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Feasibility and effectiveness of a collaborative treatment strategy in the secondary prevention of coronary heart disease
No full textDie suffiziente Einstellung kardiovaskulärer Risikofaktoren (RFs) ist in der Sekundärprävention einer koronaren Herzerkrankung (KHK) zwar wichtig, ist in der Praxis jedoch oft nicht einfach zu erreichen. In den USA zeigte sich der blended collaborative care (BCC)-Ansatz bei der Verbesserung von sowohl somatischen als auch psychosozialen kardiovaskulären RFs als gewinnbringend.
Ziel: Überprüfung der Durchführbarkeit und Wirksamkeit des BCC-Ansatzes in Deutschland.
Methoden: Es wurden Daten analysiert, die im Rahmen einer zwölf Monate andauernden zweiarmigen prospektiven kontrolliert-randomisierten Pilotstudie im Crossover-Design gewonnen wurden. Die in eine Sofortinterventions- (n = 20) und eine Wartekontrollgruppe (n = 20) aufgeteilten Studienteilnehmer mit einer KHK (N = 40) mussten mindestens einen der nicht ausreichend kontrollierten kardiovaskulären RFs (wie erhöhter Blutdruck, Hyperlipidämie, Diabetes mellitus, Stress, Rauchen, unzureichendes Bewegungsverhalten) aufweisen. Während der aktiven sechsmonatigen Interventionsphase wurden die Studienteilnehmer auf dem Weg zur besseren Einstellung kardiovaskulärer RFs durch den care manager unterstützt.
Ergebnisse: Es wurde eine akzeptable Teilnahmerate von 66,7% beobachtet. Die Studienteilnehmer zeigten sich mit dem BCC-Angebot zufrieden. Die BCC-Intervention verhalf zum Rückgang der Anzahl von insuffizient kontrollierten kardiovaskulären RFs und erwies sich vor allem bei der Stressreduktion als effektiv. Gute Tendenzen gab es beim Blutdruck, beim LDL-Wert und bei selbst berichteten Bewegungsgewohnheiten. Zudem ließ sich eine positive Wirkung der BCC-Intervention auf die psychische Lebensqualität (sowie auf die herzbezogene Ängstlichkeit) beobachten.
Fazit: Die Ergebnisse der Untersuchung lassen annehmen, dass die BCC-Intervention in Deutschland durchführbar und wirksam ist. So könnte sie einen wichtigen Beitrag in der Sekundärprävention der KHK leisten.Adequate management of cardiovascular risk factors (RFs) is important in the secondary prevention of coronary heart disease (CHD), but in practice it is often not easy to achieve. In the USA, the blended collaborative care (BCC) approach has been shown to be helpful in improving both somatic and psychosocial cardiovascular RFs.
Objective: Assessment of feasibility and effectiveness of the BCC approach in Germany.
Methods: The data collected during a 12-month, two-arm, prospective, controlled randomised pilot study with a crossover design has been analysed. The study participants with CHD (N = 40), divided into an immediate intervention group (n = 20) and a waiting control group (n = 20), had to have at least one of the inadequately controlled cardiovascular risk factors (such as high blood pressure, hyperlipidemia, diabetes mellitus, stress, smoking, insufficient physical activity). During the active six-month intervention phase, study participants were supported by the care manager on their way to better management of cardiovascular RFs.
Results: An acceptable participation rate of 66.7% was observed. The study participants were satisfied with the BCC program. The BCC intervention helped to reduce the number of inadequately controlled cardiovascular RFs and proved to be particularly effective in reducing stress. There were positive trends in blood pressure, LDL value, and self-reported physical activity. In addition, a positive effect of the BCC intervention on mental quality of life (and on heart-related anxiety) was observed.
Conclusion: The results of the study suggest that the BCC intervention is feasible and effective in Germany. It could therefore make an important contribution to the secondary prevention of CHD.2026-02-1
Sedimentary Provenance Analysis from Methods to Application: Grain-Size Inheritance and the Miocene Geological Evolution of Northern Calabria
No full textDie Sedimentprovenienzanalyse umfasst alle Aspekte der Sedimentbildung, die mit der Zusammensetzung des Muttergesteins, der Topografie, dem Klima sowie den Sedimenttransportwegen zusammenhängen. Durch die Rekonstruktion des Systems von der Quelle bis zur Senke, von der Erosion über den Transport bis zur endgültigen Ablagerung, ermöglicht sie die Interpretation der geologischen Geschichte eines bestimmten Sediments aus jedem Zeitpunkt der Erdgeschichte. Provenienzstudien können vergangene Landschaften rekonstruieren und gleichzeitig den geodynamischen Kontext und die tektonischen Gegebenheiten eingrenzen, unter denen Sedimente entstanden sind und transportiert wurden. Da Sedimente jedoch im Sedimenttransport-System verändert, vermischt und recycelt werden können, erlaubt der Detritus keine einfache Eins-zu-Eins-Aufzeichnung der ursprünglichen Quelle. Zuverlässige Provenienzinterpretationen beruhen daher auf der Unterscheidung zwischen quellbezogenen Signalen und solchen, die durch weitere geologische Prozesse und Umwelteinflüsse wie Verwitterung, Abrieb, Auflösung, Sortierung und Diagenese verändert wurden. Bei Sedimenttransport und dazugehöriger Korngrößensortierung ist die Korngrößenvererbung ein wichtiger Punkt, bei der das Vorhandensein oder Fehlen von Mineralen in bestimmten Korngrößenfraktionen deren ursprüngliche Korngrößenverteilung in der Quelle widerspiegelt, selbst nach hydrodynamischer Sortierung. Die Vererbung der Korngröße kann dazu führen, dass ganze Mineralarten in der analysierten Korngröße entweder angereichert oder verarmt sind oder vollständig fehlen, was die Herkunftsinterpretationen möglicherweise verzerrt.
