22455 research outputs found
Sort by
Designing and monitoring DNA origami particles for single-cell precision delivery
Get PDFNanomedicine is a rapidly developing field that holds significant potential for targeted drug delivery and treatment of various diseases. Among the emerging technologies, DNA nanotechnology has gained attention for its versatility, biocompatibility, and programmability in constructing structures for targeted drug delivery. However, despite significant investments in these technologies, most are currently limited to in vitro evaluation. Moreover, the lack of tools for investigating the biodistribution of these structures at the cellular level hinders the ability to track them throughout the body. Recently, tissue-clearing methods have been developed to overcome these limitations and enable the exploration of in-tact biological specimens by rendering tissues transparent and imaging them using laser scanning fluorescence microscopy. Advancements in tissue clearing and light sheet microscopy have made it possible to investigate large volumes, such as whole mouse bodies, at cellular resolution. These new techniques provide a powerful tool for studying the bio-distribution of DNA nanotechnology-based drug delivery systems in vivo, ultimately advancing the development of nanomedicine as a promising approach for treating a wide range of diseases.
In pursuit of developing an efficient and safe DNA nanotechnology-based drug delivery system, we generated DNA origami rods (8 nm x 80 nm) carrying fluorescent dyes. Prior to in vivo evaluation, we assessed the production efficiency and stability of the DNA origami in vitro, followed by evaluating its immune compatibility, half-life, targeting efficiency, and biodistribution in CD1 mice (n=5) after intravenous (iv) or oral administration. Results showed that the DNA origami treatment did not alter immune cell counts up to 7 days post-injection, indicating the immune safety of the treatment. In vivo imaging of the brain surface using intravital 2-photon microscopy revealed the clearance of the DNA origami from the meningeal blood circulation within 20 minutes post-injection, without any leakage into the brain parenchyma. In the periphery, the DNA origami was gradually cleared from the liver until 24 hours post-injection. Further, we investigated the biodistribution and targeting potential of DNA origami coupled with antibodies after IV injection. After 20 minutes of circulation, mouse bodies were subjected to vDISCO clearing and imaged using light sheet microscopy. Results showed that DNA origami coupled with CX3CR1 antibody was observable in lymph nodes, spleen, and Kupffer cells in the liver while coupling with human carbonic anhydrase (CA) XII-specific antibody (6A10) directed the DNA origami to the lung where it co-localized with metastases in mice injected with MDA-MB-231 metastatic cancer cells. These findings demonstrate the potential of DNA origami-based drug delivery systems for targeted drug delivery, highlighting their potential for use in treating a range of diseases.
Thus, this approach can significantly help develop DNA nanotechnology for in vivo applications including drug delivery and gene editing. So far, our approach enables the assessment of biodistribution in the intact body with a sensitivity down to the single-cell level, revealing DNA origami's feasibility for drug targeting
Klinische Ergebnisse und Langzeitverlauf von Patienten nach konventionellem Re-Aortenklappenersatz und Valve in Valve transkatheter Aortenklappenimplantation
Get PDFZiele: Analyse von Patientencharakteristika, Ergebnissen und der Rolle des Heart-Teams bei der Behandlung degenerierter Aortenklappenprothesen nach chirurgischem Aortenklappen-ersatz (Index-SAVR).
Methoden: Patienten, die sich zwischen 01/2015 und 03/2021 nach Index-SAVR einem erneuten operativen Aortenklappenersatz (Re-SAVR) (n = 53) oder einem Valve in Valve transkatheter Aortenklappenersatz (ViV-TAVI) (n = 103) unterzogen, wurden retrospektiv eingeschlossen. Patienten mit Endokarditis bei Index-SAVR und/oder Re-SAVR wurden von der Studie ausgeschlossen. Die Daten werden als Mediane und 25.-75. Perzentile oder absolute Zahlen und Prozentsätze dargestellt.
