data_UMR - Forschungsdatenrepositorium (Philipps-Universität Marburg)
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Die Dynamik der Regulation der PhoQ Sensorkinase durch kleine Proteine in Escherichia coli
No full textEnterobacteria rely primarily on protein two-component systems (TCS) to sense host conditions and activate their virulence system at the correct host location. In E. coli, the PhoQ/PhoP TCS senses host-associated signals and is crucial for virulence in pathogenic E. coli. Two membrane-located small proteins regulate the sensor kinase PhoQ: MgrB inhibits PhoQ while SafA activates PhoQ. MgrB expression is regulated by the PhoQ/PhoP TCS, and SafA expression is regulated by the EvgS/EvgA TCS. The regulation of PhoQ by MgrB and SafA is presumably coordinated to allow optimal signal transduction. However, the coordination and dynamics of regulation by these two small proteins have not been studied systematically. Additionally, it is unclear how the regulation of PhoQ by MgrB and SafA plays a role under physiological conditions where both small proteins are expressed.
Here, we use a combination of transcription assays, Förster resonance energy transfer (FRET) and functional assays to address these open questions. We analysed the expression dynamics of MgrB and SafA and quantified their native levels. The obtained results show that SafA expression is upregulated very rapidly after activation of EvgS and upregulation of PhoP-regulated genes follows after a short time period. safA and mgrB are transcribed at similar amount, but MgrB protein levels are much higher. To understand how PhoQ can integrate the opposing regulation of MgrB and SafA we identified possible competition of the small proteins. Our results indicate that SafA and MgrB influence each other in binding to PhoQ depending on the relative expression levels and the more abundant protein dominates PhoQ regulation. To define additional factors that underlie this competition apart from expression levels we determined the binding affinity of MgrB and SafA to PhoQ and identified additional modulators of this interaction. We identified divalent cations (Mg2+ and Ca2+) as a modulator of PhoQ-MgrB interaction and showed that they increase binding which has functional relevance. Furthermore, we laid the experimental foundation to study how our findings relate to the survival of pathogenic E. coli in macrophages, an environment where presumably both MgrB and SafA are expressed. We identified an enteropathogenic E. coli strain that is suitable for macrophage infection and established the infection protocol. In summary, our data suggests that regulation of PhoQ by MgrB and SafA is dependent on the amounts of the small proteins which change dynamically upon encounter of activating stimuli, but is also directly modulated by external factors.Enterobakterien nutzen hauptsächlich Protein-Zweikomponentensysteme (TCS), um Wirtsbedingungen zu erkennen und ihr Virulenzsystem an der korrekten Stelle im Wirt zu aktivieren. Das PhoQ/PhoP TCS in E. coli erkennt Wirts-spezifische Signale und ist wichtig für die Virulenz von pathogenen E. coli. Zwei Membran-lokalisierte kleine Proteine regulieren die Sensorkinase PhoQ: MgrB inhibiert PhoQ während SafA PhoQ aktiviert. Die Expression von MgrB wird durch das PhoQ/PhoP TCS reguliert und die Expression von SafA durch das EvgS/EvgA TCS. Die Regulation von PhoQ durch MgrB und SafA wird voraussichtlich koordiniert, um ein optimale Signaltransduktion zu gewährleisten. Jedoch wurde die Koordination und Dynamik der Regulation durch die zwei kleinen Proteine noch nicht systematisch erforscht. Zusätzlich ist es unklar was für eine Rolle die Regulation von PhoQ durch MgrB und SafA unter physiologischen Bedingungen spielt, in denen beide kleinen Proteine exprimiert werden.
Hier nutzen wir eine Kombination aus Transkriptionsanalysen, Förster-Resonanzenergietransfer (FRET) und funktionalen Tests, um diese offenen Fragen zu beantworten. Wir analysierten die Expressionsdynamik von MgrB und SafA und quantifizierten ihre nativen Level. Die erhaltenen Ergebnisse zeigen, dass nach der Aktivierung von EvgS die Expression von SafA sehr schnell hochreguliert wird und die Hochregulierung von PhoP-regulierten Genen nach einer kurzen Zeitperiode folgt. safA und mgrB werden zu relativ ähnlichen Mengen transkribiert, aber die MgrB Proteinmengen sind viel höher. Um zu verstehen wie PhoQ die gegensätzlichen Regulationen von MgrB und SafA integrieren kann, identifizierten wir mögliche Konkurrenz der kleinen Proteine. Unsere Ergebnisse deuten an, dass SafA und MgrB sich abhängig von den relativen Expressionsleveln gegenseitig bei der Bindung zu PhoQ beeinflussen und das abundantere Protein die Regulation von PhoQ dominiert. Um zusätzliche Faktoren zu den Expressionsleveln zu identifizieren, die dieser Konkurrenz zu Grunde liegen, haben wir die Bindeaffinität von MgrB und SafA zu PhoQ bestimmt und zusätzliche Modulatoren identifiziert. Wir konnten divalente Kationen (Mg2+ und Ca2+) als Modulatoren der PhoQ-MgrB Interaktion bestimmen und zeigten, dass diese die Bindung verstärken und dies funktionale Relevanz hat. Zusätzlich haben wir den experimentellen Grundstein gelegt, um herauszufinden wie unsere Ergebnisse mit dem Überleben von pathogenen E. coli in Makrophagen zusammenhängen, einem Umfeld in dem vermutlich sowohl MgrB als auch SafA exprimiert werden. Wir haben einen enteropathogenen E. coli Stamm identifiziert, der sich für die Makrophageninfektion eignet und haben das Infektionsprotokoll etabliert. Zusammenfassend deuten unsere Ergebnisse an, dass die Regulation von PhoQ durch MgrB und SafA von den Mengen der kleinen Proteine abhängig ist, die sich nach der Begegnung von aktivierenden Signalen dynamisch verändern, aber auch direkt durch externe Faktoren moduliert wird
