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Analyse des Konsensusverfahrens im Rahmen der Erstellung der S3-Leitlinie ,,Totaler alloplastischer Kiefergelenkersatz“
No full textDer totale alloplastische Kiefergelenkersatz kommt aktuell zunehmend zum
Einsatz mit gemäß Literatur guten objektiven und subjektiven Resultaten. Mit
Erweiterung des Indikationsspektrums steigt aber auch die Gefahr potentieller
Übertherapien mit dem Risiko schwerwiegender Komplikationen, weshalb
evidenzbasierte Handlungsempfehlungen erforderlich sind. Als Grundlage der
vorliegenden Dissertation wurde daher die international erste evidenz- und
konsensusbasierte S3-Leitlinie zum totalen alloplastischen Kiefergelenkersatz
erstellt und im April 2020 von der AWMF publiziert.
Primäres Ziel der vorliegenden Arbeit bestand im Anschluss in der Analyse des
Konsensusverfahrens der Leitlinie im Hinblick auf strittige Themen. In der
Diskussion sollten anschließend mögliche Ursachen für die kontroverse
Bewertung einiger dieser Themen im wissenschaftlichen Kontext ausführlich
eruiert werden.
Zusätzliches Ziel war die deskriptive und statistische 33 Analyse des
Konsensusverfahrens und der finalen Empfehlungen und Statements der Leitlinie
hinsichtlich der Frage, wie und inwieweit eine Konsensfindung unter den
Abstimmenden zustande kam.
Methodisch erfolgte im Rahmen der Leitlinienerstellung eine systematische
Literaturrecherche mit anschließender Evidenzbewertung nach einem zuvor
erarbeiteten Schema auf Basis der Oxford Kriterien 2009 34 . Per Delphi-Verfahren
wurde danach über den im Rahmen dieser Promotion erstellten Leitlinienentwurf
zunächst im MKG-internen, dann im interdisziplinären Konsensusverfahren
abgestimmt und diese anschließend analysiert.
Basierend auf 256 für die Leitlinie ausgewerteten Quellen enthielt die finale
Leitlinie 89 konsentierte Handlungsempfehlungen (n=55) und Statements (n=34).
Von den finalen Empfehlungen und Statements wurden 62,9 % (56/89) mit
starkem Konsens und 37,1 % (33/89) mit Konsens angenommen. Die Mehrzahl der finalen Empfehlungen (von 49 % bzw. 27/55) wurde mit dem
Empfehlungsgrad B (,,sollte“) verabschiedet. Die den Empfehlungen und
Statements zugrundeliegenden Publikationen wurden durch niedrige
Evidenzgrade dominiert (Klasse IV, V, Expertenkonsens: 66 % bzw. 59/89),
Klasse I lag nur für 1 % (1/89) der Abstimmungstexte vor.
Im Vergleich mit dem MKG-internen Konsensusverfahren zeigten sich im
interdisziplinären Verfahren zusammenfassend signifikant mehr Enthaltungen,
eine geringere Anzahl benötigter Abstimmungsrunden bis zum Erreichen eines
Konsenses, eine unterschiedliche Verteilung auf die drei Kategorien der
Konsensstärke (starker Konsens, Konsens, kein Konsens) sowie das Fehlen
exkludierter Empfehlungen/Statements mangels Konsenses.
Hinsichtlich kontroverser Themen wurden anhand der definierten Kriterien 26
Empfehlungen/Statements als strittig identifiziert. Die meisten (50 %; 13/26)
strittigen Empfehlungen/Statements betrafen die Prophylaxe von
Wundinfektionen sowie – mit recht gleichmäßigen Anteilen – die Bereiche
weiterführende und notwendige Untersuchungen, adjuvante Maßnahmen,
primäre und relative Therapieindikationen sowie Grundsätze der Indikation und
Therapie.
Als ursächlich für diese Kontroversität kann vor allem der Mangel an verfügbarer
höhergradiger und langfristiger Evidenz zum alloplastischen Kiefergelenkersatz
und das hieraus resultierende teilweise heterogene Meinungsbild zu einigen
Themen gelten. Als mögliche Gründe für die größere Homogenität im
interdisziplinären Verfahren kommen u.a. eine Vorselektion durch das
vorgeschaltete MKG-interne Verfahren und eine Zustimmungs- bzw.
Enthaltungstendenz der MKG-externen Abstimmenden bei spezifisch MKG-
chirurgischen Empfehlungen in Betracht.
Insgesamt bietet die Leitlinie evidenzbasierte, konsentierte Aussagen zu
wichtigen Themen des Kiefergelenkersatzes auf Basis der bislang
eingeschränkten Literatur und zeigt Forschungslücken und kontroverse Themen
auf. Für ein noch einheitlicheres Meinungsbild zum totalen alloplastischen
Kiefergelenkersatz unter deutschen MKG-Chirurgen und den involvierten
Fachgesellschaften wären Studien höhergradiger Evidenz mit längerfristigen
Follow-up-Untersuchungen und größeren Patientenkollektiven nötig. Die im Rahmen dieser Arbeit identifizierten Kontroversen und Forschungslücken sollen
zur Identifikation von Fragestellungen für künftige Forschungsansätze beitragen.Total alloplastic temporomandibular joint replacement currently is increasingly
used with good objective and subjective results according to the literature.
However, as the range of indications expands, the danger of potential
overtreatment with the risk of serious complications also increases, which is why
evidence-based recommendations for diagnostics and treatment are required.
This thesis is therefore based on a newly established evidence- and consensus-
based S3 guideline on total alloplastic temporomandibular joint replacement,
published in April 2020.
The first aim of this thesis was to analyse the consensus procedure of the
guideline with regard to controversial topics. The discussion then aimed at
determining in detail possible causes for the controversial nature of some of these
topics in a scientific context.
An additional aim was the descriptive and statistical analysis of the consensus
process and the final recommendations and statements of the guideline with
regard to the question of how and how far it was possible to establish a consensus
among the OMFS 35 working group members and then the interdisciplinary voters.
As part of the guideline development process, a systematic literature search was
carried out with subsequent evidence evaluation according to a previously
developed scheme based on the Oxford 2009 criteria. The draft guideline was
then voted on using the Delphi process, first in the MKG internal consensus
procedure and then in the interdisciplinary consensus procedure, that were being
analysed afterwards.