Ergebnisse: Patienten der ViV-TAVI Kohorte waren zum Zeitpunkt des Eingriffs im Median signifikant älter (79 (75-83) Jahre vs. 68 (59-77) Jahre, p < 0.001) und zeigten einen signifikant höheren EuroScore II (9.2 (5.4-13.6) vs. 5.7 (3.5-8.5), p < 0.001) und STS-PROM (4.1 (2.6-6.8) vs. (2.0 (1.3-2.8), p < 0.001). Patienten der Re-SAVR Kohorte erhielten häufiger einen Kombinationseingriff (33 (62.2 %) vs. 16 (15.5 %). Patienten nach Re-SAVR benötigten signifikant häufiger Erythrozytenkonzentrate (38 (71.6 %) vs. 5 (4.8 %), p < 0.001), Nierenersatzverfahren (7 (13.2 %) vs. 2 (1.9 %), p = 0.008) und hatten eine längere Intensiv- und Gesamtaufenthaltsdauer (3 (3-5) vs. 1 (1-3) Tage, p < 0.001) (15 (13-20) vs. 11 (8-14) Tage, p < 0.001). Bei Patienten nach ViV-TAVI zeigte sich im Median ein signifikant höherer maximaler (26 (19-38) mmHg vs. 18 (10-30) mmHg, p < 0.001) und mittlerer (15 (9-21) mmHg vs. 9 (6-15) mmHg, p < 0.001) Gradient, sowie eine höhere Rate an paravalvulärer Leckage (1 (1.9 %) vs. 23 (22.3 %), p = 0.013). Die Überlebensrate bis zur Entlassung betrug 94.3 % in der Re-SAVR Kohorte und 97.1 % in der ViV-TAVI Kohorte, p = 0.409. Die Überlebensrate nach dem 5. Jahr betrug 36 % in der ViV-TAVI Kohorte und 77 % in der Re-SAVR Kohorte.
Schlussfolgerung: Re-SAVR ist mit geringer Morbidität und Mortalität assoziiert und gilt daher als Goldstandard in der Behandlung degenerierter Aortenklappenprothesen. Für ältere oder Patienten im intermediären Risikobereich bietet die ViV-TAVI eine akzeptable Behandlungsalternative mit vergleichbarer Morbidität und Mortalität. Allerdings ist diese Therapie mit erhöhten transvalvulären Druckgradienten und einer hohen Prävalenz paravalvulärer Leckagen verbunden. Die Entscheidung des Herzteams sollte von zentraler Bedeutung sein, um die optimale und individuelle Behandlung der betroffenen Pateinten zu ermöglichen.Objectives: To analyze patient characteristics, outcomes, and role of the Heart-Team in the treatment of structural prosthesis degeneration (SPD) following surgical aortic valve replacement (SAVR).
Methods: Patients undergoing redo surgery (n = 53) following index SAVR (RS) and those undergoing Valve in Valve Transcatheter Aortic Valve replacement (ViV-TAVR) (n = 103) between 01/2015 and 03/2021 were retrospectively identified and included in this study. Patients who underwent index SAVR and/or Re-SAVR for endocarditis were excluded from this study. Data are presented as medians and 25th-75th percentiles, or absolute numbers and percentages.
Results: At the time of surgery, patients in the ViV-TAVR group were significantly older (79 (75-83) years vs. 68 (59-77) years, p < 0.001) and showed significantly higher EuroScore II (9.2 (5.4-13.6) vs. 5.7 (3.5-8.5), p < 0.001) and STS-PROM score (4.1 (2.6-6.8) vs. (2.0 (1.3-2.8), p < 0.001). Patients in the Re-SAVR group were more likely to receive concomitant procedure (33 (62.2 %) vs. 16 (15.5 %). Patients after Re-SAVR were significantly more likely to require red blood cells (38 (71.6 %) vs. 5 (4.8 %), p < 0.001) and renal replacement therapy (7 (13.2 %) vs. 2 (1.9 %), p = 0.008), length of hospital and ICU stay was longer in the Re-SAVR group (15 (13-20) days vs. 11 (8-14) days, p < 0.001) (3 (3-5) days vs. 1 (1-3) days, p < 0.001)). The PGmax and PGmean was lower in the Re-SAVR group as compared to the ViV-TAVR group (18 (10-30) mmHg vs. 26 (19-38) mmHg, p < 0.001) (9 (6-15) mmHg vs. 15 (9-21) mmHg, p < 0.001). Furthermore, a higher rate of paravalvular leakage was seen in the ViV-TAVR group (1 (1.9) vs. 23 (22.3), p = 0.013). Survival to discharge was 94.3 % in the Re-SAVR group and 97.1 % in the ViV-TAVR group, p = 0.409. Survival after 5 years was 36 % in the ViV-TAVR group and 77 % in the Re-SAVR group, respectively.
