAM-1) and CD166 (ALCAM), and reduced the percentage of CD62P (P-Selectin) positive GBM cells. In contrast, co-culture with THP-1 cells increased ICAM-1 and P-Selectin content of GBM cells which was reversed by ACT-209905 arguing for a role of ICAM-1 and P-Selectin in the migration of GBM cells. In conclusion, our study suggests a role of S1PR1 and S1PR2 signaling pathways in the growth and progression of GBM, improves our understanding of the complex mechanisms of S1P signaling in GBM cells, and gives at least a partial explanation for the pro-tumorigenic effects that macrophages might have on GBM cells combined with potential underlying mechanisms. Thus, this study argues for a further preclinical and clinical evaluation of a pharmacological modulation of S1PR1 and S1PR2 as a new or adjunctive therapeutic principle in GBM.
Ziel:
Diese populationsbasierte Studie untersucht sowohl die Prävalenz adipöser Schwangerer und deren Geburtsoutcome als auch den Einfluss der Adipositas auf das Outcome des Neugeborenen. Sie beschreibt die Bedeutung der Gewichtsentwicklung in der Schwangerschaft für Mutter und Kind.
Material/Methode:
Insgesamt wurden n=4593 Mütter und ihre Kinder in der populationsbasierten SNiP Studie, Survey of Neonates in Pomerania untersucht. Die Datenerhebung erfolgte im Zeitraum von März 2003 bis November 2008 in Universitäts- und Kreiskrankenhäusern im Nordosten von Mecklenburg-Vorpommern nach standardisierten Fragebögen, Erhebung von Laborparametern und klinischer Dokumentationen. Zur Beurteilung der Schwangerschaftskomplikationen und des Schwangerschaftsausganges wurden die Schwangeren in einzelne BMI Gruppen eingeteilt. Die individuelle Gewichtzunahme wurde ermittelt. Als Outcomeparameter wurden prä- und perinatale Erkrankungen, Pathologien und Risiken bei der Schwangeren und dem Neugeborenen ermittelt und ausgewertet. Hierbei wurden auch sozioökonomischen Faktoren erhoben und ausgewertet.
Ergebnis:
Adipositas ist eine Volkskrankheit. Die mit dieser Volkskrankheit im Zusammenhang stehenden gesundheitlichen Risiken treten nicht nur im Alter auf, sondern es entstehen auch zunehmend Gefährdungen junger Menschen. Hier sind besonders schwangere Frauen mit ihren Neugeborenen betroffen. Mehr als ¼ der schwangeren Frauen im Studiengebiet OVP sind präadipös (BMI 25-29,9) oder adipös (BMI ≥ 30).
Adipöse Schwangere finden sich dem weltweiten Trend entsprechend in der unteren sozialen Bevölkerungsschicht.
Eine Adipositas der Mutter beinhaltet Risiken für Mutter und Kind. Das Risiko einer adipösen Mutter (BMI ≥ 30) an einem Gestationsdiabetes zu erkranken gegenüber einer normalgewichtigen Mutter (BMI 19-24,9) steigt auf das 4,5fache. Das Risiko, eine Gestose auszubilden, steigt auf das 3fache.
Das Risiko des Auftretens mehr als einer Schwangerschaftskomplikation verdoppelt sich bei adipösen Müttern gegenüber normalgewichtigen Müttern. Dies kann unter der Geburt zu höheren Komplikationsraten führen. Häufiger ist bei adipösen Müttern eine primäre oder sekundäre Sectio indiziert. Für die Mütter beinhaltet eine Sectio die allgemeinen Risiken einer Operation (Thrombose/Embolie- Risiko, Blutungen, Wundinfektionen und Bildungen von Verwachsungen) bis hin zur Unfruchtbarkeit.
Zusätzlich stellt sich negativ heraus, dass die Fruchtwasserqualität mit zunehmender Adipositas schlechter wird. Es zeigt sich häufiger Mekonium im Fruchtwasser als Ausdruck einer Hypoxie mit Hyperperistaltik des kindlichen Darms. Durch die Sauerstoffunterernährung kann es vor oder während der Geburt zur Meconiumaspiration kommen, die Obstruktionen und chemische Schädigungen der Lunge verursachen können.
Bei der Betrachtung der Ergebnisse stellt sich allerdings immer wieder heraus, dass die Gewichtszunahme während der Schwangerschaft bei der Beurteilung des Geburtsoutcomes eine untergeordnete Rolle spielt. Allenfalls ist sie ein Parameter zur Abschätzung der Körpermaße des Kindes.
Der BMI eignet sich besser zur Abwägung von Risiken für Mutter und Kind.
Zuletzt ist zu vermerken:
Dennoch sollten untergewichtige Frauen auch nicht außer Acht gelassen werden.
Untergewichtige Frauen haben häufiger Fehlgeburten oder gebären häufiger Frühgeborene mit fehlenden Reifezeichen.
Schlussfolgerung:
Schwangerschaften von adipösen Schwangeren sind mit deutlich erhöhten prä- und perinatalen Schwangerschaftsrisiken für Mutter und Kind behaftet. Daher ist es sinnvoll, schon frühzeitig (am besten vor der Schwangerschaft bei Kinderwunsch) die werdende Mutter bei bestehender Disposition über die Folgen einer Adipositas aufzuklären und durch geeignete Maßnahmen (Diätberatung, Ernährungsumstellung) der Adipositas entgegen zu wirken. Die Beratung sollte jedoch nicht mit der Geburt des Kindes enden. So sollte nach der Geburt das Stillen des Kindes für einen gewissen Zeitraum empfohlen werden, um das spätere Adipositasrisiko des Neugeborenen zu verringern.
Der soziale Status spielt bei der Bekämpfung der Adipositas eine besondere Rolle.
Bildung kann zu einem großen Teil das Auftreten von Adipositas vermeiden.
Zusammenfassung
In der vorliegenden Studie wurde die Morphologie des N. opticus von Tupaia belangeri untersucht. Grundlage dieser Untersuchung waren die MRT-Datensätze von 20 adulten Köpfen von Tupaia belangeri beiderlei Geschlechts. Die MRT Schichtaufnahmen erfolgten mit einem 7 Tesla ClinScan Kernspintomographen der Firma Bruker. Ausgehend von diesen MRT-Datensätzen wurden Volumenmessungen des N. opticus, lineare Streckenmessungen des N. opticus und der A. centralis retinae sowie Flächenmessungen der Retina vorgenommen.
Die Ergebnisse dieser Studie verdeutlichen, dass mit Hilfe der magnetresonanztomographischer Bilddiagnostik Messungen des N. opticus, der A. centralis retinae und der Fläche der Retina bei Tupaia belangeri vorgenommen werden können. Der Vorteil bei der Magnetresonanztomographie besteht in der detailreichen Qualität der Schichtaufnahmen mit exzellentem Weichteilkontrast.
Zwischen den beiden Geschlechtern von Tupaia belangeri besteht bezüglich des Volumens des N. opticus kein signifikanter Geschlechtsdimorphismus. Mit steigendem Alter wird bei beiden Geschlechtern eine Zunahme des Volumens des N. opticus deutlich. Die Länge des N. opticus vergrößert sich mit steigendem Alter der Tiere bei beiden Geschlechtern ohne erkennbaren Geschlechtsdimorphismus. Beim Durchmesser des N. opticus zeigten sich ebenfalls keine signifikaten Unterschiede bezogen auf das Geschlecht und auf das Alter der Tiere.
Die Längenmessungen des Durchmessers der A. centralis retinae von Tupaia belangeri zeigten keine signifikanten Unterschiede zwischen dem Geschlecht und dem Alter der Tiere. Bei den Flächenmessungen der Retina wurden keine signifikaten Zusammenhänge zwischen dem Geschlecht der Tiere deutlich. Eine Flächenabnahme der Retina wurde hingegen mit steigendem Alter der Tiere erkennbar.
Um mögliche Merkmalszusammenhänge zwischen dem Volumen, der Länge und dem Durchmesser des N. opticus sowie dem Durchmesser der A. centralis retinae und der Fläche der Retina darzustellen, wurde eine Korrelations- und Regressionsanalyse durchgeführt. Die Korrelationsanalysen zeigten signifikante Zusammenhänge zwischen dem Volumen des N. opticus und der Fläche der Retina und dem Volumen des N. opticus und dem Alter der Tiere. Außerdem konnte ein signifikanter Zusammenhang zwischen dem Volumen des N. opticus und seiner Länge festgestellt werden. Signifikante Korrelationen zwischen der A. centralis retinae und dem Volumen des N. opticus, zwischen der A centralis retinae und dem Durchmesser des N. opticus und zwischen der A. centralis retinae und der Fläche der Retina konnten nicht festgestellt werden.
Die MRT-Schichtaufnahmen von Tupaia belangeri mit dem 7-Tesla-Kleintier-MRT erlauben eine ausgezeichnete bilddiagnostische Befundung von anatomischen Strukturen innerhalb der Orbita und deren Topographie zueinander. Durch die hohe Auflösung der Bilder können die zu untersuchenden Regionen exakt analysiert und mit klinischen Daten in Bezug gesetzt werden. Mit Hilfe der Magnetresonanztomographie kann der zu vermessende anatomische Bereich abgegrenzt und in ein 3D-Rekonstruktionsmodell umgewandelt werden. Die vorliegende Studie liefert erstmalig detaillierte Größenangaben zum Volumen, der Länge und dem Durchmesser des N. opticus bei Tupaia belangeri. Die hier durchgeführten anatomischen Untersuchungen des N. opticus der Ordnung Scandentia können einen wesentlichen Beitrag zum besseren Verständnis der Morphologie der Kopfregion von Primaten darstellen.
VER155008 konkurriert als ATP-Analogon um die Bindung an HSP70 und agiert hierbei als
spezifischer Inhibitor dieses Hitzeschockproteins. Bisherige Studien konnten einen
zytotoxischen Effekt von VER155008 auf verschiedene Tumorentitäten zeigen, die
vielfältigen Wirkmechanismen bleiben bisher allerdings noch weitgehend ungeklärt.
Hitzeschockproteine (HSPs) sind molekulare Chaperone, sie vermitteln korrekte Faltung,
Stabilisierung, Transport und Abbau von Proteinen, regulieren Transkriptionsfaktoren und
können auf Zellsignalkaskaden Einfluss nehmen. Diverse Tumorentitäten, wie auch das
Prostatakarzinom (PCa) zeigen eine gesteigerte HSP-Expression. HSPs tragen durch
antiapoptotische Effekte zur Proliferation, Invasion und Metastasierung des Tumors bei und
können Resistenzmechanismen gegenüber Therapeutika im PCa vermitteln.
Diese Arbeit konnte zunächst einen wachstumshemmenden, konzentrationsabhängigen
Effekt des HSP70-Inhibitors VER155008 auf die PCa-Zelllinien PC-3 und LNCaP nachweisen.
Geeignete Wirkstoffkonzentrationen, um einen halbmaximalen inhibitorischen Effekt (IC50)
zu erzielen wurden in PC-3-Zellen bei 3μM und LNCaP-Zellen bei 10μM VER155008 ermittelt.
Anschließende Proteinanalysen zeigten eine Modulation der Expression verschiedener HSPs,
sowie des Androgenrezeptors (AR), einem zentralen Proliferationsfaktor des PCa, als
Reaktion auf die HSP70-Inhibition. Untersucht wurde die Expression von HSP27, HSP70,
HSP90α/ß, sowie der Co-Chaperone HSP40, HSP60 und HOP und des AR. Die Expression von
HSP90ß, dem Bindungspartner des AR im AR-Multi-Chaperonkomplex, sowie HOP, seinem
Co-Chaperon, wurde in beiden PCa-Zelllinien um bis zu 50% signifikant supprimiert.
Zusätzlich zeigt sich eine um bis zu 70% supprimierte Expression von HSP27 nach
VER155008-Behandlung beider PCa-Zelllinien im Vergleich zur Kontrolle. HSP27 ist ein
wichtiges zytoprotektives Chaperon, dessen vermehrte Expression mit Therapieresistenzen
gegenüber Docetaxel, sowie einer schlechten Prognose des PCa assoziiert wird. Es vermittelt
die Translokation des AR in den Zellkern und reguliert dadurch die proliferative Wirkung der
AR-Aktivierung. Die HSP70-Inhibierung zeigte zusätzlich eine signifikante Reduktion des AR
um 40% in LNCaP-Zellen.
VER155008 zeigt sich als effektiver Wachstumsinhibitor des Prostatakarzinoms, der sowohl
in der hormonsensitiven LNCaP-, als auch in der kastrationsresistenten PC-3-Zelllinie
antiproliferative Wirkung zeigt, die unter anderem durch eine Modulation der Expression
von Hitzeschockproteinen und des Androgenrezeptors vermittelt wird.
Das Mammakarzinom ist die häufigste maligne Tumorerkrankung bei Frauen. In verschiedenen Studien konnte bereits gezeigt werden, dass Heparin einen Einfluss auf das Überleben von Tumorpatienten hat. Heparin ist ein stark negativ geladenes Molekül, dadurch kann es Komplexe mit basischen Proteinen bilden. Neben seiner Wirkung auf die Blutgerinnung wurden bei Heparin antikanzerogene Effekte beobachtet, wobei diese nicht in Zusammenhang mit den antikoagulatorischen Eigenschaften zu stehen scheinen.
Zytokine, kleine lösliche Proteine, können Einfluss auf die Interaktion und Kommunikation von Zellen nehmen. Des Weiteren sind sie an der Immunantwort unseres Körpers beteiligt.
In dieser Arbeit wurde der Einfluss von unfraktioniertem Heparin auf die Proliferation, Zytokinsekretion, Invasion und Migration von humanen Mammakarzinomzelllinien untersucht. Es wurden die humanen Mammakarzinomzelllinien MDA-MB-231 und MCF-7 eingesetzt. Die Zellen wurden ohne bzw. mit unfraktioniertem Heparin in der Dosierung 5 µg/ml sowie mit den Stimulationsfaktoren HGF, EGF, SDF-1α und TGF-β in den Dosierungen 10 ng/ml und 100 ng/ml inkubiert. Im Anschluss erfolgte zunächst mittels Cell Titer Blue® eine Bestimmung der relativen Zellzahl, um Rückschlüsse auf die Spontanproliferation erhalten zu können. Des Weiteren wurden mittels ELISA die Zytokinsekretion von IL-8, IL-11, RANTES, MCP-1, IP-10 und MIG sowie mittels real-time RT-PCR die Zytokinexpression von IL-8 untersucht. Darüber hinaus wurden der Einfluss von Heparin auf das Invasionsverhalten ermittelt und, zur Echtzeit-Beobachtung der Zellen unter unterschiedlichen Bedingungen, ein Wound-Healing-Assay (Scratch-Assay) durchgeführt.
Weder die eingesetzten Stimulationsfaktoren HGF, EGF, SDF-1α und TGF-β noch Heparin hatten einen signifikanten Einfluss auf die Spontanproliferation der MDA-MB-231-Zellen. Bei den MCF-7-Zellen konnte sowohl durch HGF als auch durch Heparin die Zellzahl im Vergleich zur unbehandelten Kontrollgruppe innerhalb von 48 Stunden gesteigert werden.
Heparin konnte die Zytokinsekretion sowohl auf Protein- als auch auf Genebene beeinflussen, dieser Effekt war zelllinien- sowie zytokinspezifisch. Bei den MDA-MB-231-Zellen konnte das eingesetzte Heparin die Zytokinsekretion von IL-8 signifikant und von IL-11 in der Tendenz herabregulieren. Für die MCF-7-Zellen konnte eine basale Sekretion von RANTES nachgewiesen werden, wobei diese nicht durch Heparin oder die Stimulationsfaktoren beeinflusst wurde.
Für IL-8 wurde diese Beobachtung zudem mittels real-time RT-PCR untersucht. Die größten Effekte konnten hier bei den MDA-MB-231-Zellen nach vier und acht Stunden festgestellt werden. Bei den MCF-7-Zellen zeigte sich dahingegen eine unzureichende IL-8-Expression auf Genebene.
Das eingesetzte Heparin hatte keinen wesentlichen Einfluss auf das Invasionsverhalten der MDA-MB-231-Zellen. Auch der Einsatz der Stimulationsfaktoren konnte das Invasionsverhalten der Zellen nicht verstärken. Bei den MCF-7-Zellen konnte innerhalb von 72 Stunden kein Invasionsverhalten beobachtet werden.