Based on 256 sources evaluated for the guideline, the final guideline comprised
89 consensus recommendations (n=55) and statements (n=34). Internationally,
this was the first guideline on alloplastic TMJ replacement, published at the
targeted S3 level by the AWMF in April 2020.
Of the final recommendations and statements, 62.9 % (56/89) were accepted
with strong consensus and 37.1 % (33/89) with consensus. The majority of the
final recommendations (49 % or 27/55) were adopted with recommendation
grade B ("should"). The publications on which the recommendations and
statements were based were dominated by low levels of evidence (class IV, V,
expert consensus: 66 % and 59/89 respectively), class I was only available for
1 % (1/89) of the voting texts.
In comparison with the OMFS internal consensus procedure, the interdisciplinary
procedure showed significantly more abstentions, a lower number of voting
rounds required to reach a consensus, a different distribution across the three
consensus categories (strong consensus, consensus, no consensus) and the
absence of recommendations/statements excluded due to a lack of consensus.
With regard to controversial topics, 26 recommendations/statements were
identified as controversial on the basis of the defined criteria.
The main reason for this controversy is most probably due to the lack of high-
level and long-term evidence on alloplastic TMJ replacement and the resulting
partially heterogeneous opinions on some topics. Possible reasons for the
greater homogeneity in the interdisciplinary procedure include pre-selection by
the upstream internal oral and maxillofacial surgery procedure and a tendency to
agree or abstain on the part of those outside the field of OMFS in specific surgical
recommendations.
The guideline offers evidence-based, consensus recommendations and
statements on important topics of TMJ replacement based on the limited literature
to date and highlights research gaps and controversial topics. For an even more
uniform opinion on total alloplastic TMJ replacement among German oral and
maxillofacial surgeons and the specialist societies involved, studies with a higher-
grade evidence with longer-term follow-up and larger patient collectives would be
necessary. The controversies and research gaps identified in this work should
contribute to the identification of questions for future research
Frameless Stereotaxy in Stereoelectroencephalography Using Intraoperative Computed Tomography
No full textAround one-third of all epilepsy patients are pharmacoresistant, often presenting with temporal lobe epilepsy (TLE), and 20% show extratemporal seizure onsets [1,2,3,4,5]. For carefully selected patients with focal pharmacoresistant epilepsy, resective surgery is a well-established and promising treatment option, showing excellent outcomes especially in TLE patients [4,6], but posing a greater challenge in extratemporal lobe epilepsy [7,8,9]. However, one major prerequisite for resective surgery is the clear and precise approximation of the epileptogenic zone (EZ). Especially in cases in which non-invasive multimodal diagnostics fail to accurately define the EZ due to inconclusive radiological, clinical, semiological, and neuropsychological findings, further invasive diagnostics utilizing intracranial electroencephalography (iEEG) might be useful [10,11].
The current common practice for performing iEEG is the so-called stereo EEG (SEEG), which is based on the implantation of depth electrodes. Following anatomo-electro-clinical hypotheses, SEEG allows for the identification of seizure origin and propagation and a definition of the EZ. SEEG depth electrode implantation can generally be performed using frame-based stereotaxy or frameless navigation, with or without robotic assistance [12,13,14,15]. Accuracy is crucial in determining the risk of intracranial complications and the likelihood of successful EEG recordings and localization of the epileptogenic zone [15], independent of the applied technique. Clinical accuracy is a multifactorial parameter. In stereotactic and navigational applications, overall or clinical accuracy, which is most important to the surgeon, can be roughly divided into application accuracy and intraoperative accuracy, and the surgeon tremendously depends on accuracy in every single step of the procedure. Application accuracy itself can be divided into three domains as follows: imaging, technical, and registration accuracy [16,17,18]. Imaging accuracy mainly concerns the precise and optimized multimodal planning of trajectories incorporating target and risk structures, and the modality also ensures geometrical accuracy. The technical accuracy of the navigational systems depends, e.g., on the technique used (frame-based vs. frameless); the intrinsic accuracy of the systems itself; or the tracking technique used, which is nowadays considered to be less than 3 mm in frameless systems and even less in frame-based stereotactic systems, aiming for submillimeter accuracy [16,19]. Especially in frameless setups, registration accuracy mainly influences the application accuracy, offering user-dependent methods for landmark- and surface-based techniques with mean target registration errors of up to 5 mm [20,21,22] or automated intraoperative imaging-based techniques with higher registration accuracy and with target registration errors (TREs) of less than 1 mm [18,23,24,25,26]. While the domains mentioned above are related to the presurgical phase, intraoperative events hamper overall accuracy during the course of surgery. Navigational accuracy is known to decrease over time, which is related to, e.g., the attachment of drapes, incision, trepanation/drilling, and the duration of the surgery itself. These impact the spatial relationship between the patient’s head and the reference unit (reference array vs. frame), affecting the non-linear deformations of the brain, which might be a minor issue compared to craniotomy cases.
Several methods for measuring accuracy have been introduced recently, and these are inconsistently used across different studies, dealing with the accuracy of depth electrodes in epilepsy patients. The most prominent ones are the Euclidean distance at the entry and target points, which describe the three-dimensional deviation between the planned and detected trajectory endpoints. However, especially in the case of the target points, the radial and depth errors can be considered instead, as the depth error, incorporated in the Euclidean distance, is surgeon-dependent, thereby not reflecting the accuracy of the used approach [15]. In addition to the radial error, the angular deviation between the planned and detected trajectory can also be considered. Another study suggested reporting the directional errors instead to assess the systematic error in the stereotactic system [27].