Es gibt eine Vielzahl von Provenienzmethoden, darunter die Petrographie und Geochemie des Gesamtgesteins, die Analyse von Schwermineralen sowie chemische und geochronologische Methoden für einzelne Minerlkörner. Jede Methode liefert unterschiedliche Erkenntnisse über die Eigenschaften des Herkunftsgesteins. So können beispielsweise chemische Methoden für einzelne Körner zwischen metamorphen und magmatischen Quellen sowie deren Zusammensetzung und Metamorphosegrad unterscheiden, während die Altersdatierung Informationen über Kristallisation, Metamorphose und Abkühlungsgeschichte liefert. Angesichts der inhärenten Grenzen einzelner Techniken bieten Multi-Proxy-Ansätze eine umfangreiche Datenbasis, der eine Kreuzvalidierung zwischen Herkunftsindikatoren ermöglicht und zu einem umfassenderen Verständnis der Lithologie des Muttergesteins und der Prozesse zwischen Quelle und Senke führt.
Diese Arbeit befasst sich sowohl mit den (i) methodischen Grundlagen als auch mit den (ii) angewandten Aspekten der sedimentären Herkunftsanalyse: (i) untersucht die Grenzen der Schwermineralanalyse und deckt insbesondere auf, inwieweit die Korngrößenvererbung aus der Quelle die relative Mineralhäufigkeit innerhalb einzelner Korngrößenfraktionen verändern kann; (ii) wendet eine Multi-Proxy-Herkunftsstudie an, um die Hebungsgeschichte und daraus resultierenden Sedimenttransportwege und die in einer relativ kleinen, aber tektonisch komplexen, aktiven Forearc-Umgebung zu rekonstruieren.
Das erste Manuskript (Kapitel 2) vergleicht modellierte hydrodynamisch sortierte Schwermineralverteilungen mit natürlichen Beispielen für zwei stark kontrastierende Fälle. Rezente hochenergetische Seifenlagerstätten, von denen erwartet wird, dass sie hydrodynamischen Kontrollen folgen, zeigen Anzeichen für eine Korngrößenvererbung aus der Quelle, wobei vor allem feinkörniger Granat fehlt. Tertiäre Turbiditablagerungen aus den Alpen zeigen ein noch stärkeres Signal der Vererbung, einschließlich einer Anreicherung von feinkörnigem Epidot, einem Mangel an grobkörnigem Turmalin und/oder einem Mangel an feinkörnigem Rutil. Unterschiede in der Zusammensetzung der Schwerminerale wurden auch zwischen Proben beobachtet, die aus verschiedenen Lagen desselben Turbidits entnommen wurden. Dieser Befund führt zu einer Diskussion über die Auswirkungen von Diagenese und dem komplexen Sedimentationsverhalten in einem Trübestrom (hindered settling). Insgesamt deuten die Ergebnisse darauf hin, dass Einflüsse von Korngrößenvererbung eher die Regel als die Ausnahme sind und deren Einfluss bei der Erhebung und Interpretation der Schwermineralanalyse in Provenienzstudien stärker als bisher berücksichtigt werden muss.
Das zweite Manuskript (Kapitel 3) integriert die Schwermineralanalyse, die Hauptelement¬chemie von Granat, die Spurenelementzusammensetzung von Apatit und die U-Pb-Geochronologie von Apatit aus vier syntektonischen Becken entlang des östlichen, ionischen Randes Nordkalabriens, um die fortschreitende Überschiebung, Erosion und Freilegung tieferer Krusteneinheiten während des Miozäns zu dokumentieren. Die Provenienz entwickelte sich von einer Dominanz des nordwestlich gelegenen Liguride-Complex im frühen Miozän, möglicherweise mit Beiträgen aus dem Korsika-Sardinien-Block, über einen zunehmenden Beitrag aus plutonischen Quellen während des Serravalliums und Tortoniums bis hin zu einem zunehmenden Beitrag aus metamorphen Einheiten wie Sila und Mandatoriccio-Bocchigliero. Diese Verschiebung der Sedimentquellen und -wege wird als Ausdruck einer Phase relativer tektonischer Ruhe interpretiert, auf die eine Überschiebung und Hebung folgte, die in einer maximalen Hebung und Erosion im Serravallium und anschließender allmählichen Rückkehr zu einer wiederum flacheren Topographie führt.