Im Wound-Healing-Assay konnten für die MDA-MB-231-Zellen keine signifikanten Ergebnisse erreicht werden, wobei Heparin ohne weitere Zusätze in der Tendenz den größten Effekt auf das Migrationsverhalten der Zellen hatte und dieses steigerte. Bei den MCF-7-Zellen konnte dahingegen kein Migrationsverhalten, sondern lediglich Zellproliferation beobachtet werden.
Heparin konnte sowohl die Spontanproliferation, die Zytokinsekretion sowie das Migrationsverhalten der verwendeten humanen Mammakarzinomzelllinien MDA-MB-231 und MCF-7 zelllinienspezifisch modulieren. Hiermit konnte gezeigt werden, dass Heparin in der Lage ist, das Tumormikromilieu humaner Mammakarzinomzelllinien zu beeinflussen. Heparin kann somit wiederum sowohl in das Tumorwachstum selbst als auch in den Metastasierungsprozess eingreifen.
Zum weiteren Verständnis, wie Heparin auch weitere Prozesse der Karzinogenese beeinflussen kann, müssten weitere, an diese Arbeit anknüpfende Untersuchungen erfolgen. Es konnte aber gezeigt werden, dass Heparin in der Lage ist, unabhängig von seinen antikoagulatorischen Eigenschaften, auf viele Schritte der Tumorentstehung, des Tumorwachstums und der Ausbreitung der Karzinomzellen Einfluss zu nehmen.
Etwa jeder zehnte Deutsche leidet an einer chronischen Nierenerkrankung (CKD), deren Entstehung zu etwa zwei Drittel auf eine Schädigung der Podozyten zurückgeführt werden kann. Die Funktion der Podozyten für die Aufrechterhaltung der selektiven glomerulären Filtration ist eng an ihre einzigartigen Morphologie interdigitierender Fußfortsätze gebunden. Deren Zwischenräume werden von einer Schlitzmembran überbrückt, die aus spezifischen Proteinen wie Nephrin besteht. Im Falle einer CKD kommt es jedoch zu einer Dedifferenzierung der Podozyten, welche einen Verlust ihrer komplexen dreidimensionalen Struktur und damit eine Proteinurie nach sich zieht. Da dieser Prozess durch die derzeit zur Verfügung stehenden Pharmaka wie Glukokortikoide oder Calcineurin Inhibitoren nur unzureichend therapiert werden kann, ist eine Dialysepflichtigkeit und/oder Nierentransplantation für die meisten Patienten unausweichlich.
Deswegen wurde im Rahmen dieser Arbeit der GlomAssay entwickelt und für das Screening podozytenspezifischer Wirkstoffe genutzt. Dazu wurden die Glomeruli eines transgenen Nephrin::CFP Mausstammes isoliert, welcher unter der Kontrolle des Nephrin Promoters den Fluoreszenzreporter CFP exprimiert. Anschließend wurden die Glomeruli kultiviert und der durch die zeitabhängige Dedifferenzierung der Podozyten bedingte Nephrin Abfall anhand der CFP Fluoreszenzintensität in situ quantifiziert.
Beim Vergleich verschiedener Isolationsmethoden erwies sich die Glomeruli Isolation mit magnetischen Dynabeads als geeignetstes Verfahren. Die Unversehrtheit der Podozyten wurde mittels Laser Scanning , Raster und Transmissionselektronenmikroskopie sowie durch Immunfluoreszenzfärbungen der Podozytenmarker Nephrin, Podocin und WT-1 verifiziert. Die spontane Dedifferenzierung der Podozyten in Zellkultur führte zu einem graduellen Abfall der CFP Fluoreszenz über 9 Tage. Dass die sinkende CFP Fluoreszenzintensität dabei unmittelbare Rückschlüsse auf eine verringerte Nephrin Expression zulässt, wurde mittels RT PCR, Western Blot , Transkriptom und Proteomanalyse belegt. Ein Effacement der Podozyten-Fußfortsätze und ein Verlust der Schlitzmembranen wurde anhand transmissions- und rasterelektronenmikroskopischer Aufnahmen nachgewiesen.
Um die Mechanismen der Podozytendedifferenzierung genauer zu verstehen, wurde das glomeruläre Transkriptom und Proteom nach 3 , 6 und 9 tägiger Kultivierung analysiert. Die Ergebnisse zeigten, dass außer den Schlitzmembranproteinen auch bspw. die Komponenten des Zytoskeletts, der Zell Matrix Kontakte oder der glomerulären Basalmembran von Bedeutung sind für die Podozytendedifferenzierung.
Die Validierung des GlomAssays erfolgte mit Hilfe verschiedener podozytenprotektiver und schädigender Substanzen. Die Podozyten Noxen Daunorubicin und Vinblastin bedingten dabei erwartungsgemäß einen Abfall der CFP Fluoreszenzintensität mit einer IC50 Konzentration von 1,55 µM bzw. 87,82 nM. Von den untersuchten podozytenprotektiven Pharmaka Dexamethason, all trans Retinsäure, Pioglitazon und 1α,25 Dihydroxyvitamin D3 führte nur die Behandlung mit Letzterem zu einer Reduktion der Podozytendedifferenzierung. Die damit einhergehende, erhöhte Nephrin und CFP Expression wurde mittels RT PCR und Western Blot Analyse nachgewiesen.
Anschließend wurde der GlomAssay für das Screening neuer Substanzen verwendet. Dabei wurde zum einen das Glykoprotein Hämopexin untersucht, welches mit der Entstehung der Minimal Change-Glomerulonephritis in Zusammenhang gebracht wird. Es zeigte jedoch keinen Effekt auf die Podozytendedifferenzierung. Zum anderen wurde der Brain Derived Neurotrophic Factor (BDNF) getestet, welcher als prognostischer Marker im Urin von CKD Patienten dient und für die Entwicklung und Integrität der glomerulären Filtrationsbarriere essentiell ist. Jedoch beeinflusste weder die Inkubation der Glomeruli mit BDNF noch mit dem BDNF bindenden TrkB-Fc Fusionsproteins die Differenzierung der Podozyten. Die Blockade des Tropomyosin Rezeptor Kinase B (TrkB) Rezeptors, welcher durch Interaktion mit BDNF aktiviert wird, durch den nichtkompetitiven Inhibitor ANA 12 bewirkte hingegen einen vorzeitigen Abfall der CFP Fluoreszenz mit einer IC50 Konzentration von 19,74 µM. Mit dem allosterischen TrkB Inhibitor Cyclotraxin B ließen sich diese Ergebnisse allerdings nicht bestätigen. Nichtsdestotrotz belegen die mit ANA 12 erzielten Resultate die Relevanz des BDNF für Podozytendifferenzierung.
Insgesamt gelang es mit dem GlomAssay ein neue in vitro Methode zu etablieren, um den Effekt pharmakologischer Substanzen auf die Podozytendifferenzierung schnell, nicht destruktiv und wiederholbar zu untersuchen. Dadurch bietet sich die Möglichkeit, das Screening podozytenprotektiver Wirkstoffe bereits in der präklinischen Phase stärker zu forcieren und so zukünftig die Entwicklung neuer Therapieoptionen zur Behandlung von CKDs voranzutreiben.
In einer stetig alternden Gesellschaft mit einem immer größeren Bedarf an
medizinischer Versorgung und mit fortschreitendem Fachärztemangel, stellen
teledermatologische Systeme wie das an der Hautklinik Greifswald entwickelte
System Mobil Skin® und die dazugehörige App mSkin® einen innovativen und
kostensparenden Lösungsansatz dar. Die Etablierung eines solchen Systems
basiert auf der Zufriedenheit seiner Nutzer.
Ziel dieser Studie war es zu überprüfen, wie zufrieden Patienten, Notärzte und
Hautärzte mit dem System im Rahmen der notärztlichen Behandlung in der ZNA
Greifswald waren und welche Faktoren speziell Einfluss auf die Zufriedenheit der
Patienten hatten.
Zu diesem Zweck erfolgte eine retrospektive schriftliche Befragung mit Hilfe von
Fragebögen und auf der Basis zusätzlicher patientenbezogenen Informationen.
Das für die Studie ausgewählte Kollektiv bestand aus allen Patienten, die sich im
Zeitraum vom 01.03.2016 bis 31.12.2018 in der ZNA Greifswald mit einer
Hautkrankheit vorgestellt hatten und dort mit Hilfe der App mSkin® behandelt
wurden, sowie aus den an dieser Behandlung beteiligten Ärzten.
Es nahmen 73 Patienten sowie 13 Ärzte der ZNA Greifswald und 4 Ärzte der
Hautklinik Greifswald an der Befragung teil. Die Zufriedenheit wurde u. a. in Form
eines sog. Zufriedenheitsscores ausgedrückt. Dieser lag bei den Patienten bei
23,85 (von 30), bei den Ärzten der ZNA bei 17,23 (von 30) und bei den Ärzten
der Hautklinik bei 22 (von 30). Zusätzlich wurden Alter, Geschlecht, Diagnose,
Behandlungsverlauf, DLQI-Score und Beschwerdescore der Patienten mit dem
Zufriedenheitsscore sowie mit ausgewählten Zufriedenheitsfragen der Patienten
korreliert. Einen Einfluss auf die Patientenzufriedenheit hatten leicht signifikant
das Alter (p=0,052) und signifikant der DLQI-Score (p=0,025) sowie der
Beschwerdescore (p= 0,045). Die Ergebnisse unterstreichen die im allgemeinen
hohe Akzeptanz und Zufriedenheit mit teledermatologischen Anwendungen
insbesondere auf Patientenseite. Die der Zufriedenheit zugrunde liegenden
Mechanismen bedürfen jedoch weiterer Untersuchungen.
Epileptische Anfälle zählen weltweit zu den häufigsten neurologischen Symptomen. Obwohl bereits sehr viele Daten belegen, dass andere neurologische, akut die Hirnfunktion beein-trächtigende Erkrankungen, wie der Schlaganfall, zu einer systemisch peripheren Immunal-teration führen, existieren bisher wenige humane Daten über den Einfluss epileptischer An-fälle auf das erworbene und angeborene Immunsystem. Ziel der vorliegenden Arbeit war es herauszufinden, ob ein epileptischer Anfall ebenfalls zu Veränderungen der erworbenen und angeborenen Immunantwort führt.
Im Rahmen dieser explorativ prospektiven Kohortenstudie wurden Immunparameter im EDTA-Blut von 31 Patient*innen an Tag 0 und 1 nach einem gesicherten epileptischen An-fall (fokale Anfälle oder generalisiert tonisch-klonische Anfälle) analysiert. Als Kontroll-gruppe (n = 18) dienten mehrheitlich Patient*innen mit Kopfschmerzen ohne entzündliche Genese sowie Patient*innen vor einer Katarakt Operation. Die Analyse von Quantitäts-, Charakterisierungs- und Aktivierungszustand der Lymphozyten, Monozyten und Granulozy-ten erfolgte mittels fluoreszenzmarkierter Antikörper (verwendete Marker: CD3, CD4, CD8, HLA-DR, CD32, CD14, CD16 und CD62-L). Zusätzlich wurden die Werte mit bereits publizierten Daten von Patient*innen nach einem Mediainfarkt, die nach demselben Protokoll untersucht wurden, verglichen. Die Auswertung der Facs-Rohdaten erfolgte mittels der Flow-Jo10-Software. Als statistische Tests dienten der Kruskal-Wallis-Test sowie der Dunns-Test als Post-Hoc-Test. (GraphPad Prism 6.0).
Parallel zum Schlaganfall traten nach einem epileptischen Anfall eine Reduktion der Lym-phozytenzahl, eine Monozytose, eine reduzierte monozytäre HLA-DR-Expressionsdichte sowie eine erhöhte Expressionsdichte des Rezeptors CD32 auf. Unterschiede in der Immun-antwort nach Schlaganfall und epileptischem Anfall bestanden in der zeitlichen Dauer der Veränderungen sowie der Zusammensetzung der Monozyten-Subpopulationen.
Diese Studie liefert Daten zu strukturellen und molekularen Veränderungen der unmittelba-ren Immunantwort nach einem epileptischen Anfall. Die erworbene und angeborene postik-tale Immunreaktion ist abhängig von der Art der Anfälle. Sie scheint aber unabhängig davon zu sein, ob ein erstmaliger Anfall oder eine bereits diagnostizierte Epilepsie vorliegt. Lym-phozyten, Monozyten und Granulozyten sind essentielle Elemente der humanen Immunab-wehr. Gezeigte Immunalterationen durch epileptische Anfälle könnten bei Patient*innen zu einer passager reduzierten Abwehrlage führen. Ausgehend von diesen grundlegenden Er-kenntnissen können in Folgestudien umfassendere Zellfunktionsanalysen durchgeführt wer-den, um die tatsächliche klinische Relevanz und Folgen dieser beobachteten Immunalterati-onen zu prüfen.
80% of chronic kidney diseases are caused by the loss and the damage of a differentiated and postmitotic cell type, the podocytes. The size-selectivity of the blood filtration barrier is highly dependent on the complex interdigitation of the podocyte foot processes as well as of the slit membrane which is spanned in between. Changes of this specific morphology as well as a detachment of podocytes lead to the clinical hallmark of a nephrotic syndrome e.g. proteinuria and oedema formation.
Since specific drugs or therapies are usually not available, patients are often dependent on dialysis and transplantation. Therefore, intensive studies are necessary to understand the pathogenesis of glomerulopathies as well as to identify specific drugs. In the past, it was already demonstrated that the zebrafish is an ideal model to study kidney function and to screen for drugs, since the larvae quickly develop a simple glomerulus that is comparable to the glomeruli of mice, rat and human.
In the present work, a zebrafish model was established to study a specific glomerulopathy named focal segmental glomerulosclerosis (FSGS). FSGS is mainly characterized by histology of the glomeruli which shows segmental scar formation and matrix deposition due to an activation of parietal epithelial cells (PEC) lining the Bowman’s capsule. For this purpose, we used the nitroreductase/metronidazole (NTR/MTZ) system, in which a cytotoxic agent is exclusively generated in podocytes by the enzyme NTR resulting in apoptosis of cells. Firstly, the parameters for development of an FSGS-like disease were evaluated and the glomerular response to podocyte depletion was examined during three days after the induction of podocyte damage. Using classic histological techniques, immunofluorescence staining and transmission electron microscopy, it was possible to demonstrate that zebrafish larvae phenocopy human FSGS in important characteristics after partial podocyte depletion. Secondly, by intravascular injection of fluorescence-labeled high molecular weight dextran, we found that the filtration barrier became leaky. Moreover, we identified a severe podocyte foot process effacement, formation of subpodocyte space pseudocysts and loss of the slit membrane protein podocin. Morphometrical, histological and ultrastructural analysis revealed an enlargement of the glomerulus, proliferation of cuboidal PECs and intraglomerular deposition of extracellular matrix components, all typical hallmarks of FSGS. Further, we observed adhesions between the parietal and the visceral glomerular cell layer forming sclerotic lesions. However, it remains still unclear whether an inflammatory response is involved in the development of sclerotic lesions. Our microscopic analysis provided some evidence for immigration of immunocompetent cells like neutrophils, presumably due to induction of apoptosis in our model.
Taken together, in the present work a zebrafish model was established with characteristics of mammals FSGS which will be useful for pathomechanism studies as well as for drug screening.
Primary producers, alongside heterotrophic bacteria and viruses, modulate the essential global carbon cycle. About half of the Earth’s net primary production originates in the marine environment. By effecting these systems and the burial of carbon, bacteria play a significant role in the world’s climate, especially with regard to rising temperatures and increasing anthropogenic carbon dioxide production.
Particles present substrate-rich niches for particle-associated bacteria, but are rare in the marine system. Particle-associated bacteria, comprising of chemotactic motile free-living and particle-attached bacteria, were shown to have higher respiration rates, were larger in cell and genome size and showed a higher hydrolytic activity of extracellular enzymes compared to the free-living fraction.
Understanding the contribution of particle-associated bacteria to the degradation of algal biomass is essential to understand the marine carbon cycle. However, the identification of this group is difficult and required refinement.