Wachstum und Optimierung von borhaltigen III-V-Legierungen auf (001)-Si mittels metallorganischer Gasphasenepitaxie
No full textThe ultimate goal of this work was the growth and optimization of boron containing III-V
alloys on (001)-Si substrates with a secondary emphasis on nitride-antimonide-based heterostructures for telecommunication applications. During this study, the growth and optimization processes of several boron containing alloys were presented additionally with some novel developments on nitride-antimonide-based semiconductor heterostructures. This work summarises the most pivotal results obtained during the present work, spanning a range of novel alloy compositions utilizing a variety of metalorganic precursors.Das Ziel dieser Arbeit war das Wachstum und die Optimierung von borhaltigen III-V
Legierungen auf (001)-Si-Substraten mit einem zweiten Schwerpunkt auf Nitrid-Antimonid-basierten Heterostrukturen für Telekommunikationsanwendungen. Im Rahmen dieser Studie wurden die Wachstums- und Optimierungsprozesse verschiedener borhaltiger Legierungen sowie einige neuartige Entwicklungen von Halbleiter-Heterostrukturen auf Nitrid-Antimonid-Basis vorgestellt. Diese Arbeit fasst die wichtigsten Ergebnisse dieser Arbeit zusammen, die eine Reihe neuartiger Legierungszusammensetzungen unter Verwendung einer Vielzahl metallorganischer Ausgangsstoffe umfasst
Synthesis, Properties and Reactivity of Low-Coordinate 3d-Metal Imido Complexes
No full textWithin the context of this doctoral dissertation, new trigonal imido complexes of 3d metals were synthesized, characterized and their reactivities were extensively studied. Particular interest was placed on the effects of the oxidation state of the metal precursor and the steric profile of both the ancillary ligand system and organoazide substrate. Additionally, computational methods were employed to give a better understanding of the interactions between the metal center and the nitrogen atom of the imido unit.Im Rahmen dieser Dissertation wurden neue trigonale Imidokomplexe von 3d-Metallen synthetisiert, charakterisiert und ihre Reaktivität eingehend untersucht. Besonderes Interesse lag dabei auf den Auswirkungen der Oxidationsstufe des Metallpräkursors und dem sterischen Profil, sowohl des unterstützenden Ligandensystems als auch des Organoazidsubstrats auf die Eigenschaften der resultierenden Imidometallkomplexe. Zusätzlich wurden rechnergestützte Methoden eingesetzt, um ein besseres Verständnis der Wechselwirkungen zwischen dem Metallzentrum und dem Stickstoffatom der Imidoeinheit zu erlangen
Slides zum Workshop "Bequem oder souverän? Der Cloud-basierte Arbeitsplatz der Zukunft"
No full textDieser Themenraum widmete sich der Frage, wie moderne Arbeitsplätze in Verwaltung, Forschung und Lehre sowohl benutzerfreundlich als auch souverän gestaltet werden können – am konkreten Beispiel von openDesk, einer innovativen Open Source Arbeitsplatzplattform. Die Teilnehmenden konnten im Rahmen einer Hands-on-Session mit der Plattform arbeiten, um eigene Use-Cases zu entwickeln
Ein Vergleich relevanter Versorgungsaspekte bei Patienten auf einer Palliativstation mit Patienten in der Spezialisierten Ambulanten Palliativversorgung (SAPV)
No full textDie Anzahl an Patienten in palliativmedizinischer Versorgung ist in den letzten Jahren angestiegen. Eine umfassende Versorgung, die physische, psychische, soziale und spirituelle Aspekte berücksichtigt, ist für Palliativpatienten von Bedeutung. Bisher ist nicht bekannt, ob sich Patienten, die auf einer Palliativstation behandelt werden oder versterben, in Versorgungsaspekten von Patienten in der spezialisierten ambulanten Palliativversorgung unterscheiden. Ziel der Studie war es, zu verstehen, welche Aspekte der Versorgung für Patienten, Angehörige und medizinisches Fachpersonal im Krankenhausalltag und im ambulanten Setting von Bedeutung sind und wie sich diese Aspekte in den beiden Settings unterscheiden. Hierzu wurde ein qualitatives Design verwendet, das auf semistrukturierten Interviews basiert, die mittels qualitativer Inhaltsanalyse ausgewertet wurden. Die Studie fand in Hessen statt. Die Datenerhebung erfolgte durch Interviews von Patienten, Angehörigen und Mitarbeitern auf der Palliativstation des Universitätsklinikums Marburg. Verglichen wurden diese Interviews mit Daten aus der ELSAH-Studie, die im Setting der spezialisierten ambulanten Palliativversorgung durchgeführt wurde.
