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Bayesianische versus diagnostische ärztliche Informationsvermittlung an Patient*innen
Get PDFObwohl Kommunikation in der Medizin eine zentrale und alltägliche Aufgabe ist, ist das richtige Verständnis von statistischen Informationen, vor allem von Bayesianischen, oftmals eine große Herausforderung. Dabei muss zwischen zwei möglichen Informationsrichtungen unterschieden werden: Bayesianische Informationen (z.B. der Anteil der positiv getesteten Personen unter den erkrankten Personenwagen) und diagnostische Informationen (z.B. der Anteil der erkrankten Personen unter den positiv getesteten Personen).
Ziel der Studie war es, den Einfluss der bei einer ärztlichen Kommunikation mit Patient*innen relevanten Parameter Informationsrichtung (Bayesianisch vs. diagnostisch) und Informationsvisualisierung (mit Häufigkeitsnetz vs. ohne Visualisierung) auf das Verständnis der statistischen Information zu überprüfen.
Hierzu bearbeiteten 109 Proband*innen als potenzielle Patient*innen jeweils 4 Aufgaben (2⨯2⨯4 Design) im Videoformat, wobei ein*e Ärzt*in ihnen ihr fiktives Untersuchungsergebnis erklärte. Die Zahlen der endokrinologischen Kontexte wurden in Form von natürlichen Häufigkeiten angegeben. Dabei wurde sowohl die Informationsvisualisierung als auch die Informationsrichtung systematisch variiert. Anschließend sollten die Proband*innen den positiven prädiktiven Wert angegeben, wobei dessen Richtigkeit und die hierfür benötigte Zeit ausgewertet wurden.
Eine diagnostische Informationsrichtung konnte die Verständnisrichtigkeit erhöhen (72% ohne Visualisierung bzw. 61% mit Häufigkeitsnetz). Auffällig dabei war jedoch, dass eine Visualisierung mittels eines Häufigkeitsnetzes nur bei den Bayesianischen Version von Vorteil war (37% mit Häufigkeitsnetz vs. 10% ohne Visualisierung). Die Zeiten zum Beantworten der Fragen und Häufigkeiten des Videoanschauens verhielten sich dabei konträr zu den Ergebnisrichtigkeiten, sodass die Bearbeitung Bayesianischer Aufgaben ohne Visualisierung am längsten dauerte (Median 106 Sekunden, bei den anderen Versionen 13,5, 14,0 und 14,5 Sekunden).
Im nächsten Schritt steht nun an, die Theorie einer guten ärztlichen Kommunikation mit Patient*innen in den medizinischen Alltags zu integrieren
Course and prediction of emotional and behaviour problems in adopted children in Germany in the first years after placement
Get PDFBackground and study aim. Adoption is often described as an effective intervention for children who cannot remain within their birth families. A wide range of studies have demonstrated that most adopted children are well-adjusted but preadoptive adversity and parental factors can increase the likelihood of emotional and behavioural problems. The present doctoral thesis aimed to investigate the course of adopted children’s emotional and behaviour problems and to examine the impact of both preadoptive and postadoptive factors. The analyses further focused on the use of postadoption support and the unmet needs of adoptive families.
Methods. Data were derived from a nationwide longitudinal survey of adoptive families in Germany involving N = 257 adopted children (198 domestic adoptions, 59 intercountry adoptions). Wave 1 was conducted between 2016 and 2017; Wave 2 was conducted between 2020 and 2021. The SDQ was used as the major outcome measure assessing emotional and behaviour problems in adopted children. The assessment of preadoptive experiences included a sum score for pre- and perinatal risks, the experience of maltreatment and neglect, and the number of placement changes before adoption. Postadoption variables assessed adoptive parents’ parenting behaviour, parenting stress, psychological distress, and parental self-efficacy. The use of and satisfaction with postadoption support services in and outside of adoption agencies was assessed exploratory.
Results. The results of four research articles showed that most adopted children are well-adjusted, and significant differences between nationally and internationally adopted children were found, particularly for behaviour problems at Wave 1. Increases in overall emotional and behaviour problems were found from Wave 1 to Wave 2, and clinical range problems in adopted children persisted from Wave 1 to Wave 2. A strong impact of preadoptive adversity on adopted children’s emotional and behaviour outcomes at Wave 1 was found, but concerning Wave 2, adoptive parents’ psychological distress and self-efficacy became more important in influencing the child’s outcomes. The majority of adoptive families used postadoption support from adoption agencies and external services, but parental and child-related difficulties did not predict support use consistently.
Discussion. The predominantly positive outcomes for adopted children and adoptive parents within the present work confirm the suitability of adoption as an effective intervention. However, the level of emotional and behaviour problems increased as children got older and early clinical range problems increased the risk for ongoing difficulties. With regard to potential predictors, adopted children’s prior experiences are particularly crucial for their level of emotional and behaviour problems at an early stage after adoption, but the impact of parental factors increased over time. Furthermore, adoptive families are willing to use postadoption support services offered by adoption agencies and external services, but the services used did not necessarily correspond to the individual needs of the families. Implications for research, policy, and practice are discussed
Impacts of immigration on low-status groups
Get PDFWhat are the social impacts of immigration on low-status groups? While existing research on the effects of immigration has mostly focused on the majority population, this dissertation shifts the focus to economically disadvantaged individuals and ethnic minorities, as these groups are often more affected by migration than others. Furthermore, previous migration studies have predominantly examined opinions rather than behaviors. In contrast, this dissertation also considers behavioral responses, particularly voting behavior and discriminatory actions. Another challenge in prior research is the tendency of migrants to settle in specific regions, making causal analysis of migration’s effects difficult. Unlike such self-selective migration patterns, the 2015/2016 refugee crisis in Germany, due to the quasi-random distribution of refugees, provides a unique opportunity to examine the effects of immigration. Back then, social tensions, revolutions, and civil wars in North Africa and the Middle East triggered an unexpected increase in refugee migration to Germany. This dissertation analyzes the impact of refugee immigration on ethnic minorities as a socially disadvantaged group. Additionally, it explores whether individuals with low socioeconomic status are more likely to vote for right-wing populists. Thus, this dissertation contributes to a better understanding of right-wing populism, discrimination, interethnic relations, and ethnic boundaries.
Previous studies show that the right-wing populist party Alternative for Germany (AfD) exploited the massive influx of refugees into Germany to gain voters through anti-immigration propaganda. An alternative line of research offers an economic explanation, suggesting that those disadvantaged by modernization are more likely to support populist parties. However, research on this modernization losers' theory (MLT) in relation to AfD voters is inconclusive and largely based on pre-election surveys and problematic causal assumptions. The first study of this dissertation analyzes post-election survey data from 2017, part of the German Longitudinal Election Study (N ≈ 1,200), which allows for the examination of actual voting behavior. Through valid causal reasoning and improved model selection, the study finds that, contrary to the MLT, a low socioeconomic status had no significant impact on the likelihood of voting for the AfD. Instead, the subjective perception of disadvantage proved to be a decisive factor in favor of voting for the AfD. Moreover, the study demonstrates that greater dissatisfaction with politics acts as a mediating factor between perceived disadvantage and AfD voting.