Despite a potential loss of implantation accuracy when using frameless implantation techniques instead of frame-based methods, this study aims to evaluate the effect of utilizing automated intraoperative imaging-based techniques for patient registration, which are known to offer higher accuracy, on the implantation accuracy of SEEG depth electrodes.Gefördert durch den Open-Access-Publikationsfonds der UB Marburg
Nocebo effects following vaccinations: The influence of attitudes and framing effects on vaccination readiness and vaccine reactogenicity
No full textImpfungen sind eine kosteneffektive Schutzmaßnahme gegen Infektionskrankheiten. Doch trotz des präventiven Nutzens von Impfungen für das Individuum wie auch die gesamte Gesellschaft, werden angestrebte Impfquoten häufig nicht erreicht. Impfmüdigkeit, das bedeutet, die verzögerte Akzeptanz oder Ablehnung einer Impfung trotz verfügbarer Impfangebote, ist ein viel untersuchtes Phänomen, nachdem es bereits 2019 von der Weltgesundheitsorganisation zu einer von zehn globalen Gesundheitsbedrohungen erklärt wurde. Unerwünschte Behandlungseffekte, die auf Nocebo-Phänomene zurückzuführen sind, lassen sich in der klinischen Praxis im Zusammenhang von verschiedenen Interventionen nachweisen. Doch trotz deren bedeutsamen Einflusses auf die Lebensqualität und Therapie-Adhärenz, fanden diese Effekte im Kontext von Impfungen bislang wenig Berücksichtigung. Dabei können Erkenntnisse über den Einfluss von Nocebo-Mechanismen im Impfprozess dazu dienen, Impfmüdigkeit besser zu verstehen und geeignete Maßnahmen abzuleiten, um dagegen vorzugehen.
Um die Annahme zu der Präsenz von Nocebo-Phänomenen im Impfkontext nachzugehen, wurden zunächst zwei Meta-Analysen durchgeführt, die unerwünschte Ereignisse in Placebo-Armen von 31 randomisiert kontrollierten Studien zu Influenza-Impfstoffen und 12 SARS-CoV-2-Impfstudien zusammenfassten. Nach einer vermeintlichen Grippeschutzimpfung, welche ausschließlich eine pharmakologisch inaktive Schein-Impfung war, berichteten 25,3% von mindestens einer körperlichen Allgemeinreaktion wie Kopfschmerzen oder Müdigkeit. In den Placebo-Gruppen der COVID-19-Studien, benannten 35,2% der Teilnehmenden körperliche Allgemeinreaktionen nach einer ersten Schein-Impfung und 31,8% nach einer zweiten Applikation. Es ergaben sich Hinweise auf das Vorliegen von Nocebo-Effekten im Kontext von Impfungen.
Aufgrund des aus der Literatur bekannten Einflusses von Einstellungen und Erwartungen auf das Auftreten von Nocebo-Effekten, wurde in einer dritten Studie, die zuvor nur in englischer Sprache vorliegende Vaccination Attitude Examination (VAX) Skala von Martin und Petrie (2017) ins Deutsche übersetzt und in zwei prä-/pandemischen Stichproben mit 297 und 260 Teilnehmenden validiert. Die psychometrischen Kennwerte der übersetzten Skala sprechen für ein valides und reliables Instrument zur Erfassung allgemeiner impfkritischer Einstellungen im deutschsprachigen Raum. Weiter zeigten sich signifikante Zusammenhänge zwischen durchschnittlichen VAX-Skalen-Werten und der Impfbereitschaft.
In einer vierten, online durchgeführten Studie wurden die Behandlungserwartungen an eine imaginierte Impfung mittels einer aus der Placebo-/Nocebo-Forschung abgeleiteten, erwartungsoptimierenden Kommunikationsstrategie adressiert. In einem 2x2-Studiendesign erhielten 652 Teilnehmende eine Aufklärung über die Grippeschutzimpfung oder Impfung gegen COVID-19, formuliert nach Standard oder adaptiert mittels Framing-Strategien und ergänzt um eine Aufklärung über Nocebo-Effekte. Die Kommunikationsstrategie zeigte einen Effekt auf die Kosten-Nutzen-Erwartungen an die Grippeschutzimpfung. Weiter erwarteten die Gruppen beider Impfstoffe weniger unangenehme Impfreaktionen, wenn sie erwartungsoptimierend aufgeklärt worden waren. Es zeigte sich kein Einfluss auf die Impfbereitschaft, jedoch wiesen Moderationsanalysen darauf hin, dass eher impfkritische Personen nach der adaptierten Informationsvermittlung eher noch weniger bereit waren, sich impfen zu lassen.
Die Ergebnisse der vorliegenden Dissertation zeigen, dass Nocebo-Phänomene im Kontext von Impfungen bzw. Impfreaktionen präsent sind und sich anhand von erwartungsoptimierenden Kommunikationsstrategien beeinflussen lassen. Aufgrund von differentiellen Effekten bei besonders impfkritischen Individuen, sollten diese Strategien nicht uneingeschränkt Anwendung finden.Vaccination is a cost-effective protective measure against infectious diseases. However, despite the preventive benefits of vaccination for the individual and for society as a whole, target vaccination rates are often not achieved. Vaccine hesitancy, which means the delayed acceptance or refusal of vaccination despite available vaccination offers, is a much-studied phenomenon and has already been declared one of ten global health threats by the World Health Organization in 2019. Adverse treatment effects attributable to nocebo phenomena can be demonstrated in clinical practice in the context of various interventions. However, despite their significant influence on quality of life and treatment adherence, these effects in connection with vaccinations have received little consideration so far. Findings about the influence of nocebo mechanisms in the vaccination process can serve to better understand vaccine hesitancy and to derive suitable measures to counteract it.
First, to test the assumption of the presence of nocebo phenomena associated with vaccination, two meta-analyses summarizing adverse events in placebo arms of 31 randomized controlled trials of influenza vaccines and 12 SARS-CoV-2 vaccination trials were conducted. After an alleged influenza vaccination, which was exclusively a pharmacologically inactive sham vaccination, 25.3% reported at least one systemic adverse event such as headache or fatigue. In the placebo groups of the COVID-19 studies, 35.2% of the participants reported systemic reactogenicity symptoms after a first sham vaccination and 31.8% after a second application. There was evidence of nocebo effects associated with vaccination.
Based on the known influence of attitudes and expectations on the occurrence of nocebo effects, a third study was conducted, translating the English version of the Vaccination Attitude Examination (VAX) Scale by Martin and Petrie (2017) into German. The translated questionnaire was validated in two pre-/pandemic samples with 297 and 260 participants. The psychometric parameters of the translated scale indicated a valid and reliable instrument for assessing general anti-vaccination attitudes in German-speaking countries. In addition, there were significant correlations between average VAX scale values and willingness to be vaccinated.