Conclusion: Re-SAVR is associated with low morbidity and mortality and is therefore considered the gold standard in the treatment of prosthetic aortic valve degeneration. For elderly patients or patients with an intermediate risk profile, ViV-TAVR offers an acceptable treatment alternative with comparable morbidity and mortality. However, this therapy is associated with increased pressure gradients and a high prevalence of paravalvular leakage. A decision by the heart team should be central in determining the optimal and individualized treatment for these patients
Evaluation eines neuen translationalen Großtiermodells für die Duchenne Muskeldystrophie in der präklinischen Forschung
Get PDFStudent boredom in the adolescent years
Get PDFAktuelle Forschung zeigt, dass Langeweile eine der am häufigsten erlebten negativen Emotionen in der Schule ist. Sie wird als äußerst unangenehme Emotion beschrieben, die unter anderem mit Aufmerksamkeitsproblemen, geringerer Anstrengungsbereitschaft und Motivation, Schwierigkeiten bei der Selbstregulation, der Nutzung weniger effektiver Lernstrategien, schlechteren Leistungen bis hin zu Schulabbruch und Jugendkriminalität in Zusammenhang steht. Obwohl Langeweile in der Regel negativ mit Leistung korreliert, gibt Hinweise darauf, dass sowohl Über- als auch Unterforderung zu Langeweile führen können. Es ist jedoch unklar, ob Langeweile durch Überforderung mit denselben negativen Korrelaten einhergeht wie Langeweile durch Unterforderung. Darüber hinaus wird Langeweile in verschiedenen Kontexten mit gesundheitlichen Problemen wie Depressionen, somatischen Beschwerden, Fettleibigkeit und Essstörungen sowie Drogenmissbrauch in Verbindung gebracht. Über mögliche negative physische und psychische Auswirkungen schulischer Langeweile ist jedoch bisher wenig bekannt. Zusammengenommen deuten diese Ergebnisse darauf hin, dass Langeweile uns davon abhält, unser volles Potenzial auszuschöpfen, und sich nachteilig auf unsere Gesundheit auswirken kann. Folglich wurde Langeweile unter anderem als Plage der heutigen Zeit beschrieben, die es weiter zu erforschen und zu reduzieren gilt. Das Ziel der vorliegenden Dissertation war es deshalb schulische Langeweile durch Über- und Unterforderung, sowie deren Auswirkungen auf gesundheitsbezogene Lebensqualität im Mathematikunterricht der Sekundarstufe 1 zu erforschen. Dafür wurden in Studie 1 systematisch Verhaltens- und Persönlichkeitsvariablen von Schülerinnen und Schülern verglichen, die stark gelangweilt und leistungsschwach sind (also wahrscheinlich überfordert, basierend auf der Mathematiknote) und stark gelangweilt, aber leistungsstark (also wahrscheinlich unterfordert). Die Ergebnisse zeigen, dass Langeweile durch Über- und Unterforderung mit ähnlichen nachteiligen Verhaltens- und Persönlichkeitsvariablen einhergeht. Anknüpfend an Studie 1 wurde die Thematik der Langeweile durch Über- und Unterforderung in Studie 3 erneut aufgegriffen, um empirische Evidenz für das Vorhandensein und die Prävalenz von Langeweile durch Über- und Unterforderung zu erforschen. Mithilfe eines standardisierten Mathematiktests und latenter Profilanalyse konnte gezeigt werden, dass Langeweile in Mathematik sowohl durch Über- als auch durch Unterforderung auftreten kann und dass Geschlecht und Schulform dabei eine Rolle spielen können. Studie 2 untersuchte den Zusammenhang zwischen Langeweile und gesundheitsbezogener Lebensqualität. Die Ergebnisse zeigen, dass Langeweile signifikant negativ mit gesundheitsbezogener Lebensqualität zusammenhängt und eine stärkere Zunahme von Langeweile im Laufe eines Schuljahres mit niedrigeren Werten gesundheitsbezogener Lebensqualität einhergeht. Zusammenfassend und im Einklang mit bisheriger Forschung verdeutlicht die vorliegende Dissertation die Relevanz der Langeweileforschung. Sie zeigt, dass Langeweile in der Schule allgegenwärtig ist (Studie 3) und im Laufe eines Schuljahres zunimmt (Studie 2). Es wurde empirisch belegt, dass hohe Langeweile sowohl bei leistungsschwachen als auch bei leistungsstarken Schülerinnen und Schülern auftreten kann (Studien 1 und 3) und mit zahlreichen problematischen Korrelaten sowohl bei leistungsschwachen als auch bei leistungsstarken Schülern (Studie 1) sowie gesundheitlichen Problemen (Studie 2) einhergeht. Die Ergebnisse verdeutlichen, dass Langeweile in der Schule ein ernstzunehmendes Problem darstellt, mit dem Schülerinnen und Schüler nicht allein gelassen werden sollten
Nachweis von murinen Helicobacter-Spezies in Kotproben von Mäusen mittels Multiplex-PCR
Get PDFIn den letzten Jahren wurde ein immer größeres Augenmerk auf mausspezifische Helicobacter-Spezies in Versuchstierhaltungen gelegt, da Infektionen mit murinen Helicobacter einen Einfluss auf die Gesundheit der Mäuse haben und ein mögliches zoonotisches Risiko für den Forscher darstellen können. Um die Gefahr von Kreuzreaktionen während Experimenten zu minimieren und somit im Sinne der 3R zu handeln, muss eine verlässliche Nachweismethode zur Überwachung der Helicobacter Infektionen in Versuchstierhaltungen vorhanden sein.