The immigration of refugees may have intensified xenophobic attitudes and thereby exacerbated ethnic discrimination. Increasing hostility could also be directed against earlier immigrant groups. The second study in this dissertation examines whether the refugee crisis influenced the ethnic discrimination of Turkish applicants in the German rental housing market. Previous studies often relied on cross-sectional comparisons of neighborhoods with varying migrant populations, which is problematic due to unobserved confounders and the self-selection of migrants. To draw causal conclusions about how immigration affects ethnic discrimination, my co-authors and I used data from a field experiment – the gold standard for analyzing discrimination. Email correspondence tests were conducted on a large online housing platform just before the onset of the refugee crisis (1st wave), and the experiment was repeated at the peak of the crisis (2nd wave). Our longitudinal approach, combined with the quasi-random geographic distribution of refugees, allows for causal inferences with minimal bias. Based on approximately 10,000 email applications for 5,000 rental apartments, we found that the influx of refugees did not significantly alter the level of ethnic discrimination against Turks in the German rental housing market.
While the first two studies of this dissertation primarily focus on the behavior of the ethnic majority in Germany, the third study examines the impact of refugee immigration on the perspectives of the two largest ethnic minorities in Germany: individuals with Polish and Turkish migration backgrounds. This study is one of the first in a European country to investigate the social impacts of the immigration of a new group on established immigrants. To do so, I combine macro-level data on refugees with individual longitudinal data from a large German panel survey (SOEP) from 2012 to 2018, based on a random sample. Using fixed-effects estimations, this study shows that an increasing proportion of refugees in a county raised concerns about immigration and reduced perceived discrimination among Turkish (N ≈ 700 respondents, n ≈ 2,900 person-years) and Polish (N ≈ 500 respondents, n ≈ 2,100 person-years) respondents. Furthermore, Turkish immigrants tended to feel more German in response to the refugee crisis, while simultaneously feeling a stronger connection to Turkey. Polish immigrants also felt more German, though not more connected to Poland. These findings support the assumption that minority groups distance themselves from new immigrants while also using the situation to improve their social position by strengthening their identification with the majority group and/or their own ethnic group.
In summary, this dissertation highlights the multi-dimensionality of social status by demonstrating that it encompasses more than just objective socioeconomic status. It shows that objective status can differ from subjective perception and status evaluation. While an objectively low socioeconomic status had no influence on the probability of voting for right-wing populists, the subjective assessment of one’s status had a significant effect. A discrepancy was also found between the objective and subjective status of migrants. Although objective discrimination was not influenced by the influx of refugees in the short term, at least not in the housing market, subjective experiences of discrimination decreased. This can be interpreted as an improvement in relations with the German majority from the perspective of Turkish and Polish minorities, though this was not confirmed by the German majority. These findings suggest that researchers should place greater emphasis on subjective perspectives.Welche sozialen Auswirkungen hat Immigration auf Gruppen mit niedrigem Status? Während sich die bestehende Forschung zu Effekten von Zuwanderung größtenteils auf die Mehrheitsbevölkerung beschränkte, richtet diese Dissertation den Fokus auf wirtschaftlich benachteiligte Personen und ethnische Minderheiten, weil diese von Migration oft stärker betroffen sind als andere soziale Gruppen. Darüber hinaus haben frühere Migrationsstudien überwiegend Meinungen statt Verhaltensweisen untersucht. Im Gegensatz dazu werden in dieser Dissertation auch Verhaltensreaktionen betrachtet, insbesondere Wahlverhalten und diskriminierende Handlungen. Eine weitere Herausforderung der bisherigen Forschung ist die Tendenz von Migranten, sich in bestimmten Regionen niederzulassen, was eine kausale Analyse der Auswirkungen von Migration erschwert. Im Gegensatz zu einer solchen selbstselektiven Form der Zuwanderung bietet die Flüchtlingskrise 2015/2016 in Deutschland aufgrund der quasi-zufälligen Verteilung der Flüchtlinge eine einzigartige Gelegenheit, die Effekte von Zuwanderung zu untersuchen. Damals lösten soziale Spannungen, Revolutionen und Bürgerkriege in Nordafrika und dem Nahen Osten einen unerwarteten Anstieg der Flüchtlingszuwanderung nach Deutschland aus. Diese Dissertation analysiert die Auswirkungen der Flüchtlingszuwanderung auf ethnische Minderheiten als sozial benachteiligte Gruppe. Zudem wird untersucht, ob Menschen mit niedrigem sozioökonomischen Status eher Rechtspopulisten wählen. Damit trägt diese Arbeit zu einem besseren Verständnis von Rechtspopulismus, Diskriminierung, interethnischen Beziehungen und ethnischen Grenzen bei.
Frühere Untersuchungen zeigen, dass die rechtspopulistische Partei Alternative für Deutschland (AfD) den massiven Zustrom von Flüchtlingen nach Deutschland genutzt hat, um durch einwanderungsfeindliche Propaganda Wähler zu gewinnen. Eine alternative Forschungsrichtung bietet eine ökonomische Erklärung an, die besagt, dass diejenigen, die durch die Modernisierung benachteiligt werden, eher populistische Parteien unterstützen. Die Forschung zu dieser Modernisierungsverlierertheorie (MLT) ist jedoch in Bezug auf AfD-Wähler uneindeutig und basiert überwiegend auf Vorwahlbefragungen und problematischen Kausalannahmen. Die erste Studie dieser Dissertation analysiert Nachwahl-Umfragedaten aus dem Jahr 2017 der German Longitudinal Election Study (N ≈ 1.200), wodurch das tatsächliche Wahlverhalten untersucht wird. Durch eine valide kausale Argumentation und eine verbesserte Modellwahl kommt die Studie zu dem Ergebnis, dass im Widerspruch zur MLT ein niedriger sozioökonomischer Status keinen signifikanten Einfluss auf die Wahrscheinlichkeit hatte, die AfD zu wählen. Stattdessen erwies sich die subjektive Wahrnehmung von Benachteiligung als ein entscheidender Faktor zugunsten der AfD-Wahl. Darüber hinaus demonstriert die Studie, dass eine stärkere Unzufriedenheit mit der Politik als mediierender Faktor zwischen subjektiver Benachteiligung und AfD-Wahl wirkt.