Sequential filtration, the most commonly used technique for the separation of bacterial fractions, provides only access to a part of the particle-associated microbiome, and includes with large and clustered bacteria undesired false-positives. To overcome these limitations, separation by gravity in Imhoff sedimentation cones was explored in this thesis to access, identify and define particle-associated microbiomes, in comparison and conjunction with the established separation techniques like sequential filtration and centrifugation.
The cultivability on agar plates was assessed, aiming at the question which portion of the colony-forming bacteria belong to free-living non-motile or motile bacteria or to particle-attached bacteria. As continuous cultivation on plates often involves loss of cultures, colonies of the original plate were used to obtain partial 16S rRNA sequences of individual colonies and of plate microbiomes.
For future studies on particle-associated bacteria, a representative strain collection was established from particle-attached bacteria retained on 3 μm filters and from particle-associated bacteria collected together with settled algae in sedimentation cones.
To understand the contribution of top-down selection to a yearly recurring bacterioplankton bloom at our sampling site Helgoland, particle-associated strains were included in isolation experiments for flavophages, since Flavobacteriia are among the most important responder to the yearly observed blooms.
Overall, this thesis provides new insights into the isolation and cultivation of particle-associated bacteria – an important, but currently not fully understood fraction of organisms within the marine system.
Der TRPV4 ist Mitglied einer Gruppe nicht selektiver Kationenkanäle und gehört der Transient-Rezeptor-Potential-Vanilloid Familie an. Neben seiner Bedeutsamkeit für die zelluläre Calciumhomöostase besitzt der Kanal auch eine Permeabilität für Mg2+ und Na+. Im Rahmen dieser Dissertation wurden die Veränderungen der intrazellulären Calciumkonzentrationen in untransfizierten und in TRPV4 transfizierten HEK293 Zellen mit dem Calcium-Imaging Verfahren gemessen.
Untersucht wurde der Unterschied der Fluoreszenzratio in Ruhe von untransfizierten und TRPV4 transfizierten HEK293 Zellen, sowie der Einfluss von TRPV4-Agonisten, TRPV4-Antagonisten und des Spinnentoxins GsMTx4 auf die Calciumhomöostase von untransfizierten und TRPV4 transfizierten HEK293 Zellen.
Es konnte nachgewiesen werden, dass ein Großteil der TRPV4 transfizierten HEK293 Zellen durch eine Überexpression des Kanals, im Vergleich zu untransfizierten HEK293 Zellen, eine deutlich erhöhte Fura-2-Fluoreszenzratio im Sinne eines erhöhten intrazellulären Calciumspiegels [Ca2+]i aufwiesen. Dabei zeigten sich die transfizierten HEK293 Zellen in ihrer Fluoreszenzratio variabel. Sie reichte von nahezu physiologischen Werten, wie sie bei untransfizierten HEK293 Zellen (Fura-2-Fluoreszenzratio etwa 0,4) zu beobachten sind, bis hin zu deutlich erhöhten Werten (Fura-2-Fluoreszenzratio bis >2).
Mit den verwendeten selektiven TRPV4-Blockern GSK2193874 und HC067047 konnte die Fura-2-Fluoreszenzratio mit und ohne vorherige TRPV4-Aktivierung gesenkt werden. Auch in Zellen mit einem deutlich erhöhten Ca2+-Spiegel konnte dieser nahezu auf seinen physiologischen Ruhelevel gesenkt werden.
Die Fura-2-Fluoreszenzratio von TRPV4 transfizierten HEK293 Zellen ohne vorherige Aktivierung konnte durch GsMTx4 konzentrationsabhängig gesenkt werden. Bei einer Konzentration von 1µM GsMTx4 war eine relativ geringe, bei 5µM GsMTx4 eine deutliche Absenkung zu beobachten.
Nach Aktivierung des TRPV4 durch einen Agonisten konnte das Spinnentoxin GsMTx4 in konzentrationsabhängiger Weise die zellulären Ca2+-Level reduzieren. Bedingt durch seine nicht selektive Wirkung, führt GsMTx4 bei untransfizierten HEK293 Zellen zu einem gewissen Anstieg der Fluoreszenzratio. Dieser Effekt konnte allerdings durch die Zellen kompensiert werden. Welche zelleigenen Mechanismen dies ermöglichten, könnte Gegenstand weiterer Untersuchungen sein.
Das Spinnentoxin GsMTx4 hat in TRPV4 transfizierten HEK293 Zellen, in Abhängigkeit seiner Konzentration und einer vorherigen Aktivierung, einen Einfluss auf den intrazellulären Calciumspiegel [Ca2+]i. Bei einer Überexpression des Kanals kommt es zu einer gestörten Calciumhomöostase. Im Hinblick auf den Pathomechanismus von Erkrankungen, welche mit einem erhöhten intrazellulären Calciumspiegel einhergehen, ist eine Beteiligung des TRPV4 durchaus vorstellbar.
In this study we investigated the synergistic antimicrobial effect of a dual protocol combining cold atmospheric pressure plasma (CAP) and antimicrobial photodynamic therapy (aPDT) against different planktonic bacterial and yeast species including methicillin-sensitive and methicillin-resistant Staphylococcus aureus, Escherichia coli, extended-spectrum β-lactamase-positive Escherichia coli and Candida albicans. A DBD plasma device was used for CAP treatment while for aPDT, toluidine blue O (TBO) was the photosensitizer (PS) of choice and a radiator emitting visible and water-filtered-Infrared A light (VIS-wIRA) was used as irradiation source.
Microbial suspensions were either exposed to CAP treatment alone, aPDT treatment alone or aPDT followed by CAP exposure in a dual treatment protocol. Aliquots from each suspension were plated on agar plates and the number of colonies surviving after each treatment was counted. Under the experimental conditions conducted in this study, combining sub-lethal exposure doses of CAP and aPDT treatment showed significantly higher antimicrobial efficacy (P<0.0001) compared to single treatments against all tested microorganisms suggesting a synergistic effect which yielded at least 3.3 log microbial reduction corresponding to 99.6 % microbial death. In the dual CAP-aPDT approach, aPDT did not interfere with CAP-induced acidification of solution, a crucial feature for CAP antimicrobial efficiency, which further confirms the promising clinical potential of this combination regime.
We believe that the CAP-aPDT dual approach described in this study holds great potential as a successful novel antimicrobial and healing-supporting strategy especially when directed for the management of acute and chronic wounds and possibly other skin and soft tissue infections. The use of a VIS-wIRA light source in treating skin infections is preferential, due to the additional therapeutic effects of wIRA in wound healing. Furthermore, the enhanced antimicrobial effects of aPDT when combined with CAP as shown in this study may grant for a reduction in treatment times and costs as well as improving patient compliance.
The here presented dissertation investigated the molecular mechanisms, by which the food industry model bacteria Pseudomonas fluorescens and Listeria monocytogenes, grown either as planktonic cultures, were inhibited by plasma treated water (PTW) produced by a microwave-induced plasma source (MidiPLexc). As a starting point, optimal operating parameters were determined with 5 standard liters per minutes(slm)compressed air during the treatment of 10 ml deionized water within a treatment time of up to 15 min (pre-treatment time). Treatment times of 1, 3 and 5 min were selected (post-treatment time). In addition to physical parameters, i.e. temperature measurements at different spots at the plasma source during the production of the PTW, the chemical composition of PTW was determined by pH measurements, chronoamperometry (determination of the H2O2 concentration), ion chromatography (determination of the NO2-, NO3- and ONOO- concentrations) and mass spectrometry (qualitative determination of the molecules). In addition, concentration changes of reactive species over a period of 3 h indicated a decrease of the NO2- concentration as well as an increase of the NO3- and ONOO- concentration in the PTW. Microbiological assays, i.e. quantification of colony-forming units (CFU), fluorescence and XTT assays, revealed a significant reduction of the proliferation ability of the cells, membrane damages and metabolic activity have been demonstrated for planktonic cultures as well as mono- and multispecies biofilms. PTW effects on biofilm structures were investigated using microscopic methods such as fluorescence microscopy, confocal laser scanning microscopy (CLSM), atomic force microscopy (AFM), and scanning electron microscopy (SEM), as well as physical methods such as contact angle measurements. Significant changes in the biofilm structure have been shown, which indicate an ablation of the biofilm mass from top to bottom by approximately 2/3 of the biofilm mass and a destruction of the extracellular matrix (ECM) by the reactive species within the PTW. Subsequently, fresh-cut lettuce has been treated with PTW produced by up-scaled plasma sources. Apart from qualitative parameters of the lettuce after PTW treatment such as texture and color, the concentration of PTW reactive species have been determined. These experiments showed that the composition of the reactive species were slightly different from that of the laboratory-scaled plasma source MidiPLexc. Notably, the PTW treatment did not cause significant changes in texture and color of the fresh-cut lettuce. Finally, a synergistic effect of PTW treatment followed by plasma-processed air (PPA) drying was demonstrated application-specific.
Prozess- und Kostenanalyse der Verpackungsoptionen von Sterilgütern in deutschen Krankenhäusern
(2021)
Die Sterilgutversorgung durch die Wiederaufbereitung von Medizinprodukten liegt als ein patientenferner Prozess häufig außerhalb des Fokus von Krankenhausmanagern, obwohl dieser Bereich sowohl medizinisch als auch ökonomisch von wesentlicher Bedeutung für die Qualität des Behandlungsprozesses ist. Der Einsatz verschiedener Erhebungstechniken, wie die Dokumentenanalyse und Zeitmessung, kann zu einem umfassenden Gesamtüberblick beitragen und damit eine Entscheidung unterstützen.
Die vorliegende Arbeit untersucht die unterschiedlichen Verpackungsoptionen von Sterilgütern in sechs Krankenhäusern in Deutschland. Mit Hilfe einer umfangreichen Zeitmessstudie werden zunächst die zeitlichen Unterschiede sowohl bei den verpackungsbezogenen Prozessen als auch bei den infrastrukturellen Prozessen verdeutlicht. Weiterhin werden alle relevanten Kostenpositionen ermittelt, sodass im Ergebnis Kosten für jede Verpackungsoptionen resultieren. Sowohl für die erhobenen Zeiten als auch für die Kosten wird eine Verteilungsanpassung und anschließend auf dieser Grundlage eine Monte-Carlo-Simulation durchgeführt. Um die gewonnen Ergebnisse auf ihre Stabilität zu prüfen, erfolgt eine ausführliche Szenarioanalyse, in der verschiedenste Inputparameter, wie die Personal- und Materialkosten, aber auch die Umschlagshäufigkeiten verändert werden und somit aufzeigen, unter welchen Umständen die Vorteilhaftigkeit einer einzelnen Verpackungsoption gegeben ist. Ergeben sich beispielsweise durch einen Wechsel der Verpackungsoptionen freie personelle Kapazitäten, können diese für eine Ausweitung des Leistungsspektrums sowohl im eigenen Haus als auch für Dritte genutzt werden.
Die Arbeit zeigt, dass nicht allein die Wahl der Verpackungsoption entscheidend ist, sondern ebenso ein optimaler Prozessablauf maßgeblichen Einfluss auf den Zeitaufwand und die Kosten haben kann. Darüber hinaus liefert die Arbeit Handlungs- und Optimierungsansätze und kann damit bei Entscheidungsprozessen unterstützen.
The genus Capripoxvirus of the family Poxviridae consists of the species lumpy skin disease virus, sheeppox virus and goatpox virus that affect cattle, sheep and goats, respectively. Whereas lumpy skin disease virus (LSDV) is transmitted mainly mechanically via blood-feeding insects and possibly hard ticks, the major transmission routes of sheeppox virus (SPPV) and goatpox virus (GTPV) are via direct contact and aerosols. Affected animals develop fever and display clinical signs such as ocular and nasal discharge, lymphadenopathy and characteristic lesions of the skin. Severe clinical course, especially in combination with respiratory signs, can result in the death of the affected animals. In endemic regions, mortality of capripox virus-induced diseases is low (1-10%). However, mortalities of up to 75% have been reported for LSDV and up to 100% for SPPV and GTPV in exotic breeds and high-producing dairy or beef animals. The loss of quality of the leather, reduced weight gain and milk yield as well as complete loss of affected animals have severe impact on national and global economies. Therefore, capripox virus-induced diseases have significant impact on both the affected individual animal as well as on the existence of small-scale farmers and large agricultural enterprises. However, until now, only live attenuated vaccines are commercially available. These attenuated vaccines are not authorized in the European Union and their administration would comprise the disease-free status of the respective country. Thus, reliable diagnostic tools for the detection and characterization of capripox viruses as well as safe and efficient control measures are of high importance.
The objectives of the present thesis were the development, validation and comparison of diagnostic tools, the establishment of challenge infection models and the performance of pathogenesis studies for all three capripox virus species, and the development and testing of different inactivated prototype vaccine candidates against LSDV.
First, new real-time quantitative polymerase chain reaction (qPCR) assays for robust detection and differentiation of LSDV field strains, LSDV vaccine strains, SPPV and GTPV were developed and extensively validated. In the following, two single assays were combined to duplex assays, one for the differentiation between LSDV field strains and LSDV vaccine strains, and the second for discrimination of SPPV and GTPV. Finally, a diagnostic workflow based on these new duplex assays in combination with already published methods was established. This workflow enables time-saving, robust and reliable detection, species-specific identification and genetic and phylogenetic characterization of all three capripox virus species. In addition, already existing serological examination methods (serum neutralization assay and commercial enzyme-linked immunosorbent assay) were compared regarding their sensitivity and specificity. Furthermore, pathogenesis studies with different capripox virus isolates were performed in the respective target species, and the suitability of selected virus isolates as challenge viruses for future vaccine studies was analyzed. Pathogenesis studies with isolates GTPV-“V/103” and LSDV-“Macedonia2016” revealed that both are proper candidates for challenge models. Finally, three different SPPV isolates (SPPV-“V/104”, SPPV-“India/2013/Surankote” and SPPV-“Egypt/2018”) were tested in sheep regarding their virulence to find a suitable challenge model for SPPV, and SPPV-“India/2013/Surankote” was chosen for future vaccine studies.
Once appropriate challenge models were established, different inactivated prototype vaccines against LSDV were developed, and vaccine safety as well as vaccine efficacy were tested in cattle. Eventually, a Polygen-adjuvanted inactivated LSDV-vaccine candidate was selected that is able to fully prevent cattle from any LSDV-related clinical signs after severe challenge infection. Furthermore, molecular and serological data indicate that this inactivated prototype vaccine is even able to induce a kind of “sterile immunity” against LSDV in those cattle. It has to be mentioned that a commercially available vaccine similar to this prototype vaccine would be a great advance for the control of LSDV.
In the future, additional studies addressing diagnostics and optimized control of capripox viruses should be performed. Firstly, probe-based real-time qPCR assays for the differentiation of SPPV and GTPV vaccine strains from their respective virulent field strains should be developed and included into the diagnostic workflow. Secondly, further tests of the inactivated prototype vaccine, e.g. determination of the minimum protective dose and the possibility of cross-protection in sheep and goats against SPPV and GTPV, respectively, should be performed.
Die Dissertation ,Spuren des Religiösen´ im Werk der deutsch-jüdischen Schriftstellerin Barbara Honigmann – eine literaturwissenschaftlich-theologische Werkanalyse – analysiert und interpretiert das literarische Frühwerk der deutsch-jüdischen Schriftstellerin Barbara Honigmann (geb. 12. Februar 1949 in Ostberlin). Die Schriftstellerin verlässt Mitte der achtziger Jahre mit ihrer Familie die ehemalige DDR und findet in Straßburg (Frankreich) eine neue Heimat. In der Dissertation werden der Erzählband Roman von einem Kinde (1986) und die Romane Eine Liebe aus nichts (1991) und Soharas Reise (1996) aus der Sicht verschiedener Fachwissenschaften beleuchtet. Die meisten Texte sind nach ihrer Emigration in Frankreich entstanden. Methodisch werden die Texte nach der Erzähltextanalyse von Sönke Finnern analysiert. Das Judentum und jüdische Religiosität bilden dabei das gemeinsame Zentrum der literarischen Werke Barbara Honigmanns (Hans Otto Horch). In differenzierter Weise werden unterschiedliche jüdisch-theologische Aspekte wie Gottesfrage, Bedeutung der jüdischen Feste, Riten und Exilerfahrung anhand der Werke herausgearbeitet. Aus literaturwissenschaftlicher Sicht wird der Aspekt des exterritorialen Schreibens betont (Andreas Kilcher). Dabei wird die besondere Perspektive als Autorin der sogenannten zweiten Generation nach der Shoah hervorgehoben (Hartmut Steinecke). Georg Langenhorst macht auf die Bedeutung Honigmanns im Kontext des religionspädagogischen Diskurses unter interkultureller und interreligiöser Fragestellung aufmerksam. Die Erzählte Religion bildet das Zentrum der literarisch-theologischen Werkanalyse. Die Kategorie der Grenzerfahrung bzw. der Liminalität rückt dabei in das Zentrum der Verhältnisbestimmung (Victor Turner und Dirk Hohnsträter). Auf der theologischen Ebene werden die jüdischen Konzepte von makom (hebr. Ort), galut (hebr. Exil) und jetzirat (hebr. Schöpfung) herausgearbeitet. Die jüdische Erfahrung von Heimat und Heimatlosigkeit wird hervorgehoben (Yannif Feller). Die Arbeit schließt mit einer Einordnung der Werkinterpretation in den Bereich Literatur und Ritual (Wolfgang Braungart).
