CHK1 verhindert Replikationsstress in resistenten Tumor-initiierenden Brustkrebszellen mit einem Reparaturdefekt in Homologer Rekombination

Chromosomale Instabilität hat einen negativen Einfluss auf das Überleben bei triple-negativem Brustkrebs sowie auch auf die gut behandelbare Untergruppe der luminalen A-Tumoren. Die erhöhte chromosomale Instabilität wird auf einen Defekt in der Homologen Rekombination (HR) zurückgeführt, die für Reparatur und Schutz der Replikation sorgt. Es ist unklar, ob nur genetische Veränderungen zu einem Reparaturdefekt führen oder ob übergeordnete Signalwege von größerer Bedeutung sind. In dieser Arbeit wird erstmalig gezeigt, dass die Regulation der HR durch die Intra-S-Phase-DNA-Schadensantwort von übergeordneter Bedeutung ist. Die Checkpointkinase ATR-CHK1 aktiviert die DNA-Schadensantwort und ist in der Lage, Replikationsstress zu verhindern. Diese Signal-kaskade kann außerdem eine reduzierte HR kompensieren und die Resistenzbildung HR-defizienter Tumore hervorrufen. Indem CHKI in vitro inhibiert wurde, konnte eine signifikante Sensibilisierung gegenüber Mitomycin C erreicht werden. Etablierte Methoden zur Identifizierung von HR-defizienten Tumoren für PARP1-Inhibitor-Therapien sollten somit um die Analyse von Genen für die Intra-S-Phase-DNA-Schadensantwort erweitert werden.

Co-infections associated with human immunodeficiency virus type 1 in women during pregnancy in rural Gabon: a cross-sectional study

HIV-Erkrankung und mit HIV assoziierte Infektionen (Koinfektionen) stellen eine Gefahr für Mutter und Kind sowie eine Herausforderung für das Gesundheitswesen dar. In dieser Arbeit wurde bei Schwangeren die Prävalenz von HIV (7 Städte in Gabun) und Koinfektionen untersucht (Lambarene: Treponema pallidum, Plasmodium spp., Loa loa, Mansonella perstans, Streptokokken der Gruppe B, Humanes Papillomavirus, Tricho-monas vaginalis, Humanes T-lymphotropes Virus Typ 1 und 2, Hepatitis-B-Virus, Schis-tosoma spp., Hepatitis-E- bzw. -C-Virus, Neisseria gonorrhoea, Chlamydia trachomatis, Epstein-Barr-Virus). Die HIV-Prävalenz betrug 3,93% bei erheblicher lokaler Varianz mit im Median drei Koinfektionen sowohl bei HIV positiven (HIV+) wie negativen Schwan-geren (HIV-). Die Prävalenz sexuell übertragbarer Infektionen (STI) war bei HIV+ höher (61,6%) als bei HIV- (40,35%). HIV+ war mit einer niedrigeren Oddsratio (OR 0,52: 95 % CI: 0,27 - 1,00) für Begleitinfektionen sowie für STI verbunden (OR 0,40: 0,21 - 0,76). Zusammenfassend waren HIV-positive Schwangere im Vergleich zu HIV-negativen weniger von Begleitinfektionen, insbesondere STI, betroffen.

Bridging the gap: Investigation of novel low-threshold treatment programs for individuals with problematic and pathological gambling

Für Menschen mit pathologischem Glücksspielverhalten besteht eine Behandlungslücke, die diese Arbeit zu verringern sucht. Zwei Studien (265 Probanden, angepasste Yale-Brown Obsessive Compulsive Scale mit Selbstbericht) zielten darauf ab, den Wissensstand über dieses Verhalten zu erweitern. Die Ergebnisse unterstützen dessen Klassifikation als Verhaltenssucht und bestätigen die Relevanz von glücksspiel-spezifischen kognitiven Verzerrungen in der Entstehung und Aufrechterhaltung. Basierend auf den gewonnenen Erkenntnissen wurden zwei niedrigschwellige glücksspielspezifische Behandlungsprogramme entwickelt und evaluiert. Die Ergebnisse der Anwendung eines "Metakognitiven Trainings" (Glücksspiel-MKT) sprechen für die Machbarkeit, Akzeptanz und Sicherheit dieses Programms für Menschen mit Glücksspielproblemen. Für das zweite Programm (n=25) konnte die Effektivität des Internetbasierten Selbsthilfeprogramms "Neustart" nur für Menschen mit hoher Symptomschwere und Komorbiditäten gezeigt werden. In diesen beiden Untersuchungen zeigten sich Schwierigkeiten in der Rekrutierung, Wiedererreichung sowie Adhärenz. Zukünftige Studien sollten individuelle Behandlungsbarrieren weiter untersuchen. Darüber hinaus könnte die Integration von motivationsfördernden Strategien einen vielversprechenden Ansatz zur Erhöhung der Adhärenz darstellen.

Postoperatives Delir im Aufwachraum – Einfluss auf kognitive Funktionen und gesundheitsbezogene Lebensqualität nach drei Monaten

Zielsetzung der prospektiven Beobachtungsstudie war die Evaluierung des Einflusses von Delir-Episoden im Aufwachraum (postanaesthesia care unit delirium; PACUDelir) auf selbstberichtete kognitive Defizite und gesundheitsbezogene Lebensqualität drei Monate nach radikaler Prostatektomie. Eingeschlossen wurden Patienten > 60 Jahre ohne vorbestehende kognitive Beeinträchtigung und mit geringem perioperativem Risiko. 15, 30, 45 und 60 Minuten nach Ankunft im Aufwachraum erfolgte ein Delir-Screening mittels der Confusion Assessment Method für die Intensivstation. Drei Monate postoperativ wurden selbstberichtete kognitive Defizite mithilfe des Cognitive Failures Questionnaire und die gesundheitsbezogene Lebens-qualität anhand des Short Form Gesundheits-fragebogens beurteilt. Anzeichen von PACUDelir traten bei 32,4% (n = 72/222) der Patienten auf und 80,2% beantworteten die nachfolgenden Fragebögen.