In a fourth online study, the treatment expectations of an imagined vaccination were addressed using an expectation-optimizing communication strategy derived from placebo/nocebo research. In a 2x2 study design, 652 participants received information on influenza vaccination or vaccination against COVID-19, formulated according to standard or adapted using framing strategies and supplemented with information on nocebo effects. The communication strategy showed an effect on the cost-benefit expectations of influenza vaccination. Furthermore, the groups of both vaccines expected fewer unpleasant vaccination reactions if they had been informed in an expectation-optimizing manner. There was no influence on the willingness to be vaccinated, but moderation analyzes indicated that people who were more critical of vaccinations were even less willing to be vaccinated after the adapted information was provided.
The results of the present dissertation show that nocebo phenomena are associated with vaccinations or reactogenicity symptoms and can be influenced using communication strategies that optimize expectations. These strategies should not be used without restrictions due to the different effects on people who are particularly critical of vaccination
The cytoplasmic phosphate level has a central regulatory role in the phosphate starvation response of Caulobacter crescentus
No full textIn bacteria, the availability of environmental inorganic phosphate is typically sensed by the conserved PhoR-PhoB two-component signal transduction pathway, which uses the flux through the PstSCAB phosphate transporter as a readout of the extracellular phosphate level to control phosphate-responsive genes. While the sensing of environmental phosphate is well-investigated, the regulatory effects of cytoplasmic phosphate are unclear. Here, we disentangle the physiological and transcriptional responses of Caulobacter crescentus to changes in the environmental and cytoplasmic phosphate levels by uncoupling phosphate uptake from the activity of the PstSCAB system, using an additional, heterologously produced phosphate transporter. This approach reveals a two-pronged response of C. crescentus to phosphate limitation, in which PhoR-PhoB signaling mostly facilitates the utilization of alternative phosphate sources, whereas the cytoplasmic phosphate level controls the morphological and physiological adaptation of cells to growth under global phosphate limitation. These findings open the door to a comprehensive understanding of phosphate signaling in bacteria.Gefördert durch den Open-Access-Publikationsfonds der UB Marburg
Mixed-methods process evaluation of a proactive approach to healthcare in Parkinson's disease-ParkProReakt: a protocol of a hybrid efficacy-implementation study
No full textIntroduction: People with Parkinson's disease (PwPD) experience a wide range of motor and non-motor symptoms that have a significant impact on their health and quality of life. Effective care management for PwPD involves monitoring symptoms at home, involving specialised multidisciplinary care providers and enhancing self-management skills. This study protocol describes the process evaluation within a randomised clinical trial to assess the implementation and its impact on patient health outcomes of ParkProReakt-a proactive, multidisciplinary, digitally supported care model for community-dwelling PwPD.
Methods and analysis: The hybrid efficacy-implementation study will assess key implementation outcomes using the Medical Research Council framework for complex interventions alongside a randomised controlled trial. A combination of quantitative and qualitative methods will be used to assess process data from care providers and patients. The main process outcomes are fidelity, dose, feasibility and context. Context will be analysed through semistructured interviews and focus groups using the Consolidated Framework of Implementation Research. To elucidate potential facilitators and barriers to implementation and to gain deeper insights into the efficacy outcome data, quantitative and qualitative process data will be integrated at an interpretative level using mixed methods. In addition to process evaluation, potential indirect mechanisms of impact will be measured.
Ethics and dissemination: Ethical approval for this study was obtained from the responsible state medical ethics committees in Hesse and Hamburg, Germany. Results will be communicated to the funding body and disseminated through scientific publications.
Trial registration: This study was registered with the German Registry for Clinical Studies (DRKS)-number: DRKS00031092.Gefördert durch den Open-Access-Publikationsfonds der UB Marburg
Analysis of the Interaction of Orthoflaviviruses with Glycerophospholipid Metabolism and Lipid Droplets
No full textThe genus orthoflavivirus within the family of Flaviviridae includes some of the most important
emerging and re-emerging human pathogens that substantially contribute to global morbidity
and mortality rates. Important human pathogenic representatives of this genus are e.g., the
viscerotropic dengue virus (DENV) and yellow fever virus (YFV), as well as the neurotropic
West Nile (WNV), Zika (ZIKV), and tick-borne encephalitis virus (TBEV). The orthoflavivirus
replication cycle is tightly connected to host cellular lipid metabolism with dependencies on
e.g. lipid droplets (LDs), membranes of the endoplasmic reticulum, or host cellular proteins.
Here we aimed to understand how orthoflaviviruses interact with LDs and remodel the host cell
lipidome during infection.
To investigate how orthoflaviviruses change the host cell lipidome, we performed shotgun
lipidomics of a set of different viscerotropic, as well as neurotropic orthoflaviviruses to compare
common and distinct changes induced by these viruses, namely ZIKV, WNV, TBEV, DENV,
and YFV-17D. In our cell culture model, we observed strong remodeling of the lipidome upon
infection. In detail, ceramide level largely increased for viruses causing a cytopathic effect, and
triglycerides decreased for all viruses analyzed, resulting in fewer LDs. Additionally, fatty acid
desaturation as well as glycerophospholipid metabolism were significantly altered. Using
shRNA-mediated knockdown approaches and inhibitors, we showed that depletion of enzymes
involved in phosphatidylserine metabolism as well as phosphatidylinositol biosynthesis are
crucial for orthoflaviviruses, since depletion of key enzymes reduced orthoflavivirus titers and
cytopathic effects. Especially knockdown of enzymes PTDSS1/2 and CDIPT showed panorthoflaviviral
effects.
To get more insight into the interaction of LDs with orthoflaviviral C proteins, we first individually
expressed C proteins of ZIKV, WNV, TBEV, DENV, and YFV-17D and analyzed their
subcellular localization. C proteins of all tested orthoflaviviruses localized to cLDs; interestingly
ZIKV C behaved different and showed an additional localization to nLDs, a phenotype that was
not observed for the other orthoflaviviruses. This localization was not common to all ZIKV
strains but was strain-dependent for the Asian ZIKV lineage in infection and single C
expression experiments. In addition, ZIKV PRVABC-59 but not ZIKV MR766 infection
increased the number and size of nLDs. Based on their origin and different marker proteins,
nLDs are divided into NR-luminal and nucleoplasmic LDs. The absence of luminal marker
proteins indicates that ZIKV PRVABC-59 C positive nLDs are nucleoplasmic rather than NRluminal
LDs. We also expressed ZIKV C in S. cerevisiae to analyze if localization to LDs and
LD subtypes is conserved independent of the cell system. Interestingly and in contrast to Huh7
cells, ZIKV C of both strains localized to both LD subtypes in S. cerevisiae.