Jährlich erkranken in Deutschland etwa 10.000 Menschen an einem bösartigen Tumor der Mundhöhle und des Rachens. Diese Tumoren stellen weltweit etwa 4-5% aller Malignome dar. Die Prognose ist trotz sich verändernder Behandlungsmöglichkeiten in den letzten Jahrzehnten weitgehend konstant. Die durchschnittliche Sterblichkeit liegt weltweit für Männer bei etwa 3 - 4 / 100.000 und bei Frauen etwa bei 1,5 - 2 / 100.000.
Der verlässlichste prognostische Marker der Tumorerkrankung ist das Tumorstadium bei Erstdiagnose. Vermutlich entsteht ein großer Anteil der Malignome aus Vorstufen. Daher ist die Früherkennung eine bedeutende Möglichkeit die Morbidität und Letalität dieser Erkrankung zu reduzieren. Die Hauptrisikofaktoren sind Tabak- und Alkoholkonsum.
In Rahmen der epidemiologischen Querschnittsstudie „Study of Health in Pomerania“ wurden von 2008 – 2012 in der Follow-Up-Studie (SHIP-2) und einer zweiten Kohorte SHIP-Trend-0 bei 6078 Probanden die intraorale Schleimhaut untersucht. Zusätzlich wurde eine Reihe von medizinischen, zahnmedizinischen und sozioepidemiologischen Daten bei diesen Probanden aufgenommen. Bei 189 Probanden wurde eine auffällige Schleimhautläsion entdeckt, was einer Punktprävalenz von 3,1% entspricht. Die vorliegende Arbeit basiert auf den Schleimhautläsionen, die bei 102 Probanden fotodokumentiert werden konnten.
In der bevölkerungsrepräsentativen Studienpopulation waren Exophytische Neubildungen (39,6%) die meist prävalenten Schleimhautläsionen, gefolgt von homogenen Leukoplakien (35,8%), Lichen ruber mucosae (6,6%) und Erythroplakien (3,8%). Die Befunde waren vor allem auf der Wangenschleimhaut (31,3%), dem Alveolarfortsatz (24,2%), der Zunge (18,1%) und der Lippe (14,1%) lokalisiert. Alle von uns diagnostizierten Lichen ruber mucosae befielen das Planum buccale.
Hinsichtlich der bekannten Risikofaktoren für orale Plattenepithelkarzinome und deren prämalignen Vorstufen konnte von uns eine erhöhte OR für das Vorliegen einer Leukoplakie bei aktuellem Tabakkonsum von 3,24 nachgewiesen werden. Erhöhter Alkoholkonsum als isolierter Risikofaktor ließ sich nicht nachweisen. Kürzere Schulbildung war ebenfalls mit einem höheren Risiko an einer Schleimhautläsion vergesellschaftet. Die OR betrug 1,84 für Schleimhautläsionen und 3,31 für Exophytische Neubildungen bei einer Schulbildung von weniger als 10 Jahren. Teilnehmer die lange nicht bei zahnärztlichen Untersuchungen waren, wiesen ein erhöhtes Vorkommen von Schleimhautläsionen auf. Es zeigte sich ein erhöhtes Auftreten von Schleimhautläsionen bei Vorliegen einer schweren Parodontitis. Dies ließ sich ebenfalls bei messbarem klinischen Attachmentverlust und einer erhöhten mittleren Sondierungstiefe nachweisen. Studienteilnehmer mit Übergewicht (erhöhter BMI) zeigten ebenfalls ein erhöhtes Risiko für das Vorliegen einer Schleimhautveränderung.
Unsere Daten entsprechen den epidemiologischen Daten der weiteren Prävalenzstudien für Deutschland. Trotz methodischer Einschränkungen kann die vorliegende Studie Hinweise auf die Verteilung der Mundschleimhauterkrankungen in der Bevölkerung Vorpommerns geben. Durch eine Beeinflussung des Risikoverhaltens der Bevölkerung könnte die Letalität deutlich reduziert werden. Konkrete Maßnahmen wären entsprechende Präventionsprogramme der veränderbaren Risikofaktoren.
Zusammenfassung
Die Forschungsfragen sind:
(a) Wer sind die relevanten Akteure auf dem Gebiet der Umweltbildung im Waterberg Distrikt?
(b) Wie sind die Akteure vernetzt und welche Kooperationen existieren?
(c) Welche Bevoelkerungsgruppen partizipieren an den bestehenden Umweltbildungsangeboten?
Die Hypothese ist, dass insbesondere einkommensschwache Schichten der schwarzen Bevölkerung nicht an den Angeboten teilnehmen.
Das Untersuchungsgebiet Waterberg Distrikt in der Limpopo Provinz wird wie viele andere laendlich gepraegte Distrikte in Suedafrika von ungleichen Machtverhaeltnissen, hoher Arbeitslosigkeit und Spaetfolgen der Apartheid bestimmt. Es gibt nur wenige Studien, die die aktuelle Situation der Umweltbildung im Waterberg Distrikt ausreichend
analysieren (Baber, de Klerk und Walker 2003).
Die Arbeit basiert auf der Nutzung mehrerer sozialempirischer Methoden, wie schriftliche und muendliche Befragungen (Interviews) waehrend der Forschungsaufenthalte
zwischen 2009 und 2018/19 sowie Feldbeobachtungen zwischen 1995 und 2018/19 im Untersuchungsgebiet Waterberg Distrikt. Alle in der Forschungsarbeit befragten Akteure (Schulen, Wildtierfarmen, Naturreservate) vermitteln Umweltbildung. Ein einheitliches Konzept der Akteure in der Umweltbildung für den Waterberg Distrikt gab es bisher nicht, hier setzt die Untersuchung an.
Die Diskrepanz zwischen wohlhabenden weißen Landbesitzern und Investoren auf der einen Seite, und den kleineren, armen Gemeinden mit vorwiegend schwarzen Bevoelkerungsgruppen auf der anderen Seite ist für die Region praegend. Weitere Hindernisse für eine Teilnahme an den Umweltbildungsangeboten sind Chancenungleichheit in der
Bildung. Das Potenzial der Umweltbildung für eine nachhaltige Entwicklung des Waterberg Distrikts ist vorhanden und die Arbeit zeigt auf, wie die Arbeit der Akteure gestärkt und Synergien besser genutzt werden können.
Der im Waterberg Distrikt gut etablierte Oekotourismus kann durch bessere Vernetzung mit der Umweltbildung profitieren und somit zum wirtschaftlichen Aufschwung in der Region beitragen. Der Ökotourismus kann sich zukuenftig mit verschiedenen Varianten, wie Natur-, Agro-, Geo-, Biopark- und Wissenschaftstourismus weiter profilieren.
Das Waterberg Biosphaerenreservat spielt nicht nur eine herausragende Rolle in den Raumentwicklungsplaenen der Limpopo Provinz und vor allem im Waterberg Distrikt,
sondern auch im Oekotourismus und in der Umweltbildung. Umwelterbe, Artenvielfalt und oekologisch sensible Gebiete muessen aktiv geschuetzt und verwaltet werden und es
gilt sicherzustellen, dass sie nicht durch andere Aktivitaeten (z.B. Minenprospektionen) beeintraechtigt werden.
Das Waterberg Biosphaerenreservat sollte in seinen originaeren Aufgaben gestaerkt werden, damit die gesamte Bevoelkerung des Distrikts besser integriert wird und vom Biosphaerenreservat profitieren kann. Es liegt vor allem in der Verantwortung der Waterberg Distriktverwaltung, das Biosphaerenreservat zu unterstuetzen und weiterzuentwickeln (vgl. Blaauw 2018). Somit kann es zukuenftig die langfristige Lebensfaehigkeit der einzigartigen Landschaft foerdern, lokale Identitaet und Stolz schaffen und die Abwanderung aus laendlichen Gebieten in die Metropolen verringern. Mithilfe der Nutzung von Synergieeffekten und weitreichenderen Kooperationen werden langfristig auch die Lebensgrundlagen, Einkommen sowie Beschaeftigung der benachteiligten schwarzen Bevölkerungsgruppen in der Region verbessert. Eine Partizipation aller Interessensgruppen und kollektive Entscheidungsfindung, basierend auf wissenschaftlichen Erkenntnissen, wird die Gemeinschaft staerken, um die Bevölkerung auf die globalen Herausforderungen der Zukunft vorzubereiten (vgl. UNESCO 2015)
Die vorliegende Arbeit untersucht eine individualisierte und schülerzentrierte Lernumgebung auf der Basis von Kompetenzrastern und vergleicht diese mit einem konventionellen lehrergeführten Unterricht. Der erste Teil der vorliegenden Dissertation beschreibt die Entwicklung der Lernumgebung und skizziert die theoretischen Hintergründe der motivationalen Entwicklung von Schüler*innen. Anschließend vergleichen drei Studien beide Lernumgebungen hinsichtlich der motivationalen Variablen und des Zusammenspiels dieser, um einerseits beide Lernumgebung zu evaluieren und andererseits Prädiktoren von Motivation und Lernverhalten zu untersuchen. Alle drei Studien basieren auf einer Stichprobe von 1,153 Schülerinnen und Schülern im Alter von 12 bis 18 Jahren (M = 13.97, SD = 1.37, 49% Mädchen).
Studie 1 untersucht, ob wahrgenommene Autonomie die Beziehung von Selbstwirksamkeit einerseits und der Lernstrategienutzung anderseits mediiert. Latente Mittelwertsvergleiche und Mehrgruppen-Mehrebenen-Strukturgleichungsmodelle wurden durchgeführt um die Hypothesen zu untersuchen. Die Ergebnisse legen nahe, dass wahrgenommene Autonomieunterstützung die Beziehung zwischen Selbstwirksamkeit und Lernstrategien mediiert, allerdings ausschließlich für Schülerinnen und Schüler in der schülerzentrierten Lernumgebung auf der Basis von Kompetenzrastern.
Studie 2 untersucht, ob Kompetenzunterstützung die Beziehung vom akademischen Selbstkonzept und der Leistungsmotivation unterschiedlich für Schülerinnen und Schüler aus einer lehrergeführten und einer schülerzentrierten Lernumgebung auf der Basis von Kompetenzrastern mediiert. Latente Mittelwertsvergleiche und Mehrgruppen-Strukturgleichungsmodelle wurden konzipiert, um die Hypothesen zu untersuchen. Die Mehrgruppen-Strukturgleichungsmodelle zeigen, dass Kompetenzunterstützung ausschließlich in der schülerzentrierten Lernumgebung auf der Basis von Kompetenzrastern die Beziehung vom akademischen Selbstkonzept und der Leistungsmotivation mediiert, vor allem für Schülerinnen und Schüler in der frühen Adoleszenz.
Studie 3 untersucht den reziproken Zusammenhang zwischen Leistungsemotionenn und selbstbestimmter Motivation. Latente Mittelwertsvergleiche und autoregressive cross-lagged Panel Analysen wurden durchgeführt, um die Hypothesen zu untersuchen. Reziproke Beziehungenn wurden nicht nachgewiesen. Allerdings konnte aufgezeigt werden, dass ausschließlich in der schülerzentrierten Lernumgebung auf der Basis von Kompetenzrastern positive Leistungsemotionen (i.e., Lernfreude) selbstbestimmte Formen der Motivation vorhersagen.
Die vorliegende Arbeit wird abgeschlossen durch eine Zusammenfassung der Ergebnisse, praktische Implikationen für die Schulpraxis, sowie durch ein Limitationskapitel.
Diese zweistufige Studie kombiniert (i) eine systematische Suche zur Identifikation von Wiederbelebungs-Apps, eine Beurteilung auf Leitlinienadhärenz und Evaluation der Nutzerfreundlichkeit, mit (ii) einer Kohortenstudie zur Messung des Einflusses einer App auf Qualitätsparameter der Laienreanimation. Es wurde von der Hypothese ausgegangen, dass eine leitlinienadhärente, benutzerfreundliche App, die medizinische Laien in Echtzeit zu Wiederbelebungsmaßnahmen anleitet, die Reanimationsqualität verbessert.
In der ersten Stufe konnte die systematische App-Suche von 16 Stichworten zum Thema Wiederbelebung 3.890 Treffer erzielen und so die Nebenhypothese belegen, dass sich in den gängigen Stores eine Vielzahl von Apps zum Thema Reanimation befindet. Nach Anwendung definierter Ausschlusskriterien konnten 34 Apps identifiziert werden, von denen sich nur 5 als leitlinienadhärent herausstellten. Dies bestätigt die Vermutung, dass wenige, der auf dem Markt verfügbaren Apps zur Echtzeit-Anleitung einer Herzdruckmassage, konform mit den Europäischen Leitlinien zur Wiederbelebung sind. Es wurden 2 Apps wegen technischer Probleme ausgeschlossen. Weiterführend ergab die Testung auf Nutzerfreundlichkeit mittels der System Usability Scale, dass nur 1 von 3 Apps eine überdurchschnittliche Nutzerfreundlichkeit aufwies. Die geringe Rate an Benutzerfreundlichkeit wurde vorher vermutet. Die App mit der größten Benutzerfreundlichkeit wurde in der zweiten Stufe durch ein Reanimationsszenario mit 2-minütiger Kompressionszeit auf ihren Einfluss auf Qualitätsparameter in der Laienreanimation getestet. Dabei wurden 3 Studienarme gebildet: 1. Kontrollgruppe (n=74), 2. fakultative App-Nutzer (n=65) und 3. obligate App-Nutzer (n=61). Die Ergebnisse der Szenarien zeigen, dass sich entgegen der Erwartung die Hands-Off-Zeit durch das Nutzen der App signifikant verlängerte. Gleichzeitig war, wie vermutet, die Anzahl der Kompressionen mit korrekter Kompressionstiefe und korrekter Kompressionsfrequenz in der obligaten App-Gruppe signifikant höher. Die Hypothese, dass die App von den Nutzern als hilfreich empfunden wurde, konnte bestätigt werden.
Eine Priorisierung zwischen der Hands-Off-Zeit und wichtigen anderen Qualitätsparametern, wie Kompressionstiefe und Kompressionsrate ist nicht möglich, weshalb die primäre Hypothese nicht uneingeschränkt bestätigt werden kann. Aus dieser Studie ergibt sich der Bedarf zur Einführung einer systematischen Qualitätskontrolle von gesundheitsbezogenen Apps und weiterer Studien über den Einfluss solcher untersuchten Apps auf die Qualitätsparameter der Laienreanimation.
In Germany, basic data on the biology, ecology and distribution of rare mosquito species are insufficiently recorded leading to knowledge gaps, for example regarding their vector potential. The introduction of new mosquito species and of the pathogens they transmit has increased the risk of diseases previously uncommon in Germany. These circumstances have led to increased efforts within the past 10 years to better understand the spatio-temporal occurrence and underlying habitat binding of mosquito species and to predict their future distribution, particularly with regard to the changing climatic conditions and changing landscape. A reliable morphological and genetic identification was lacking for several native mosquito species, which forms the basis for any robust monitoring within mosquito surveillance programs or insect conservation projects.
The aim of this thesis was to gain detailed knowledge on the current spatial and temporal occurrence, the habitat binding, and morphological and genetic features with regard to species identification for the non-native species Aedes albopictus (Skuse, 1895), the native species of the Aedes Annulipes Group, and the native and rare species Aedes refiki Medschid, 1928, Culex martinii Medschid, 1930 and Culiseta ochroptera (Peus, 1935).