Aufbauend auf diesen Erkenntnissen integriert das dritte Manuskript (Kapitel 4) zusätzliche Schwermineral-Assemblagen von der westlichen, Tyrrhenischen Küste Nord-Kalabriens mit Zirkon-U-Pb-He-Doppeldatierungen von Sandsteinen aus dem Miozän, rezenten Flusssanden aus kleinen Einzugsgebieten und Geröll-Populationen aus dem Miozän und der Gegenwart aus ganz Nordkalabrien. Der Datensatz schränkt die Herkunftssignale mehrerer Quelleneinheiten (z. B. hochgradige vs. niedriggradige metamorphe und granitoide Einheiten) stärker ein und kontrastiert die Zeitunterschiede zwischen dem östlichen und westlichen Rand. Im Westen deuten kurze Zeiten zwischen Gesteinsabkühlung und Erosion/Sedimentation (lag time) auf eine schnelle Hebung im frühen bis mittleren Miozän hin, während eine Verlagerung von granitoiden zu metamorphen Quellen während des Serravalliums-Tortoniums auf eine Erosion tieferer Krusteneinheiten hindeutet. Im Osten weisen die Proben ältere Abkühlungsalter und damit längere lag time auf, was eine langsamere Exhumierung widerspiegelt. Zusammengenommen dokumentieren diese Ergebnisse eine asymmetrische Hebungsgeschichte, die durch die Rückbogenausdehnung im Westen und die Vorbogenkompression im Osten gesteuert wird.The sedimentary record is arguably one of the most valuable archives of Earth’s history. Sedimentary provenance analysis encompasses all aspects of sediment formation related to composition of the source-rock, topography, climate, and sediment routing pathways. By revealing the source-to-sink system, from erosion through transportation to final deposition, provenance analysis enables the interpretation of the geological history of a particular sediment from any point in Earth’s past. Provenance studies can reconstruct past landscape changes, while also constraining the geodynamic context and tectonic setting in which sediments were generated and transported. However, as sediments can be altered, mixed, and recycled through the sediment routing system, the detrital record is not a simple one-to-one translation of the original source(s), as outlined in Chapter 1. Reliable provenance interpretations therefore rely on distinguishing source-related signals from those modified by further geological processes and environmental influences such as weathering, abrasion, dissolution, sorting, and diagenesis. In sediment transport and associated grain-size sorting, grain-size inheritance is an important issue, whereby the presence or absence of minerals in specific grain-size fractions reflects their original grain-size distribution at the source, even after hydrodynamic sorting. Grain-size inheritance can result in entire species of minerals enriched, depleted, or entirely absent in the analysed grain-size fraction, potentially distorting provenance interpretations.
A wide range of provenance techniques exist (Chapter 1), including bulk-rock petrography and geochemistry, heavy-mineral analysis, and single-grain chemical and geochronological methods. Each method provides different insights into source-rock characteristics; for instance, single-grain chemical methods can discriminate between metamorphic and igneous sources as well as their composition and metamorphic grade, while age dating provides the temporal framework on crystallisation, metamorphism, and cooling histories. Given the inherent limitations of individual techniques, multi-proxy approaches provide a complementary dataset that allows cross-validation between source indicators, leading to a more comprehensive understanding of source-rock lithology and processes between source and sink.
This thesis addresses both the methodological foundations and the applied aspects of sedimentary provenance analysis. Firstly, the limitations behind heavy-mineral analysis are explored, uncovering the extent to which grain-size inheritance from the source can alter relative mineral abundances within narrow grain-size fractions. Secondly, a multi-proxy provenance study is applied to northern Calabria, in order to reconstruct the uplift history and resulting sediment pathways of a relatively small yet tectonically complex, active forearc setting.
The first manuscript (Chapter 2) compares modelled hydrodynamically sorted heavy-mineral assemblages with natural examples for two strongly contrasting cases. Recent high-energy placer deposits, which are expected to follow hydrodynamic controls, show signs of grain-size inheritance from the source, exemplified by a lack of fine-grained garnet. Tertiary turbidite deposits from the Alps display an even stronger signal of inheritance, including enrichment of fine-grained epidote, lack of coarse-grained tourmaline and/or the lack of fine-grained rutile. Differences in the composition of heavy-minerals were also observed between samples taken from different levels of the same turbidite. This finding led to further discussion on the effects of diagenesis and the complex sedimentation behaviour of a turbidity current (hindered settling). Overall, the results indicate that the effect of grain-size inheritance is the rule rather than the exception, and that its influence must be carefully considered, more strongly than before, in the collection and interpretation of heavy-mineral analysis in provenance studies.
The second manuscript (Chapter 3) integrates heavy-mineral analysis, garnet major-element chemistry, apatite trace-element compositions, and apatite U-Pb geochronology from four syntectonic basins along the eastern, Ionian margin of northern Calabria to document progressive thrusting, erosion, and exposure of deeper crustal units though the Miocene. Provenance evolved from a dominance of the northwestern Liguride complex in the early Miocene, with possible contributions from the Corsica-Sardinia block, to increasing input from plutonic sources during the Serravallian-Tortonian, and finally to increasing sourcing from metamorphic units such as the Sila and Mandatoriccio-Bocchigliero. This shift in sediment sources and pathways is interpreted to reflect a period of relative tectonic dormancy, followed by thrusting and uplift, culminating in peak uplift and erosion in the Serravallian, and a subsequent gradual return to a flatter topography.
Following on from these findings, the third manuscript (Chapter 4) integrates additional heavy-mineral assemblages from the western Tyrrhenian coast of northern Calabria with zircon U-Pb-He double dating of Miocene sandstones, recent river sands, and Miocene to Recent pebble populations from across Northern Calabria. This dataset more tightly constrains the provenance signals of multiple source units (e.g., high-grade vs. low-grade metamorphic and granitoid units), and contrasts the temporal differences between the eastern and western margins. In the west, short times between cooling and erosion/sedimentation (lag time) indicate rapid Early to Middle-Miocene uplift, while a shift from granitoid to metamorphic sources during the Serravallian-Tortonian suggests erosion of deeper crustal units. In the east, samples preserve older cooling ages and, thus, longer lag times, reflecting slower exhumation. Together, these results document an asymmetric uplift history controlled by backarc extension in the west and forearc compression in the east.
Overall, this thesis highlights the critical role of grain-size inheritance in shaping heavy-mineral assemblages and demonstrates the value of multi-proxy datasets in producing robust sedimentary provenance reconstructions in complex tectonic settings.2026-12-1
Visuelle Wahrnehmung, soziale Bewertung und kieferorthopädischer Behandlungserfolg bei Erwachsenen mit Zahnfehlstellungen – eine Eye-Tracking-Studie
No full textDie vorliegende Studie untersuchte einerseits die Auswirkungen ausgeprägter
Zahnfehlstellungen auf die visuelle Wahrnehmung und soziale Bewertung von Gesichtern und andererseits den Einfluss von Alter, parodontaler Erkrankung und vorheriger kieferorthopädischer Behandlung auf orthodontische Befunde und den Therapieverlauf bei Erwachsenen.