Es zeigte sich kein Zusammenhang zwischen dem Auftreten eines PACU-Delirs und selbstberichteten kognitiven Defiziten sowie der gesundheitsbezogenen Lebensqualität. Diese Ergebnisse implizieren, dass das Auftreten eines PACU-Delirs ein transientes Ereignis von nur begrenzter Dauer und Auswirkung auf Kognition und gesundheitsbezogener Lebensqualität ist.

Über die prognostische Wertigkeit von Körpergewichtsschwankungen in der pulmonal-arteriellen Hypertonie

Die pulmonal-arterielle Hypertonie (PAH) ist eine chronische Erkrankung mit schlechter Prognose. Die prognostische Relevanz von Körpergewichtsschwankungen wurde in Untersuchungen der Allgemein-bevölkerung und bei Patienten mit koronarer Herzerkrankung nachgewiesen. Die Fragestellung dieser Arbeit war, ob Gewichtsschwankungen als für Patienten selbst messbare Variable auch bei PAH prognostisch relevant sind. Dazu wurden retrospektiv Daten von 92 PAH-Patienten über einen medianen Zeitraum von 34 Monaten erhoben. Gewichtsveränderungen wurden als „average real variability“ (ARV) erfasst. Primärer Endpunkt war Tod jedweder Ursache, sekundärer Endpunkt das Auftreten von klinischen Verschlechterungen (CW). Patienten mit hoher ARV waren in schlechterem funktionellen und hämo-dynamischen Zustand. ARV war prädiktiv für Mortalität (hazard ratio (HR) 1,28-1,51). Häufigkeit von CW und Zeit bis zur ersten CW wurden ebenfalls beeinflusst (Incident rate ratio 1,59; HR 1,22), aber nicht unabhängig von etablierten Parametern wie C-reaktivem Protein, 6-Minuten Gehstrecke, rechtsatrialem Druck u.a.. Zusammenfassend sind Körpergewichtsschwankungen ein relevanter Prädiktor der Mortalität von PAH-Patienten und könnten deren eigenständige, engmaschige Überwachung ermöglichen.

Co-activation of Shh and Wnt signaling in murine retinal precursor cells drives ocular lesions resembling Intraocular Medulloepithelioma (IO-MEPL)

Das intraokuläre Medulloepitheliom (IO-MEPL) ist ein seltener bösartiger pädiatrischer Augentumor. Er teilt histologische und molekulare Merkmale mit dem intrakraniellen Medulloepitheliom (ETMR), für dessen Pathogenese die "sonic hedgeho" (Shh) und Wnt-Signalwege wesentlich sind. Die Genexpression humaner embryonaler Tumorzellen zeigte eine deutliche Betonung von Shh und Wnt Zielgenen sowohl in IO-MEPL wie in ETMR. Um die Bedeutung der Wnt- und Shh-Signalwege für die IO-MEPL Entstehung in vivo zu analysieren, wurden beide Signalwege in Rax- oder Sox2-positiven retinalen Vorläuferzellen unter Einsatz von induzierbaren und konditionellen Mausmodellen koaktiviert. Dies führte zu tumorähnlichen Läsionen im Auge mit extraretinaler Ausbreitung, die histomorphologische, immunohistochemische und molekulare Ähnlichkeiten zu humanen IO-MEPL zeigten. Wir haben damit (1) neue, potenziell beein-flussbare Signalwege für die Entwicklung der IO-MEPL entdeckt, (2) frühe retinale Vorläuferzellen als mögliche Ursprungszellen für diese Tumor-entität identifiziert, (3) das erste Mausmodell für diese seltene Erkrankung entwickelt und ein Zellkulturmodell für eventuelle zukünftige präklinische Arzneimittelstudien etabliert.

Influence of mechanical loading patterns on the bone material quality and the osteocyte lacuno-canalicular network

Die Anpassungsfähigkeit von Knochen als Antwort auf biomechanische Einflüsse ist primär durch Osteozyten gesteuert. Diese regulieren den Knochenauf- und -umbau vermittelt durch Osteoblasten und Osteoklasten und beeinflussen die perizelluläre Matrix. In dieser Arbeit wurde der Einfluss mechanischer und biologischer Belastungen auf den Knochen und insbesondere auf das lakuno-kanalikuläre Osteozytennetzwerk untersucht. Hierzu wurden Beckenkämme von Neugeborenen (post mortem, metabolischer und zunehmend mechanischer Stress), humane femorale Schenkelhälse mit unter-schiedlichen Hals-Schaft-Winkeln (unterschiedliche Lastverteilung) und Tibiae von Mäusen untersucht, die 4 Wochen in einer Raumstation gehalten wurden. Als Methoden wurden angewendet mikroCT (3D-Microstrukturen), zirkulär-polarisiertes Licht (Kollagenorientierung), Elekronenrückstreuung (Knochenmineraldichte), Histomorphometrie und Immunhisto-chemie (Cathepsin K, TRAP). Die postnatale Anpassung der Knochenmatrix und der Osteozytenlakunen muss neben dem Auftreten neuer bio-mechanischer Belastungssituationen als entwicklungsbedingt angesehen werden. Bei Entlastung (Mikrogravitation) geht der Knochenverlust mit einer verringerten Vitalität von Osteozyten einher. Diese Arbeit verdeutlicht den Einfluss von biomechanischer Belastung auf den Knochen, wobei insbesondere Mikrostruktur und Osteozytennetzwerk reagieren.

Stufenweise Strahlendosisreduktion in der Computertomographie des knöchernen Beckens im Leichenmodell unter Verwendung eines iterativen Rekonstruktionsalgorithmus

Das Ziel dieser Arbeit war, die Durchführbarkeit und den Umfang einer möglichen Reduktion der Strahlendosis bei CT-Untersuchungen des knöchernen Beckens im Leichenmodell zu untersuchen. An 25 Leichen wurden die Rohdaten mit einem Standard-Dosis-CT-Protokoll (SDCT) als Referenz und mit vier verschiedenen dosisreduzierten CT-Protokollen (DRCT) erfasst. Diese wurden daraufhin mittels gefilterter Rückprojektion (FBP) und zwei Stufen eines iterativen Rekonstruktionsalgorithmus (iDose4) rekonstruiert. Die rekonstruierten Daten wurden quantitativ (Cr-Dichte, Bildrauschen) evaluiert und qualitativ (Bild, zwei Untersucher) bewertet. Dabei wurden die Bildqualität und die diagnostische Annehmbarkeit der anatomischen Strukturen vorderer Beckenring, Azetabulum und hinterer Beckenring einschließlich Iliosakralgelenk anhand einer 5-Punkte-Skala beurteilt. Zusammenfassend war das DRCT-Protokoll 3 (Röhrenstrom-Zeit-Produkt: 40 mAs; Röhrenspannung: 120 kV) kombiniert mit iterativer Rekonstruktion das Untersuchungs­protokoll, welches mit 0,8 mSv die größte Dosisreduktion um 60% verglichen mit dem SDCT-Protokoll unter Gewähr-leistung einer zuverlässigen Diagnostik ermöglichte. Dieses DRCT-Protokoll ist geeignet, das Risiko stochastischer Strahlenschäden für den Patienten effektiv zu reduzieren.