Die Zuwanderung von Flüchtlingen könnte fremdenfeindliche Einstellungen verstärkt und damit ethnische Diskriminierung verschärft haben. Die zunehmende Fremdenfeindlichkeit könnte sich zudem auch gegen frühere Einwanderergruppen richten. In der zweiten Studie dieser Dissertation wird untersucht, ob die Flüchtlingskrise die ethnische Diskriminierung türkischer Bewerber auf dem deutschen Mietwohnungsmarkt beeinflusste. Frühere Studien stützten sich häufig auf Querschnittsvergleiche von Stadtteilen mit unterschiedlichen Migrantenanteilen, was aufgrund unbeobachteter Confounder und Selbstselektion von Zuwanderern problematisch ist. Um kausale Rückschlüsse darüber ziehen zu können, wie sich Zuwanderung auf ethnische Diskriminierung auswirkt, nutzten meine Mitautoren und ich Daten eines Feldexperiments – der Goldstandard für die Analyse von Diskriminierung. Es wurden E-Mail-Korrespondenztests auf einer großen Online-Wohnungsplattform kurz vor Ausbruch der Flüchtlingskrise durchgeführt (1. Welle) und das Experiment wurde auf dem Höhepunkt der Krise wiederholt (2. Welle). Unser longitudinaler Ansatz, kombiniert mit der quasi-zufälligen räumlichen Verteilung der Flüchtlinge, ermöglicht kausale Rückschlüsse mit geringer Verzerrung. Basierend auf etwa 10.000 E-Mail-Bewerbungen für 5.000 Mietwohnungen stellten wir fest, dass der Zustrom von Flüchtlingen das Ausmaß der ethnischen Diskriminierung von Türken auf dem deutschen Mietwohnungsmarkt nicht signifikant veränderte.
Während sich die ersten beiden Artikel dieser Dissertation vor allem auf das Verhalten der ethnischen Mehrheit in Deutschland konzentrieren, untersucht der dritte Artikel die Auswirkungen der Flüchtlingszuwanderung auf die Sichtweise der beiden größten ethnischen Minderheiten in Deutschland: Personen mit polnischem und türkischem Migrationshintergrund. Diese Studie ist eine der ersten, die in einem europäischen Land untersucht, welche sozialen Auswirkungen die Zuwanderung einer neuen Gruppe auf bereits bestehende Zuwanderergruppen hat. Hierfür kombiniere ich Makrodaten über Flüchtlinge mit individuellen Längsschnittdaten einer groß angelegten deutschen Panelbefragung (SOEP) von 2012 bis 2018, basierend auf einer Zufallsstichprobe. Mithilfe von Fixed-Effects-Schätzungen zeigt diese Studie, dass ein steigender Anteil von Flüchtlingen in einem Landkreis die Sorgen über Zuwanderung erhöhte und die selbst wahrgenommene Diskriminierung unter türkischen (N ≈ 700 Befragte, n ≈ 2.900 Personenjahre) und polnischen (N ≈ 500 Befragte, n ≈ 2.100 Personenjahre) Befragten verringerte. Darüber hinaus fühlten sich türkische Einwanderer tendenziell deutscher als Reaktion auf die Flüchtlingskrise, während sie gleichzeitig eine stärkere Verbundenheit mit der Türkei empfanden. Polnische Einwanderer fühlten sich ebenfalls deutscher, jedoch nicht stärker mit Polen verbunden. Diese Ergebnisse unterstützen die Annahme, dass sich Minderheitengruppen von neuen Zuwanderern distanzieren. Zugleich nutzen sie die Situation, um ihre soziale Position zu verbessern, indem sie ihre Identifikation mit der Mehrheitsgruppe und/oder ihrer eigenen ethnischen Gruppe stärken.
Zusammenfassend verdeutlicht diese Dissertation die Multidimensionalität des sozialen Status, indem sie zeigt, dass dieser mehr umfasst als nur den objektiven sozioökonomischen Status. Es wird aufgezeigt, dass der objektive Status von der subjektiven Wahrnehmung sowie von der Bewertung des Status abweichen kann. Während ein objektiv niedriger sozioökonomischer Status keinen Einfluss auf die Wahrscheinlichkeit hatte, Rechtspopulisten zu wählen, hatte die subjektive Bewertung des eigenen Status einen erheblichen Effekt. Eine Abweichung gab es auch zwischen objektivem und subjektivem Status von Migranten. Obwohl die objektive Diskriminierung durch die Zuwanderung von Flüchtlingen kurzfristig nicht beeinflusst wurde, zumindest nicht auf dem Mietwohnungsmarkt, nahmen subjektive Diskriminierungserfahrungen ab. Dies lässt sich dahingehend interpretieren, dass sich die Beziehungen zur deutschen Mehrheitsgesellschaft aus der Perspektive der türkischen und polnischen Minderheiten verbesserten; dies aber nicht von der deutschen Mehrheit bestätigt wurde. Diese Ergebnisse zeigen, dass Forscher subjektive Perspektiven stärker berücksichtigen sollten
Optimizing diagnostic and therapeutic approaches in vestibular disorders: comparison of diagnostic tools and treatment efficacy across various vestibular conditions
Get PDFBedeutung und Zielsetzung:
Schwindel und Benommenheit gehören zu den häufigsten Beschwerden, die zu Arztbesuchen führen, und haben erhebliche persönliche, soziale und wirtschaftliche Auswirkungen. Vestibulärer Schwindel betrifft eine Untergruppe von Patienten, bei denen schwerere Fälle eine spezialisierte Betreuung und langwierige diagnostische Prozesse erfordern. Dies unterstreicht die Notwendigkeit optimierter diagnostischer und therapeutischer Ansätze, um Menschen mit vestibulären Störungen besser zu versorgen. Das Hauptziel dieser Dissertation ist die Verbesserung der diagnostischen Genauigkeit und der Behandlungsergebnisse bei verschiedenen vestibulären Störungen, darunter der Morbus Menière, vestibuläre Migräne, bilaterale Vestibulopathie und benigner paroxysmaler Lagerungsschwindel (BPPV).
Design und Methoden:
Die Dissertation besteht aus drei zentralen Studien, die sich jeweils auf eine spezifische vestibuläre Störung konzentrieren. Die erste Studie untersucht den diagnostischen Wert der Kombination aus Video-Kopfimpulstest (vHIT) und kalorischer Testung zur Differenzierung zwischen Morbus Menière und vestibulärer Migräne und adressiert die Herausforderung überlappender Symptome. Die zweite Studie analysiert die Muster vestibulärer Beeinträchtigungen bei Patienten mit bilateraler Vestibulopathie und deren Zusammenhang mit verschiedenen Ätiologien anhand mehrerer vestibulärer Tests. Die dritte Studie vergleicht die Wirksamkeit der SemontPLUS- und Epley-Manöver bei der Behandlung des posterioren Kanal-BPPV in einer prospektiven, randomisierten klinischen Studie.