In summary, the first study underscores the significant remodeling of host cell lipid metabolism
by orthoflaviviruses to support efficient replication, highlighting metabolic enzymes as potential
antiviral targets. Both studies show that although orthoflaviviruses share similar patterns, some
viruses exhibit specific phenotypes that might contribute to enhanced pathogenicity or other
adaptive advantages.Die Gattung der Orthoflaviviren innerhalb der Familie der Flaviviridae umfasst einige der
bedeutendsten neu aufkommenden und wieder auftretenden Krankheitserreger, welche
wesentlich zur weltweiten Morbidität und Mortalität beitragen. Wichtige humanpathogene
Vertreter dieser Gattung sind die viszerotropen Viren Dengue (DENV) und Gelbfieber (YFV)
sowie die neurotropen Viren West-Nil (WNV), Zika (ZIKV) und das durch Zecken übertragene
Frühsommer-Meningoenzephalitis-Virus (FSME). Der Replikationszyklus der Orthoflaviviren
ist eng mit dem zellulären Lipidstoffwechsel des Wirtes verbunden und hängt unter anderem
von Lipidtropfen (LDs), dem Umbau von Membranen des endoplasmatischen Retikulums und
zellulären Wirtsproteinen ab. Unser Ziel war es, zu untersuchen, wie Orthoflaviviren mit LDs
interagieren und das Lipidom der Wirtszelle im Verlauf der Infektion verändern.
Zunächst haben wir Shotgun-Lipidomics durchgeführt um zu untersuchen wie Orthoflaviviren
das Lipidom der Wirtszelle beeinflussen. Dabei analysierten wir das Lipidom nach Infektion mit
den verschiedenen Orthoflaviviren, um somit gemeinsame sowie Virus-spezifische
Veränderungen zu identifizieren, die durch ZIKV, WNV, TBEV, DENV und YFV hervorgerufen
werden. In unserem Zellkulturmodell beobachteten wir eine starke Veränderung des Lipidoms
nach der Infektion. Die Ceramidlevel stiegen bei Viren, welche einen zytopathischen Effekt
verursachen, stark an. Die Triglyceride hingegen sanken bei allen untersuchten Viren, was zu
weniger LDs führte. Darüber hinaus wurden die Fettsäureentsättigung und der
Glycerophospholipid-Stoffwechsel signifikant verändert. Mithilfe von shRNA-vermittelten
Knockdown-Ansätzen und Inhibitoren konnten wir zeigen, dass die Depletion von Enzymen,
die am Phosphatidylserin-Stoffwechsel und an der Phosphatidylinositol-Biosynthese beteiligt
sind, von entscheidender Bedeutung für Orthoflaviviren sind. Die Depletion von
Schlüsselenzymen dieser Stoffwechselwege reduzierte Virustiter und den zytopathischen
Effekt der getesteten Viren. Insbesondere Depletion der Enzyme PTDSS1/2 und CDIPT zeigte
pan-orthoflavivirale Effekte.
Die Einzelexpression des orthoflaviviralen Hüllproteines Capsid (C) erlaubte es uns einen
ersten Einblick in deren Interaktion mit LDs zu erhalten. Dabei haben wir die subzelluläre
Lokalisierung von WNV, TBEV, DENV und YFV C analysiert, wobei die C Proteine der
getesteten Orthoflaviviren an cytoplasmatischen LDs (cLDs) lokalisierten. Interessanterweise
zeigte ZIKV C eine zusätzliche Lokalisierung zu nukleären LDs (nLDs), ein Phänotyp, der bei
den anderen Orthoflaviviren nicht beobachtet wurde. Diese Lokalisierung wurde jedoch nicht
bei allen getesteten ZIKV-Stämmen beobachtet. Es konnte gezeigt werden, dass diese
Lokalisierung sowohl in der Infektion als auch in der Einzelexpression von C stammabhängig
war und nur bei dem asiatischen ZIKV PRVABC-59 Stamm auftrat. Darüber hinaus steigerte
die Infektion mit ZIKV PRVABC-59, nicht aber mit dem afrikanischen ZIKV MR766 Stamm, die
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Anzahl und Größe von nLDs. Auf der Grundlage ihres Ursprungs und verschiedener
Markerproteine werden nLDs in NR-luminale und nukleoplasmatische LDs unterteilt. Das
Fehlen luminaler Markerproteine deutet darauf hin, dass ZIKV PRVABC-59 C-positive nLDs
nukleoplasmatische und nicht NR-luminale LDs sind. Des Weiteren exprimierten wir ZIKV C
beider Stämme in S. cerevisiae, um zu untersuchen, ob die Lokalisierung an LDs und LDSubtypen
in unterschiedlichen Zellsystemen konserviert ist. Interessanterweise, und im
Gegensatz zu Huh7 Zellen, lokalisierte ZIKV C beider Stämme an beiden LD-Typen in S.
cerevisiae. Zusammenfassend unterstreicht die erste Studie die bedeutende Veränderung des
Lipidstoffwechsels der Wirtszelle infolge einer Infektion mit Orthoflaviviren und hebt
Stoffwechselenzyme als potenzielle Angriffspunkte für Virostatika hervor. Beide Studien
zeigen, dass, obwohl Orthoflaviviren Ähnlichkeiten aufweisen, einige Viren sowie Virusstämme
spezifische Phänotypen zeigen, die zu einer erhöhten Pathogenität oder anderen adaptiven
Vorteilen beitragen könnten
Pancreatic cancer screening is effective in individuals at risk with predisposing germline gene variants, but not in gene variant‐negative familial pancreatic cancer families
No full textObjective: To evaluate the diagnostic yield of pancreatic cancer screening in individuals
at risk (IAR) from familial pancreatic cancer (FPC) families with respect to
the presence or absence of pathogenic germline variants predisposing to pancreatic
adenocarcinoma (PDAC).