Im ersten Teil der Studie wurde die visuelle Wahrnehmung und Bewertung von Fotos von 15 Patienten (11 weiblich, 4 männlich) mit ausgeprägten Zahnfehlstellungen (DAI ≥ 31, Little ≥ 4) und 15 Patienten (12 weiblich, 3 männlich) ohne Zahnfehlstellungen mittels Eye-Tracking und Fragebögen untersucht. Die Fotos wurden hierbei in drei Gruppen eingeteilt: Patienten mit Zahnfehlstellung vor der Therapie (FT0), Patienten zum Zeitpunkt erfolgreicher Korrektur der Zahnfehlstellung (FT1) sowie Kontrollgruppe ohne Zahnfehlstellung (K). Hierbei lag das Durchschnittsalter der FT0- bzw. FT1-Gruppe bei 47,73 Jahren (Min = 30, Max = 59) und der Kontrollgruppe bei 42,93 Jahren (Min = 31, Max = 54).
Patienten mit Zahnfehlstellungen wurden signifikant niedriger in Zahnanordnung,
Zahnzustand, Lächeln und wahrgenommener Freundlichkeit bewertet. Nach erfolgreicher kieferorthopädischer Korrektur der Zahnfehlstellung verbesserten sich die Bewertungen, erreichten jedoch nicht die Punktwerte der Kontrollgruppe, was auf Residualeffekte, habituelle Ausdrucksmuster oder subtile Veränderungen im Weichgewebeprofil hinweisen kann. Die Ergebnisse des Eye-Trackings bestätigten u. a. eine signifikante Aufmerksamkeitsverschiebung hin zur Mundregion bei Patienten mit Zahnfehlstellungen, wodurch die Fixation auf andere Gesichtszüge, insbesondere die Augen, reduziert wurde.
Im zweiten Teil der Studie wurden die prä- und posttherapeutischen kieferorthopädischen Modelle sowie Patientenakten 86 erwachsener Patienten (62 weiblich, 24 männlich) analysiert, wobei das mittlere Alter der Patienten 34,86 Jahre (Min = 18, Max = 80) betrug.
Hierbei wurde das Patientenkollektiv in sechs Gruppen basierend auf Alter (< 30 Jahre vs. ≥ 30 Jahre), parodontaler Erkrankung (PA vs. Non-PA) und vorheriger, abgeschlossener kieferorthopädischer Behandlung in der Vergangenheit (KFO vs. Non-KFO) eingeteilt. Die kieferorthopädischen Indizes verbesserten sich in allen Gruppen deutlich. Weder Alter, Parodontitis noch vorherige kieferorthopädische Behandlung beeinflussten Behandlungserfolg, Behandlungsdauer oder Terminanzahl signifikant, wenngleich sich deskriptiv Unterschiede in der Wahl der Apparatur, dem Behandlungsfokus und den Komplikationen zeigten. Ältere und parodontal erkrankte Patienten wiesen prä- sowie posttherapeutisch unphysiologischere Werte auf, konnten jedoch ebenso erfolgreich behandelt werden wie jüngere und parodontal gesunde Patienten.
Die Ergebnisse zeigen, dass kieferorthopädische Behandlungen bei Erwachsenen sowohl funktionelle als auch ästhetische Verbesserungen erzielen und gleichzeitig die soziale Wahrnehmung beeinflussen. Die Ergebnisse des Eye-Trackings verdeutlichen zudem, dass Zahnfehlstellungen die visuelle Aufmerksamkeit gezielt auf die Mundregion lenken. Für die Praxis bedeutet dies, dass die Indikationsstellung für eine kieferorthopädische Therapie bei Erwachsenen nicht durch Alter oder parodontalen Status eingeschränkt werden sollte.The present study investigated, on the one hand, the effects of severe dental malocclusions on the visual perception and social evaluation of faces, and on the other hand, the influence of age, periodontal disease, and previous orthodontic treatment on orthodontic findings and treatment outcomes in adults.
In the first part of the study, visual perception and evaluation of photographs of 15 patients (11 female, 4 male) with severe dental malocclusion (DAI ≥ 31, Little ≥ 4) and 15 patients (12 female, 3 male) without malocclusion were assessed using eye-tracking and questionnaires. The photographs were divided into three groups: patients with malocclusion before treatment (FT0), patients at the time of successful correction of the malocclusion (FT1), and the control group without malocclusion (K). The mean age of the FT0/FT1 group was 47.73 years (min = 30, max = 59), while the control group had a mean age of 42.93 years (min = 31, max = 54).
Patients with malocclusion were rated significantly lower in dental alignment, dental condition, smile aesthetics, and perceived friendliness. Following successful orthodontic correction, ratings improved but did not reach the levels of the control group, suggesting residual effects, habitual facial expression patterns, or subtle changes in the soft tissue profile. Eye-tracking results confirmed a significant shift of visual attention toward the mouth region in patients with malocclusions, accompanied by reduced fixation on other facial features, particularly the eyes.