The thesis compares the suitability of the local climate for the persistence of the species Aedes albopictus sporadically observed in Jena (Thuringia) from 2015 to 2018 with two populations in southern Germany. The focus was on the analysis of extreme winter temperatures and the duration below selected temperature thresholds. In addition to critical temperature conditions, aquatic habitat conditions were of importance. The results of this study suggest that the population could become established in the long term.
Through the monitoring conducted for this thesis, the very rare mosquito species Aedes refiki, Culex martinii in Thuringia and Culiseta ochroptera were rediscovered at several sites in northern and eastern Germany. It was possible to add new information on habitat binding, distribution and abundance for the considered mosquito species. The survival of these rare native mosquito species depends on the preservation of a few remaining habitats. In addition, it can be assumed that these species will become even rarer with future climate change in Germany and, therefore, should be considered endangered. In contrast, other mosquito species could benefit from an increase in average temperatures or precipitation in individual cases.
Due to the contribution to species identification, difficulties in the morphological and genetic identification of selected mosquito species native to Germany could be dispelled. Three forms each were assigned to the known morphological variants of Aedes refiki and Culiseta ochroptera and their peculiarities were described, as well as a new character for species identification was highlighted in the case of Culiseta ochroptera. Generated CO1 mtDNA sequences provide the first DNA-barcodes of Aedes refiki and Culex martinii for Germany.
In five native mosquito species of the Aedes Annulipes Group, twenty types of aberrant tarsal claws were illustrated and described in their morphology. Morphological peculiarities and an asymmetrical occurrence of the aberrant claw types were observed and possible causes for their development were discussed. Together with the development of a basic blueprint of mosquito tarsal claws, the results opened another field of research for the taxonomy, developmental biology and aquatic ecology of arthropods.
Die vorliegende Studie basiert auf der Untersuchung von 89 verschiedenen Säugetierschädeln und 14 menschlichen Schädeln aus dem Institut für Anatomie und Zellbiologie der Universität Greifswald.
Die Arbeit vergleicht die Morphologie der knöchernen Schädel der Säugetiere mit denen des Menschen. Dabei wird von kieferorthopädischen Messpunkten, wie sie beim Menschen bereits seit längerer Zeit angewendet werden, ausgegangen. Sämtliche Messpunkte, die in der Kieferorthopädie herangezogen werden, finden sich auch an den Säugetierschädeln, sodass von einem gemeinsamen Schädelbauplan ausgegangen werden kann. Systematische Untersuchungen an einer größeren Gruppe von Säugetieren mit kieferorthopädischem Ansatz wurden, soweit ersichtlich, bisher noch nicht durchgeführt. Ziel dieser Arbeit ist es damit auch, eine dementsprechende Datengrundlage zu schaffen. Die dreidimensionale Vermessung erfolgte mit dem MicroScribe 3DX Digitalisierer (Immersion Corp., San Jose, CA) sowie einem digitalen Messschieber. Die Schädel wurden entsprechend der in der Literatur angewandten Taxonomie in Gruppen eingeteilt. Aus der Ordnung der Primaten wurden die Hominoidea, Platyrrhini, Cercopithecoidea und Lemuriformes untersucht, bei den Carnivora die Feliformia, Canidae, Ursidae und Pinnipedia. Bei den Cetartiodactyla wurden Ruminantia und Suidae vermessen, bei den Mesaxonia die Equidae.
In einem ersten Teil der Arbeit kommt die klassische Morphometrie zu Anwendung. Dabei werden klassische KFO- Messpunkte wie Nasion, Menton, Gonion, Pogonion, Zygion, Spina nasialis antetior, etc. verwendet, ebenso klassische Indizes wie Bolton-Analyse, Pont- Index und Izard- Index. In einem zweiten Teil kommt die geometrische Morphometrie zur Anwendung. Diese in der Biologie und Anthropologie bereits häufiger angewandte Methode wird jetzt auch vermehrt in der Kieferorthopädie angewandt. Durch die sogenannte Procrustes Transformation können dabei die vermessenen Schädel in Form und Gestalt unabhängig von der Größe verglichen werden. Bei sämtlichen Messungen werden die Unterschiede bzw. Gemeinsamkeiten zwischen Mensch und den einzelnen Säugetierarten herausgearbeitet und tabellarisch und graphisch dargestellt.
So können die beim Menschen nachgewiesenen kieferorthopädischen Indizes auch teilweise bei den Säugetieren gefunden werden. Sowohl beim Izard- Index als auch bei der Bolton- Analyse und der Tonn- Relation können Gemeinsamkeiten festgestellt werden. Größere Abweichungen gibt es dagegen beim Pont- Index, dem Gaumenhöhen- Index und dem Gaumen- Index. Auch der Jugomandibularindex zeigt wenig Übereinstimmung mit dem Menschen.
Dass die Primaten und hier insbesondere die Hominoidea und Cercopithecoidea dem Menschen schädelbezüglich am ähnlichsten sind, war zu erwarten und kann durch die hier vorliegenden Ergebnisse auch bestätigt werden. Allerdings weichen die Primaten bei der Gaumenform stärker vom Menschen ab, während bei der Gesichts- und Kieferform eine weniger zu erwartende Übereinstimmung mit Feliformia und Canidae festgestellt werden kann.
Das evolutionsbedingt stärkste Unterscheidungsmerkmal zu den Säugetieren ist der beim Menschen im Vergleich zur Schädellänge relativ kurze Gesichtsschädel.
Die in der Literatur beschriebene Taxonomie der Säugetiere, die durch eine Vielzahl verschiedener Untersuchungen hervorgegangen ist, kann hier sowohl mit Hilfe der klassischen Morphometrie als auch insbesondere durch die geometrische Morphometrie bestätigt werden. Bei der letzteren wird nach der Procrustes Transformation durch Clusterbildung sowohl nach deutlich voneinander abweichenden, als auch nach in sich homogenen Gruppen differenziert.
Durch die in dieser Studie differenziert herausgearbeiteten anatomische Strukturen in verschiedenen Schädelbereichen würde sich zusätzlich die Möglichkeit ergeben, bei kieferorthopädischen Tierversuchen in kraniofazialen Schädelregionen das anatomisch geeignete Tiermodell zu bestimmen, d.h. nicht eine einzelne Tierart ist für alle Versuche geeignet, sondern je nach Fragestellung müssen in unterschiedlichen Schädelbereichen verschiedene Tierarten herangezogen werden.
Die chronische Nierenkrankheit (CKD) gehört neben Diabetes mellitus und Hypertonie zu den Weltgesundheitsproblemen. Aufgrund der Vielzahl von Ursachen, die zu einer CKD führen können, gibt es nur wenige gezielte Therapiemaßnahmen, die vor allem auf Veränderungen des Lebensstils der Patienten oder die Behandlung von Vor- oder Folgeerkrankungen abzielen. Um gezielter eine CKD behandeln zu können, ist es essentiell die genauen molekularen Mechanismen, die an der Entwicklung einer CKD beteiligt sind, zu identifizieren. Das intrarenale Renin-Angiotensin-System (RAS) ist eines der Systeme, die eine wichtige Rolle bei der Entwicklung einer CKD spielen. Aus diesem Grund wurde in der vorliegenden Arbeit die Bedeutung des intrarenalen RAS für die Entwicklung der CKD in zwei, voneinander unabhängigen, Versuchsreihen untersucht.
In der Versuchsreihe I wurden genetisch veränderte Mäuse (ACE-/--Mäuse) verwendet, die eine verminderte renale Angiotensin-I-Konversionsenzym (ACE)-Expression haben. Bei diesen Mäusen steht die Transkription des ACE-Gens unter der Kontrolle des Albumin-Promotors, so dass ACE bei ACE-/--Mäusen vor allem in der Leber exprimiert wird. Vor dem Hintergrund, dass das renale RAS bei einer CKD aktiviert ist und die genetische Veränderung der ACE-/--Mäuse einen Bestandteil des RAS betrifft, wurde in Versuchsreihe I untersucht, ob ACE-/--Mäuse vor einem experimentell-induzierten chronischen Nierenschaden geschützt sind. Weiterhin wurde untersucht, ob an einem möglichen Schutz die alternative renoprotektive ACE2/Angiotensin (1-7)/Mas-Rezeptor-Achse beteiligt ist.
Die Daten einer klinischen Studie unserer Arbeitsgruppe zeigten, dass sowohl die renale Angiotensinogen- als auch die renale Renin-Ausscheidung als potenzielle Biomarker einer CKD in Frage kommen. Auf Grundlage dieser Ergebnisse wurde in Versuchsreihe II untersucht, ob die renale Angiotensinogen- bzw. die renale Renin-Ausscheidung auch als potenzielle Biomarker für den zeitlichen Verlauf eines experimentell induzierten, chronischen Nierenschadens geeignet sind. In dieser Versuchsreihe wurden nur Wildtyp-Mäuse verwendet, die über einen Zeitraum von 13 Wochen untersucht wurden.
Der chronische Nierenschaden wurde bei den Mäusen beider Versuchsreihen mittels Aristolochiasäure I (AAI), 3 mg/kg Körpergewicht, i.p. an jedem 3. Tag für sechs Wochen und einer sich anschließenden behandlungsfreien Phase von weiteren sechs bis sieben Wochen induziert. Am Ende des Beobachtungszeitraums wurden die Nieren makroskopisch sowie mikroskopisch begutachtet, die glomeruläre Filtrationsrate (GFR) mittels Inulin-Clearance als Maß für die Nierenfunktion bestimmt und weitere molekularbiologische und biochemische Untersuchungen durchgeführt.
In Versuchsreihe I führte AAI nur bei Wildtyp-Mäusen zu einer statistisch signifikanten Abnahme der GFR, jedoch nicht bei ACE-/--Mäusen. Die renalen ACE2- und Mas-Rezeptor-Protein-Gehalte nahmen zwar bei beiden Mausstämmen unter AAI ab, allerdings waren beide Parameter unter basalen Bedingungen bei ACE-/--Mäusen statistisch signifikant höher als bei Wildtyp-Mäusen. Gleichzeitig führte AAI bei ACE-/--Mäusen zu einem Anstieg der renalen Angiotensin-(1-7)-Konzentration, nicht jedoch bei Wildtyp-Mäusen. Die Ergebnisse der Versuchsreihe I zeigen zum ersten Mal, dass genetisch veränderte ACE-/--Mäuse vor einem AAI-induzierten, chronischen Nierenschaden geschützt sind. Dieser Schutz könnte auf eine basal höhere renale ACE2- und Mas-Rezeptor-Expression sowie auf die Zunahme der renalen Angiotensin-(1-7)-Konzentration unter AAI und somit eine Aktivierung der renoprotektiven ACE2/Angiotensin (1-7)/Mas-Rezeptor-Achse zurückzuführen sein.
In Versuchsreihe II nahm die renale Angiotensinogen-Ausscheidung während der Behandlungsphase unter AAI zu und während der sich anschließenden behandlungsfreien Phase ab. Sie blieb jedoch während des gesamten Versuchszeitraums statistisch signifikant höher als in der Kontrollgruppe. Die renale Renin-Ausscheidung nahm ebenfalls unter AAI, allerdings auch in der Kontrollgruppe, während der Behandlungsphase zu und nahm während der behandlungsfreien Phase ab. Die Befunde der Versuchsreihe II lassen zwar keine abschließenden Aussagen zur Eignung der renalen Renin-Ausscheidung als Biomarker zu, allerdings sind die Ergebnisse zur renalen Angiotensinogen-Ausscheidung vielversprechend. Die Daten zeigen, dass die renale Angiotensinogen-Ausscheidung als Biomarker für den zeitlichen Verlauf eines AAI-induzierten, chronischen Nierenschadens bei Mäusen geeignet ist und dass das unter diesen Bedingungen mit dem Harn ausgeschiedene Angiotensinogen vermutlich überwiegend renalen Ursprungs ist.
Background: To reduce the burden of disease attributable to alcohol, screening for at-risk alcohol use in the general population is recommended. Screening is usually carried out at only one point in time although individual alcohol use may change over time and self-reported consumption may be biased by underreporting. However, there are gaps in research on temporal variability of alcohol use. Therefore, this cumulative dissertation investigated (1) changes in drinking patterns within 4 weeks; (2) changes in screening results within 12 months and factors predicting a transition from low-risk to at-risk alcohol use; (3) whether underreporting can be reduced by prompting respondents to recall their alcohol use in the past week prior to screening.
Methods: Participants were adults from the general population recruited in a municipal registry office. For the first paper, 288 alcohol users were assessed four times using Timeline Follow-Back, each one week apart. Changes in drinking patterns were analyzed using latent transition modeling. For the second paper, 831 control group participants of a randomized controlled trial were screened for at-risk alcohol use at baseline, 3, 6, and 12 months later using the Alcohol Use Disorders Identification Test - Consumption (AUDIT-C). The transition from low-risk to at-risk alcohol use was predicted using logistic regression. For the third paper, 2,379 alcohol users were screened for at-risk alcohol use using the AUDIT-C, either before or after receiving the prompt to recall their past week alcohol use. Data were analyzed using logistic regression.
Results: Within 4 weeks, 35 percent of alcohol users changed their drinking pattern. Changes were more likely for individuals with moderate or heavy compared to light drinking. Within 12 months, 30 percent of alcohol users changed their screening result. Changes were more likely for at-risk compared to low-risk alcohol users. Transitioning from low-risk to at-risk alcohol use was more likely for women (vs. men; Odds Ratio, OR = 1.66), 18- to 29-year-old adults (vs. 30- to 45-year-old adults; OR = 2.30), and individuals reporting two or more drinking days in the past week (vs. less than two; OR = 3.11). When respondents were prompted to recall their alcohol use in the past week prior to screening, they were less likely to report at-risk alcohol use compared to when the screening was conducted without prior prompt (OR = 0.83).
Conclusions: One in three alcohol users changed their consumption, some of them even within a period as short as 4 weeks. These changes might compromise the validity of screening that is commonly based on a single assessment of typical alcohol use. Furthermore, underreporting cannot be reduced by prompting individuals to recall their alcohol use in the past week prior to the screening for at-risk alcohol use. Rather, consecutive questionnaires addressing different aspects of alcohol use within a single survey might be a potential source of bias.
Tumorbiologische Charakterisierung der Tumorprogressionsfaktoren miR-1 und HSP27 im CAM-Modell
(2021)
Der HET-CAM-Assay kombiniert die Vorteile von Zellkultursystemen und Tiermodellen, indem er leicht und rasch durchzuführende, vergleichsweise kostengünstige Untersuchungen in einem physiologischen Umfeld gestattet, ohne zu den Tierversuchen zu zählen. Das schwach ausgebildete Immunsystem des Hühnerembryos und die starke Vaskularisierung der CAM ermöglichen es, onkologische Prozesse wie das Tumorwachstum und die Angiogenese zu analysieren. In dieser Arbeit wurden verschiedene Durchführungen des Assays getestet und schließlich eine Methode entwickelt, mit der sowohl maternale als auch gentechnisch veränderte Varianten der PC-Zelllinien LNCaP und PC-3 auf der CAM inokuliert und das Tumorwachstum induziert werden konnten. Nach der Etablierung dieses Modell-Systems wurden die tumorprogressiven Effekte der Mikro-RNA miR-1 und des Hitzeschockproteins HSP27 in ovo evaluiert. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass beide Faktoren Einfluss auf die Progression der PC-Tumoren auf der CAM hatten. Für miR-1 konnte erstmals die in der Literatur beschriebene tumorsuppressive Wirkung durch die Inhibition der Angiogenese in einem in vivo-Modell für das PC nachgewiesen werden. Zudem schien ihre Überexpression einen anti-proliferativen Effekt zu haben. Hinsichtlich der Funktionen von HSP27 deuteten sich Tendenzen an. Auch hier wurden erstmals angiogene Prozesse in einem in vivo Modell für das PC analysiert. Diese Untersuchungen bestätigten die postulierten tumorbiologischen Eigenschaften von HSP27 als Onkogen durch die Förderung der Angiogenese, aber auch der Proliferation.