Bestimmung der PD-L1-Expression auf CTCs von NSCLC-Patienten und Korrelation mit dem Therapieansprechen auf PD-(L)1-Inhibitoren

Zellen von Nicht-kleinzelligen Lungenkarzinomen (NSCLC) können als zirkulierende Tumorzellen (CTCs) im Blut nachgewiesen werden. Damit ist es grundsätzlich möglich, Fragen zum Therapieansprechen und zur Resistenzentwicklung bei NSCLC-Patienten unter Immuntherapie mit PD-(L1)-Inhibitoren zu beantworten. Ein zentrales Problem hierbei jedoch sind die niedrigen CTC-Detektionsraten. Aktuell gilt das EpCAM-basierte CellSearch®-System als Goldstandard. Unser Ziel war ein Vergleich des Oberflächenmarker-unabhängigen ParsortixTM-System mit dem CellSearch-System. In unseren 97 NSCLC-Proben zeigte sich eine signifikant höhere Detektionsrate (61 %) bei Verwendung des Parsortix-Systems (CellSearch-System: 32%). Zusätzlich evaluierten wir die PD-L1-Expression der CTCs. Es zeigte sich eine deutliche Heterogenität der PD-L1-Expression sowohl innerhalb als auch zwischen den Patienten. Es zeigte sich zum Zeitpunkt der Erstdiagnose keine Korrelation der Expression von PD-L1-positiven CTCs mit dem Anteil immunhistochemisch bestimmter positiver Zellen in den Biopsien. Darüber hinaus deuten unsere Daten daraufhin, dass eine Zunahme der PD-L1-positiven-CTCs unter Anti-PD-(L1)-Therapie ein vielversprechender Indikator für eine Resistenzentwicklung gegen PD-(L1)-Inhibitoren sein könnte.

Analysis of the retinal phenotype and comparative evaluation of the efficacy of two enzyme replacement strategies for the treatment of the retinal dystrophy in a mouse model of CLN10 disease.

Eine Erblindung aufgrund einer fortschreitenden Netzhautdegeneration gehört zu den typischen Symptomen der Neuronalen Ceroid-Lipofuszinose (NCL), einer Gruppe neurodegenerativer lysosomaler Speicherkrankheiten vornehmlich des Kindesalters. Die CLN10-Krankheit (kongenitale NCL) wird durch Dysfunktionen des lysosomalen Enzyms Cathepsin D (CTSD) verursacht. In dieser Arbeit wurde bei CTSD-defizienten Mäusen (Ctsd knockout) massive Degeneration verschiedener retinaler Zelltypen nachgewiesen. Um eine Therapiemöglichkei für diese Dystrophie zu etablieren, wurde die Wirksamkeit von zwei Enzymsubstitutionsstrategien verglichen. Die Konzentrationen von enzymatisch aktivem CTSD in mutierten Netzhäuten waren nach einer gentherapeutischen Behandlung (intravitrealen Injektionen eines für CTSD kodierenden Adeno-assoziierten Virus-Vektors) signifikant höher als nach einer zellbasierten Therapie mit CTSD-überexprimierenden neuralen Stammzellen. Die Gentherapie stellte die gestörte Autophagie und lysosomale Dysfunktion wirksamer wieder her als der zellbasierte Ansatz. Während die zellbasierte Behandlung die Netzhautdegeneration nicht verhinderte, konnte mit dem gentherapeutischen Therapieansatz die Degeneration von Photorezeptorzellen und Bipolarzellen deutlich verzögert werden. Diese Experimente deuten auf eine möglich Behandlung von CLN10 mittels Gentherapie hin.

Veränderungen der zerebralen weißen Substanz im Rahmen der Entstehung und Pharmakotherapie von Psychosen: eine Untersuchung mittels Free Water Imaging

Zelluläre und extrazelluläre Pathologien der cerebralen weißen Substanz spiegeln sich in diffusionsgewichteten MRT Techniken (dMRT) wider, u.a. im Free Water Imaging (FW) und in der fraktionellen Anisotropie des Gewebes (FAT). Diese Arbeit untersucht, 1.) ob bei Patient:innen (n=30; Kontrollen n=27) mit der Konversion vom klinischen Hochrisikostadium (CHR) zu einer manifesten Psychose (n=8) charakteristische ("Biomarker") dMRT Änderungen auftreten und 2.) ob Fischöl (FO), eine Quelle mehrfach ungesättigter omega-3 Fettsäuren, bei psychotischen Patient:innen (n=37) diese "Biomarker" beeinflussen kann. Die Ergebnisse der CHR-Studie legen nahe, dass eine reduzierte FAT bzw. erhöhte FW Werte mit einer stärkeren Positivsymptomatik (Test: Positive and Negative Syndrome Scale) sowie einem erhöhten Konversionsrisiko unter CHR-Individuen einhergehen. Die FO-Studie stützt die Hypothese, dass bestimmte Fettsäuren mit Aberrationen der weißen Substanz psychotischer Patient:innen assoziiert sind. Zusammen­genommen verdeutlichen die Ergebnisse, dass Free Water Imaging-Biomarker nützliche Indikatoren für Veränderungen der weißen Substanz im Rahmen der Entstehung und Therapie von Psychosen sind.