Es ergaben sich mehrere Versorgungsaspekte, die in beiden Settings relevant waren: Symptomkontrolle, körperliche Autonomie, psychisches Wohlbefinden, Sicherheitsgefühl, Selbstbestimmung, Versorgungsplanung, patientenzentrierte Versorgung und spirituelle Rituale. Darüber hinaus erweisen sich im stationären Setting die sofortige Verfügbarkeit medizinischen Fachpersonals zur Symptomkontrolle, eine größere Entlastung der Angehörigen sowie eine schnellere Verfügbarkeit psychologischer und spiritueller Versorgung als besonders bedeutsam.
Die Kenntnis dieser Aspekte kann zur Verbesserung einer umfassenden Versorgung beitragen, indem die identifizierten Themen in der Zusammenarbeit von stationärer und ambulanter Palliativversorgung berücksichtigt und entsprechend Netzwerke im ambulanten Setting ausgebaut werden.The number of patients receiving palliative care has risen in recent years. Comprehensive care that takes physical, psychological, social and spiritual aspects into account is important for palliative patients. It is not known whether patients who are treated or die in a palliative care unit differ in aspects of care from patients in specialised palliative home care. The aim of the study was to understand which aspects of care are important for patients, relatives and healthcare professionals in hospital and outpatient settings and how these aspects differ in the two settings. A qualitative design based on semi-structured interviews that were analysed using qualitative content analysis was used for this purpose. The study took place in Hesse. Data was collected through interviews with patients, relatives and staff on the palliative care ward at Marburg University Hospital. These interviews were compared with data from the ELSAH study, which was conducted in the setting of specialised outpatient palliative care. There were several aspects of care that were relevant in both settings: Symptom control, physical autonomy, psychological well-being, sense of security, self-determination, care planning, patient-centred care and spiritual rituals.
In addition, the immediate availability of medical professionals for symptom control, greater relief for relatives and faster availability of psychological and spiritual care proved to be particularly important in the inpatient setting.
Knowledge of these aspects can contribute to the improvement of comprehensive care by taking the identified issues into account in the cooperation between inpatient and outpatient palliative care and expanding networks in the outpatient setting accordingly
Mikrozirkulation und lokale statische Muskelausdauer - Analyse positionsbedingter Effekte auf die Rohmert´sche Kurve
No full textHintergrund: Die Rohmert’sche Kurve beschreibt die lokale statische Muskelausdauer als den Zusammenhang zwischen maximaler Haltezeit (HZmax) und dem prozentualen Anteil an Maximalkraft (MVC) und gilt weitgehend als unabhängig von äußeren Einflussfaktoren. Diese Arbeit hinterfragt diese Annahme und untersucht, ob ein reduzierter lokaler hydrostatischer Druck – bedingt durch eine Armposition 27,5 cm oberhalb des rechten Vorhofniveaus (3. ICR parasternal) – im Vergleich zu den Positionen auf oder unter Vorhofniveau die lokale statische Muskelausdauer verringert. Mögliche Mechanismen hierfür sind eine verringerte lokale arterio-venöse Druckdifferenz sowie eine erleichterte mikrovaskuläre Kompression der Vene in der oberen im Vergleich zur mittleren und unteren Position, die gemeinsam die Durchblutung während isometrischer Kontraktion einschränken könnten. Ein solcher nicht untersuchter Effekt wurde insbesondere im Belastungsbereich bis 40 % MVC erwartet, in dem trotz erhöhtem intramuskulärem Druck noch eine arbeitsbedingte Mehrdurchblutung möglich ist, vor allem aber in einem Bereich unterhalb von 20 % MVC, wo keine kompressionsbedingte relative Ischämie angenommen wird. Ab einer Belastung von über 20% - 40 % MVC wird laut Literatur eine kompressionsbedingte relative Ischämie vermutet. Zusätzlich wurde der Einfluss der Armposition auf die post-exercise Durchblutung untersucht.
Methode: Vierzehn gesunde Männer (20–31 Jahre, BMI 21–28,5) führten bilaterale isometrische Handgrip-Tests zur Bestimmung der HZmax bei 15 %, 20 %, 30 %, 40 % und 70 % MVC in drei Unterarmpositionen durch: +27,5 cm (über), 0,0 cm (auf) und −27,5 cm (unter) Vorhofniveau (3. ICR parasternal). Die HZmax wurde mithilfe eines Handgrip-Dynamometers in horizontaler, pronierter Unterarmposition bestimmt und die Durchblutung mittels Venenverschlussplethysmographie an der maximalen Unterarmzirkumferenz gemessen. Die fünf Belastungsniveaus und drei Arbeitspositionen wurden randomisiert. Die Abfolge der links- und rechts-seitigen Tests variierte zwischen den Probanden.