Parodontitis als eine Volkskrankheit ist die Entzündung des Zahnhalteapparates. Sie wird durch parodontalpathogene Mikroorganismen im Biofilm der Mundhöhle verursacht und kann unbehandelt über zunehmenden Attachmentverlust und Knochenabbau bis hin zum Zahnverlust führen. In der Ätiologie ist die bakterielle Plaque der entscheidende Auslöser, während Verlauf und Schwere durch die Wirtsreaktivität und modulierende Faktoren (Genetik, systemische Vorerkrankungen, Verhaltensfaktoren) determiniert werden. Durch Bestandteile und Stoffwechselprodukte der in der Plaque enthaltenden Bakterien wird die Immunantwort des Wirtes initiiert. Infolgedessen zerstören freigesetzte proinflammatorische Mediatoren das umgebende Stützgewebe und den Knochen.
Auch das proinflammatorische Lipidmolekül Sphingosin-1-phosphat (S1P) scheint bei der Pathogenese der Parodontitis eine Rolle zu spielen. S1P ist an zahlreichen physiologischen Prozessen wie Zellproliferation, vaskulärer Barrierefunktion und Lymphozyten-Zirkulation beteiligt und beeinflusst pathologische Zustände wie beispielsweise das Entzündungsgeschehen und Osteoporose. Die zellulären Signalwege werden durch eine Familie von G-Protein-gekoppelten Rezeptoren (S1PR1 bis 5) gesteuert, wobei die S1P Ausgangskonzentrationen und die unterschiedliche Rezeptoren-Expression in den Geweben entscheidend sind. Verschiedene Studien deuten auf einen Zusammenhang zwischen Parodontitis und S1P hin: Durch Eingriff in den Knochenmetabolismus fördert S1P insgesamt die Knochen-Resorption und steigert die Expression von Zytokinen in humanen gingivalen Epithelzellen.
Im Rahmen dieser Arbeit wurde basierend auf der randomisierten Bevölkerungsstudie Study of Health in Pomerania (SHIP) untersucht, ob die individuellen S1P-Serumkonzentrationen mit der Parodontitis-Prävalenz in der SHIP-Trend-Kohorte assoziiert sind. Darüber hinaus wurden die individuellen S1P Konzentrationen mit verschiedenen Parodontitis-Variablen (Taschentiefe, klinischer Attachmentverlust, Anzahl der Zähne) und mit klassischen systemischen Entzündungsparametern (hoch-sensitives C-reaktives Protein, Leukozytenzahl, Fibrinogen) korreliert. Außerdem wurde anhand von Gewebeschnitten untersucht, inwiefern Enzyme des S1P-Stoffwechsels im Parodontalgewebe exprimiert sind und ob sich deren Expression im entzündeten Gewebe verändert.
Sowohl höhere Werte der untersuchten Parodontitis-Variablen als auch höhere Werte der untersuchten Entzündungsmarker waren konsistent mit höheren S1P-Konzentrationen assoziiert. S1P stellt somit einen potentiellen Biomarker für Parodontitis dar und ist möglicherweise in der Lage, das lokale parodontale Entzündungsgeschehen als systemische Konzentrationserhöhung im Serum zu reflektieren.
Kein Zusammenhang konnte zwischen Karies-Variablen und S1P gefunden werden, wodurch die Spezifität der Assoziation zwischen den Parodontitis-Variablen und S1P hervorgehoben wird.
Die Enzyme des S1P-Stoffwechsels waren sowohl in gesunden Gewebeproben als auch im Gewebe von parodontal erkrankten Probanden nachweisbar. Allerdings waren die Enzyme Sphingosin-Kinase 1 und S1P-Lyase im Gewebe von Probanden mit Parodontitis hochreguliert und zunehmend auch in anderen Zelltypen exprimiert, sodass womöglich ebenso die lokalen S1P-Gewebekonzentrationen bei Parodontitis erhöht sind.
Basierend auf den in dieser Arbeit gewonnenen Erkenntnissen und den bereits existierenden Studien zum Thema ist ein Zusammenhang zwischen Parodontitis und S1P anzunehmen. Bei einer Parodontitis liegen sowohl ein lokal verstärkter S1P-Metabolismus im Gewebe als auch systemisch erhöhte S1P-Konzentrationen im Serum vor.
Die postoperative Sepsis als fatale Komplikation mit potentiell tödlichem Ausgang kam in der Vergangenheit in den USA bei 0,9% aller durchgeführten Operationen vor, mit steigender Tendenz. Die Mortalität der Sepsis oder schweren Sepsis lag in Deutschland bei ca. 50%. Die postoperative Immunsuppression als Risikofaktor für das Entwickeln einer Sepsis spielt hierbei eine entscheidende Rolle. Da mit ansteigender Operationsdauer sowie Intensität einer Bauchoperation ein verschlechtertes Outcome in der Sepsis gezeigt werden konnte [88], wurde eine postoperative Immunsuppression postuliert. Um dieses Phänomen der Grundlagenforschung zugänglich zu machen, wurde ein Mausmodell entwickelt, dass nach Laparotomie eine Ileus-Dekompressionsoperation nachbildet.
Der Nervus Vagus als elementarer Bestandteil des Cholinergen Anti-inflammatorischen Signalwegs (CAP) wurde in der Vergangenheit ausführlich untersucht und sein Potential in diesem Zusammenhang aufgezeigt. Zur weiteren Charakterisierung der postoperativen Immunsuppression wurde die SID-Operation mit einer subdiaphragmalen Vagotomie kombiniert und erstmalig die hierdurch aufgetretenen Veränderungen auf Zellebene charakterisiert. So konnte gezeigt werden, dass die SID-Operation zu einem massiven Einstrom von Zellen des angeborenen Immunsystems in die Darmwand 24 Stunden nach Intervention führte, in vergleichbarem Ausmaß wie nach Induktion einer abdominellen Sepsis. Ebenfalls war eine Migration von B- und T-Lymphozyten in geringerem Ausmaß zu beobachten. In der späten Phase 5 Tage nach Intervention wurde eine erhöhte Zellzahl des adaptiven Immunsystems in der Darmwand nachgewiesen. Die SID-Operation führt somit zu einer prolongierten Immunantwort, welche sehr ausgeprägt die Zellen des angeborenen und adaptiven Immunsystems einbindet. Die subdiaphragmale Vagotomie konnte diesen Effekt an Tag 5 deutlich reduzieren bis aufheben. Im Serum ebenso wie in der Milz zeigte sich nach SID-Operation eine mehrheitlich signifikante Reduzierung der Zellen des adaptiven Immunsystems, insbesondere verstärkt an Tag 5 nach Intervention. Dieser Effekt wurde durch die subdiaphragmale Vagotomie ebenfalls abgeschwächt bzw. komplett aufgehoben. In der Antwort des angeborenen Immunsystems zeigte sich der Einfluss des N. vagus differenzierter mit Akkumulation von Neutrophilen Granulozyten im Blut 5 Tage nach SID-Operation mit intaktem N. vagus, bei vagotomierten Tieren zum gleichen Zeitpunkt signifikant erhöhten Zahlen von Neutrophilen Granulozyten in der Milz.
In dieser Arbeit konnte somit gezeigt werden, dass die Operation der Surgically Induced Immune Dysfunction eine über 5 Tage anhaltende Leukozytenmigration in die Darmwand nach sich zieht. Als Reservoir dieser Migration an den Ort des Traumas dienen möglicherweise Serum
und Milz, da hier äquivalent reduzierte Level vor allem der Lymphozyten nachgewiesen wurden.
Somit konnte durch das SID-Modell gezeigt werden, dass neben der Senkung der HLA-DR- Antigene auf Leukozyten der schiere Verbrauch von Immunzellen sowohl des angeborenen als auch des adaptiven Immunsystems ein weiterer Mechanismus der postoperativen Immunsuppression zu sein scheint.
Die langanhaltende Zellmigration zum Ort des Traumas zeigt sich zumindest zum Teil vermittelt durch den Nervus vagus, da die Lymphozyteninfiltration der Darmwand an Tag 5 nach Vagotomie fast vollständig aufgehoben ist. Die Verminderung der Zellzahlen in Serum und Milz scheint ebenfalls vagal beeinflusst zu werden. Somit zeigt sich der Nervus vagus als möglicher pharmakologischer Angriffspunkt, indem durch spezifische, bereits verfügbare, Hemmstoffe des Nervus vagus die zelluläre Immunantwort möglicherweise gebremst und somit das Ausmaß einer postoperativen Immunsuppression abgeschwächt werden könnte.
Der (Pro)Renin Rezeptor ((P)RR, auch ATP6ap2) wurde 2002 als membranständiges Protein entdeckt. Seitdem treten neben dem Renin-Angiotensinogen-Angiotensin System (RAAS) immer mehr Signalwege zu Tage, die von der Funktion des (P)RR abhängen. Hierzu zählen neben dem kanonischen Wnt – pathway und dem nicht kanonischen Wnt-PCP (planar cell polarity) auch ein Einfluss auf vesikuläre ATPasen und Transkriptonsfaktoren (PLZF Erk1/2). Wegen frühzeitig letaler Verläufe unter vollständiger (P)RR Elimination in vivo bleibt mit einer moderaten Verminderung der Expression (Downregulation) ein Weg, um die Relevanz und Beteiligung des Rezeptors weiter zu untersuchen. In der tumorösen renalen Zelllinie As4.1 wurde hierzu durch die AG Peters eine selektive (P)RR Downregulation etabliert. Die hierunter erfolgte unselektive Analyse des gesamten Transkriptoms zeigte 28 relevante Änderungen der Transkriptkonzentrationen, dessen zugehörige Genprodukte sich funktionell in zwei Gruppen teilen lassen. Einerseits waren mehrere Zilien assoziierte Transkripte nach (P)RR Downregulation erhöht, andererseits waren Zellzyklus assoziierte Transkripte vorrangig vermindert. Hieraus ergaben sich als Zielstellungen für die Arbeit:
1.) eine erneute gezielte und statisisch belastbare Überprüfung der zuvor veränderten Transkriptkozentrationen unter (P)RR Downregulation, 2.) eine funktionelle Untersuchung des Zusammenhangs von (P)RR zur ziliären Expression und dem Zellzyklus, 3.) die Analyse möglicher vermittelnder Signalwege.
Durch molekularbiologische und funktionelle Untersuchungen, Flureszenszmikroskopie und FACS Analysen, wurden im Rahmen dieser Arbeit (ad 1) die Transkriptveränderungen bestätigt, (ad 2) eine relevant verminderte Proliferationsrate und ein Zellzyklusarrest, bei gleichzeitig erhöhter Expression des primären Ziliums unter (P)RR Downregulation nachgewiesen, sowie (ad 3) Transkriptmengen Steigerungen des kanonischen und Wnt-PCP gemessen.
Ohne Analyse der zugehörigen Proteinmengen lässt sich aus den Ergebnissen nur vorsichtig schlussfolgern, dass der (P)RR (ad 1) möglicherweise im Aufbau des primären Zilium und/oder in der Entstehung von Ziliopathien beteiligt ist, (ad 2) eine (P)RR Downregulierung den Zellzyklus protrahiert und die Expression des primären Ziliums verstärkt und (ad 3) die Wnt-Signalwege dies vermitteln könnten. Neben dem ausstehenden Nachweis auf Proteinebene wäre ein gezielter Vergleich von primärem Zilium (fast ubiquitär, Zellzyklus abhängige Expression) gegenüber den spezialisierten Zilien der symptomatischen Ziliopathien (Retinitis pigmentosa, Polyzystische Nierenerkrankung) interessant, wobei in der Einordnung der Ergebnisse die Sonderrolle der hier gewählten Zellkultur (As4.1, renale Tumorlinie) berücksichtigt werden muss.
Das Nierenzellkarzinom (NZK) gehört zu den häufigsten malignen Erkrankungen in Deutschland. Während lokal begrenzte Tumoren nach chirurgischer Resektion eine sehr gute Prognose haben, liegt die mittlere 5-Jahres-Überlebensrate bei metastasierten NZK bei lediglich 17 %. Die schlechte Prognose ist unter anderem auf die Resistenz von NZK gegenüber klassischen Chemotherapeutika zurückzuführen. Moderne zielgerichtete Wirk-stoffe zeigen ein etwas besseres Ansprechen, allerdings werden komplette Remissionen nur in den seltensten Fällen beobachtet. Dies macht die Entwicklung neuer Behandlungs-methoden erforderlich.
Der Einsatz kalter atmosphärischer Plasmen (CAP) ist eine innovative und vielverspre-chende Therapieoption bei der Behandlung von Malignomen. Diverse Arbeiten zeigten eine antiproliferative Wirkung auf Krebszelllinien verschiedener Entitäten. Die Wirkung von CAP auf NZK-Zellen wurde bisher nicht untersucht und ist Gegenstand dieser Arbeit.
Wir konnten zeigen, dass CAP die Proliferation von humanen NZK-Zellen effektiv hemmt. Dies war einerseits auf die Induktion von Apoptose und andererseits auf eine Reduktion der Zellteilungsrate zurückzuführen. Neben der Wachstumshemmung konnten wir auch eine herabgesetzte Migrations- und Invasionsfähigkeit der Zellen nach CAP-Behandlung beobachten. Außerdem konnten wir zeigten, dass CAP zu einer Schädigung der Cyto-plasmamembran führt. Darüber hinaus wurde die Expression von Resistenzfaktoren durch eine CAP-Behandlung beeinflusst.
Diese in-vitro gewonnenen Erkenntnisse zeigen, dass CAP das Potential hat, die beste-henden Therapieoptionen bei NZK zu erweitern bzw. zu ergänzen.
Pestivirus-Replikons als Werkzeug für heterologe Genexpression und molekulare Charakterisierung
(2021)
Replikons sind autonom replizierende RNA-Moleküle die nicht in der Lage sind, infektiöse Viren zu bilden. Sie sind wichtige Hilfsmittel zur molekularen Charakterisierung von Viren. Außerdem werden sie erfolgreich als Expressionssystem für Proteine und zur Entwicklung von Impfvektoren eingesetzt. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde ein Replikon-basiertes Testsystem für den Nachweis spezifischer Antikörper gegen das atypische porzine Pestivirus (APPV) in Schweineseren etabliert. Auf Basis eines Klons des Virus der bovinen Virusdiarrhoe Typ 1 (BVDV) wurden die ursprünglichen BVDV Glykoproteine E1 und E2 gegen die Glykoproteine des APPV ausgetauscht. Die Expression mittels Replikon gewährleistet die natürliche Konformation der Proteine und damit die Bindung der entsprechenden Antikörper. Dieses System ermöglichte die serologische Untersuchung von 1115 Schweineseren ohne vorherige Isolation oder Zellkulturadaptation des Virus. Mit diesem neu entwickelten System konnte eine Seroprävalenzstudie gestartet und eine hohe Prävalenz von APPV in der untersuchten deutschen Schweinepopulation gezeigt werden.
Im weiteren Verlauf dieser Arbeit wurden Replikons zur Charakterisierung des atypischen Pestivirus Bungowannah Pestivirus (BuPV) eingesetzt. Während die Replikons mit Deletionen der Gene für die einzelnen Strukturproteine C, E1 und E2 oder die gesamte Strukturproteinregion keine Besonderheiten im Vergleich zu bereits untersuchten Pestivirus-Replikons aufwiesen und keine infektiösen Virionen mehr produzieren konnten, zeigten BuPV-Replikons mit ERNS-Deletion die Fähigkeit, zwei weitere Replikationszyklen zu durchlaufen und Zellen zu infizieren, allerdings mit einem sehr deutlichen Wachstumsdefizit. Dieser Defekt scheint in der Virusassemblierung und/oder der Freisetzung aus der Zelle zu liegen. Es konnte somit erstmals gezeigt werden, dass ERNS nicht essentiell für die Bildung infektiöser Bungowannah-Viren ist, jedoch sehr wichtig für eine effiziente Virusvermehrung. Diese Eigenschaft der ERNS deletieren BuPV macht diese besonders interessant als Vektoren für die Entwicklung neuer Replikon-basierter Expressionssysteme und einer Vakzinplattform. ERNS-Deletionsmutanten wurden daher auf ihre Fähigkeit hin untersucht, eine effiziente Expression verschiedener immunogener Proteine zu gewährleisten. Die Konstrukte waren dabei in der Lage, die ausgewählten Proteine effizient zu exprimieren und konnten zudem effizient zu Virus-Replikon-Partikel (VRP) verpackt und in einer trans-komplementierenden Zelllinie vermehrt werden.