Cancer patients' relationship experiences and their modification in existential therapy: Impact on psychological adaptation at the end of life

Forschungsergebnisse zeigen einen positiven Einfluss einzelner adaptiver Prozesse wie Akzeptanz des Todes oder die Wahrnehmung zwischenmenschliche Beziehungen auf den Umgang mit existenziellen Belastungen (u.a. Angst vor Tod, Einsamkeit, Leiden) , die Patient:innen mit einer Krebserkrankung erleiden. Die Bedeutung von Beziehungserfahrungen, unterstützend oder belastend, insbesondere für Patient:innen, die mit Einsamkeitsgefühlen und psychischen Symptomen auf diese Belastungen reagieren, wurde nicht systematisch erforscht. Diese Dissertation untersuchte den Einfluss von Beziehungserfahrungen auf die psychische Anpassung unter Berücksichtigung des Beitrags von Bindungsvermeidung. Zu diesem Zweck wurden Daten (Selbsteinschätzungsfragebogen) von 513 früh und fortgeschritten erkrankten Patient:innen mithilfe von quantitativen (Regressionsmodelle, gemischte Modelle, mediatisiertes Pfadmodell) und qualitativen Methoden (Explikationstechnik der qualitativen Inhaltsanalyse) ausgewertet. Für die klinische Praxis zeigte sich, dass Bindungs- und Beziehungsprobleme die psychische Verarbeitung einer Krebserkrankung beeinträchtigen. Im Gegensatz zu kaum veränderbaren Bindungsmustern, können aktuelle Beziehungserfahrungen in psychotherapeutischen Behandlungen thematisiert werden. Die Förderung zwischenmenschlicher Bezogenheit kann helfen, schmerzhafte Gefühle auszudrücken und krebsbedingte Verlusterfahrungen zu verarbeiten.

Maturation of prefrontal circuitry in relationship to behavioral abilities

Prä- und postnatale Störungen der Entwicklung und Funktion von Neuronenverbänden im präfrontalen Kortex (PFC) sind mit kognitiven Beeinträchtigungen und psychiatrischen Erkrankungen assoziiert. In dieser Arbeit wurden in Mäusen (Lebensalter neonatal bis adult) mittels gezielt (Pyramidenzellen im PFC, Schicht 2/3) implantierter Optoelektroden (Lichtleiter mit extrazellulären Ableitelektroden) und Vektor-eingeführten lichtempfindlichen Ionenkanälen (Channelrhodopsin-2) die Hirnaktivität sowie morphologische Parameter (u.a. Dendritenverzweigung, Dichte der "spines") untersucht. Zur Beurteilung der kognitiven Fähigkeiten der Mäuse wurden Tests zur Objekt-Erkennung (Neu- und Wiedererkennung) und des Arbeitsgedächtnisses verwendet. Da Anästhetika (Isofluran, Urethan) die abgeleiteten Potentiale beeinflussen, wurden die Untersuchungen an wachen Tieren durchgeführt. Im PFC bildet sich die erwartete Gamma-Aktivität (30-80 Hz) innerhalb von 4 Wochen postnatal voll aus. Wird diese Entwicklung durch künstliche transkranielle Lichtstimulation von Schicht 2/3 im PFC gestört, entsteht die normale Gamma-Aktivität nicht. Diese gestörten Muster früher Gehirnaktivität sind verbunden mit kognitiven Dysfunktionen. Diese Ergebnisse helfen dabei, die Ursache von neuropsychiatrischen Erkrankungen zu entschlüsseln.

Die diagnostische Treffsicherheit im Sinne der Number Needed to Treat beim Malignen Melanom der Haut

Das maligne Melanom ist für die überwiegende Anzahl der Sterbefälle an Hauttumoren verantwortlich. Seine frühe Erkennung ist für die bestmögliche Behandlung wichtig. Die "Number Needed to Treat" (NNT), d.h. das Verhältnis von Melanomverdachtsfällen zu histologisch gesichertem Tumor, ist ein geeignetes Instrument, um Unterschiede in der Versorgungsqualität des malignen Melanoms objektiv vergleichbar zu machen. Kleinere Werte sprechen für eine höhere Versorgungsqualität. Anhand einer systematischen Literaturrecherche konnte eine große Heterogenität (Behandlerqualifikation, NNT Definition) in Bezug auf die NNT aufgezeigt werden (globaler geschätzter Mittelwert 15, Bereich 2 bis 30). Ein Vorschlag für eine allgemeingültige und vergleichbare Berechnungsgrundlage der NNT wurde erstellt und auf einen retrospektiv erhobenen Datensatz von knapp 9.000 Einsendungen eines deutschen dermatohistopathologischen Einsendelabors angewendet. Für Dermatologen aus Deutschland zeigte sich hier im internationalen Vergleich mit einer NNT von 5,8 eine treffgenaue Ansprechrate. Es besteh, jedoch Bedarf für weitere Forschung anhand eines prospektiven Studiendesigns.

New ways of controlling neurons with light: optogenetic tools designed for multimodal neuronal manipulations

Optogenetische Methoden, d.h. die genetische Manipulation von Zellen zur Reaktion auf Licht, erlauben die gezielte ex vivo und in vivo Beeinflussung der Funktion definierter Gruppen von Neuronen. Diese Arbeit zielt auf Entwicklung und Charakterisierung optogenetischer Werkzeuge mit neuen biophysikalischen Eigenschaften, mit Anwendungen in isolierten Hippocampus-Schnitten, Drosophila-Larven und Mäusen. Hierzu wurden Varianten anionenleitender, inhibierender Kanalrhodopsine (ACR) entwickelt. Während die ACRs PhobosCA und AuroraCA den Wellenlängenbereich zur optogenetischen Hemmung erweitern, ist Aion eine zeitlich optimierte Variante, die eine zuverlässige Inhibition von Neuronen über viele Stunden hinweg erlaubt. Zusätzlich wurde gezeigt, dass BiPOLES - ein Fusionsprotein aus einem blaulichtempfindlichen inhibierenden (GtACR2) und einem rotlichtempfindlichen aktivierenden Kanalrhodopsin (Chrimson) - je nach Lichtfarbe das gleiche Neuron hemmen oder aktivieren kann. Daneben ermöglicht BiPOLES die präzise optische Kontrolle des neuronalen Membranpotentials und die exklusive zweifarbige Aktivierung zweier unterschiedlicher neuronaler Populationen. Diese neuartigen optogenetische Werkzeuge erlauben neuronale Manipulationen, die mit den bisher existierenden Werkzeugen nicht erreichbar waren.