In the second part of the study, pre- and post-treatment orthodontic models and patient records of 86 adult patients (62 female, 24 male) were analyzed, with a mean age of 34.86 years (min = 18, max = 80). The patient cohort was divided into six groups based on age (< 30 years vs. ≥ 30 years), periodontal disease (PA vs. non-PA), and previous completed orthodontic treatment (KFO vs. non-KFO). Orthodontic indices improved markedly in all groups. Age, periodontal disease, and previous orthodontic treatment did not significantly affect success and duration of the treatment, or number of appointments, although descriptive differences were observed in appliance selection, treatment focus, and complications. Older and periodontally compromised patients exhibited more unfavorable orthodontic parameters both before and after treatment but achieved treatment outcomes comparable to those of younger and periodontally healthy patients.
These results demonstrate that orthodontic treatment in adults leads to not only functional but also aesthetic improvements and influences social perception. Eye-tracking findings further indicate that malocclusion selectively directs visual attention toward the mouth region. From a clinical perspective, orthodontic treatment in adults should not be limited by age or periodontal status.2026-02-2
Biomechanischer Einfluss der Implantation einer Bandscheibenprothese auf die Kinematik von L5/S1-Segmenten
No full textBackground:
Lumbar total disc replacement (TDR) is intended to preserve physiological motion and reduce adjacent segment degeneration compared with spinal fusion. However, detailed biomechanical data on its effects at the lumbosacral junction (L5/S1) remain limited.
Methods:
Human cadaveric L5/S1 motion segments were examined in vitro using a high-precision six-degree-of-freedom measurement system. Kinematics were analyzed during axial rotation, flexion–extension, and lateral bending under controlled axial preload conditions with systematic variation of preload position. Measurements were performed in the intact state and after implantation of a non-compressible ball-and-socket lumbar disc prosthesis (Maverick™). Outcome measures included range of motion (ROM), segmental stiffness, hysteresis behavior, and migration of the instantaneous helical axis (IHA).
Results:
Disc prosthesis implantation preserved overall segmental mobility but altered motion guidance and load distribution. A ventral shift of the IHA and reduced segmental compressibility were observed. In the mid-range of motion, movement was primarily guided by the prosthetic joint, whereas facet joint coupling increasingly influenced stiffness and motion limitation at motion extremes. Axial preload position significantly affected ROM and stiffness in both intact and implanted conditions. Complete restoration of native segmental biomechanics was not achieved.
Conclusions:
Lumbar TDR at L5/S1 preserves motion but modifies physiological kinematics. These biomechanical alterations may influence adjacent segment behavior, underscoring the need for careful patient selection and further multi-segmental biomechanical studies.2026-02-2
Pair production of Higgs bosons in the bbττ decay channel for pp collisions at √s=13 TeV in the ATLAS detector
No full textRare processes such as HH (Higgs boson pair) production are essential for testing the current understanding of fundamental interactions. The HL-LHC (High Luminosity Large Hadron Collider) will play a crucial role in improving the sensitivity to these and other precision studies, as well as in searches for new physics. The increased collision rate, precision and radiation hardness that this upgrade demands calls for the replacement of many components of the LHC, the ATLAS ITk (Inner Tracker) being among the most important ones. This thesis presents work done using the FE-I4 ITk Demonstrator, from chip scans to study their performance, to DCS (Detector Control System) software development to facilitate and improve operations, with the then planned RD53A ITk Demonstrator in mind. In addition, two tau triggers, based on those used in the Run 2 HH production analysis for the HH→bbττ decay channel in the hadronic decay mode, were chosen for efficiency optimisation, with the aim to implement them in Run 3. Work is also presented regarding the development of tau trigger online monitoring tools for real time performance control. Furthermore, a full Run 2 HH→bbττ search for pp collisions at √s=13 TeV using 139 fb-1 is partially mentioned to introduce the framework needed for a study on trigger recommendations, while an updated search using 140 fb-1 is presented alongside the work done to validate the fake background estimation methods used in the hadronic decay mode. Lastly, DNNs (Deep Neural Networks) have been studied and shown to discriminate slightly better signal from background when compared to the methods used in the updated HH search, while the use of dedicated categories is shown to enhance the signal significance.2026-02-2
Magnetic resonance imaging of vasospasm in a rat model of subarachnoid hemorrhage
No full textZiel dieser Arbeit war die Charakterisierung des Injektionsmodells der SAB in der Ratte mit
MRT-Untersuchung, klinischer und histologischer Analyse. Zielgrößen waren Ausmaß der
Blutung, Vasospasmus und Infarkte. Bei 142 Sprague-Dawley-Ratten wurde hierzu eine SAB
mit der Nutzung des doppelten Injektionsmodells induziert. Eine Injektion vom 0,25 ml
autologem arteriellem Blut wurde an Tag eins und zwei bei den Ratten in die Cisterna magna
injiziert. Am fünften Tag nach der initialen Blutinjektion wurde eine cMRT-Untersuchung
durchgeführt, gefolgt von transthorakaler Perfusion mit PBS-Lösung und PFA, 4 %-Lösung
mit Entnahme des Gehirns der Untersuchungstiere. Anhand einer H&E-Färbung wurde die
Verteilung und die Menge des injizierten Blutes im Subarachnoidalraum, Ventrikelsystem
oder Hirnparenchym beurteilt. Während des gesamten Experiments wurden die Resultate
von insgesamt 75 Ratten beurteilt. Die Korrelation zwischen einem MR-diagnostiziertem
Vasospasmus und dem histologischen Schweregrad wurde untersucht. Bei 54.55% der
Ratten mit histologischer Grad-1-SAB (nicht-sichtbares Blut) konnten Vasospasmen im
MRT nachgewiesen werden. Bei den Ratten mit histologischer Grad-2-, Grad-3- oder Grad-