Design: In a 20 years period, IAR from FPC families were enrolled in a prospective
screening program of the national case collection for FPC of Germany, including
magnet resonance imaging (MRI) and endoscopic ultrasound (EUS). The diagnostic
yield was analyzed regarding significant pancreatic lesions such as PDAC, highgrade
pancreatic‐intraepithelial‐neoplasia (PanIN3) and intraductal‐papillarymucinous‐
neoplasia (IPMN) with high‐grade dysplasia. Screening results were
compared between carriers of pathogenic variants and variant‐negative IAR.
Results: 337 IAR, including 74 (22%) variant‐carriers and 263 IAR of variantnegative
FPC families (mean age 49; standard deviation [SD] þ 8.9) were followed
64 (SD þ 55) months. IAR underwent 5.1 (SD þ 3.9) screening visits with
1733 MRI (5.1,SD þ 3.9 per IAR) and 728 EUS (2.2,SD þ 1.7 per IAR). In 12 (4%)
cases, significant pancreatic lesions were detected, including 4 PDAC, 3 PanIN3 and
5 high‐grade IPMN. Three of 4 IAR with PDAC died after a mean of 27 months
postoperatively, and one IAR is alive without evidence of disease after 31 months.
The diagnostic yield for significant lesions was 13.5% (10/74) for variant carriers
compared to 0.8% (2/263) for IAR of variant‐negative FPC families (p < 0.001).
Logistic regression analysis revealed that a negative variant status was almost always
accompanied by the absence of a significant lesion over time with a negative
predictive value of 99.2% (95% CI 97.3%–99.9%).
Conclusion: The diagnostic yield seems to justify PDAC screening in IAR of FPCfamilies
with pathogenic germline variants in PDAC predisposing genes, not in
IAR of variant‐negative families.Gefördert durch den Open-Access-Publikationsfonds der UB Marburg
Perfusion patterns of peripheral organizing pneumonia using contrast-enhanced ultrasound and their correlation with immunohistochemically detected vascularization patterns
No full textIn der vorliegenden Studie werden die im kontrastmittelunterstützten Ultraschall beschriebenen Perfusionsmuster peripherer organisierender Pneumonien mit den in der histopathologischen CD34-Färbung beobachteten Gefäßmustern verglichen. Hierzu wurden die Daten von 38 Patienten mit der histopathologisch gesicherten Diagnose einer organisierenden Pneumonie mittels B-Bild Lungenultraschalles und kontrastmittelunterstützten Ultraschalles sowie histopathologisch untersuchten Gewebeproben ausgewertet. Es zeigte sich ein insgesamt unspezifisches Kontrastierungsmuster. Vorherrschend war eine bronchialarterielle, hypoechogene, inhomogene Kontrastanhebung mit teilweise avaskulären Bereichen sowie einem in der Hälfte der Fälle schnellen Abfluten des Kontrastmittels. Histopathologisch wiesen alle Gewebeproben ein unorganisiertes und chaotisches Gefäßmuster als Zeichen einer bronchialarteriellen Neoangiogenese auf. Einige Gewebeproben wiesen zusätzlich Bereiche mit pulmonalarteriellem Perfusionsmuster auf und einige Gewebeproben enthielten avaskuläre Bereiche. Die Ergebnisse zeigen, dass ein pulmonalarterielles Kontrastierungsmuster oder ein verspätetes Abfluten des Kontrastmittels das Vorliegen bronchialarterieller Neoangiogenese nicht ausschließt, sondern die bronchialarterielle Blutversorgung der entsprechenden Läsionen von der frühen pulmonalarteriellen Kontrastanhebung überdeckt wird. Da sich die Merkmale von chronisch-inflammatorischen als auch malignen Prozessen in peripheren Lungenläsionen unter anderem hinsichtlich der bronchialarteriellen Neoangiogenese offenbar gleichen, ist zur weiteren Abklärung von Ursache und Dignität entsprechender Läsionen die histopathologische Untersuchung weiterhin zu empfehlen.The aim of the present study was to describe the perfusion patterns of peripheral organizing pneumonia detected by contrast-enhanced ultrasound and their correlation with the vascularization patterns represented by immunhistochemical CD34 endothelial staining. Therefore, the data of biopsies, B-mode lung ultrasound and contrast-enhanced ultrasound of 38 patients with histopathologically confirmed organizing pneumonia were analyzed. An unspecific perfusion pattern on contrast-enhanced ultrasound was shown. A bronchialarterial, hypoechogeneous, inhomogeneous perfusion pattern with partly avascular areas as well as a rapid washout in 50% of the cases was predominant. In immunhistochemical CD34 endothelial staining all biopsies showed a disorganized and chaotic vascularization pattern due to bronchialarterial neoangiogenesis. Additionally, a few of the biopsies showed a pulmonalarterial vascularization pattern as well as avascular areas. The results show that a pulmonal arterial perfusions pattern or a late washout cannot exclude bronchialarterial neoangiogenesis but the bronchialarterial perfusion of the lesions is covered by the early pulmonalarterial perfusion pattern. Caused by the fact that in peripheral lung lesions the features of chronic inflammatory processes as well as malignant processes are similar with regard to bronchialarterial neoangiogenesis the histopathological investigation for knowledge of cause and dignity of the lesions is still warranted
Zelluläre Reaktionen orchestrieren: Eine molekulare Symphonie der Alarmone (p)ppGpp und des mysteriösen Ap4A
No full textThe stringent response, mediated by the bacterial alarmones ppGpp and pppGpp (collectively known as (p)ppGpp), regulates diverse cellular processes, including protein trafficking via the signal recognition particle (SRP) pathway. Additionally, diadenosine tetraphosphate (Ap4A) has been emerging as a critical nucleotide with roles in stress responses. The primary objective of this dissertation was to investigate whether the (p)ppGpp-mediated regulation of bacterial SRP is conserved in chloroplasts and to explore the interplay between (p)ppGpp and Ap4A in bacteria.