Prolongierter Intensivstationsaufenthalt bei kritisch kranken Patient:innen mit Leberzirrhose: Risikofaktoren, Prognose und Outcome

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit kritisch kranken Patient:innen mit Leberzirrhose und der Frage, ob in diesem höchst vulnerablen Patient:innenkollektiv eine prolongierte intensivmedizinische Therapie gerechtfertigt ist. Dies wird in der aktuellen Literatur kontrovers diskutiert. Aus einer Gruppe (n=1041) kritisch kranker Patient:innen mit Leberzirrhose wurden Patient:innen mit einem prolongierten Intensivstationsaufenthalt (>7 Tage, n = 335) mit Patientinnen mit kurzem Aufenthalt, (<7 Tage, n=706) verglichen, Es konnte gezeigt werden, dass der SAPS II-Score bei Aufnahme sowie spezielle intensiv­medizinische Maßnahmen (Vasopressorentherapie, mechanische Beatmung, Dialyse) und Komplikationen (Blutung, Antibiotikatherapie) als Risikofaktoren für den prolongierten Aufenthalt dienen. Bei prolongiertem Intensivstationsaufenthalt zeigte sich im Vergleich zum nichtprolongierten Aufenthalt, eine 28-/90-Tages-Mortalität oder Lebertransplantation von 48 % vs. 35 % und 62 % vs. 42 % (p < 0,001) im Vergleich zum Aufenthalt < 7 Tage. Aus der vorliegenden Arbeit kann erstmals geschlussfolgert werden, dass eine intensivmedizinische Behandlung zu einer verbesserten Überlebensrate führt und aus damit gerechtfertigt erscheint.

Einfluss antiseptischer Imprägnierung von Stentgrafts auf bakterielle Kontamination

Die antimikrobielle Imprägnierung von Gefäßprothesen (Stentcrafts) könnte schwer therapierbare Infektionen verhindern, beispielsweise bei mykotischem Aneurysmen. In einer In-Vitro-Studie wurde die antibakterielle Wirksamkeit von Rifampicin und kolloidalem Silber als Stentgraft-Imprägnierung gegen vier häufige Erreger (S. epidermidis, multiresistenter S. aureus, E. coli, P. aeruginosa) der Protheseninfektion untersucht. Die Imprägnierung erfolgte durch Spülung der Stentgrafts, anschließend wurde das Graftmaterial mit den Bakterien­suspensionen inkubiert. Adhärente Bakterien wurden mittels Ultraschall gelöst. Die Auswertung erfolgte durch das Auszählen von Bakterienkolonien auf Agar-Nährboden. Rifampicin (12 mg/ml) zeigte gegenüber allen Bakterien einen signifikanten bakteriostatischen Effekt, Silber ("Silgen Ag", 30 ppm Ag+) gegenüber E. coli. Diese Ergebnisse bestätigen den Einsatz Rifampicins im klinischen Alltag. Beachtenswert ist der bisher nicht beschriebene Effekt des Rifampicins gegenüber gramnegativen Erregern. Die signifikant bakteriostatische Wirkung des Silben bei E. coli deutet auf eine höhere Empfindlichkeit von Bakterien ohne Zellwand gegenüber Silber hin Diese Ergebnisse bieten einen Ausgangspunkt für weitere Untersuchungen mit modifizierten Protheseneigenschaften.

Biomechanische Analyse von patientenspezifischen glasfaserverstärkten Kunststoffplatten im Vergleich zu Titanplatten bei Unterkieferrekonstruktionen

Die Unterkieferrekonstruktion erfolgt in der Regel mit Osteosyntheseplatten aus Titan, zu denen Materialalternativen gesucht werden. Glasfaserplatten (GFRC) bieten durch die Strahlendurchlässigkeit und zugefügte bioaktive Glaspartikel Vorteile gegenüber Titanplatten. Die mechanische Integrität von GFRC sollte durch diese Arbeit analysiert werden. Es wurden Titanplatten und zwei unterschiedlich dicke, patienten-spezifische GFRC auf mechanische Festigkeit und Segmentspaltbewegungen in einem Unterkieferrekonstruktionsmodell untersucht. Jede Gruppe (Titan, GFRC1, GFRC2) umfasste sechs Polyurethankiefer mit zweisegmentigen Knochendefekten, welche anhand von GFRC- oder Titanplatten fixiert wurden. Eine servohydraulische Testmaschine belastete zunehmend (+ 0.15 N/Zyklus) die Verbindungsstelle mit einer Rate von 1 Hz im Bereich des linken Prämolaren. Hierbei wurden die Steifigkeit und die Segmentspaltbewegung gemessen. Alle drei getesteten Osteosynthesesysteme zeigten eine zuverlässige mechanische Integrität, wobei die Titanplatten die höchste Festigkeit aufwiesen. Zunehmende Dicke der Glasfaserplatten steigerten deren mechanische Integrität und verminderte die Segmentspaltbewegung. Es konnte erstmalig gezeigt werden, dass Glasfaserplatten eine mögliche Alternative zu Titanplatten darstellen.

Auswirkungen von Perfluorbutylpentan (F4H5) auf corneale Endothelzellen im porcinen Hornhautmodell

Bei der Therapie (z.B. durch Pars-Plana-Vitrektomie) von Netzhautablösungen, mit etwa 11/100000 eine häufige Erkrankung, werden Silikonöle zur Glaskörpertamponade eingesetzt, die auch emulsifizieren können. Diese Ölprodukte, wie etwa das "sticky silicone oil", können, durch unvermeidliche Reste nach ihrer mechanischen Entfernung, den intraokularen Druck beeinflussen, ein sekundäres Glaukom hervorrufen und das Korneaepithel schädigen. Eine physikalische Entfernung der Ölprodukte erscheint durch den Einsatz der amphiphilen Flüssigkeit Perfluorbutylpentan (F4H5) möglich, in der sich die Öle lösen. Es ist jedoch unbekannt, ob F4H5 zellschädlich ist. Ziel dieser Arbeit war daher die Untersuchung der Auswirkungen von F4H5 auf korneale Endothelzellen in einem porcinen Hornhautmodell („split corneal buttons“). Als Maß der Schädigungen wurden die Endozelldichte und morphologische Veränderungen (Reformationsfiguren, Rosettenformationen, Alizarin-rote Areale) quantifiziert. Die Ergebnisse gaben keine Hinweise auf negative Effekte nach einer Inkubation für 15 und 30 min und die in der Praxis übliche kurzzeitige Verwendung von F4H5 schädigt das Hornhautendothel nicht.