Ergebnisse:
Die Kombination aus vHIT und kalorischer Testung zeigte eine Spezifität von 83,5 % beim Ausschluss des Morbus Menière, insbesondere bei Patienten ohne typische aurale Symptome. Die Studie zur bilateralen Vestibulopathie ergab, dass der horizontale Kanal im vHIT bei Patienten mit neurodegenerativer Ätiologie signifikant stärker beeinträchtigt war als bei anderen Ursachen, während die Funktion des anterioren Kanals häufig erhalten blieb. Die Cluster-Analyse offenbarte Muster vestibulärer Beeinträchtigungen, die zur Verfeinerung zukünftiger diagnostischer Kriterien beitragen könnten. Der Vergleich der Behandlungsmanöver für BPPV zeigte, dass das Semont-Plus-Manöver zu einer schnelleren Erholung führte, wobei Patienten im Durchschnitt nach 2,0 Tagen vollständig beschwerdefrei waren, verglichen mit 3,3 Tagen beim Epley-Manöver.
Schlussfolgerung:
Diese Dissertation zeigt, dass die Kombination diagnostischer Verfahren wie vHIT und kalorische Testung die Differenzialdiagnose vestibulärer Störungen verbessern kann. Gleichzeitig bietet das Semont-Plus-Manöver eine effektivere Behandlung des posterioren Kanal-BPPV. Diese Erkenntnisse unterstreichen die Bedeutung personalisierter und präziser diagnostischer sowie therapeutischer Strategien im Management vestibulärer Störungen, die die Patientenversorgung erheblich verbessern könnten.Importance and Objective: Vertigo and dizziness are among the most common complaints leading to physician consultations, with significant personal, social, and economic impacts. Vestibular vertigo affects a subset of patients with more severe cases requiring specialist care and prolonged diagnostic processes. This highlights the need for optimized diagnostic and therapeutic approaches to serve individuals with vestibular disorders better. The primary objective of this dissertation is to improve diagnostic accuracy and treatment outcomes for a range of vestibular disorders, including Menière’s disease, vestibular migraine, bilateral vestibulopathy, and benign paroxysmal positional vertigo (BPPV).
Design and Methods: The dissertation consists of three core studies, each focusing on a specific vestibular disorder. The first study examines the diagnostic value of combining video head impulse testing (vHIT) and caloric testing to differentiate between Menière’s disease and vestibular migraine, addressing the challenges of overlapping symptoms. The second study investigates the patterns of vestibular impairment in patients with bilateral vestibulopathy and their relationship to various etiologies using multiple vestibular tests. The third study compares the effectiveness of the SemontPLUS and Epley maneuvers in treating posterior canal BPPV through a prospective randomized clinical trial.
Results: The combination of vHIT and caloric testing provided a specificity of 83.5% in ruling out Menière’s disease, especially in cases without typical aural symptoms. The study on bilateral vestibulopathy found that horizontal canal vHIT was significantly impaired in patients with neurodegenerative etiology compared to other causes, while anterior canal function was often spared. The cluster analysis revealed patterns of vestibular impairment that could help refine future diagnostic criteria. The comparison of treatment maneuvers for BPPV showed that the Semont-Plus maneuver led to faster recovery, with patients experiencing complete relief in an average of 2.0 days compared to 3.3 days with the Epley maneuver.
Conclusion: This dissertation demonstrates that combining diagnostic tools such as vHIT and caloric testing can improve the differential diagnosis of vestibular disorders. At the same time, the Semont-Plus maneuver offers a more effective treatment for posterior canal BPPV. These findings underscore the importance of personalized and precise diagnostic and therapeutic strategies in managing vestibular disorders, which could significantly improve patient outcomes
Antibiotika und Probiotika als Therapieoptionen beim akuten unkomplizierten Durchfall des Hundes
Get PDFAkuter unkomplizierter Durchfall (AD) ist ein häufiges Erkrankungsbild in der tierärztlichen Praxis und Klinik. Studien zufolge werden in vielen Fällen verschiedene antibiotische Wirkstoffe, allen voran Metronidazol, eingesetzt. Dies widerspricht bisherigen Studienergebnissen nach denen Antibiotika keinen Vorteil hinsichtlich der klinischen Verbesserung aufweisen, wenn sie mit Probiotika oder Probiotika verwandten Präparaten wie Synbiotika verglichen werden. Folglich wird auch in Empfehlungen zur Therapie eines AD´s Abstand zum Antibiotikaeinsatz genommen. Weitere Gründe hierfür sind, neben der Zunahme an Antibio-tikaresistenzen, die unerwünschten Wirkungen durch die Verabreichung der antibiotischen Wirkstoffe. Hierbei sind gastrointestinale und neurologische Anzeichen möglich. Zudem konnte nach Verabreichung von Metronidazol die Entstehung von intestinalen Dysbiosen nachgewiesen werden. In dieser Arbeit wurde bestätigt, dass Probiotika bzw. Synbiotka bei AD eine Therapiealternative zu Metronidazol darstellen, da ihre Verabreichung eine äquivalente klinische Verbesserung betroffener Hunde induzierte und der Einsatz von Metronidazol zu einer intestinalen Dysbiose führte.
Probiotika sind Präparate, die lebende Mikroorganismen enthalten und dem Empfänger, bei Aufnahme adäquater Mengen, zu einem gesundheitlichen Nutzen verhelfen. Präbiotika hingegen sind nicht-verdauliche Substrate, die dem Empfänger zu einem gesundheitlichen Nutzen verhelfen, indem sie selektiv das Wachstum oder die Aktivität einzelner oder bestimmter Bakterien im Kolon stimulieren. Synbiotika enthalten sowohl probiotische Mikroorgansimen als auch präbiotische Substrate. In Deutschland werden Probiotika oder Synbiotika als Futtermittelzusatzstoff definiert und werden entsprechend in einer Liste des Bundes-amts für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit aufgeführt. Sie können in verschiedene Untergruppen eingeteilt werden. Basierend auf der Taxonomie von Mikroorganismen werden mono-und multistämmige Probiotika unterschieden. Zusätzlich können sie in Probiotika bakteriellen und nicht bakteriellen Ursprungs oder sporenbildende und nicht-sporenbildende Probiotika differenziert werden. Autochthone Probiotika enthalten Mikroorganismen, die regelmäßig aus dem intestinalen Mikrobiom des Hundes isoliert werden können, welches bei allochthonen Probiotika nicht der Fall ist.
Neben der Evaluation von Probiotika oder Probiotika verwandten Präparaten wie Synbiotika bei AD, wurden diese Produkte bisher bei verschiedenen weiteren akuten als auch chronischen gastrointestinalen Erkrankungen des Hundes eingesetzt. Bei dem akut auftretenden hämorrhagischen Diarrhösyndrom (AHDS) war ein multistämmiges Probiotikum mit einer beschleunigten Normalisierung des intestinalen Mikrobioms verbunden. Hunde mit aseptischem Verlauf von AHDS zeigten ein schnelleres Absinken der NetF-Toxin-Gene. Eine schnelle klinische Verbesserung war in beiden Gruppen mit einer symptomatischen Therapie sowie Probiotika ohne Antibiotika zu sehen. Auch Hunde mit einer Parvovirose-Infektion können vom Einsatz eines Probiotikums profitieren. Bei Endoparasiten-assoziierten gastrointestinale Erkrankungen wie der Giardiose oder bei einer Infektion mit Hakenwürmern war die Verabreichung von Probiotika weniger erfolgreich. Bei Hunden mit einer chronischer Inflammatory Bowel Disease (IBD) zeigte sich durch multistämmige Probiotika eine Verbesserung des klinischen Verlaufs. Bei chronischen Enteropathien, die als Futtermittel- oder Antibiotika-responsiv definiert werden, zeigte sich eine weniger positive Beeinflussung.
