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In Vitro Studies on the Effect of Apigenin as a Therapeutic Agent for Multiple Sulfatase Deficiency
No full textMultiple Sulfatase Deficiency (MSD) is a rare, autosomal recessive lysosomal storage disorder caused by pathogenic variants in SUMF1, resulting in deficient activity of all cellular sulfatases. The lack of functional formylglycine-generating enzyme (FGE) prevents the post-translational activation of sulfatases and leads to progressive multisystemic disease manifestations. As no causal therapy is currently available, the identification of pharmacological approaches capable of stabilizing FGE or enhancing residual sulfatase activity is of high clinical interest. Previous high-throughput screening in MSD patient fibroblasts identified Apigenin, a naturally occurring flavonoid, as a potential candidate substance. This work investigates the therapeutic potential of Apigenin in vitro using immortalized MSD cells and fibroblasts from patients carrying different SUMF1 mutations. The study evaluates dose- and time-dependent effects of Apigenin on lysosomal and non-lysosomal sulfatase activities, its impact on FGE and arylsulfatase A (ARSA) expression, cellular viability, lysosomal characteristics, and storage of glycosaminoglycans (GAGs). Apigenin treatment resulted in a reproducible increase in the activities of several sulfatases, including ARSA, N-acetyl-galactosamine-6-sulfatase, and steroid sulfatase, accompanied by elevated ARSA protein expression. The increase in ARSA activity was observed across multiple patient-derived cell lines, suggesting mutation-independent efficacy. However, Apigenin also reduced cellular viability at higher concentrations and did not enhance FGE protein levels. Notably, treatment decreased GAG storage, although no improvement in lysosomal morphology was observed.
Overall, Apigenin exhibits promising properties as a small-molecule modulator capable of enhancing residual sulfatase activity in MSD. Nevertheless, its cytotoxic effects and the incomplete understanding of its mechanism highlight the need for further mechanistic and in vivo studies. This work provides preliminary evidence supporting Apigenin as a candidate for future pharmacotherapeutic development in MSD.2026-01-0
Pre- and posthomogenization staining with antibodies and nanobodies in X10heat expansion microscopy
No full textHintergrund: Konventionelle Lichtmikroskopie ist durch die Beugungsgrenze des Lichts limitiert und kann Strukturen kleiner als ~200 nm nicht auflösen. Super-Resolution-Mikroskopie (SRM)-Techniken wie STED, STORM, PALM und SIM überwinden diese Grenze, erfordern jedoch kostenintensives Equipment und spezielles Fachwissen. Die 2015 eingeführte Expansionsmikroskopie (ExM) bietet einen alternativen Ansatz, indem biologische Proben in quellbare Hydrogele eingebettet und physikalisch vergrößert werden, sodass hochauflösende Bildgebung mit konventionellen Mikroskopen möglich wird. Klassische ExM-Protokolle basieren auf proteolytischer Homogenisierung mit Proteinase K, was jedoch zu Fluorophorverlust und Signalabschwächung führt.
Methoden: Zur Lösung dieses Problems wurde das X10heat-Protokoll (X10ht) entwickelt, das eine hitzeinduzierte Homogenisierung bei 100 °C in einem alkalischen, detergenzienreichen Puffer nutzt. In dieser Arbeit wurden verschiedene Antikörper- und Nanokörper-Kombinationen hinsichtlich ihrer Kompatibilität mit der X10ht-Expansionsmikroskopie an Neuronen und HEK-Zellen untersucht. Dabei wurden sowohl Prähomogenisierungs- als auch Posthomogenisierungsfärbungen getestet.
Ergebnisse: Prähomogenisierungsfärbungen lieferten robuste Fluoreszenzsignale über verschiedene Antikörperkombinationen hinweg. Posthomogenisierungsfärbungen, die den Vorteil haben könnten, Fluorophorverlust zu vermeiden, führten zu heterogenen Ergebnissen und hingen stark von der Hitzestabilität der Antikörper sowie der Epitopeerkennung ab. Nanokörper bieten prinzipiell Vorteile durch geringere Verknüpfungsfehler und höhere Lokalisierungsgenauigkeit, zeigten jedoch in dieser Studie schwache Fluoreszenzsignale, vermutlich aufgrund einer geringeren Anzahl gekoppelter Fluorophore.