Dr. med. Espen E. Groth

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Exploration of the sputum methylome and omics deconvolution by quadratic programming in molecular profiling of asthma and COPD: the road to sputum omics 2.0

Chronisch-entzündliche Lungenerkrankungen wie Asthma und COPD (chronisch obstruktive Lungenerkrankung) sind häufig. Die in Sputumproben beobachteten Zelltypen wie Neutrophile, Eosinophile, Alveolarmacrophagen etc. sind leicht gewinn- und lagerbar (Biobank) und lassen sich einer Transkriptom-(Hochdurchsatzanalyse, RNA-Seq) und Methylom-Analyse unterziehen (Asthmatikern (n = 9), Patienten mit COPD (n = 10), gesunde Kontrollen (n = 10)). Die dabei auftretenden Probleme der lagerungsbedingten RNA-Degradierung und der Zuordnung der beobachteten Transkriptom/Methylom-Differenzen zu den einzelnen Zelltypen werden bearbeitet. Mittels ausgefeilter statistischer Verfahren wurde gezeigt, dass unter Verwendung der "RNA integrity number" ein Ausschluss kompromittierter RNA-Anteile möglich ist. Unter der Annahme, dass die molekularen Veränderungsprofile eines Zelltyps innerhalb einer der drei Versuchsgruppen identisch sind, konnten spezifische Differenzen einem Zelltyp zugeordnet werden (modifizierte multiple lineare Regression). In Makrophagen zeigten sich beispielsweise die Gene IL23A (Interleukin-23-Alpha) und CCL24 (Chemokin-C-C-Motiv-Ligand-24) innerhalb von bei Asthma differenziell methylierten Regionen liegend. Die hier beschriebenen Methoden tragen dazu bei, regulative Veränderungen auf zellulärer Ebene in gemischtzelligen Proben zu erfassen.

Stand der perkutanen endovaskulären Therapie der peripheren arteriellen Verschlusskrankheit in Deutschland – Ergebnisse aus 74 teilnehmenden Gefäßzentren

An einer peripheren arteriellen Verschlusskrankheit (PAVK) leiden circa 3 - 10% der deutschen Allgemeinbevölkerung, mit steigender Tendenz von Hospitalisierungen. Die mittleren Behandlungskosten lagen 2016 bei ca. 6000.-Euro/Fall. Zur Behandlung der PAVK stehen vielfältige konservative (u.a. Medikamente, strukturiertes Gehtraining) und invasive Behandlungsmethoden (endovaskuläre bzw. chirurgische Therapie) zur Verfügung mit jedoch unzureichenden allgemeingültigen Therapieempfehlungen. Ziel dieser Arbeit ist es, einen Überblick über die perkutane infrainguinale endovaskulare Behandlung der PAVK in Deutschland zu geben. Die PSI-Registerstudie (Perkutan Stent Infrainguinal) erfasst 74 Behandlungseinrichtungen mit 2798 innerhalb von 3 Monaten konsekutiv erfassten Patienten. Es zeigte sich u. a, dass bei einem erheblichen Teil der Patienten Leitlinienempfehlungen nicht umgesetzt wurden und dass beispielsweise bei Claudicatio intermittens häufig invasiv vorgegangen wurde, obwohl das strukturierte Gehtraining bessere Ergebnisse erzielt. Die in dieser Arbeit vorgestellten Untersuchungsergebnisse geben einen Einblick in den Stand der infrainguinalen perkutanen endovaskularen Therapie in Deutschland bei zugrunde liegender Claudicatio intermittens oder kritischer Extremitatenischämie.

Mental health and behavioural problems in children and adolescents in Germany

Etwa 18% der Kinder und Jugendlichen in Deutschland sind psychisch auffällig. Deren Probleme wirken häufig bis in das Erwachsenenalter hinein und stellen insbesondere angesichts der COVID-19-Pandemie gesundheitliche Herausforderungen dar. Diese Arbeit will das Wissen über die Epidemiologie psychischer Auffälligkeiten erweitern, um die Angebote zur Gesundheitsförderung und Prävention zu erweitern. Daten verschiedener Studien (HBSC, BELLA, ADOPT, COPSY) zur psychischen Gesundheit, zu psychischen Auffälligkeiten, Risiken und Ressourcen wurden anhand standardisierter Instrumente erfasst, wobei die PROMIS Anger Scale und der DADYS-Screen sich als valide erwiesen. Diese Daten wurden mittels deskriptiver Analysen, bivariater Vergleiche, multipler Regressionen sowie individueller und latenter Wachstumsmodelle untersucht. Es zeigte sich, dass Jungen im Vergleich zu Mädchen psychisch gesünder sind und dass psychische Auffälligkeiten in der Kindheit mit Beeinträchtigungen im Erwachsenenalter einhergehen. Elterliche Psychopathologien wurden als Risikofaktore identifiziert, Familienklima und soziale Unterstützung sind jedoch wichtige Ressourcen. Die COVID- 19-Pandemie ging mit einer geminderten Lebensqualität und einem erhöhten Risiko für psychische Auffälligkeiten einher.