Ziel der prospektiven, randomisierten und geblindeten Studie war es, die Auswirkung sowohl eines akuten Durchfallgeschehens als auch von Metronidazol auf das intestinale Mikrobiom zu evaluieren. Dabei wurde der Dysbiose Index (DI) als Methode gewählt. Hierbei handelt es sich um eine PCR-basierte Analyse von 7 bakteriellen Vertretern (Faecalibacteri-um ssp., Turicibacter ssp., Streptococcus ssp., Escherichia coli, Blautia ssp., Fusobacterium ssp. und Clostridium hiranonis) und der Gesamtheit der Bakterien. Die Bestimmung des DI erfolgte aus dem Kot der Hunde. Der resultierende Zahlenwert ermöglicht es eine intestinale Dysbiose von einer Normobiose zu unterscheiden und Rückschlüsse auf den Grad und mögliche Ursachen einer intestinalen Dysbiose zu schließen.
Durch Studien der Vergangenheit zeigte sich, dass Hunde mit einer chronischen Enteropathie eine markante intestinale Dysbiose und eine deutlich reduzierte Konzentration des intestinalen Bakteriums Clostridium hiranonis (C. hiranonis) aufweisen können. C. hiranonis spielt eine entscheidende Rolle in der Metabolisierung von primären in sekundäre Gallensäuren. Ein akuter Insult wie AD führte in der aktuellen Studie bei den meisten Hunden zu geringgradigen Verschiebungen des DI. Die Konzentration von C. hiranonis lag bei dem Großteil der Hunde im Referenzbereich. Der geringgradig erhöhte DI bei AD ist durch eine moderate Erhöhung der Konzentrationen von C. perfringens und Escherichia coli (E. coli) erklärbar. Im Verlauf der Studie zeigte sich, dass diese milden Verschiebungen transient waren und sich die Konzentrationen von C. perfringens und E. coli ohne antibiotische Therapie zurück in den Referenzbereich entwickelten. Es zeigte sich kein signifikanter Unter-schied hinsichtlich der Konzentration von C. perfringens zwischen der Patientengruppe, die das Synbiotikum bekam und der, die Metronidazol erhielt. Der Einsatz des Synbiotikums hatte dahingehend eine positive Auswirkung, dass die Konzentration von E. coli im Vergleich zur Metronidazol-Gruppe signifikant abfiel.
Neben der Entwicklung chronischer Enteropathien kann die Verabreichung von Antibiotika zu einer deutlichen Verschiebung des DI führen. In der aktuellen Studie ergab sich durch die Anwendung von Metronidazol sowohl unter Therapie als auch 3 Wochen nach Absetzen der Behandlung eine signifikante Erhöhung des DI sowie eine signifikante Reduktion der Konzentration von C. hiranonis. Bei den Hunden der Synbiotikagruppe lagen sowohl der DI als auch die Konzentration von C. hiranonis bei dem Großteil der Hunde zu jedem Messzeitpunkt im Referenzbereich.
Ein Ziel der klinischen Studie war die Evaluation der klinischen Verbesserung im Rahmen eines Vergleichs der Behandlung mit Metronidazol und einem Synbiotikum. Am dritten Behandlungstag zeigte sich ein signifikanter Unterschied im Canine Acute Diarrhea Severity Index (CADS-Index). Dieser erfasst die durchfallspezifischen Paramater Kotkonsistenz und Kotabsatzfrequenz/Tag sowie die Aktivität, den Appetit sowie das Auftreten von Erbrechen/Tag. Am Tag 3 zeigten mehr Hunde der Synbiotikagruppe eine reduzierte Aktivität sowie weniger Appetit. Bei der Auswertung der Parameter Kotkonsistenz und Kotabsatzfre-quenz ergab sich an keinem Tag ein Unterschied zwischen beiden Gruppen. Die schnellere klinische Verbesserung am Tag 3 durch Metronidazol verliert unter Berücksichtigung der verursachten intestinalen Dysbiose an Bedeutung, zumal es keinen signifikanten Unterschied der durchfallspezifischen Parameter Kotkonsistenz und Kotabsatzfrequenz zwischen beiden Gruppen gab. Die Studiendaten können folglich dahingehend interpretiert werden, dass sie bisherige Untersuchungen bestätigen, in denen Probiotika oder Synbiotika einen äquivalenten Effekt auf die klinische Verbesserung bei AD aufwiesen.
Zusammenfassend lässt sich auf Basis der vorliegenden Arbeit darstellen, dass AD eine häufige akute gastrointestinale Erkrankung des Hundes ist, die nicht durch den Einsatz von Metronidazol zu profitieren scheint. Metronidazol kann zur Entwicklung einer intestinalen Dysbiose führen und weist keinen signifikanten Vorteil hinsichtlich des klinischen Verlaufs auf. Synbiotika können hingegen bei AD eine alternative Therapieform zur Antibiotikabehandlung darstellen, da infolge deren Einsatzes eine äquivalente klinische Verbesserung erzielt und das intestinale Mikrobiom positiv beeinflussen werden kann
Untersuchung von phosphororganischen Verbindungen, deren Abbauprodukten und Metaboliten mittels LC-ESI-MS/MS
Get PDFPhosphororganische Verbindungen sind seit ihrer Erforschung in einem Pestizid-Entwicklungsprogramm in den 1930er Jahren, auf Grund ihrer toxischen Wirkung mehrfach als chemische Waffe missbraucht worden. In den letzten Jahrzehnten kam es zu zahlreichen Anschlägen und Attentaten, welche viele Menschenleben forderten. OP-Nervenkampfstoffe erzeugen ihre toxische Wirkung beim Menschen durch die Hemmung des Enzyms Acetylcholinesterase. Dieses ist für den Abbau von Acetylcholin im synaptischen Spalt oder der neuromuskulären Endplatte verantwortlich. Durch eine Hemmung kommt es zur Akkumulierung von ACh und somit zu einer Dauererregung der Reizweiterleitung im cholinergen System. Unbehandelt kann so eine cholinerge Krise entstehen, die nach kurzer Zeit zum Tod durch Atemlähmung führt. Die Standard-Behandlung mit Oximen und Anticholinergika wie Atropin birgt leider einige Einschränken. Oxime müssen in einem gewissen, substanzabhängigen Zeitfenster gegeben werden, bevor es zur Alterung des OP-Enzym-Komplexes kommt. Tritt diese Alterung ein ist eine Behandlung mit Oximen nicht mehr möglich. Weiterhin gibt es keine Breitbandoxime, welche für alle OP-Nervenkampfstoffe gleich effektiv wirken. Atropin wirkt nur am mAChR und nicht am nAChR, wodurch es keine Auswirkung auf die nikotinergen Effekte hat. Auf Grund dieser Limitationen wird intensiv an neuen Therapiemöglichkeiten geforscht. Bioscavenger stellen einen solchen neuen Ansatz dar. Bioscavenger sind Enzyme wie die AChE oder BChE, die dem Patienten exogen zugeführt werden. So werden dem Nervenkampfstoff zusätzliche Bindungspartner zur Verfügung gestellt und durch diese abgefangen, bevor die körpereigenen Enzyme gehemmt werden. Leider wirken diese nur stöchiometrisch, sodass hohe Dosen gegeben werden müssen. Ein neuer Ansatz sind deshalb Phosphotriesterasen, welche katalytisch wirken und Nervenkampfstoffe hydrolytisch spalten.