Ergebnisse: Gemittelt für beide Unterarme war die HZmax bei 15 % MVC in der oberen Position um 14,4 % bzw. 18,1 % signifikant geringer als in der mittleren und unteren Position. Gleichzeitig war die Durchblutung dort deutlich (um 21,8 % bzw. 28,6 %) vermindert. Bei 20 % MVC zeigte sich ein ähnlicher Trend, allerdings ohne Signifikanz. Neben dem hydrostatisch verminderten Perfusionsdruck dürfte auch ein erhöhter Widerstand für die Durchblutungslimitierung in der oberen Position verantwortlich sein. Er blieb in der oberen Position während der Belastung (im Vergleich zu vor der Belastung) auf erhöhtem Niveau (27,16 Pa s m⁻³), während er in mittlerer und unterer Position um 31% bzw. 48% sank. Ab Belastungen über 20 % MVC verschwanden die positionsabhängigen Unterschiede bei Haltezeit und Durchblutung. Dies deutet darauf hin, dass der zunehmende Gewebedruck die Durchblutung generell limitiert und hydrostatische Effekte überlagert.
Die Ergebnisse der Analyse der post-exercise Durchblutung zeigten in der ersten Minute nach Belastung in der oberen Position im Vergleich zu der mittleren Position eine bis zu 24 % geringere Durchblutung, in der unteren Position lag die Durchblutung bis zu 32 % unter der mittleren Position. Erst nach etwa zwei Minuten passte sich die Durchblutung in der unteren Position dem Niveau der mittleren Position an, während sie in der oberen Position dauerhaft vermindert blieb.
Diskussion: Bei statischer Arbeit reduziert eine hydrostatisch nachteilige Arbeitsposition über Herzhöhe die (maximale) Arbeitsdurchblutung und die HZmax in einem Bereich unter 20 % MVC signifikant, sodass die Rohmert’sche Kurve in diesem Bereich keinen allgemeingültigen Graphen darstellt. Zwei Faktoren limitieren wahrscheinlich die Durchblutung
1. Verminderter Perfusionsdruck: Durch die Elevation fällt der lokale hydrostatische Gefäßdruck ab und zwar bei 27,5 cm über Herzhöhe stärker im arteriellen als im venösen Schenkel, da er im letzteren nicht wesentlich unter 0 mmHg sinken kann. Die perfusionswirksame Druckdifferenz nimmt also ab.
2. Zunahme des lokalen Gefäßwiderstands: Der durch die obere Position bedingte verringerte Venendruck (der bereits in Ruhe zu einem Kollaps der Venen führt), erleichtert eine Kompression der Venen/ postkapillären Mikrozirkulation durch die muskuläre Druckzunahme in der oberen Position im Vergleich zur unteren und mittleren Position.
Ab einem Belastungsniveau von etwa 20–40 % Maximalkraft wird die Durchblutung in jeder Armposition zunehmend durch den intramuskulären Druck limitiert, was zu einer Nivellierung der positionsabhängigen Unterschiede führt.
Auch die Erholungsphase scheint durch die Position beeinflusst: Die mittlere Position ermöglichte die effizienteste Durchblutungssteigerung nach Belastung. Da jedoch Belastung und Erholungsposition nicht identisch waren, lassen sich kausale Rückschlüsse nur eingeschränkt ziehen.Background: The Rohmert curve describes local static muscular endurance as the relationship between maximum holding time (HZmax) and the percentage of maximal voluntary contraction (MVC). It is largely considered to be independent of external influencing factors. This study questions that assumption and investigates whether a reduced local hydrostatic pressure—caused by an arm position 27.5 cm above heart level—reduces local static muscular endurance compared to positions at or below heart level. Possible mechanisms include a reduced local arteriovenous pressure difference and facilitated microvascular compression of the vein in the upper compared to the middle and lower positions, both of which could restrict blood flow during isometric contraction. Such an effect, not previously studied, was expected especially in the load range up to 40% MVC, where increased muscular blood flow is still possible despite elevated intramuscular pressure, and particularly in the range below 20% MVC, where no compression-induced relative ischemia is assumed. From 20–40% MVC and above, compression-induced relative ischemia is suspected according to the literature. Additionally, the influence of arm position on post-exercise blood flow was examined.
Method: Fourteen healthy men (aged 20–31, BMI 21–28.5) performed bilateral isometric handgrip tests to determine HZmax at 15%, 20%, 30%, 40%, and 70% MVC in three forearm positions: +27.5 cm (above), 0.0 cm (at), and −27.5 cm (below) atrial level (3rd intercostal space, parasternal). HZmax was determined using a handgrip dynamometer in a horizontal, pronated forearm position. Blood flow was measured at the point of maximal forearm circumference using venous occlusion plethysmography. The five load levels and three working positions were randomized. The sequence of left and right side tests varied among participants.
Results: Averaged across both forearms, HZmax at 15% MVC was significantly lower in the upper position by 14.4% and 18.1% compared to the middle and lower positions, respectively. At the same time, blood flow was significantly reduced in the upper position (by 21.8% and 28.6%, respectively). At 20% MVC, a similar trend was observed, though without statistical significance. In addition to the hydrostatically reduced perfusion pressure, increased vascular resistance likely contributed to the restricted blood flow in the upper position. During exertion, resistance remained elevated in the upper position (27.16 Pa·s·m⁻³) compared to pre-exercise levels, whereas it decreased by 31% and 48% in the middle and lower positions, respectively. At loads above 20% MVC, position-dependent differences in holding time and blood flow disappeared. This suggests that increasing tissue pressure generally limits blood flow, overriding hydrostatic effects.