Effektivität und Wirkweise der marinen Substanz Frondoside A in humanen Urothelkarzinomzelllinien

Im Jahr 2016 traten über 15000 neue Harnblasenkarzinome, in ca. 95% Urothelkarzinome, in Deutschland auf. Eine systemische Chemo- (Cisplatin, Gemcitabin) oder Immuntherapie (u.a. Pembrolizumab) ist oft nur eingeschränkt wirksam. In dieser Arbeit wurden die anti-kanzerogene Wirkung und die Wirkweise von Frondoside A (FrA), einem Triterpen-Glycosid aus Seegurken, unter Verwendung von sechs humanen urothelialen Zellkulturen, vor allem RT 112, untersucht. Die zytotoxische Wirkung von FrA (EC50 0.55 bis 2.33 uM) war deutlich höher als die von Cisplatin. Die durch FrA induzierte Apoptose war assoziiert mit einer Erhöhung von Pro-Apoptose-Faktoren (u.a. Caspase-3, -8, and -9, PARP, Bax, p21), die Hemmung der Caspase-Aktivität (z-VAD verhinderte die Wirkung von FrA jedoch nicht. Dies gilt auch für p53, dessen Ausprägung je nach Zelltyp variierte oder durch Gen-Silencing bzw. Pifithrin-α Vorbehandlung beeinflusst wurde. FrA hemmte außerdem die für Krebszellen-Resistenz wichtige Autophagie. FrA ist ein Wirkstoff, welcher unabhängig von Caspase- und p53- Aktivität Apoptose induzieren kann, und damit von klinischem Interesse.

Dr. med. Marvin Petersen

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Netzwerktopologische Aspekte der cerebralen Mikroangiopathie

Die zerebrale Mikroangiopathie (CSVD) ist eine überwiegend atherosklerotische Veränderung kleiner Gehirngefäße, die mit einem erhöhten Risiko u.a. für kognitive Beeinträchtigungen, Schlaganfall und Demenz einhergeht, der pathophysiologische Mechanismus ist jedoch unklar. Es ist bekannt, dass die MRT Parameter "peak-width of skeletonised mean diffusivity" (PSMD) und die "white matter hyperintensity" (WMH-Last) mit CSVD assoziiert sind, beide können näherungsweise der Quantifizierung einer CVSD dienen. Diese Arbeit prüft, ob Veränderungen der weißen Substanz, der "Verdrahtung" ("Konnektom") der Hirnareale, im Zusammenhang mit CSVD stehen. Hierzu wurden 930 Probanden aus der Hamburg-City-Studie mittels komplexer, diffusionsgewichteter MRT-Verfahren, der "Traktographie", untersucht. Diese liefert "Konnektivitätswerte" von "Knoten" (Hirnarealen) und "Kanten" (Faserbündel), die Aussagen über Veränderungen der globalen Netzwerktopologie erlauben. Es zeigte sich, dass vor allem bei subcortikalen, frontalen sowie interhemisphärischen und langen intrahemisphärischen Faserpopulationen eine verminderte Konnektivität mit erhöhter CSVD-Last einhergeht. Dies spricht für eine relevante Beeinträchtigung des menschlichen Hirnnetzwerks bereits in subklinischen Stadien der CSVD.

Dr. Haissam Ragab

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Perioperativer Verlauf der dynamischen cerebralen Autoregulation während Roboter-assistierter und offen retropubischer radikaler Prostatektomie

Das Lebens-Risiko für Prostatakrebs liegt in den westlichen Industriestaaten bei ca. 40 %. Die radikale Prostatektomie gilt als Therapie der Wahl in der kurativen Behandlung des lokal begrenzten Prostatakarzinoms bei Patienten mit einer Lebenserwartung von über 10 Jahren. Neben den konventionellen operativen Verfahren (RRP) kommen seit einigen Jahren zunehmend laparoskopische, Roboter-assistierte Verfahren (RARP) zum Einsatz, mit u.a.weniger postoperative Schmerzen, niedrigerem Blutverlust und kürzerer Verweildauer im Krankenhaus. Beim RARP wird der Patient in 30°- bis 45°-Kopftieflage (Trendelenburglage) und unter Einsatz eines Kapnoperitoneums durch Insufflation von CO2 operiert, was möglicherweise zu einer Störung der cerebralen Autoregulation (CA) führt. In dieser Studie wurde bei RARP- (n=102) oder RRP- (n=81) Operationen der dimensionslose Autoregulationsindex COx ermittelt. Dieser war nicht signifikant unterschiedlich zwischen RRP und RARP, die CA war jedoch mit zunehmendem Patientalter und starkem Blutdruckabfall während der Op eingeschränkt. Ältere Patienten sowie Patienten mit einem höheren Ausgangsblutdruck könnten von einem konsequenten Monitoring der CA profitieren.

Dr. Ricarda Rosprim

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Reduced mannosidase MAN1A1 expression leads to aberrant N-glycosylation and impaired survival in breast cancer

In Deutschland erkranken jährlich etwa 70000 Frauen und ca. 700 Männer an Brustkrebs, eine bei Metastasierung (lokale Lymphknoten, Skelett, Lunge, Leber, Gehirn) unheilbare Erkrankung. An den verschiedenen Schritten der Metastasierungskaskade sind membranständige Glykoproteine beteiligt, deren Struktur auch von Glykolisierungsenzymen mit bestimmt wird. Hierzu zählt die Mannosidase MAN1A1 ("Mannose-Trimming"), die bei hoher Expression mit einem längeren rezidiv-freien Überleben und Gesamtüberleben assoziiert ist. In dieser Arbeit wird unter Verwendung von Tumorzelllinien (MDA MB 231 und T47D) analysiert, ob eine verminderte MAN1A1 Funktion mit einem aggressiveren Tumorphänotyp einhergeht, wobei MAN1A1 enzymatisch (Kifunensin) und per Knock-Down (shRNA) gehemmt wurde. Unter Kifunensin-Behandlung kam es, nachgewiesen durch Western-Blot-Analyse, zu einer verstärkten Adhäsion an Endothelzellen (HPMEC) sowie einem Massenshift wichtiger N-glykosylierter Adhäsionsmoleküle (ALCAM, ICAM-1 und BCAM) . Dies deutet auf einen höheren Anteil an High-Mannose-Glykanen hin und könnte das veränderte Adhäsionsverhalten der Zellen erklären. Die in vitro Daten bestätigen die Tumorsuppressorfunktion der MAN1A1.