Aus diesem Grund ist am Institut für Pharmakologie und Toxikologie der Bundeswehr ein Tierversuch mit Ratten zur Testung neuer, modifizierter PTE-Mutanten durchgeführt worden. Nach erfolgreicher Durchführung und Bestätigung der Wirksamkeit auf einen beschleunigten VX-Abbau, durch Vermessung von Vollblut-Proben, sollte nun die Wirksamkeit auch anhand von Gewebeproben gezeigt werden. Auch deshalb, da bisher nicht bekannt war, wie sich eine PTE-Behandlung auf die Konzentration von VX und dessen Verteilung im Gewebe auswirkt.
Zu diesem Zweck wurden LC-ESI-MS/MS Methoden von VX und seinen Metaboliten auf die Anwendung von Gewebematrizes erfolgreich angepasst und anschließend das Gewebe (Leber, Niere, Milz, Muskel, Herz, Haut) der Tiere vermessen. Die Ergebnisse zeigten hier eine deutliche Abnahme der VX-Konzentration in allen Gewebetypen nach Behandlung mit zwei neuen, modifizierten PTE-Mutanten. Im Herz- und Lebergewebe der Tiere war kein VX mehr nachweisbar. Bei Betrachtung des toxischen VX-Metaboliten EA-2192 zeigt sich auch hier nach der Behandlung eine deutlich verringerte Konzentration in allen Gewebetypen. In den Konzentrationen von EMPA zeigten sich hingegen nur sehr geringe Konzentrationsunterschiede zwischen den Therapiegruppen. Hier sind weitere Untersuchungen von VX und seinen Metaboliten durch z.B. gleichzeitige Bestimmung von Gewebe- und Blutproben notwendig. Weiterhin sollte bei künftigen Projekten zusätzlich noch der Urin untersucht werden, da EMPA sehr hydrophil ist und nicht bekannt ist, wie viel EMPA während des Tierversuchs über den Urin ausgeschieden wurde. Weiterhin war es möglich durch die VX-Methode die zwei VX-Enantiomere getrennt zu analysieren. Durch die Auftrennung wurde deutlich, dass (-)-VX durch die Behandlung verstärkt abgebaut wurde. In der Leber, Milz und im Herz war kein (-)-VX mehr nachweisbar und im Nierengewebe nur noch sehr geringe Mengen. Ebenfalls konnte eine Depot-Bildung in der Haut gezeigt werden (VX wurde s.c. appliziert). Hier zeigte sich eine >1000 fache niedrigere VX-Konzentration nach der Behandlung mit wirksamen PTE Mutanten im Vergleich zur Kontrollgruppe.
Neben der Anwendung der Methoden auf die Tierversuchsproben, wurden diese auch erfolgreich für zwei weitere Projekte verwendet. Im ersten sollte die Nutzbarkeit von OoC auf PDMS-Basis für toxikokinetische Untersuchungen von OP (VX und Parathion) untersucht werden. Nachdem sich herausstellte, dass PDMS als Chipmaterial, auf Grund von Absorptions-Effekten, hierfür nicht geeignet ist, wurden im zweiten Projekt neue Materialien erfolgreich getestet. CoC in Kombination mit PEI als Beschichtung zeigte, dass die Absorption deutlich zurückgegangen ist. Aber es zeigte sich auch, dass eine Beschichtung mit PEI auch Auswirkungen auf die Bildung der Metabolite von VX hatte.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass auf Grund der erfolgreichen Anwendung der LC-ESI-MS/MS Methoden für VX und seine Metaboliten EMPA und EA-2192 in verschiedenen Forschungsprojekten ein wichtiges analytisches Werkzeug für künftige Forschungsprojekte, wie weitere Gewebeuntersuchungen oder Kinetikstudien, geschaffen wurde.Since in the start of a pesticide development program in the 1930s, organophosphorus compounds have been misused several times as chemical weapons due to their toxic effects. In recent decades, there have been numerous attacks and assassinations that have claimed many lives. OP nerve agents produce their toxic effect in humans by inhibiting the enzyme acetylcholinesterase. This is responsible for the breakdown of acetylcholine in the synaptic cleft or the neuromuscular end plate. Inhibition leads to the accumulation of ACh and thus to a permanent excitation of stimulus transmission in the cholinergic system. If left untreated, this can lead to a cholinergic crisis, which can result in death from respiratory paralysis after a short time. The standard treatment with oximes and anticholinergics such as atropine unfortunately has some limitations. Oximes must be given within a certain, substance-dependent, time frame before the OP enzyme complex ages. If this ageing occurs, treatment with oximes is no longer possible. Furthermore, there are no broad-spectrum oximes that are equally effective against all OP nerve agents. Atropine only acts on the mAChR and not on the nAChR, which means that it has no effect on the nicotinic effects. Due to these limitations, intensive research is being conducted into new therapeutic options. Bioscavengers represent one such new approach. Bioscavengers are enzymes such as AChE or BChE, which are administered to the patient thus providing additional binding partners to the nerve agent. Binding of nerve agents by such bioscavengers in the blood stream may prevent AChE inhibition in target tissues. Unfortunately, these only work stoichiometrically and high doses have to be administered. A new approach are therefore phosphotriesterases (PTE), which have a catalytic effect and hydrolyse nerve agents.
For this reason, an animal experiment with rats was performed at the Bundeswehr Institute of Pharmacology and Toxicology to test new, modified PTE mutants. After successful implementation and confirmation of the effectiveness of accelerated VX degradation by measuring whole blood samples, the effectiveness should now also be demonstrated using tissue samples. Up to now no data on the effect PTE treatment on VX concentration in tissue is available.