4-SAB (sichtbares Blut) waren diese Werte mit 76.19%, 81.48% und 87.5% (oder Grad 2-4
zusammengefasst 81.25 %) jeweils höher. Trotz MR-tomographischer Auffälligkeiten im
zerebralen Parenchym traten jedoch keine histologisch verifizierbaren Infarkte auf. Somit
kann dieses Tiermodell zwar zum Studium des verzögerten zerebralen Vasospasmus, nicht
aber als Modell der humanen DCI herangezogen werden.The aim of this study was to characterize the injection model of subarachnoid hemorrhage (SAH) in rats using MRI, clinical, and histological analysis. The primary endpoints were the extent of hemorrhage, vasospasm, and infarcts. SAH was induced in 142 Sprague-Dawley rats using the double injection model. An injection of 0.25 ml of autologous arterial blood was administered into the cisterna magna of the rats on days one and two. On day five after the initial blood injection, a cranial MRI scan was performed, followed by transthoracic perfusion with PBS solution and PFA 4% solution, with brain tissue being harvested from the animals. The distribution and volume of injected blood in the subarachnoid space, ventricular system, or brain parenchyma were assessed using H&E staining. Throughout the experiment, the results of a total of 75 rats were evaluated. The correlation between MR-diagnosed vasospasm and histological severity was investigated. Vasospasms were detected by MRI in 54.55% of the rats with histological grade 1 SAH (non-visible blood). In the rats with histological grade 2, grade 3, or grade 4 SAH (visible blood), these values were higher at 76.19%, 81.48%, and 87.5%, respectively (or grades 2-4 combined: 81.25%). Despite MRI abnormalities in the cerebral parenchyma, no histologically verifiable infarcts occurred. Thus, this animal model can be used to study delayed cerebral vasospasm, but not as a model for human DCI.2026-03-2
Investigation of RBM20-mutation based LVNC and DCM in an iPSC model: Novel insights into Ca2+ handling, affection of the atria and crosstalk between cardiomyocytes and endothelial cells
No full textPromotionskolleg für Medizinstudierende der UMG (Else-Kröner-Fresenius-Stiftung)In this study, RBM20-mutation based LVNC and DCM were investigated based on an already
established in-vitro platform with iPSC generated from two patients: One had LVNC and the
RBM20 mutation p.R634L, the other had DCM and the RBM20 mutation p.R634W. Isogenic
rescue iPSC-lines with RBM20-wt had been created for both patients as well.
Starting out from the results of a previous doctoral thesis, first, the pluripotency of an
isogenic rescue iPSC-line from the LVNC patient was confirmed and complemented. Next,
further investigations into the exact pathological mechanisms of both diseases were
undertaken concerning expression of major Ca2+ cycling proteins, interaction of iPSC-CM
and -EC in the case of LVNC and alternative splicing and sarcomeric regularity in iPSC-
aCM.
In the first part of this project, after successful cardiac differentiation of the patient-,
isogenic rescue- and healthy unrelated control iPSC into iPSC-CM, expression of Ca2+
handling proteins was analysed. Here, the DCM-CM showed no alterations. Meanwhile, the
LVNC-CM showed reduced expression of SERCA2a and PLN, while NCX and CamK2δ
showed no differences. Furthermore, Cx43 and RBM20 showed no differences in their
expression while KCNH2 was downregulated only in the LVNC-CM. These results unravel
another part of the complex disturbances in cellular ion handling that occur in both LVNC
and DCM. Yet, even more investigations are necessary to fully elucidate these complex
pathologies, especially concerning the exact impact of the sometimes counteracting
alterations on the final outcome of cellular ion currents and concentrations.
In the second part of this project, iPSC-EC were differentiated to investigate EC-CM
interplay in the context of LVNC. An in-vitro scratch assay revealed reduction of iPSC-EC
wound healing capacity by LVNC-CM supernatant. iPSC-CM sarcomeric regularity under
EC influence could not be analysed successfully. Co-cultivation of iPSC-EC and -CM in
organoids revealed no effect of iPSC-EC RBM20-mutation status on alternative splicing of
RBM20 targets in the CM. This is the first clue that EC-CM interaction is involved in the
pathogenesis of RBM20-mutation based LVNC. The main limitation of the findings in this
study is that no endocardial cells were used, which should become standard for future
experiments into this topic.
For the third part of this project, iPSC-aCM of both patients and the three controls were
differentiated successfully. They showed no downregulation of RBM20-mRNA and no
missplicing of RBM20 targets except for TTN. Analysis of sarcomeric regularity was
attempted but only delivered conflicting results. This is the first investigation of RBM20-
mutation based cardiomyopathies in iPSC-aCM. The results from the analysis suggest a
milder affection of the atria in RBM20-mutation based cardiomyopathy, especially in
combination with data from other studies. Further investigation into ion handling, RNP
granule formation, sarcomeric regularity, alternative splicing machinery as well as transferring
the approach to other models and other genetic cardiomyopathies are warranted.2026-03-3
SHISA3, a novel Wnt-dependent Signature in the Developing and Failing Heart
No full textDie Mechanismen der Entwicklung vaskulärer Zellen während der Kardiogenese können genutzt werden, um neue Wege der kardialen Regeneration im erkrankten Herzen zu entdecken, mit besonderem Fokus auf dem Epikard als therapeutisches Target. Vorangegangene Studien haben gezeigt, dass die Aktivierung des Wnt/β-Catenin-Signalwegs zur Reprogrammierung von Kardiomyozyten und vaskulären Zellen führt, was im erwachsenen Herzen ein progredientes pathologisches Umbauprogramm zur Folge hat. In dieser Studie wurde eine bislang unbekannte Population von SHISA3-exprimierenden Zellen mit kardiovaskulärem Progenitor-Potential untersucht, die eine Re-Expression von SHISA3 im erkrankten Herzen aufwiesen. In Maus-Embryonen wurden SHISA3-positive Zellen, die frühe vaskuläre Markergene exprimieren, zum Zeitpunkt E 14.5 vorwiegend im Subepikard gefunden. Ziel meiner Arbeit war es, die Rolle von SHISA3 im Differenzierungsweg humaner mesenchymaler Zellen zu untersuchen, die aus subepikardialen kardiovaskulären Vorläuferzellen stammen.