Dr. rer. biol. hum. Steven Schepanski

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The role of maternal microchimerism and prenatal stress for perinatal brain development and cognition

Psychische Auffälligkeiten wie ADHD oder ASD haben bei Jugendlichen eine Prävalenz von 10-20%. Diese Veränderungen können durch Störungen der intrauterinen Entwicklung des Feten ("Fetale Programmierung") mitverursacht sein. Bekannte Einflussgrößen sind Stresshormone, Zytokine und epigenetische Faktoren, der mütterliche Mikrochimärismus (MMc), d.h. die persistierende Anwesenheit mütterlicher Zellen im fetalen bzw. neonatalen Gewebe, wurde in diesem Zusammenhang bisher nicht untersucht. Unter Verwendung immundefekter Mäuse (Rag2-/-, IL-2rg-/-) wurden bei ihren Nachkommen (intrauterin: E18,5; postpartal: P8) zwei Gruppen (MMclow, MMcpos) mit unterschiedlicher quantitativer Ausprägung von MMc (Nachweis durch Fluss-Zytometrie: CD45.2+/CD45.1neg und H-2b/b/H-2d/dneg) in Hirnzellen beobachtet. Diese MMc erwerben überwiegend einen Mikroglia-Phänotyp, es sind aber auch B und T Zellen vorhanden. Bei MMclow wurden vermehrt synaptische Vesikel abgebaut mit einer Verschlechterung oszillatorischer Aktivität (4-100Hz: präfrontaler Cortex, Hippocampus)) und der Ultraschall-Kommunikation der Jungtiere. Die MMc-Häufigkeit wird bei maternem Stress erhöht; postnatal zu Makrophagen im ZNS differenziert spielen sie eine zentrale Rolle in der Gestaltung der neuronalen Verbindung und damit zerebraler Funktionen.

Entwicklung eines Risikoscores für Osteoporose bei Patienten mit Autoimmunhepatitis

Nahezu 50% der an Autoimmunhepatitis (AIH) Erkrankten älter als 50 Jahre weisen eine Osteoporose auf, die erfolgreich behandelt werden kann. Das Ziel dieser Arbeit war es, den Einfluss von AIH auf den Knochenstoffwechsel zu untersuchen und Angaben zur Prävalenz der Osteoporose zu machen. Weiterhin sollten spezifische Risikofaktoren identifiziert werden, um einen klinischen Risikoscore zu erstellen, der frühzeitig die Patienten mit erhöhtem Osteoporoserisiko erkennt. Den zentralen Bestandteil dieser Arbeit bildet eine retrospektive Querschnittsstudie von 211 Patienten mit AIH, davon 80% Frauen. U.a. wurden Knochendichtemessungen (DXA: Femurhals, lumbale Wirbelsäule) und Messungen des Bindegwebsanteil der Leber (Fibroscan: transiente Elastographie, TE) durchgeführt. 15,6 % der Patienten litten unter einer Osteoporose bzw. 42,9 % unter einer Osteopenie. Ein Alter über 54 Jahren, die Dauer einer Glukokortikoidtherapie über 90 Monaten, ein BMI von unter 23 kg/m2 und TE-Werte über 8 kPA sind unabhängige Risikofaktoren mit einem prädiktiven Wert von 0,811 für einen Knochenmasseverlust.

Humanisierte Schwerekettenantikörper für die Markierung und Tötung CD38-exprimierender Tumorzellen

CD38 ist ein Zelloberflächen-Enzym, das oft von hämatologischen Neoplasien (Multiples Myelom, Burkitt Lymphom) überexprimiert wird. Wir haben Nanobodies (Schwere-Ketten-Antikörper) aus immunisierten Lamas isoliert, die spezifisch an CD38 binden. In dieser Arbeit wurden diese Einzeldomänenantikörper an die hinge und Fc-Domänen von humanem IgG1 fusioniert, um humanisierte Schwerkettenantikörper (hcAb) zu erzeugen. Diese Antikörper wurden hinsichtlich ihrer Zytotoxizität (CDC) und Antikörper abhängigen zellulären Zytotoxizität (ADCC) gegenüber LP-1 Myelom und CA-46 Burkitt Lymphom Zelllinien untersucht. Die Kombination aus zwei unabhängig bindenden hcAb bewirkt eine starke CDC. Zur weiteren Optimierung wurden biparatopische Schwerekettenantikörper konstruiert, in denen zwei unabhängig bindende Nanobodies über einen Linker verbunden und mit der hinge, CH2 sowie CH3 Domäne von humanem IgG1 fusioniert wurden. Diese tetrameren biparatopischen hcAb sind in der Lage, Tumorzellen mittels CDC zu töten. Alle getesteten hcAb zeigen zudem eine hohe Kapazität, ADCC auszulösen. Somit bieten humanisierte Schwerekettenantikörper neue Optionen für die Therapie von CD38 überexprimierenden Neoplasien.

Dr. med. Dong Wang

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Developing new models, unveiling disease mechanisms and identifying novel therapeutic strategies for cardiovascular diseases

Vaskuloproliferative Erkrankungen (Arteriosklerose, myointimale Hyperplasie, pulmonale Hypertonie PAH) führen u.a. zu koronaren Herzerkrankungen, Myokardinfarkten und Schlaganfällen mit weltweit Millionen von Todesfällen. Auslöser sind häufig Verletzungen der Gefäßwand, u.U. nach therapeutischen Eingriffen (PTA, Endarterioektomie, Herztransplantation HTX, koronararterielle Bypass-Operation CABG), mit nachfolgend überschießenden Reparaturvorgängen (koronare Transplantatvaskulopathie CAV), die letztlich den Blutfluss beeinträchtigen können. In dieser Arbeit werden auf diese Krankheitsformen abgestimmte Kleintiermodelle entwickelt. CABG: Ratte; Einsatz eines Abschnittes der V. epigastr. inf. (Spender) in eine A. fem. (Empfänger). PTA: Maus; Aortendenudation d.h. Endothelverletzung. PAH: Ratte; Semaxanib-Monotherapie-Modell, T-Zell-defiziente Nackt-Ratten. CAV/HTX: Ratte; orthotope Aortentransplantation (Fischer-Ratte auf Lewis-Ratte), Anwendung von Thalidomid zur wirksamen Immunsuppression, um die Langzeit-Abstoßungsrate bei HTX zu senken. Als Ursache der Rejektion autologer induzierter pluripotenter Stammzellen (iPS) wurden Mutationen der mitochondrialen DNA der iPS erkannt, die Neoantigene produzieren. Es gelang erstmalig, hypoimmune humane iPS (HLA-I, -II neg, CD47 erhöht) herzustellen, die für ein Gewebeersatztherapie von großer Bedeutung sein können.