For this purpose, LC-ESI-MS/MS methods for VX and its metabolites were successfully adapted for use of different tissues (liver, kidney, spleen, muscle, heart, skin). The results showed a significant decrease in VX concentration in all tissue samples after treatment with two new, modified PTE mutants. VX was no longer detectable in heart and liver tissue. The toxic VX metabolite EA-2192 was also found to be significantly reduced in all tissue samples after treatment. In contrast, there were only very slight differences in the concentrations of EMPA between the treatment groups. Further investigations of VX and its metabolites are necessary, e.g. by simultaneous determination of tissue and blood samples. Furthermore, urine should also be examined in future projects, as EMPA is very hydrophilic and it is not known how much EMPA was excreted in the urine during the animal experiment. Furthermore, it was possible to analyze the two VX enantiomers separately. The analysis clearly showed that (-)-VX was hydrolysed preferentially by the treatment with modified PTE mutants. No more (-)-VX was detectable in the liver, spleen and heart and only very small amounts were found in the kidney tissue. Depot formation was also shown in the skin (VX was applied s.c.). Here, a >1000-fold lower VX concentration was found after treatment.
In addition to the application of the methods to the animal test samples, they were also successfully used for two other projects. The first was to investigate the suitability of PDMS-based OoC for toxicokinetic studies of OP (VX and parathion). After it turned out that PDMS was not suitable as a chip material due to absorption effects, new materials were successfully tested in the second project. CoC in combination with PEI as a coating showed that absorption was significantly reduced. However, it was also shown that coating with PEI also had an effect on the formation of metabolites of VX.
In summary, the successful application of LC-ESI-MS/MS methods for VX and its metabolites EMPA and EA-2192 in various research projects has created an important analytical tool for future projects, such as further tissue investigations or kinetics studies
Analyse der Darmbarriere und therapeutischer Strategien beim akuten hämorrhagischen Durchfallsyndrom des Hundes mit Fokus auf den Einsatz der Kottransplantation
Get PDFPerception and production of non-verbal signals in autism
Get PDFBackground: Autism is a neurodevelopmental condition including characteristic communication and social interaction difficulties, and restricted, repetitive patterns of behaviour, interests, or activities. Within the communication domain, differences in non-verbal signals, such as facial expressions or eye contact during a social interaction, have been reported in autistic individuals with regards to control individuals.
Objectives: The general aim of this thesis was to explore non-verbal signals in autism, particularly, facial expressions and eye, head and hand movements. The specific objectives were (1) to explore how autistic individuals make predictions about facial expressions and how these predictions are used for social evaluation, and (2) to explore the potential of eye, head and hand movements as markers for autism in a virtual reality (VR) setting, to further use these data for pattern classification.
Methods: Two studies were conducted. In Publication I, adult autistic individuals (n = 34) and adult control individuals (n = 34) were assessed using a social perception behavioural paradigm to explore facial expression predictions and their impact on social evaluation. In Publication II, eye, head, and hand movements were recorded in adult autistic individuals (n = 6) and adult control individuals (n = 13) during a VR shopping experience task, interacting with a virtual character acting as the supermarket assistant. This data was then analysed using machine learning techniques for pattern classification.
Results: In Publication I, autistic individuals held less stereotypical predictions about facial expressions than controls. The use of such predictions for social evaluation (likability) did not differ significantly between groups, with autistic individuals relying on their predictions to evaluate others to a similar extent than controls. In Publication II, Significant differences between autistic and control individuals were observed in gaze fixation times and head movements during social interactions. Compared to control, autistic individuals showed reduced fixation times in the eye region of the virtual character and, instead, looked more to the background during social interactions. Utilising a VR system to capture non-verbal communication signals in autism for pattern classification is feasible.
Conclusions: Autistic individuals present significant differences in perception and production of non-verbal signals. Non-verbal communication signals can be objectively captured in a VR-system with strong potential for pattern classification.Hintergrund: Autismus ist eine Störung der neuronalen Entwicklung, die durch charakteristische Schwierigkeiten in der Kommunikation und sozialen Interaktion sowie durch eingeschränkte, repetitive Verhaltensmuster, Interessen oder Aktivitäten gekennzeichnet ist. Im Bereich der Kommunikation wurden bei autistischen Personen Unterschiede in non-verbalen Signalen, wie im Gesichtsausdruck oder im Blickkontakt während sozialer Interaktionen, im Vergleich zu Kontrollpersonen festgestellt.
Ziele: Das zentrale Ziel der vorliegenden Dissertation war es, non-verbale Signale bei autistische Personen zu untersuchen. Der Schwerpunkt lag hierbei auf Gesichtsausdrücken, sowie Augen-, Kopf- und Handbewegungen. Die spezifischen Ziele waren (1) zu erforschen, wie autistische Personen Vorhersagen über Gesichtsausdrücke treffen und wie diese Vorhersagen für soziale Bewertungen verwendet werden, und (2) das Potenzial von Augen-, Kopf- und Handbewegungen als Marker für Autismus in einer virtuellen Realität (VR)-Umgebung zu untersuchen, um diese Daten für Musterklassifikationen zu verwenden.
Methoden: Es wurden zwei Studien durchgeführt. In Publikation I wurden Daten mittels eines Verhaltensexperiments zur sozialen Wahrnehmung von erwachsenen autistischen Personen (n = 34) und erwachsenen Kontrollpersonen (n = 34) erhoben, um Vorhersagen über Gesichtsausdrücke und deren Einfluss auf soziale Bewertungen zu untersuchen. In Publikation II wurden Augen-, Kopf- und Handbewegungen bei erwachsenen autistischen Personen (n = 6) und Kontrollpersonen (n = 13) während einer VR-Einkaufserfahrung aufgezeichnet. Versuchspersonen interagierten hierbei mit einem virtuellen Charakter, welcher die Funktion eines Supermarktmitarbeiters inne hatte. Diese Daten wurden anschließend mit maschinellen Lerntechniken zur Musterklassifikation analysiert.
Ergebnisse: In Publikation I hatten autistische Personen weniger stereotypische Vorhersagen über Gesichtsausdrücke als Personen der Kontrollgruppe. Die Verwendung solcher Vorhersagen zur sozialen Bewertung (Sympathie) unterschied sich nicht signifikant zwischen den Gruppen, wobei autistische Personen in ähnlichem Maße wie Personen der Kontrollgruppe auf ihre Vorhersagen zur Bewertung anderer zurückgriffen. In Publikation II wurden signifikante Unterschiede zwischen autistischen und Kontrollpersonen in Bezug auf Blickfixierungszeiten und Kopfbewegungen während sozialer Interaktionen festgestellt. Im Vergleich zu Kontrollpersonen zeigten autistische Personen reduzierte Fixierungszeiten auf den Augenbereich des virtuellen Charakters. Häufiger schauten sie stattdessen während sozialen Interaktionen in den Hintergrund. Die Nutzung eines VR-Systems zur Erfassung non-verbaler Kommunikationssignale im Autismus zur Musterklassifikation zeigt sich als umsetzbar.
Schlussfolgerungen: Autistische Personen weisen signifikante Unterschiede in der Wahrnehmung und Produktion non-verbaler Signale auf. Non-verbale Kommunikationssignale können objektiv in einem VR-System erfasst werden und zeigen ein großes Potenzial für die Musterklassifikation.Antecedentes: El autismo es una condición del neurodesarrollo que incluye dificultades características en la comunicación y la interacción social, y patrones restringidos y repetitivos de comportamiento, intereses o actividades. Dentro del dominio de la comunicación, se han documentado diferencias en las señales no verbales, como las expresiones faciales o el contacto visual durante una interacción social, en individuos autistas en comparación con individuos controles.