Auch der für das parentale Virus beschrieben Zelltropismus konnte für die generierten BuPV-VRP gezeigt werden. Zusätzlich zu den beschriebenen Eigenschaften sind es der nicht-zytopathogene Charakter und die in den meisten Regionen fehlende Immunität gegen BuPV, die das hohe Potential dieses Systems als universellen Vakzinvektor herausstellen.
Zusätzlich wurde im Rahmen dieser Arbeit ein erstes DNA-basiertes System zur Herstellung rekombinanter BuPVs etabliert. Dieses System ermöglicht sowohl die Virusproduktion ausgehend von einem T7-RNA-Polymerase Promotor, als auch von einem Polymerase-II-Promotor. Die infektiösen Viren zeigten gleiche Wachstumseigenschaften wie Viren, welche mit dem konventionellen RNA-System generiert wurden. Auf Basis des neuen DNA-Systems konnte auch ein Replikon mit Deletion im ERNS-Gen etabliert werden. Dieser Klon zeigte nach der Transfektion eine sehr geringe Replikationsrate, konnte jedoch zur weiteren Konstruktion eines „single round infectious particle“ (SRIP) eingesetzt werden. Diese SRIP sind durch die Koexpression des deletierten ERNS in der Lage, sich selbst zu verpacken und bilden damit ein ideales System zum Transport selbst-replizierender RNA. Durch seine selbstlimitierenden Eigenschaften könnte es zur Entwicklung und Etablierung einer effizienten und sicheren Vakzineplattform eingesetzt werden. Allerdings ist dafür eine weiterreichende Optimierung notwendig.
Insgesamt zeigten die Untersuchungen, dass sich pestivirale Replikons sowohl als effizientes und schnelles Testsystem für die Untersuchung der Verbreitung neu auftretender Pestiviren, als auch zur Entwicklung effizienter RNA- und DNA-basierter Transport- und Verpackungssysteme viraler Proteine, eignet.
Das Glioblastoma multiforme zählt bis heute trotz multimodaler Therapieansätze zu den prognostisch ungünstigsten malignen Neoplasien des Menschen. Ein mittleres Überleben von etwa 15 Monaten unter der derzeitigen Standardtherapie konnte trotz intensiver Forschung bislang nicht wesentlich gesteigert werden. Die hohe Proliferationsrate und das ausgeprägte infiltrative Wachstum sowie die fehlende Radio- und Chemosensitivität dieser Tumorentität limitieren bis dato die therapeutischen Optionen. Vor diesem Hintergrund ist die Etablierung alternativer Therapieansätze eine vordringliche Forschungsaufgabe. In Glioblastomen konnte eine erhöhte Expression von Komponenten der Endothelin-Achse sowie der Cystein-Protease Cathepsin B nachgewiesen werden. In anderen malignen Neoplasien wie dem Kolon-, Mamma- oder Prostatakarzinom vermochte die Hemmung dieser Hormone/Enzyme die proliferative und migratorische Aktivität der Tumorzellen zu vermindern, wobei gewebespezifische Differenzen sowie Ambivalenzen der Inhibitionsresultate zu beobachten waren. In dieser Dissertation sollte unter in vitro-Bedingungen das Expressionsverhalten der Glioblastomzelllinien LN 18 und U 87 MG hinsichtlich obig genannter Systeme sowie der Einfluss einer dualen Blockade der Endothelin-Rezeptoren A und B durch Bosentan bzw. der selektiven Inhibition von Cathepsin B durch CA-074 Me auf die zelluläre Proliferation und Migration untersucht werden. Mittels quantitativer RT-PCR konnte in beiden Zelllinien – verglichen mit gesundem Hirngewebe – eine erhöhte mRNA-Expression sowohl der Endothelin-Achse als auch von Cathepsin B nachgewiesen werden. Die Western-Blot- und ELISA-Untersuchungen bestätigten eine erhöhte Expression von Endothelin-1, dem ETAR und dem ETBR sowie von Cathepsin B in beiden Zelltypen. Im Weiteren wurde der Einfluss der Inhibitoren Bosentan und CA-074 Me auf die Proliferation der beiden Zelllinien im Resazurin- und Kristallviolett-Assay sowie auf die Migration im xCelligenceTM-System und im Wundheilungs-Assay untersucht. Ein signifikanter Einfluss von Bosentan konnte in den durchgeführten Experimenten in beiden Zelllinien weder für die Proliferation noch die Migration nachgewiesen werden. Für CA-074 Me zeigte sich jedoch in einer Konzentration von 10 µM ein hemmender Einfluss auf die Zellviabilität sowie die Migration der Zelllinien LN 18 und U 87 MG. Längere Inkubationszeiten und höhere Konzentrationen der verwendeten Inhibitoren, wie in der Fachliteratur beschrieben, sollten in weiterführenden Analysen in die Experimente eingeschlossen werden. Die ebenfalls in die Untersuchungen eingeschlossenen Zytostatika Doxorubicin, Teniposid und Vincristin bewirkten eine signifikante Reduktion der Zellviabilität beider Glioblastomzelllinien, während Carmustin, Lomustin und Temozolomid kaum Einfluss auf diese Zellen nahmen. Weder Bosentan noch CA 074 Me führten dabei zu einer signifikanten Modulation der Zytostatika-Wirkungen. Alle untersuchten Zytostatika verursachten zudem eine verminderte Migration der Glioblastomzellen in vitro, jedoch war das Ausmaß dieser Migrationshemmung sehr unterschiedlich. Auch hier konnte kein Einfluss von Bosentan oder CA 074 Me auf die durch die Zytostatika verursachte Hemmung der Zellmigration beobachtet werden. Die Komplexität und Multifunktionalität beider Hormon-/Enzymsysteme innerhalb verschiedener Zellkompartimente und Gewebetypen machen weitere Untersuchungen in vitro und in vivo notwendig, um das Potenzial beider Systeme für einen gezielten Einsatz in der Tumortherapie bzw. der Behandlung des Glioblastoms vollends zu klären. Zudem muss berücksichtigt werden, dass bei Verwendung pharmakologischer Hemmstoffe unspezifische bzw. pleiotrope Effekte nicht gänzlich ausgeschlossen werden können, weshalb weiterführende Analysen mit gezielter, genetischer Ausschaltung der Zielgene, beispielsweise mittels siRNA oder CRISPR/Cas9-Technologie, sinnvoll erscheinen.
Universal products provide an axiomatic framework to study noncommutative independences general enough to include, besides the well known "single-faced" case (i.e., tensor, free, Boolean, monotone and antimonotone independence), also more recent "multi-faced" examples like bifree independence. Questions concerning classification have been fully answered in the single-faced case, but are in general still open in the multi-faced case. In this thesis we discuss how one can use insights in the relation between universal products and their associated moment-cumulant formula as a starting point towards a combinatorial approach to (multi-faced) universal products. We define certain classes of partitions and discuss why the defining axioms are sufficient to associate to each of them a multi-faced universal product. For the two-faced case we present our result that every positive and symmetric universal product can be produced in this fashion and we outline how these results might contribute to a classification of positive and symmetric universal products.
Drainage has commonly been a pre-requisite for the productive use of peatlands. The biased focus on agriculture, forestry and peat extraction has long ignored the destructive effects of drainage and the successive degradation of ecosystem functions of wet peatlands. Accelerated by the climate crisis, the finite nature of drainage-based peatland use is increasingly recognised. Consequently, productive land use options for wet or rewetted peatlands (paludiculture) are required as sustainable alternatives. A wide range of paludiculture plants and options of biomass utilisation are identified as suitable and promising. Despite the growing interest, experiences with and research on the economic viability of paludiculture are still rare.
This thesis addresses the lack of knowledge on paludiculture in terms of practical feasibility, costs and benefits at the farm level, market prospects and framework conditions. I selected the two currently most advanced paludicultural practices in Europe: a) Harvesting natural reed beds as a traditional ‘low-input’ paludiculture, i. e. the utilisation of existing ‘wild’ vegetation stands; b) ‘Sphagnum farming’ as a novel ‘high-input’ paludiculture including stand establishment and water management required for the active transformation from drainage-based peatland use to paludiculture. In both cases, I investigate three different biomass utilisation avenues. This thesis adds to the fields of problem-driven sustainability and land-use science. Procedures and costs of paludiculture were studied in transdisciplinary research projects in close cooperation with practitioners. Due to the novelty of the topic, I put special emphasis on the triangulation of methods and data sources: pilot trials, field measurements, semi-structured expert interviews, structured questionnaires, secondary data from trade statistics and literature. To account for uncertainty related to costs and revenues, I conduct stochastic scenario analysis (Monte Carlo simulation) for the extended contribution margin accounting of harvesting reeds and sensitivity analysis for the investment appraisal of Sphagnum farming.
Paludiculture on fens: harvesting reeds
Paper I investigates harvesting procedures for reed-dominated (Phragmites australis) vegetation stands. In many European countries special-purpose tracked machinery is applied for large-scale conservation management and the commercial harvest of thatching reed. Stochastic scenario analysis reveals a wide range of possible economic outcomes (ca. € -1000 to € 1500 ha-1 a-1) and identifies material use of reed superior to its use as a source of energy. Winter harvest of high-quality thatching reed in bundles is the most profitable option. Winter harvest of bales for direct combustion is suitable for low-quality stands and has a limited risk of loss. In the case of summer harvest, revenues for green chaff for biogas production cannot cover harvesting costs but non-market income via subsidies and agri-environmental payments may ensure profitability. While biomass for energy generation is limited to a local market, thatching reed is traded as an international commodity. The market situation for thatching reed is investigated for Europe (Paper II) and Germany (Paper III). The major reed consuming countries in Western Europe (Netherlands, Germany, UK, Denmark) rely on imports of up to 85 % of the national consumption, with reed being imported from Eastern and Southern Europe and since 2005 also from China. The total market volume for reed for thatching in Northern Germany is estimated with 3 ± 0.8 million bundles of reed with a monetary value at sales prices of € 11.6 ± 2.8 million. Most of the thatchers (70 %) did not promote reed of regional origin to their customers due to insufficient availability in the first place and a lack in quality as second reason. The cultivation of reed in paludiculture may improve quantity and quality of domestic thatching reed. An area of 6000 ± 1600 ha with an average yield of 500 bundles per hectare would allow covering the current total demand of 3 million bundles of the German thatching reed market (Paper III).
Paludiculture on bogs: Sphagnum farming
Sphagnum farming provides an alternative to peatland degradation in two ways: Firstly, Sphagnum mosses can be cultivated as new agricultural crops on rewetted peatlands. Secondly, the produced Sphagnum biomass is a high-quality raw material suitable to replace peat in horticultural growing media (Paper V). Pilot trials have demonstrated the practical feasibility of establishing Sphagnum cultures on former bog grassland, cut-over bogs and mats floating on acidic waters bodies; Paper IV compares for the three types of production sites the specific procedures, costs and area potential in Germany. Water-based Sphagnum farming is not recommended for large-scale implementation due to highest establishment costs, major cultivation risks and limited area potential. For soil-based Sphagnum farming, the most important cost positions were Sphagnum shoots to set up pilots, investment for water management and regular weed management. Bog grassland has the highest area potential, i. e. 90,000 ha in NW Germany. Paper V assesses the profitability of Sphagnum farming on former bog grassland based on extrapolating five years of field experience data (establishment ņ management ņ harvest) to a total cultivation time of twenty years. Cultivating Sphagnum biomass as founder material for Sphagnum farming or restoration was profitable even in pessimistic scenarios with high costs, high bulk density and low yields. Selling Sphagnum for orchid production was economically viable in the case of medium to high yields with a low bulk density. Cost-covering prices for Sphagnum biomass substituting peat seem achievable if end consumers pay a surcharge of 10 % on the peat-free cultivated horticultural end-product. An area of 35,000 ha of Sphagnum farming suffices to meet the annual demand of the German growing media industry for slightly decomposed Sphagnum peat.
Framework conditions affecting feasibility of paludiculture
The relation of revenues from selling biomass to its production costs is an important piece of the paludiculture feasibility puzzle. Further aspects effecting the economic viability and competitiveness of paludiculture encompass the market demand, the availability of mature technology, legal restrictions, the eligibility for agricultural subsidies, a remuneration of external benefits and the opportunity costs of present farming activities (Paper I, V). Legal and policy regulations are of major importance for land use decisions on peatlands – both for keeping up drainage and for shifting to paludiculture.
Conclusion and Outlook
This thesis provides a first assessment of the costs and profitability of large-scale harvesting of reeds and Sphagnum farming based on real-life data. The paludicultural practices investigated may be a solution for a minor share of the more than 1 million ha of peatlands drained for agriculture in Germany. Future research should also address other biomass utilisation options and other crops. Large-scale pilots are required to improve technical maturity of procedures and machinery, gather reliable data to replace assumptions on costs and revenues and study long-term effects on economics and ecosystem services. The micro-economic perspective needs to be complemented by the societal perspective quantifying and monetising external effects of peatland restoration, paludiculture and drainage-based peatland use. There is a high need for intensified research, large-scale implementation and accelerated adaption of the policy and legal framework to develop paludiculture as an economically viable option for degraded peatlands.
Analysis and Reduction of Cellular Heterogeneity in Strain Optimization of Bacillus licheniformis
(2021)
Bacillus species invest substantial resources in inherent cellular processes for pre-adaptation to environmental changes, many of which are dispensable in the controlled environment of industrial bioprocesses. The underlying physiological mechanisms are well characterized in B. subtilis, but only little is known about these processes in the closely related B. licheniformis. Moreover, experimental conditions in previous studies differ from industrial settings in most parameters, foremost in batch cultures or plate-based analysis over fed-batch processes. In this thesis, cellular heterogeneity was analyzed in B. licheniformis in optimized, nutrient-rich media in batch and fed-batch cultivations. Systematic inactivation of genes involved in biofilm formation and synthesis of the flagellar apparatus or global regulators thereof resulted in higher protein production and provided new insights into biofilm formation and cellular heterogeneity in this strain.
LPAIV H9N2 and HPAIV H5N8 clade 2.3.4.4 viruses have been frequently isolated from domestic and wild birds in Germany and they are endemic in poultry worldwide. H9N2 is known to donate gene segments to other AIV with high case fatality rate in humans (e.g. H5N1, H7N9). Similarly, H5N8 devastated poultry worldwide since 2014 and has been recently isolated from humans. Therefore, it is important to understand the genetic predisposition for adaptation of H9N2 and H5N8 AIV in poultry and mammals. In the first publication, we focused on the variable hemagglutinin cleavage site (HACS) of European and Non-European H9N2 viruses, since the HACS is a main virulence determinant of AIV in birds. We found a preferential substitution of non-basic amino acids (G, A, N, S, D, K) in the HACS at position 319 of European H9N2 viruses compared to non-European H9N2 viruses. Recombinant viruses carrying different non-basic amino acids in the HACS modulated replication in vitro. While these non-basic amino acids did not affect virulence or transmission in chickens, they modulated virulence and replication in turkeys. Moreover, H9N2 viruses with non-basic amino acids in the HACS were able to replicate in mammalian brain cells for multiple cycles even without trypsin. In the second publication, we addressed the question whether reassortment between two recent German H9N2 and H5N8 clade 2.3.4.4. B viruses is possible and analysed the impact on virus fitness in mammals and birds. We found that H9N2 PB1 and NP segments were not compatible to generate infectious H5N8 viruses and this incompatibility was due to mutations outside the packaging region. However, H9N2 NS alone or in combination with PB2 and PA significantly increased replication of H5N8 in human cells. Moreover, H9N2 PB2, PA and/or NS segments increased virulence of H5N8 in mice. Interestingly, in chickens, reassortment with H9N2 gene segments, particularly NS, partially or fully impaired chicken-to-chicken transmission. These results indicate that the evolution of H9N2/H5N8 reassortants showing high virulence for mammals is unlikely to occur in chickens. In the third publication, we focused on the NS1 protein of different HPAIV H5N8 clade 2.3.4.4 viruses from 2013 to 2019 and studied the impact of its C-terminus (CTE) variation on virus fitness in chickens and ducks. Our findings revealed a preferential selection for a certain NS1 CTE length in 2.3.4.4. H5N8 clade A (237 aa) and B (217 aa) viruses over the common length of 230 aa. Indeed, the NS1 CTE can affect virus virulence and pathogenesis in a species and virus clade dependent manner. In chickens, although there was no impact on virulence, NS1 CTE of H5N8-A and H5N8-B, regardless of the length, have evolved towards higher efficiency to block the IFN response. In ducks, NS1 CTE contributed to efficient transmission, replication and high virulence of H5N8-B. In the fourth publication, we assessed the impact of variable length of NS1 on H5N8 virus replication in human cells and virulence in mice. We showed that NS1 of H5N8-B virus unlike the vast majority of NS1 of AIV, shared preferences for short NS1 similar to human and zoonotic influenza viruses. This virus (i) was able to efficiently block IFN and apoptosis induction which might be the first steps for efficient adaptation to human cells and (ii) without prior adaptation replicated at higher levels and was more virulent in mice than H5N8-A. The virulence of the latter virus increased after shortening the NS1 similar to H5N8-B virus. Therefore, it is conceivable that truncation in NS1 is a determinant for adaptation of H5N8 in mammals irrespective of its impact on virus fitness in poultry. Findings in this dissertation indicated that HA mutations in the European H9N2 and NS1 variations in H5N8 viruses play a role in virus fitness in poultry and/or mammals. These results improve our current understanding for AIV adaptation and are useful to assess the potential of these viruses to infect mammals.