In Übereinstimmung mit zuvor beschriebenen in vivo-Ergebnissen zeigte sich in humanen induzierten pluripotenten Stammzellen (hiPSCs), die zu epikardialen Zellen (EPI-Zellen) und deren Abkömmlingen, den glatten Gefäßmuskelzellen (vSMCs) und Fibroblasten, differenziert wurden, eine frühe Hochregulation von SHISA3, verbunden mit einem darauffolgenden kontinuierlichen Rückgang an SHISA3-Expression. Um die SHISA3-positive Population als gemeinsamen Pool früher vaskulärer Vorläuferzellen weiter zu analysieren, wurde eine Single-Cell RNA-Sequenzierung dieser Zellen am Tag 8 der Differenzierung durchgeführt. Diese Analyse identifizierte SHISA3 als Marker-Gen, das ausschließlich in frühen Übergangszellen exprimiert wird, die sich im Prozess eines epikardial-mesenchymalen Identitätswechsels befinden.
Um die Auswirkungen einer SHISA3-Überexpression in diesen Modellen präzise untersuchen zu können, wurden transgene hiPSC-Linien generiert und charakterisiert. Mithilfe der CRISPRa-Technologie in Kombination mit einer Doxyzyklin-induzierbaren guide RNA war in diesen Linien eine kontrollierte endogene Aktivierung von SHISA3 möglich, während eine nicht-zielgerichtete guide RNA als Kontrolle diente. Ausgehend von einer epikardialen Population wurden mittels Doxycyclin SHISA3-aktivierte Zellen zu vSMCs differenziert, gefolgt von einer RNA-Gesamttranskriptomanalyse. Dabei zeigten sich signifikante Effekte auf die Regulation der TGFβ- sowie der p53-Signalwege.
Da diese Signalwege eine zentrale Rolle in der epithelial-mesenchymalen Transition (EMT) spielen, charakterisiert dies SHISA3 als potenziellen Schlüsselregulator der vaskulären Zellentwicklung aus dem Epikard. Darüber hinaus wurden Hinweise auf einen wechselseitigen Kontrollmechanismus zwischen SHISA3 und TGFβ in EPI-Zellen gefunden, die mit TGFβ-Inhibitoren behandelt wurden: Dies führte zu einer anhaltenden Expression von SHISA3 während der Entwicklung.
Diese Ergebnisse charakterisieren SHISA3 als exklusiven Marker unreifer, vom Epikard abgeleiteter Vorläuferzellen, der die Festlegung des kardiovaskulären Differenzierungswegs in der Entwicklung und möglicherweise auch bei kompensatorischer fetaler Reprogrammierung im erkrankten Herzen beeinflusst. Die erhöhte Expression von SHISA3 während der frühen Entwicklung von vSMCs aus der beschriebenen SHISA3-Genaktivator-hiPSC-Linie deutet auf eine SHISA3-abhängige Regulation kritischer, an der EMT beteiligter Signalwege hin. Dies unterstreicht die bedeutende Rolle von SHISA3 bei der mesenchymalen Identätsfindung während der durch das Epikard vermittelten, EMT-getriebenen Entwicklung vaskulärer Zellen.Understanding how vascular cells develop can be used to discover new paths of cell renewal
within the diseased heart, with a particular focus on the epicardium for cardiac regeneration.
Previous studies have shown that activating the Wnt/β-catenin pathway leads to the
reprogramming of cardiomyocytes and vascular cells, resulting in harmful changes in the
adult heart. In this study, a previously unknown population of SHISA3-expressing cells,
distinct from cardiomyocytes, was discovered in both developing and diseased hearts. I
aimed to investigate the role of these cells in determining the fate of human vascular cells
derived from sub-epicardial cardiovascular progenitors using human induced pluripotent
stem cell (hiPSC) derived in vitro models.
In mouse embryos at day 14.5, SHISA3+ cells expressing alpha smooth muscle actin were
predominantly found in the sub-epicardium, aligning with the presence of immature vascular
markers. Consistent with previously described in vivo findings, early upregulation of SHISA3
along with a gradual decline was displayed in hiPSCs differentiated towards epicardial cells
(EPI cells) and their vascular smooth muscle cell (vSMC) and fibroblast derivatives. To
further confirm the SHISA3+ population as a shared pool of early vascular progenitors,
whole cell single cell sequencing of these cells was conducted at differentiation day 8. This
analysis unveiled SHISA3 as a marker gene exclusively expressed in early transitional cells,
undergoing an epicardial-to-mesenchymal shift in cell identity. To understand the impact of
SHISA3 overexpression on these models in a precisely controlled manner, I created and
analyzed transgenic hiPSC lines. Using the CRISPRa technology coupled with a doxycycline
inducible guide RNA, these lines allowed for inducible endogenous SHISA3 activation,
whereas a non-targeting guide RNA served as control. Originating from an epicardial state,
SHISA3-acitvated cells were directed towards vSMCs with subsequent whole transcriptome
RNA analysis. Here, notable effects on the regulation of TGFβ as well as p53 signaling
pathways were revealed. Given that these pathways play fundamental roles in the epithelial-to-
mesenchymal transition (EMT) process, this characterizes SHISA3 as a potential key
regulator of vascular cell development from the epicardium. Furthermore, evidence for a
SHISA3- and TGFβ-mediated mutual control mechanism was found in EPI cells treated
with TGFβ-inhibitors, leading to sustained expression of SHISA3 throughout development.