Das Ziel dieser Arbeit war die Optimierung des Nachweises der am weitest verbreiteten murinen Helicobacter-Spezies: H. hepaticus, H. bilis, H. muridarum, H. rodentium and H. typhlonius, indem eine Multiplex-PCR etabliert wurde, welche die fünf verschiedenen Spezies zeitgleich nachweisen kann. Zur Qualitätssicherung wurde die Nachweismethode, basierend auf Empfehlung für In-House entwickelte Tests, validiert. Die etablierte Methode zeigt eine hohe Sensitivität und Spezifität. Jede untersuchte Helicobacter spp. konnte bis zu einem Limit von 102 Bakterien nachgewiesen werden. Um den Richtlinien der 3R‘s zu entsprechen, wurden, um eine Infektion mit Helicobacter Spezies nachzuweisen, Kotproben der Mäuse gewonnen. Die Methode erwies sich als ein verlässliches, ökonomisches und zeitersparendes diagnostisches Mittel für die Routine-Gesundheitsüberwachung.
Acht verschiedene Münchner Versuchstierhaltungen wurden mit der etablierten Methode untersucht und eine Prävalenz von H. rodentium 57 %, H. hepaticus 46 %, H. typhlonius 17 %, H. bilis 12 %, H. muridarum 0 % gefunden. Weitere Studien sind notwendig um die hohe Prävalenz von H. rodentium in Münchner Versuchstierhaltungen zu evaluieren, da dieser EHS bis jetzt nicht in den FELASA Empfehlungen für das Hygienemonitoring erwähnt wird.Murine Helicobacter species have become very important in research facilities over the last years due to their increasing prevalence. Natural infections with enterohepatic Helicobacter species may interfere with experiments and have a negative effect on the health of either mice or researchers themselves. In order to minimize these adverse effects, a reliable method for health monitoring in animal facilities needs to be available.
The aim of this study was to optimize the detection of the most common murine Helicobacter species: H. hepaticus, H. bilis, H. muridarum, H. rodentium and H. typhlonius. This was done by designing a novel multiplex-PCR that detects these five strains simultaneously via faeces samples. To ensure the quality of the results the method was validated for tests developed in-house. The method turned out to be highly sensitive and specific. All five strains were detectable up to a limit of 102 bacteria.
The established and validated multiplex-PCR is capable of screening a great number of mice non-invasively and thus, is in line with the 3R. Furthermore, for routine health monitoring it is a reliable, economic and time-saving diagnostic tool.