Post-exercise blood flow analysis showed that during the first minute after exertion, blood flow in the upper position was up to 24% lower than in the middle position. In the lower position, blood flow was up to 32% lower than in the middle position. It took about two minutes for blood flow in the lower position to reach the level of the middle position, whereas it remained persistently reduced in the upper position.
Discussion: During static exertion, a hydrostatically disadvantageous working position above heart level significantly reduces maximal blood flow and HZmax at load levels below 20% MVC. Thus, the Rohmert curve does not represent a universally valid graph in this range. Two factors likely limit blood flow:
1. Reduced perfusion pressure: Due to elevation, local hydrostatic vascular pressure drops—more so on the arterial than on the venous side, as venous pressure cannot fall much below 0 mmHg. Consequently, the effective perfusion pressure difference is reduced.
2. Increased local vascular resistance: The decreased venous pressure in the elevated arm position (which already leads to venous collapse at rest) facilitates compression of the veins and postcapillary microcirculation due to increased muscular pressure in the upper position compared to the lower and middle positions.
From a load level of around 20–40% MVC onward, blood flow is increasingly limited by intramuscular pressure in all arm positions, which levels out any position-dependent differences.
Recovery phase also appears to be affected by arm position: The middle position allowed the most efficient post-exercise blood flow increase. However, since the load and recovery positions did not match, causal conclusions must be drawn with caution
Retrospective Analysis (2004–2020) of Clinical and Histological Data of Patients with Initial Diagnosis and/or Initial Treatment of Triple-Negative Breast Cancer at the Department of Gynecology, Gynecological Endocrinology and Oncology
No full textDie vorliegende Arbeit befasst sich mit der tumorbiologischen Charakteristik, Therapie sowie Prognose des triple-negativen Mammakarzinoms, ein Subtyp des Brustkrebses. Aufgrund seines klinisch aggressiven Verlaufs und der vergleichsweise schlechten Prognose besteht ein großes Forschungsinteresse an dieser Tumorentität. Das Ziel dieser monozentrischen Studie ist es, Veränderungen der histopathologischen Daten von betroffenen Patientinnen im zeitlichen Verlauf sowie Unterschiede der Tumorbiologie und des Outcomes innerhalb des Kollektivs zu analysieren. Dazu wurden die Daten aller Patientinnen, die in der Klinik für Gynäkologie, gynäkologische Endokrinologie und Onkologie am Universitätsklinikum Marburg von Januar 2004 bis Dezember 2020 die Erstdiagnose „invasives Mammakarzinom“ erhielten, eingesehen. Es wurden 247 (8,7%) Patientinnen mit triple-negativem Mammakarzinom identifiziert und im Anschluss auf die Variablen Diagnosealter, TNM-Stadium, UICC-Stadium, Differenzierungsgrad, Ki67-Score, Chemotherapieform und dem Gesamtüberleben analysiert.
Triple-negative Mammakarzinome zeichnen sich durch hohe TNM-/UICC-Stadien, einem niedrigen Differenzierungsgrad und erhöhten Werten des Proliferationsmarkers Ki67 aus, was insgesamt für eine aggressive Tumorbiologie dieses Tumortyps spricht. Daraus resultiert die oft ernste Prognose für Patientinnen mit triple-negativem Mammakarzinom. Über den Betrachtungszeitraum hat sich das Gesamtüberleben der Patientinnen nicht verändert und liegt insgesamt bei 70,3% nach 5 Jahren. Allerdings muss die Unvollständigkeit der Follow-up-Daten sowie die Länge des Betrachtungszeitraums kritisch bewertet werden. Mit der Zeit konnten vermehrt schlecht differenzierte und hoch proliferative Tumoren beobachtet werden, was auf eine zunehmende Aggressivität des TNBC hindeutet. Es ist allerdings zu beachten, dass die Bestimmung dieser pathologischen Daten subjektiven Verfahren unterliegt und daher über die Zeit Schwankungen auftreten können. Die beobachtete Zunahme der neoadjuvanten Therapie am Standort Marburg entspricht dem allgemein positiven Trend zur verstärkten Anwendung dieser Therapieform.