Objetivos: El objetivo general de esta tesis fue explorar las señales no verbales en el autismo, particularmente, las expresiones faciales y los movimientos de los ojos, cabeza y manos. Los objetivos específicos fueron (1) explorar cómo las personas autistas hacen predicciones sobre las expresiones faciales y cómo estas predicciones se utilizan para la evaluación social, y (2) explorar el potencial de los movimientos de los ojos, cabeza y manos como marcadores de autismo en un entorno de realidad virtual (VR), para utilizar estos datos en la clasificación de patrones.
Métodos: Se realizaron dos estudios. En la Publicación I, se evaluaron individuos autistas adultos (n = 34) e individuos controles adultos (n = 34) utilizando un paradigma conductual de percepción social para explorar las predicciones sobre expresiones faciales y su impacto en la evaluación social. En la Publicación II, se registraron los movimientos de los ojos, cabeza y manos de individuos autistas adultos (n = 6) e individuos controles adultos (n = 13) durante una tarea en un entorno de VR, que consistía en hacer una compra de supermercado, interactuando con un personaje virtual que hacía de vendedor. Estos datos se analizaron utilizando técnicas de aprendizaje automático para la clasificación de patrones.
Resultados: En la Publicación I, los individuos autistas tuvieron unas predicciones sobre las expresiones faciales menos estereotípicas en comparación con los individuos controles. El uso de dichas predicciones para la evaluación social (agradabilidad) no difirió significativamente entre los grupos, es decir, los individuos autistas usaron sus predicciones para evaluar a los demás en la misma medida que lo hicieron los controles. En la Publicación II, se observaron diferencias significativas entre individuos autistas y controles en los tiempos de fijación de la mirada y en los movimientos de la cabeza durante las interacciones sociales. En comparación con los controles, los individuos autistas mostraron tiempos de fijación reducidos en la región de los ojos del personaje virtual y, en su lugar, miraron más hacia el fondo durante esas interacciones sociales con el vendedor. Utilizar un sistema de VR para capturar señales de comunicación no verbal en el autismo y para la clasificación de patrones es factible.
Conclusiones: Los individuos autistas presentan diferencias en la percepción y producción de señales de comunicación no verbal. Las señales de comunicación no verbal pueden capturarse objetivamente en un sistema de VR y muestran un gran potencial para la clasificación de patrones
Auswirkung von Stabilisatormedien auf den Nachweis des Influenza-A-Virus bei Schweinen (IAV) aus Kaustrickproben unter Laborbedingungen
Get PDFAggregated samples such as oral fluids (OFs) display an animal friendly and time and cost-efficient sample type for swine Influenza A virus (swIAV) monitoring. However, further molecular and biological characterization of swIAV is of particular significance. The reportedly inferior suitability of aggregated samples for subtyping of swIAV presents a major drawback compared to nasal swabs, still considered the most appropriate sample type for this purpose (1). In addition, the viral load in the original sample, storage conditions and characteristics of different swIAV strains might further compromise the eligibility of aggregated samples for molecular detection and subtyping. Therefore, the present study aimed to evaluate the suitability of stabilizing media to minimize the degradation of viral RNA and thusincrease the detection and subtyping rate of swIAV by RT-qPCR in spiked OFs under different conditions (virus strain, storage temperature and viral load in the original sample) over a time span of 14 days
Analysing the various layers of genome architecture using a high-throughput single-molecule technique
Get PDFIn eukaryotes, genetic information is stored in mitochondria and the nucleus as long strands of deoxyribonucleic acid (DNA) (1). Nuclear DNA extends for roughly 6.3 million base pairs (bp) with a total length of about 2 meters (1). As the nucleus is only 10 μm in diameter (2), DNA needs to be highly compacted to fit inside, which is a challenging task for eukaryotic cells. DNA compaction and organisation are accomplished by a variety of different DNA-interacting proteins, which additionally regulate genome accessibility and, hence, gene expression in different cells, tissue types and organisms (3–7).
To study DNA-protein interactions a single-molecule assay based on total internal fluorescence microscopy called DNA curtains is applied (8). Here hundreds of recombinantly expressed and fluorescently labelled proteins can be visualised on parallelly aligned DNA molecules simultaneously, which will be explained in more detail in Chapter I 2..
Polymerases bind to and translocate on DNA to copy genetic information during DNA replication and transcription, requiring accessible DNA (9). This is influenced by DNA sequence, other proteins and the activity of the polymerase itself, which I present in Chapter II 1. and Chapter II 4..
In the nucleus, DNA is normally wrapped into nucleosomes, composed of 146 bp of DNA wound around an octameric protein complex (10). DNA in this conformation, called chromatin fibre, is compacted and less accessible to regulatory proteins (11). Accessibility depends on the positioning and spacing of nucleosomes and in Chapter II 2. I analyse nucleosome positioning depending on DNA sequence.
In addition to chromatin fibre formation, additional compaction is required to fit the whole DNA into the nucleus. In the next compaction step DNA is folded into spatial domains called topologically associating domains (TADs) by a process called loop extrusion (12–15). TADs are characterised by shorter three-dimensional (3D) genomic distances, increasing regulatory interactions within them while decreasing interactions with neighbouring regions (16, 17). They are formed by the ring-shaped cohesin complex, which generates DNA loops and the architectural protein CCCTC-binding factor (CTCF) residing on its genomic binding sites as an anchor point for these loops (18, 19). Cohesin additionally functions in cell division, preventing early separation of sister chromatids (20). Chapter II 3. shows that cohesin can form tethers between two DNAs and stable bridges on single DNA molecules, revealing potential mechanisms for holding sister chromatids together and for loop formation. CTCF’s high stability on its DNA binding site and its ability to recruit secondary binding partners like cohesin’s SA subunit and ribonucleic acid (RNA) are displayed in Chapter II 4..
Chromatin domains further assemble into higher-order chromatin compartments, referred to as A- (transcriptionally active) or B- (transcriptionally inactive) compartments (21). Their formation depends on phase separation, a process in which the interaction of specific nucleic acids and proteins leads to the formation of dynamic phases segregated from the surrounding liquid (22–26). Phase-separating proteins often contain intrinsically disordered regions (IDRs) and nucleic acid-binding domains (27, 28), as is the case for CTCF (29, 30). Chapters II 4. and 5. display that CTCF forms oligomers under physiological conditions, enabling it to form clusters with DNA and capture RNA, which might create an interaction hub for phase-separating proteins.
This study reveals mechanistic insights into genome organisation involving transcription, chromatin formation and the different layers of genome architecture by studying protein-DNA interactions and higher-order complex formation on a single-molecule level. Additionally, it sheds light on the mutual interplay of these complex processes