Eight different animal facilities in Munich were tested to get an overview of the prevalence of Helicobacter spp in this area. We found that H. hepaticus had a prevalence of 46 % in positive samples, H. rodentium 57%; H. typhlonius 17%, H.bilis 12%, H.muridarum 0%. Further prevalence studies are needed to evaluate the importance of H. rodentium, as until now this agent is not listed in the FELASA recommendations for health monitoring
Analysen ausgewählter Wirk- und Impfstoffkandidaten gegen COVID-19 und künftige Diseases X
Get PDFEine Disease X ist laut Definition der WHO eine schwerwiegende Epidemie, die durch einen bis dahin nicht als humanpathogen bekannten Erreger ausgelöst wird. Knapp zwei Jahre nach Entwicklung dieses Konzepts trat SARS CoV 2 als erstes Beispiel einer Disease X auf und löste zu Beginn des Jahres 2020 die COVID 19-Pandemie aus. Innerhalb von nur elf Monaten nach Ausrufung des internationalen Gesundheitsnotstandes durch die WHO wurde die erste Impfung gegen COVID 19 in der EU zugelassen – ein Prozess, der sonst einige Jahre dauert und zeigt, dass nach der Sicherheit dem Faktor Zeit im Kontext einer Disease X ebenfalls eine große Bedeutung zukommt. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich daher mit der Untersuchung von Wirk- und Impfstoffkandidaten gegen COVID 19, deren Erkenntnisse für weitere Diseases X nützlich sein können. Um als Leitstruktur in der Medikamentenentwicklung gegen COVID 19 dienen zu können, wurde die anti-coronavirale Wirkung des sekundären Pflanzenstoffes Epigallocatechingallat untersucht. Dabei zeigte sich dessen hemmende Wirkung in vitro, die sich nicht nur auf SARS CoV 2 beschränkt, sondern mit SARS CoV und MERS CoV auch zwei weitere Betacoronaviren einschließt. Daneben wurden zwei Impfstoffkandidaten gegen COVID 19 hinsichtlich ihrer Immunogenität und Sicherheit vergleichend untersucht: ein rekombinantes Masernimpfvirus, das für das Spikeprotein von SARS CoV 2 kodiert, und als Proteinimpfstoff das Aluminiumhydroxid-adjuvantierte Spikeprotein. Während das rekombinante Masernimpfvirus eine Th1-Immunantwort auslöst, die syrische Goldhamster vor einer schweren Erkrankung schützt, löst der Proteinimpfstoff eine Th2-Immunantwort aus, die im Hamster zu einer sogenannten Vaccine Associated Enhanced Respiratory Disease führt. Rekombinante Masernimpfviren zeichnen sich daher und auch durch den bereits langen Einsatz von Masernimpfstoffen im Menschen durch ihre hohe Sicherheit aus. Sie sind allerdings komplex in ihrer Herstellung, sodass eine weitere Studie auf deren Vereinfachung abzielte. Dabei konnte das erste System zur Herstellung rekombinanter Masernimpfviren entwickelt werden, welches nur aus zwei statt bisher mindestens vier essenziellen Komponenten besteht. Dies reduziert die Fehleranfälligkeit in der Anwendung und eröffnet weiteres Optimierungspotenzial hinsichtlich der Effizienz. So ist nun die Impfstoffplattform rekombinante Masernimpfviren durch ihre leichtere und potenziell schnellere Anwendung besser etabliert, um auch gegen die nächste Disease X innerhalb kurzer Zeit einen Impfstoffkandidaten hervorbringen zu können.According to the WHO definition, a Disease X is a serious epidemic caused by a pathogen not previously known to be human pathogenic. Less than two years after this concept was developed, SARS CoV 2 emerged as the first example of a Disease X and triggered the COVID 19 pandemic at the beginning of 2020. Within only eleven months of the WHO declaring an international public health emergency, the first vaccination against COVID 19 was licensed in the EU – a process that usually takes several years and shows that, after safety, time is also an important factor in the context of a Disease X. The present work therefore addresses the investigation of drug and vaccine candidates against COVID 19, the findings of which may be useful for further Diseases X. In order to be able to serve as a lead structure in drug development against COVID 19, the anti-coronaviral effect of the secondary plant metabolite epigallocatechin gallate was investigated. This showed its inhibitory effect in vitro, which is not only limited to SARS CoV 2, but also includes two other betacoronaviruses, SARS CoV and MERS CoV. In addition, two vaccine candidates against COVID 19 were comparatively investigated with regard to their immunogenicity and safety: a recombinant measles vaccine virus encoding the spike protein of SARS CoV 2 and, as a protein vaccine, the aluminium hydroxide-adjuvanted spike protein. While the recombinant measles vaccine virus elicits a Th1 immune response that protects Syrian golden hamsters from severe disease, the protein vaccine elicits a Th2 immune response that leads to so-called vaccine associated enhanced respiratory disease in the hamster. Recombinant measles vaccine viruses are therefore characterised by their high safety, and also because of the long use of measles vaccines in humans. However, they are complex to generate, so another study aimed to simplify their generation. The first system for the generation of recombinant measles vaccine viruses was developed, which consists of only two essential components instead of at least four. This reduces the susceptibility to errors in the application and paves the way for further potential optimisation in terms of efficiency. Thus, the vaccine platform recombinant measles vaccine virus is now better established due to its easier and potentially faster application, in order to be able to generate a vaccine candidate also against the next Disease X within a short time