Biochemical and structural analyses revealed that (p)ppGpp binds to the GTPase-containing NG domains of the chloroplast SRP receptor (cpFtsY-NG) and its SRP54 subunit, preventing their GTP-dependent association. Structural characterization of the cpFtsY-NG:ppGpp complex showed that ppGpp mimics GDP binding but inhibits cpFtsY:cpSRP54 complex formation via its pyrophosphate moiety, disrupting mutual GTPase stimulation. These findings provide the first description of (p)ppGpp regulation in the chloroplast SRP pathway and suggest a broader role in plastid stress responses.
In parallel, I investigated Ap4A as a potential regulatory nucleotide in bacteria and humans. My data demonstrates that heat stress triggers Ap4A accumulation in E. coli and human cells, suggesting a conserved mechanism extending across domains of life. Using a reconstituted cell-free system, I confirmed that Ap4A accumulation is temperature-dependent and independent of an active translational apparatus.
Moreover, Ap4A was shown to bind to B. subtilis DarB with a dissociation constant of 3.78 µM, as determined by isothermal titration calorimetry (ITC). I could solidify this finding by additional structural insights provided by successful crystallographic determination of the DarB:Ap4A complex at 2.5 Å resolution. Strikingly, Ap4A interfered with the DarB-mediated enhancement of RelNTD enzymatic activity, suppressing (p)ppGpp synthesis similarly to c-di-AMP.
Furthermore, DL-serine hydroxamate (SHX)-induced E. coli cultures exhibited synchronized peaks of Ap4A and ppGpp, supporting a potential co-regulation mechanism. These findings suggest that Ap4A and (p)ppGpp may operate within a shared regulatory network to mediate stress responses in bacteria.
Altogether, this work advances our understanding of nucleotide signaling in bacteria, plants, and humans, revealing conserved regulatory roles for (p)ppGpp and Ap4A in stress adaptation and highlighting their potential implications in cellular and environmental resilience across domains of life.Die stringente Kontrolle (im engl.: stringent response), vermittelt durch die bakteriellen Alarmone ppGpp und pppGpp (zusammengefasst auch (p)ppGpp), reguliert zahlreiche zelluläre Prozesse, einschließlich des Proteintransports über den Signal Recognition Particle (SRP)-Weg. Darüber hinaus hat sich Diadenosin-Tetraphosphat (Ap4A) als ein wichtiges Nukleotid in verschiedenen Stressreaktionen herausgestellt. Das Hauptziel dieser Dissertation war es zu untersuchen, ob die (p)ppGpp-vermittelte Regulation des bakteriellen SRP in Chloroplasten konserviert ist und die Wechselwirkungen zwischen (p)ppGpp und Ap4A in Bakterien zu erforschen.
Biochemische und strukturelle Analysen zeigten, dass (p)ppGpp an die GTPase-enthaltenden NG-Domänen des Chloroplasten-SRP-Rezeptors (cpFtsY-NG) und dessen SRP54-Untereinheit bindet und deren GTP-abhängige Assoziation verhindert. Die strukturelle Charakterisierung des cpFtsY-NG:ppGpp-Komplexes zeigte, dass ppGpp die Bindung von GDP nachahmt, jedoch durch seine Pyrophosphatgruppe die Bildung des cpFtsY:cpSRP54-Komplexes hemmt und die gegenseitige Stimulation der GTPasen stört. Diese Ergebnisse liefern die erste Beschreibung der (p)ppGpp-Regulation im Chloroplasten-SRP-Weg und deuten auf eine breitere Rolle bei Plastiden-Stressreaktionen hin.
Parallel dazu untersuchte ich Ap4A als potenzielles regulatorisches Nukleotid in Bakterien und Menschen. Meine Daten zeigen, dass Hitzestress die Akkumulation von Ap4A in E. coli und menschlichen Zellen auslöst, was auf einen konservierten Mechanismus hinweist, der sich über die Domänen des Lebens erstreckt. Mithilfe eines rekonstruierten zellfreien Systems bestätigten wir, dass die Akkumulation von Ap4A temperaturabhängig und unabhängig von einem aktiven Translationsapparat ist. Ich konnte außerdem zeigen, dass Ap4A an B. subtilis DarB bindet. Mittels isotherme Titrationskalorimetrie (ITC) konnte eine Dissoziationskonstante von 3,78 µM festgestellt werde. Unterstützen konnte ich diese Erkenntnisse mit der erfolgreichen Kristallstrukturanalyse des DarB:Ap4A-Komplexes bei einer Auflösung von 2,5 Å. Bemerkenswerterweise störte Ap4A die durch DarB vermittelte Verstärkung der enzymatischen Aktivität von RelNTD und unterdrückte die (p)ppGpp-Synthese in ähnlicher Weise wie c-di-AMP.
Darüber hinaus zeigten DL-serine hydroxamate (SHX)-induzierte E. coli-Kulturen synchronisierte Peaks von Ap4A und ppGpp, was auf einen potenziellen Ko-Regulationsmechanismus hinweist. Diese Ergebnisse legen nahe, dass Ap4A und (p)ppGpp innerhalb eines gemeinsamen regulatorischen Netzwerks wirken könnten, um Stressreaktionen in Bakterien zu vermitteln.
Insgesamt erweitert diese Arbeit unser Verständnis der Nukleotid-Signalübertragung in Bakterien, Pflanzen und Menschen, indem sie konservierte regulatorische Rollen von (p)ppGpp und Ap4A bei der Stressanpassung aufdeckt und deren potenzielle Implikationen für die zelluläre und ökologische Resilienz über die Domänen des Lebens hinweg hervorhebt
Bond strength of chromadaptive composites in Class-I cavities
No full textZiel der Studie
Ziel dieser In-vitro-Studie ist es, das 2019 auf den Markt gebrachte chromadaptive
Komposit Omnichroma und den zugehörigen Blocker auf seinen Haftverbund zu Dentin
zu testen. Als Adhäsivsystem wird Syntac Classic im Selective-Etch- und im Etch-and-
rinse-Verfahren angewendet. In Referenzgruppen kommen die langjährig etablierten
stopfbaren Komposite von Venus Diamond und Tetric Prime zum Einsatz. In den Tetric
Prime-Gruppen wird zusätzlich untersucht, welche Auswirkungen die Erhöhung der
Inkrementstärke von den zugelassenen 2 mm auf vom Hersteller nicht zugelassene 4
mm hat.