Junge Patientinnen mit ungünstiger Tumorbiologie erhalten am Standort Marburg in der Regel eine leitliniengerechte neoadjuvante Chemotherapie. Der Lymphknotenstatus und die Therapieform konnten in der multivariaten Analyse als prognostische Faktoren identifiziert werden. Neoadjuvant behandelte Patientinnen zeigen eine schlechtere Prognose im Vergleich zu adjuvant chemotherapierten Patientinnen, wobei das initiale Vorhandensein ungünstigerer Prognosefaktoren bei Erstgenannten berücksichtigt werden muss. Besonders ungünstig ist die Prognose für neoadjuvant therapierte Patientinnen ohne erreichter pathologischer Komplettremission, was die Ergebnisse anderer Studien bestätigen. Die Anwendung einer Chemotherapie im Allgemeinen spiegelt sich in einer verbesserten Prognose im Gesamtüberleben der Patientinnen wider. In Marburg erhalten insbesondere junge Patientinnen mit niedrigem Differenzierungsgrad und hohen Ki67-Werten eine Chemotherapie. Die bessere Prognose der chemotherapierten Patientinnen könnte jedoch auch auf den Altersunterschied zwischen den Gruppen zurückzuführen sein, da ältere Patientinnen eher keine Chemotherapie erhalten aber ein höheres Mortalitätsrisiko aufweisen. Dies bestätigt auch die verbesserte Prognose bei prämenopausalen Patientinnen trotz der aggressiveren Tumorbiologie im Vergleich zu postmenopausalen Patientinnen. Die bessere Prognose junger Patientinnen widerspricht der allgemeinen Studienlage, die eine schlechtere Prognose dieser Patientengruppe feststellt. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass am Standort Marburg junge Patientinnen mit aggressiver Tumorbiologie im Vergleich zu publizierten Daten erfolgreicher behandelt werden.
Die vorliegende retrospektive Studie hat Unterschiede in der Tumorbiologie und Prognose von TNBC-Patientinnen mit verschiedenen Merkmalsausprägungen identifiziert. Die Ergebnisse bieten eine Grundlage für die Weiterentwicklung von Therapieansätzen und deren Anpassung in der klinischen Praxis. Sie können dazu beitragen, die Behandlung von TNBC-Patientinnen evidenzbasiert zu optimieren und langfristig zu verbesserten Therapieergebnissen führen.This study deals with the tumour biology, therapy and prognosis of triple-negative breast carcinoma, a subtype of breast cancer. Due to its clinically aggressive course and comparatively poor prognosis, there is great research interest in this tumour entity. The aim of this single-centre study is to analyse changes in the histopathological data of affected patients over time as well as differences in tumour biology and outcome within the collective. For this purpose, the data of all patients who received the initial diagnosis of ‘invasive breast cancer’ at the Department of Gynaecology, Gynaecological Endocrinology and Oncology at Marburg University Hospital from January 2004 to December 2020 were reviewed. 247 (8.7%) patients with triple-negative breast cancer were identified and subsequently analysed for the variables age at diagnosis, TNM stage, UICC stage, degree of differentiation, Ki67 score, type of chemotherapy and overall survival.
Triple-negative breast carcinomas are characterised by high TNM/UICC-stages, a low degree of differentiation and increased values of the proliferations marker Ki67, which overall indicates an aggressive tumour biology of this tumour type. This results in the often serious prognosis for patients with triple-negative breast cancer. Over the observation period, the overall survival of patients has not changed and is 70.3% after 5 years. However, the incompleteness of the follow-up data and the length of the observation period must be critically assessed. Over time, more poorly differentiated and highly proliferative tumours were observed, which indicates an increasing aggressiveness of TNBC. However, it should be noted that the determination of these pathological data is subject to subjective procedures and therefore fluctuations can occur over time. The observed increase in neo-adjuvant therapy at the Marburg site corresponds to the generally positive trend towards increased use of this form of therapy.
Young patients with unfavourable tumour biology generally receive neoadjuvant chemotherapy in line with the guidelines at the Marburg site. The lymph node status and the form of therapy were identified as prognostic factors in the multivariate analysis. Patients treated with neoadjuvant chemotherapy have a poorer prognosis compared to patients treated with adjuvant chemotherapy, although the initial presence of less favourable prognostic factors in the former must be taken into account. The prognosis is particularly unfavourable for neoadjuvant-treated patients who have not achieved complete pathological remission, which is confirmed by the results of other studies. The use of chemotherapy in general is reflected in an improved prognosis in the overall survival of patients. In Marburg, young patients with a low degree of differentiation and high Ki67 values in particular receive chemotherapy. However, the better prognosis of chemotherapy-treated patients could also be due to the age difference between the groups, as older patients tend not to receive chemotherapy but have a higher mortality risk. This also confirms the improved prognosis in premenopausal patients despite the more aggressive tumour biology compared to postmenopausal patients. The better prognosis of young patients contradicts the general study situation, which shows a poorer prognosis for this patient group. The results indicate that young patients with aggressive tumour biology are treated more successfully at the Marburg site compared to published data.
This retrospective study has identified differences in the tumour biology and prognosis of TNBC patients with different characteristics. The results provide a basis for the further development of therapeutic approaches and their adaptation in clinical practice. They can contribute to the evidence-based optimisation of the treatment of TNBC patients and lead to improved therapy results in the long term
Materials from CoCreate talk: understanding Open Science together
No full textWarum ist die spannendste Forschung oft dort versteckt, wo niemand drankommt? Open Science möchte Forschung öffnen – für alle. Aber was bedeutet das konkret, und warum sollte sich jede*r beteiligen?
In diesem Themenraum erarbeiteten wir im Gespräch einen ersten Einstieg in Open Science an der Philipps-Universität – und warum das Thema gerade jetzt besonders wichtig ist.