These findings characterized SHISA3 as an exclusive marker of early epicardium-derived
transitional progenitor cells, influencing cardiovascular cell fate determination in
development and, potentially, compensatory fetal reprogramming in the diseased heart.
Increased expression of SHISA3 during the early development of vSMCs from the described
innovative SHISA3 gene activator hiPSC line indicated a SHISA3-dependent regulation of
critical pathways involved in EMT. This underscores a significant role for SHISA3 in
determining cell fate during epicardial EMT-driven vascular cell development.2026-09-1
Development of a cell culture model to investigate cyclic pressure fluctuations on retinal ganglion cells
No full textGlaucoma, one of the most common causes of irreversible vision loss, leads to the progressive degeneration of retinal ganglion cells (RGCs), with elevated intraocular pressure being the only modifiable risk factor. However, the exact mechanisms by which pressure damages RGCs are not well understood. This study aimed to establish and validate an in vitro cell culture model that simulates the effects of cyclic hydrostatic pressure and shear stress on RGCs in live-cell imaging.
A controllable pressure chamber system was developed for mitochondrial imaging of RGCs in primary cell cultures from postnatal rats (day 1–3). Several modifications of the setup were tested, including changes to the surrounding environment using polyacrylamide hydrogels. In the second part of the study, RGCs were exposed to rapid cyclic pressure fluctuations ranging from 0–60 mmHg (one cycle every 8 seconds) for up to 9–16 hours. Rhodamine 123-labeled mitochondria in the longest neurites were tracked via live-cell fluorescence microscopy. Several motility parameters were quantified, such as the proportion of motile versus stationary mitochondria, travel distances and velocity distributions. Subsequently, the fusion and fission behavior of mitochondria was examined, as well as cell survival and neurite outgrowth. RGC identity was confirmed afterwards via anti-βIII-tubulin staining.
Contrary to initial expectations, RGCs showed remarkable resilience to cyclic pressure stimuli: no significant differences between cells exposed to pressure and those under atmospheric pressure were found in mitochondrial motility or fusion/fission behavior. Likewise, cell survival and neurite length remained unchanged. These findings suggest that isolated cyclic hydrostatic pressure in the tested range is not sufficient to induce mitochondrial or cellular dysfunction in RGCs.2026-06-0
Long-term Replacement of Endogenous Microglia in Mice
No full textMicroglia are the resident immune cells of the central nervous system (CNS). They play pivotal roles in the development and homeostasis of the CNS and have been implicated in neurodegenerative disorders, such as Alzheimer´s Disease (AD). Microglia are highly responsive to environmental signals, making it invaluable to study them in vivo.
Here we generated and characterized CX3CR1creERT2 CSF1Rflox/flox mice, in which microglia can be conditionally depleted by tamoxifen injection. We devised a transplantation protocol in these mice with the goal of replacing endogenous microglia with red fluorescent protein (RFP)-tagged bone marrow (BM) cells injected intravenously (i.v.). These cells migrate to the microglia-depleted central nervous system (CNS) where they adopt a microglia-like cell (MLC) phenotype and remain stable for months. We purified hematopoietic stem cells (HSCs), granulocyte-monocyte progenitors (GMPs) and inflammatory monocytes from BM and performed competition experiments to define the most effective donor cell type for microglia replacement. Both HSCs and GMPs performed equally well in repopulating the microglia-depleted CNS as MLCs, whereas inflammatory monocytes did not. Competition experiments with chemokine receptor-deficient or -competent BM donor cells transplanted either i.v. or intracortically (i.c.) into microglia-depleted recipients revealed that CCR2 was relevant for BM cells to migrate to the CNS and that CX3CR1 was required for BM cells to differentiate into MLCs.
We evaluated the potential differences between endogenous and BM-derived MLCs by bulk RNA sequencing, flow cytometry and immunohistochemistry. MLCs expressed homeostatic microglia genes such as P2RY12 or TMEM119, although expression levels were significantly lower than in endogenous microglia. Conversely, disease-associated microglia (DAM) marker genes, as well as genes associated with antigen presentation and phagocytosis were upregulated, all in all suggesting that MLCs are in a higher activation state than microglia. We tested whether MLCs could ameliorate the disease phenotype of 5xFAD mice, but achieved only a patchy GMP-derived MLC replacement, because conditional microglia depletion was less efficient in 5xFAD CX3CR1creERT2 CSF1Rflox/flox mice compared to CX3CR1creERT2 CSF1Rflox/flox mice without the 5xFAD transgene. The ß-amyloid plaque load was however reduced in patches with GMP-derived MLCs compared to areas with endogenous microglia, suggesting that microglia replacement by MLCs could help in diminishing plaque load in AD.
Finally, we crossbred CX3CR1creERT2 CSF1Rflox/flox mice to immunodeficient mice to accommodate human induced pluripotent stem cell (hiPSC)-derived MLCs. These hMLCs demonstrated expression of key human microglial markers, including P2RY12, TMEM119, and the transcription factor SALL1 and remained exceptionally stable within the murine brain. Transplanted mice with hiPSC-derived MLCs exhibited proficient performances in motor and cognitive tasks and nuanced functional attributes will be explored in future experiments.
In summary, we have developed and characterized a model system poised to elucidate both mouse and human microglia-like cell features in vivo across prolonged periods of time.2026-06-1