Material und Methoden
In 50 karies- und füllungsfreie menschliche bleibende dritte Molaren werden 4 x 4 x 4
mm große Klasse-I-Kavitäten präpariert, welche im Anschluss randomisiert in 10
Versuchsgruppen eingeteilt werden. Bei der einen Hälfte der Gruppen wird das Vier-
Schritt-Adhäsivsystem Syntac im Selective-Etch-Modus (SE) verwendet, bei der anderen
Hälfte das Vier-Schritt-Etch-and-rinse-Adhäsivsystem (TE). Im Anschluss wird jeweils
eine der Gruppen mit den modellierbaren Kompositen Omnichroma, Omnichroma in
Kombination mit dem zugehörigen Blocker, Venus Diamond in 2 mm-Inkrementen sowie
Tetric Prime in 2 und 4 mm-Inkrementen gefüllt. Im Sägeprozess entstehen Dentin-
Komposit-Stäbchen mit 1 x 1 mm Querschnitt, deren Haftkraft im folgenden
Mikrozugversuch bestimmt wird. Zuletzt erfolgt die elektronenmikroskopische
Untersuchung der Bruchfläche des Dentinstäbchens. Für die statistische Analyse wird
das Programm IBM SPSS Statistics (IBM, New York) benutzt. Es werden Tests wie der
Kolmogorow-Smirnow-Test, der Mann-Whitney-Wilcoxon-Test und die a-Fehler-
Inflation durchgeführt.
Ergebnisse
Die Ergebnisse des vorliegenden Versuchs zeigen, dass die Anwendung von Syntac
Classic im Etch-and-rinse-Verfahren zu höheren Haftwerten zwischen Dentin und
Komposit führt als im Selective-Etch-Verfahren. Des Weiteren wird bestätigt, dass bei
Tetric Prime eine Erhöhung der Inkrementstärke von 2 mm auf vom Hersteller nicht
zugelassene 4 mm zu einer Verschlechterung der Haftwerte führt. Das chromadaptive
Komposit Omnichroma und der zugehörige Blocker können im Etch-and-rinse-Modus
ähnliche Haftwerte erzielen wie die vergleichbaren Gruppen von Venus Diamond und
Tetric Prime.
Schlussfolgerung
Aus der vorliegenden Studie können folgende drei Schlussfolgerungen gezogen werden:
Erstens sollte das Adhäsivsystem Syntac Classic im Vier-Schritt-Etch-and-rinse-Verfahren
angewendet werden. Dadurch wird die Haftfestigkeit verbessert und der Zahnarzt hat
im Vergleich zur Selective-Etch-Technik keinen zeitlichen Mehraufwand. Zweitens sollte
sich bei der Anwendung der Produkte an die Herstellerangaben gehalten werden, da
sich eine Erhöhung der Inkrementstärke auf 4 mm statt den zugelassenen 2 mm negativ
auf den Haftverbund auswirkt. Zuletzt zeigen die Ergebnisse, dass das 2019 auf dem
Markt erschienene chromadaptive Komposit Omnichroma mit dem zugehörigen Blocker
im Etch-and-rinse-Verfahren ähnliche Haftwerte erzielen kann wie die stopfbaren
Komposite Venus Diamond und Tetric Prime. Ob Omnichroma auch langfristig klinisch
vergleichbare Ergebnisse in Bezug auf die mechanischen Eigenschaften und
Farbbeständigkeit erzielen kann, muss in weiteren Studien erforscht werden.Aim of the study
Aim of this in-vitro study was to evaluate the chromadaptive resin composite
Omnichroma, which was launched on the market in 2019, and the associated blocker
regarding it´s adhesion to deep dentin. Syntac was used as an adhesive system in the
selective-etch and etch-and-rinse approaches. The long-established packable
composites Venus Diamond and Tetric Prime have been used in reference groups. In the
Tetric Prime groups, the effects of increasing increment thickness from 2 mm to 4 mm,
which is not recommended by the manufacturer, was also investigated.
Materials and methods
4 x 4 x 4 mm Class-I cavities were prepared in 50 caries- and filling-free human
permanent third molars, which were then randomly assigned to 10 test groups. One half
of the groups was bonded with Syntac in selective-etch mode (SE), while the other half
used it as four-step etch-and-rinse adhesive system (TE). Subsequently, one of these
groups was filled with the sculptable composites Omnichroma, Omnichroma in
combination with the corresponding blocker, Venus Diamond in 2 mm increments and
Tetric Prime in 2 and 4 mm increments. The cutting process produced dentin composite
beams with a cross-section area of 1 x 1 mm, which were loaded until failure in the
subsequent microtensile test. Finally, the fracture surface of the dentin parts was
examined under a scanning electron microscope (SEM). SPSS was used for the statistical
analysis. Tests such as the Kolmogorov-Smirnov test, the Mann-Whitney-Wilcoxon test
and the a error inflation were carried out.
Results
The results of the present investigation revealed that the application of Syntac in the
etch-and-rinse technique leads to higher bond strengths between dentin and composite
than in the selective-etch technique. Furthermore, it was confirmed that an increase in
the increment thickness of Tetric Prime from 2 mm to 4 mm, which is not approved by
the manufacturer, leads to a deterioration of bond strength. The chromadaptive
composite Omnichroma and the associated blocker can achieve similar bond strengths
in the etch-and-rinse mode as the comparable groups of Venus Diamond and Tetric
Prime.
Conclusion
The following conclusions can be drawn from the present study: Syntac should be
applied using the four-step etch-and-rinse technique. This improves the bond strength
and the dentist does not have to spend any additional time compared to the selective-
etch technique. The manufacturer's instructions should be strictly followed when using
the products, as increasing the increment thickness to 4 mm instead of the permitted 2
mm had a negative effect on bond strength. Finally, the results show that the chroma-
adaptive resin composite Omnichroma can achieve comparable bond strengths as the
packable resin composites Venus Diamond and Tetric Prime using the etch-and-rinse
technique with the corresponding blocker. Whether Omnichroma can also achieve
clinically comparable results in terms of mechanical properties and colour stability in the
long term must be investigated in further studies