Dies ist die Zusammenfassung als PDF. Die Materialien wurden mit quarto aufbereitet. Der Code und die html zu diesem Dokument sind unter https://doi.org/10.17192/openumr/440 veröffentlicht.Why is the most exciting research often hidden away where no one can access it? Open Science aims to make research accessible to everyone. But what does that mean in concrete terms, and why should everyone get involved?
In this themed room, we discussed how to get started with Open Science at Marburg University – and why the topic is particularly important right now.
This is the summary as a PDF. The materials were prepared using Quarto. The code and HTML for this document are published at https://doi.org/10.17192/openumr/440
Computer-aided ligand discovery and hit optimization of small molecules targeting the TGR5 receptor, Dengue Virus protease, and Pim-1 kinase
No full textIn the last 50 years, computational drug discovery strategies have been implemented and optimized to accelerate lead compound identification. When supported by computational approaches, the time, costs, and labor spent on drug discovery exclusively with conventional methods can be significantly reduced.
The scientific field of early-stage drug discovery is being revolutionized by the new potential offered through supercomputing power, artificial intelligence, and new technologies. As a consequence, the scientific community produces a large number of experimental results. Therefore, using computational methods to integrate, analyze, or visualize data is essential.
This thesis approaches three distinct scientific problems in the pharmaceutical field, under the lens of computational methods. The aim is to modulate the biological activity of three distinct protein targets with small molecules using molecular simulations and modeling. More specifically, the first scientific challenge is the activation of the human transmembrane receptor TGR5, a target against metabolic and inflammatory diseases, by non-steroidal small molecules that act either as
agonists or as positive allosteric modulators. The second scientific subject focuses on potential treatment against the disease caused by the Dengue virus, via allosteric inhibition of its protease. The last scientific argument involves inhibiting the Pim-1 kinase, a well-studied prooncogenic target, with the scope to optimize existing scaffolds.
Despite the numerous differences among these proteins and the targeted diseases, the in silicon methods herein presented are based on analogous concepts and, for the most part, structure-based computational techniques. The calculations performed in this study rely on the three-dimensional structures of these targets that have been experimentally resolved. The main focus is to identify novel small molecules that modulate the biological activity of the proteins by binding to them and, therefore, determining the activation or inhibition of the protein target.
For all three targets, virtual screening campaigns were performed employing molecular docking calculations to identify small molecules capable of inducing the desired biological response. The identification of the small molecules was performed by employing molecular dynamics simulation techniques and chemoinformatic methods –such as similarity searches– were used in this thesis
Vom Zusammenbau zur Sekretion: Entschlüsselung der Rolle der dynamischen Komponenten im Typ-III-Sekretionssystem
No full textMany Gram-negative bacterial pathogens possess a conserved virulence factor called the Type III Secretion System (T3SS), often referred to as the injectisome, which resembles a syringe with an extracellular needle. The T3SS enables these pathogens to inject proteins, known as effectors, directly into the cytoplasm of host eukaryotic cells, manipulating their cellular processes to promote bacterial survival and facilitate infection. Over the past few decades, significant progress has been made in deciphering the precise structure of this nanomachine, providing deeper insights into its function. However, the T3SS and other protein complexes are far from the stable, uniformly defined complexes that these structural studies might suggest. Recent research has revealed that the T3SS undergoes a continuous dynamic protein exchange of its cytosolic components, which correlates with T3SS function, although the direct causal relationship remains unclear.
At the beginning of my thesis, it was not known whether other parts of the T3SS exhibit dynamic behavior and what the biological significance of such dynamics might be. In my PhD research, I studied the dynamic nature of three key parts of the T3SS: the pilotin SctG that assists the formation of the outer membrane ring of the T3SS, the cytosolic components that order the export of the various T3SS substrates, and the structural inner membrane ring component SctD. In the thesis, I show that the dynamics in the T3SS are not limited to the cytosolic components but also extend to include both the lipoprotein SctG in the outer membrane and the integral inner membrane protein SctD. Specifically, SctG transiently associates with the T3SS and primarily diffuses within the membrane. In contrast, the SctD proteins bound to the T3SS undergo subunit exchange with a membrane-associated pool, like what was observed with the cytosolic components, though their exchange occurs with a cytoplasmic pool.
I further found that the dynamic behavior of SctG and SctD plays a crucial role during the assembly process of the T3SS. The diffusion of SctG within the membrane enables to determine the location and promote the assembly of the T3SS. In the following steps of T3SS assembly, the subunit exchange of SctD facilitates the integration of the export apparatus into the inner membrane ring structure that SctD forms. The findings in my thesis further show that once the T3SS is assembled, the dynamic nature of SctG, SctD, and the cytosolic components also significantly contribute to the secretion of the different T3SS substrates. Notably, the absence of SctG strongly disrupts the export of early substrates, like needle components, but has little effect on the late substrates, including effectors. We propose that SctG dissociation from the T3SS triggers a shift in export specificity between these substrate groups. Simultaneously, the development of an SctD mutant, whose exchange can be controlled by crosslinking, revealed reduced effector secretion when exchange was restricted, suggesting that SctD exchange facilitates secretion. Finally, my thesis demonstrates that the cytosolic components SctQ and SctL directly bind to effector/chaperone complexes in the cytoplasm. This interaction supports us to propose a shuttling mechanism that transports effectors from the cytoplasm to the membrane-anchored T3SS, thereby promoting their secretion. Ultimately, our findings presented in this thesis provide significant insight into the dynamic nature of the T3SS, highlighting its crucial role in ensuring proper assembly and function for the injection of virulent effectors.