Ebolaviruses are zoonotic pathogens causing severe hemorrhagic fevers in humans
and non-human primates with high case fatality rates. In recent years, the number and
scope of outbreaks has increased, highlighting the importance of better understanding
the molecular aspects of ebolaviral infection and host cell interactions in order to be able to better control this virus.
To facilitate virus genome replication, transcription and protein expression,
ebolaviruses recruit and interact with specific host factors. These interactions play a key role in viral infection and influence virus survival and disease outcome. Based on a genome-wide siRNA screen, the three host factors CAD, NXF1 and UAP56 were
recently identified to be involved in ebolavirus genome replication and/or transcription
and/or mRNA-translation. However, mechanistical details of how these host factors
affect the ebolavirus lifecycle remained elusive.
In this thesis I analyzed the functional interactions between EBOV and these newly
identified host proteins in order to better understand the virus-host interface. To this
end I used siRNA knockdown as well as overexpression of these host proteins in
combination with different reverse-genetics based lifecycle modelling assays to
investigate the influence of CAD, NXF1 and UAP56 on individual aspects of the EBOV
lifecycle. Using these systems in relation with a host factor knockdown I was able to
show that the provision of pyrimidines by CAD plays an important role for both EBOV
genome replication and transcription, whereas NXF1 is predominantly required for
mRNA transport. I furthermore used immunofluorescence analysis to examine whether
these host factors are recruited by one or more EBOV proteins to inclusion bodies,
which represent physical sites of ebolavirus genome replication. During these
experiments, I was able to show that CAD and NXF1, and possibly also UAP56, are
recruited to EBOV inclusion bodies in order to fulfill their individual function for EBOV RNA synthesis or later steps in protein expression. Additionally, I was able to show that the uptake of NXF1 into NP-induced inclusion bodies is most likely mediated via the C-terminal domain of NP, and that the FG-repeat interaction domains of NXF1 are sufficient for recruitment. Further, my data indicate that RNA interaction of both NXF1 and NP is not required for this process, but rather important for exit of NXF1 from inclusion bodies. I therefore suggest that the viral mRNA is transferred in inclusionbodies from NP to NXF1, which leads to a rapid export of the NXF1 packed viral mRNA into the cytosol for mRNA translation.
The exact mechanism of how these host factors are recruited into inclusion bodies and whether they have similar functions in the lifecycle of other negative-sense RNA viruses still needs to be investigated. Nevertheless, this study increases our understanding of virus-host interaction of ebolaviruses, and thus helps to identify targets for the development of novel therapeutics against these viruses.
Infolge der fortschreitenden Digitalisierung und der demnächst gültigen neuen zahnärztlichen Approbationsordnung, die eine noch stärkere Einbindung des Zahnmedizinstudiums in die Medizin vorsieht, werden neue Anforderungen an die Vermittlung zahnmedizinischer Fähigkeiten gestellt. Das stetig wachsende Wissen muss in der gleichen Zeit bei Gewährleistung eines hohen Qualitätsstandards ver-mittelt, durch die Studierenden internalisiert und im Rahmen der klinischen Patien-tenbetreuung jederzeit in Form von idealen Behandlungskonzepten abrufbar sein. Abhilfe können dentale Ausbildungssimulatoren schaffen, mit Hilfe derer die Stu-dierenden sich multimedial ihr behandlungsspezifisches Wissen und Können indi-viduell aneignen können.
Diese Studie befasst sich mit der Evaluation der Vermittlung des deklarativen und non-deklarativen Wissens einer Kavitätenpräparation durch computergestützte Ausbildungssimulatoren am Beispiel des DentSimsTM, indem der Wissenserwerb und die Wissensretention hinsichtlich einer mentalen Handlungsrepräsentation ei-ner Idealkavität im Vergleich zur konventionellen Lehre in den Fokus der Untersu-chungen gerückt wurde.
Im Rahmen der Studie wurde das zweite Fachsemesters der Zahnmedizin des Zentrums für Zahn-, Mund- und Kieferheilkunde (ZZMK) der Universität Greifswald ausgewählt. Insgesamt handelt es sich dabei um 42 Studierende, aufgeteilt in eine Versuchs- und Kontrollgruppe (DG und KG) mit jeweils 21 Studenten. Die Studie ist in einen praktischen und einen theoretischen Teil gegliedert. Der praktische Teil untergliedert sich in die Qualitäts- und Prozessanalyse. Die Versuchsgruppen mussten drei praktische Übungen absolvieren, bevor anhand einer Leistungsüber-prüfung ihr Leistungsstand zur Kavitätenpräparation ermittelt wurde. Die Daten der Leistungsüberprüfung wurden dann anschließend anhand von streng definierten Qualitäts-und Prozessparametern analysiert. Die DG wurde ausschließlich durch das DentSimTM und dessen Zugang zur zwei- und dreidimensionalen Fehleranaly-se trainiert, wohingegen die KG durch die konventionelle Lehre anhand von Vorle-sungen und der Fehleranalyse mittels Tutor unterrichtet wurde.
Im anschließenden theoretischen Teil wurde anhand eines Soll/Ist-Vergleichs eine individuelle Abweichungserkennungs-Rate (AbwER) als Überprüfung der im prak-tischen Teil erworbenen mentalen Repräsentation einer Idealkavität als Sollgröße der zu präparierenden Kavitäten ermittelt. Die von den vorgegebenen Idealkavitä-ten abweichenden Kavitäten wurden mittels DentSimTM angefertigt und entspre-chend der computerinternen Vorgaben via 3D-Analyse vermessen. Anhand des hieraus entstandenen standardisierten Auswertungsbogens wurden die durch die Studierenden präparierten Zahnkavitäten auf die gezielt eingebauten Abweichun-gen (Abw) zur Idealkavität überprüft.
Die statistische Auswertung des praktischen Teils ergab ein heterogenes Bild der Ergebnisse. Die Auswertung der Qualitätsanalyse hat ergeben, dass sowohl die DG als auch die KG im intergruppalen Vergleich signifikante bessere Ergebnisse erzielen konnten. Der intragruppale Vergleich zeigte stellenweise signifikante Stei-gerungen der DG von Baseline zu Leistungsüberprüfung. Die Auswertung der Pro-zessanalyse der Leistungsüberprüfung zeigte deutliche Unterschiede zwischen den beiden Gruppen zugunsten der DG. Während allerdings der Unterschied des Gesamtwertes aufgrund der hohen Streuung statistisch nicht signifikant war, konnte die DG bei den Prozess-Einzelparametern „Gesamtdauer der Pausen“ und „Pau-sen zwischen den Knotenpunkten“ von 36o bzw. bei der „Dauer der einzelnen Kno-tenpunkte“ und der „Gesamtdauer der Präparation“ an 37mo statistisch signifikant bessere Ergebnisse erzielen.
Die Auswertung des theoretischen Teils hat ergeben, dass die DG in ihrer AbwER ein signifikant besseres Ergebnis erzielen konnte. Die DG hat also kognitiv bessere mentale Sollgrößen der Idealkavitäten entwickeln können, was wiederum auf einen erhöhten Erwerb und eine erhöhte Retention an deklarativem und non-deklarativem Wissen schließen lässt. Die für die Ermittlung der Genauigkeit der Abw-Bestimmungsfähigkeit durchgeführte Analyse zeigte darüber hinaus, dass die DG signifikant häufiger kleinere Abw im Bereich von Grad 1 (0,0-0,2mm) und Grad 2 (0,2-0,4mm) als die KG erkennt. Insgesamt weisen die signifikant besseren Er-gebnisse der AbwER der DG auf eine im Versuchsverlauf deutlich höher entwickel-te Form der mentalen Sollgröße der Idealkavität im Vergleich zur KG hin.
Somit kann geschlussfolgert werden, dass die computergestützten Dentalsimulato-ren mit ihren Möglichkeiten der virtuellen zwei- und dreidimensionalen Darstellung des Soll-/Ist-Vergleichs den Aufbau der mentalen Repräsentation der zu präparie-renden Kavität durch eine höhere Retention von deklarativem und non-deklarativem Wissen unterstützen. Inwieweit sich diese mentale Leistungssteige-rung letztendlich auf die praktischen Fähigkeiten auswirkt, sollte in weiterführenden Untersuchungen geklärt werden, da in dieser Studie zur Vermeidung eines Ceiling-Effekts auf eine erhöhte Anzahl praktischer Übungen verzichtet wurde.
Leda-1 ist ein 2010 entdecktes Transmembranprotein, das im neuronalen Gewebe exprimiert
wird. Bis zum jetzigen Zeitpunkt identifizierte Interaktionspartner sind PILRα und GABABRezeptor-
Komplexe. 2016 wurde bei einem Kleinkind eine homozygote Defizienz des
entsprechenden Gens festgestellt. Der Junge wies Dysmorphien und eine allgemeine
Entwicklungsstörung auf. Ziel dieser Arbeit ist es, Auswirkungen der Defizienz von Leda-1
im Mäusegehirn unter neuroanatomischen Gesichtspunkten zu erfassen und zu bewerten.
Die Mäusegehirne wurden makroskopisch auf Gewicht und Volumen und mikroskopisch
anhand immunhistochemisch gefärbter Hirnschnitte untersucht. Die Färbung erfolgte mit
CNPase- und GFAP-Antikörpern sowie DAPI als Gegenfärbung. Die Schichtdicken
ausgewählter Bereiche des Neocortex’, des Hippocampus und verschiedener Fasertrakte
wurden vermessen und die Astrozytendichte der CA1-Region des Hippocampus wurde
bestimmt. Zur Untersuchung der adulten Neurogenese wurden als Marker Progenitorzellen
in der subgranulären Zone des Gyrus dentatus gezählt. Anhand von In-situ-
Hybridisierungsbildern wurde das Vorkommen von Leda-1 im Mäusegehirn beschrieben.
Das Gewicht der KO-Gehirne wies keinen Unterschied zur Kontrollgruppe auf. Das
Volumen war leicht erhöht. Im Stratum moleculare und im Stratum granulare des Gyrus
dentatus wurden signifikant geringere Schichtdicken bei den KO-Tieren gemessen. Die
Astrozytendichte war im untersuchten Bereich bei KO-Tieren vermindert. Die adulte
Neurogenese wies keinen messbaren Unterschied auf. Die Auswertung der In-situ-
Hybridisierungsbilder zeigte eine weit verbreitete Expression von Leda-1 in Neuronen des
gesamten Gehirns. Besonders stark stellte sich die Expression in den Purkinjezellen des
Kleinhirns dar.
Die Defizienz von Leda-1 bewirkt verschiedene neuroanatomische Veränderungen. Die
verringerten Schichtdicken könnten auf eine alterierte Zellzusammensetzung
zurückzuführen sein. Der Einfluss von Leda-1 auf die Astrozyten kann als Wirkung auf das
Immunsystem interpretiert werden. Wahrscheinlich beeinflusst Leda-1 auch die adulte
Neurogenese. Die makro- und mikrostrukturellen Veränderungen des Mäusegehirns, die
Wirkung auf das Immunsystem und die adulte Neurogenese sowie eine mögliche
Verbindung zur Autismus-Spektrum-Störung bleiben Thema zukünftiger Forschung.
Eine Vielzahl von Faktoren kann die Entwicklung des Kindes vor und nach der Geburt
beeinflussen. Um diese Faktoren zu detektieren, wurde die Studie Survey of
Neonates in Pomerania, im Nordosten von Deutschland, initiiert.
Von 2002 bis 2008 fand die Basisuntersuchung (SNiP-I) statt. Auf die gute Teilnehmerrate
von 75% konnte mit der Nachuntersuchung (SNiP-II-Follow-up) aufgebaut
und die Querschnittsstudie zu einer Längsschnittstudie umgewandelt werden. Die
nun 9- bis 16-jährigen Kinder und Jugendlichen und deren Eltern wurden erneut zu
Themen der körperlichen und seelischen Gesundheit, zu sozioökonomischen- und
Umweltfaktoren in Form eines selbstauszufüllenden Fragebogens befragt. Es wurden
im Gegensatz zur SNiP-I Untersuchung keine Bioproben genommen.
Die Nachuntersuchung fand von Dezember 2016 bis Juli 2017 statt. Es wurde eine
Wiederteilnahmerate von 28.8% (1665 von 5725) und eine Deckungsrate von 20%
erreicht. Wie in anderen Nachuntersuchungen im Rahmen von Geburtskohorten ist
eine Verschiebung zu höherem sozioökonomischen Status festgestellt worden: die
Frauen waren älter, gebildeter und hatten ein höheres Einkommen.
Hospiz- und Palliativmedizin ist im Vergleich mit den meisten anderen medizinischen Disziplinen eine junge Entwicklung. Die Grundlage der heutigen Palliativmedizin legte Frau Dr. Cicely Saunders, eine Krankenschwester und Ärztin, die ihr Handeln ganz der Versorgung Sterbender widmete. Sie entwickelte das Versorgungsprinzip sterbender Menschen mit der Fürsorge diverser Experten unterschiedlicher Professionen. Auf Grund der jungen Entwicklung sind Untersuchungen zur Effektivität dieser Methode im europäischen Kontext rar. Aber auch im internationalen Vergleich lassen sich nur wenige, meist anders gelagerte Arbeiten finden. Die hier dargestellte Arbeit ist das Ergebnis der Untersuchung der Effektivität dieses Versorgungsprinzips durch die Einführung eines multiprofessionellen Teams auf einer neu gegründeten Palliativstation. Nach Darstellung der geschichtlichen Entwicklung und Darlegung des Bedarfs in der Bundesrepublik Deutschland werden die Ergebnisse dieser retrospektiv angelegten Arbeit ausgewertet.
Dabei wurden die Daten der über einen Zeitraum von 17 Monaten auf der Palliativstation aufgenommenen Patienten betrachtet und nach bestimmten Ein- und Ausschlusskriterien untersucht. Durch Erhebung eines bestimmten Symptomscores bei Aufnahme und Entlassung ließen sich so mittels T-Test die jeweiligen Ergebnisse vergleichen.
Zusammenfassend kann gesagt werden, dass die Implementation der spezialisierten stationären palliativmedizinischen Komplexbehandlung auf der Palliativstation des Universitätsklinikums Greifswald zu einer Verbesserung von Schmerzen, gastrointestinalen Beschwerden und psychologischen Belastungen der Patienten führt.
Das steht in Einklang mit mehreren internationalen Publikationen, auch wenn Untersuchungen zur Effizienz des eingesetzten Modells, gerade in Europa, bis zur Initiierung der Untersuchung nicht zu finden waren und auch heute noch nicht sind.
Ungeachtet dessen konnten anhand des retrospektiven Versuchsaufbaus einige Einschränkungen bzw. Schwachpunkte dieser Arbeit nachgewiesen werden.
Letztlich ließen sich anhand der durchgeführten Untersuchung weitere Felder, wie z.B. die Kosteneffizienz von Palliativstationen oder die direkte Patientenzufriedenheit eruieren. Dies könnten interessante Ansatzpunkte für zukünftige prospektive Studien darstellen, in denen die normale klinische Arbeit im Vergleich mit der spezialisierten stationären palliativmedizinischen Komplexbehandlung betrachtet werden könnte.