.Viele gramnegative bakterielle Krankheitserreger besitzen einen konservierten Virulenzfaktor, das sogenannte Typ-III-Sekretionssystem (T3SS), das oft auch als 'Injektisom' bezeichnet wird und einer Spritze mit einer extrazellulären Nadel ähnelt. Das T3SS ermöglicht es diesen Erregern, Proteine, die als Effektorproteine bekannt sind, direkt in das Zytoplasma von eukaryotischen Wirtszellen zu injizieren und deren zelluläre Prozesse zu manipulieren, um das Überleben der Bakterien zu fördern und Infektionen zu erleichtern. In den letzten Jahrzehnten wurden bedeutende Fortschritte bei der Entschlüsselung der genauen Struktur dieser Nanomaschine gemacht, die tiefere Einblicke in ihre Funktion ermöglicht haben. Allerdings sind das T3SS und andere Proteinkomplexe weit von den stabilen, einheitlich definierten Komplexen entfernt, die diese Strukturstudien nahelegen könnten. Jüngste Forschungsergebnisse haben gezeigt, dass die zytosolischen Komponenten des T3SS dynamisch sind und sich kontinuierlichen austauschen. Dies korreliert mit der Funktion des T3SS, obwohl der direkte ursächliche Zusammenhang unklar bleibt.
Zu Beginn meiner Dissertation war nicht bekannt, ob auch andere Teile des T3SS dynamisches Verhalten zeigen und welche biologische Bedeutung diese Dynamik haben könnte. In meiner Doktorarbeit habe ich diese Frage für drei Schlüsselkomponenten des T3SS untersucht: das Pilotin SctG, das dabei hilft, den Ring des T3SS in der äußeren Membran zu bilden, die zytosolischen Komponenten, die den Export der verschiedenen T3SS-Substrate steuern, und SctD, eine strukturelle Komponente des T3SS in der inneren Membran. In der Arbeit zeige ich, dass die Dynamik des T3SS nicht auf die zytosolischen Komponenten beschränkt ist, sondern auch das Lipoprotein SctG in der äußeren Membran und das integrale Innermembranprotein SctD umfasst. SctG assoziiert vorübergehend mit dem T3SS und diffundiert hauptsächlich innerhalb der Membran. Im Gegensatz dazu zeigen die an das T3SS gebundenen SctD-Proteine einen Austausch von Untereinheiten mit einem membranassoziierten Pool, ähnlich wie bei den zytosolischen Komponenten, wobei deren Austausch jedoch mit einem zytoplasmatischen Pool stattfindet.
Ich konnte darüber hinaus auch feststellen, dass das dynamische Verhalten von SctG und SctD eine entscheidende Rolle im Assemblierungsprozess des T3SS spielt. Die Diffusion von SctG innerhalb der Membran ermöglicht es, den Standort des T3SS zu bestimmen und seine Assemblierung zu fördern. In den folgenden Schritten der T3SS-Assemblierung erleichtert der Austausch von SctD-Untereinheiten die Integration des Exportapparates in die von SctD gebildete Innenmembranringstruktur. Die Ergebnisse meiner Dissertation zeigen weiterhin, dass nach der Assemblierung des T3SS die dynamische Natur von SctG, SctD und den zytosolischen Komponenten erheblich zur Sekretion der verschiedenen T3SS-Substrate beiträgt. Bemerkenswert ist, dass das Fehlen von SctG den Export früher Substrate, wie Bestandteile der Nadel, stark beeinträchtigt, aber wenig Einfluss auf die späten Substrate, einschließlich der Effektoren, hat. Basierend auf diesen Daten schlagen wir vor, dass die Dissoziation von SctG vom T3SS eine Verschiebung der Exportspezifität zwischen diesen Substratgruppen auslöst. Eine Mutation in SctD, mit deren Hilfe der Austausch dieses Proteins durch Quervernetzung verlangsamt werden kann, führt zu einer verminderten Effektor-Sekretion, was darauf hindeutet, dass dieser Austausch die Sekretion erleichtert. Schließlich zeigt meine Dissertation, dass die zytosolischen Komponenten SctQ und SctL direkt an Effektor/Chaperon-Komplexe im Zytoplasma binden. Diese Erkenntnis unterstützt die Hypothese eines Shuttle-Mechanismus, der Effektoren vom Zytoplasma zum membranverankerten T3SS transportiert und so deren Sekretion fördert. Letztendlich liefern die in dieser Dissertation präsentierten Ergebnisse bedeutende Einblicke in die Dynamik des T3SS und unterstreichen dessen entscheidende Rolle bei der Sicherstellung einer ordnungsgemäßen Assemblierung und Funktion für die Injektion virulenter Effektoren