Schlussfolgerung: Die X10ht-Expansionsmikroskopie zeigt großes Potenzial für die hochauflösende Proteinbildgebung mit konventionellen Mikroskopen. Die Ergebnisse verdeutlichen sowohl die Stärken als auch die aktuellen Einschränkungen bei der Anwendung von Antikörpern und Nanokörpern im X10ht-Protokoll. Zukünftige Arbeiten sollten optimierte Färbestrategien, einschließlich Postexpansionsfärbungen, sowie die Kombination mit etablierten SRM-Techniken wie ExSTED, ExSTORM und ExPALM untersuchen, um die Bildauflösung und Signalqualität weiter zu verbessern.Background: Conventional light microscopy is constrained by the diffraction limit and cannot resolve structures smaller than ~200 nm. Super-resolution microscopy (SRM) techniques such as STED, STORM, PALM, and SIM overcome this barrier but require costly instrumentation and specialized expertise. Expansion microscopy (ExM), introduced in 2015, provides an alternative by embedding biological samples in swellable hydrogels and physically enlarging them, enabling nanoscale imaging with standard microscopes. Classical ExM protocols rely on proteolytic homogenization with Proteinase K, which often leads to fluorophore loss and signal attenuation.
Methods: To address this limitation, the X10heat (X10ht) protocol was developed, employing heat-induced homogenization at 100 °C in an alkaline, detergent-rich buffer. In this study, we evaluated the compatibility of various antibody and nanobody combinations with X10ht expansion microscopy in neurons and HEK cells. Both pre-homogenization and post-homogenization staining strategies were tested.
Results: Pre-homogenization staining produced robust fluorescent signals across multiple antibody combinations. Post-homogenization staining, while potentially advantageous by avoiding fluorophore degradation, yielded heterogeneous results that depended strongly on antibody heat stability and epitope recognition. Nanobodies, due to their smaller size, offer reduced linkage error and improved localization accuracy, but in this study generated weak fluorescence signals, likely due to limited fluorophore labeling.
Conclusion: X10ht expansion microscopy demonstrates significant potential for high-resolution protein imaging using conventional microscopes. The findings highlight both the strengths and current limitations of antibody and nanobody applications within this protocol. Future work should explore optimized staining strategies, including post-expansion labeling, and integration with established SRM methods such as ExSTED, ExSTORM, and ExPALM to further enhance imaging resolution and reliability.2026-02-1
Die Bedeutung des C-reaktiven Proteins in der Diagnostik von postoperativen periprothetischen Infektionen nach Primärimplantation von Hüftgelenksendoprothesen
No full textThe primary objective of this doctoral thesis was to develop a cost-efficient diagnostic tool for the detection of postoperative periprosthetic joint infection (PJI) following primary total hip arthroplasty (THA). Additionally, risk factors for the development of PJI as well as postoperative laboratory parameters and their kinetic behavior were evaluated with respect to early infection detection. Particular focus was placed on the postoperative kinetics of C-reactive protein (CRP) as a key inflammatory marker.
In this retrospective study, biometric, clinical, and laboratory data from 802 patients were analyzed. After exclusion of 94 patients due to quality control criteria, 708 patients were included in the final statistical analysis. The cohort consisted predominantly of female patients (54.7%), and a pronounced imbalance was observed between the non-infection group (98.9%) and the infection group (1.1%).
Male sex was identified as a significant risk factor for the development of postoperative PJI, potentially related to a higher prevalence of smoking. Prolonged length of hospital stay was also associated with an increased infection risk, possibly reflecting nosocomial infections and pre-existing comorbidities. Among the analyzed laboratory parameters, only serum CRP demonstrated significant diagnostic relevance. A postoperative second peak or failure-to-decline pattern in CRP levels occurred significantly more frequently in patients with PJI and was therefore incorporated into predictive modeling.
Using a multinomial logistic regression model including five variables, PJI was predicted with a sensitivity of 87.5% and a specificity of 78.85%. These values exceeded those reported in comparable studies relying primarily on laboratory parameters alone. The proposed model represents a cost-efficient diagnostic approach for estimating postoperative PJI following THA. Incorporation of synovial leukocyte count may further improve diagnostic accuracy.2026-02-1
Etiology and frequency of pathological changes in the skeletal remains of the Neolithic population from Völlinghausen
No full textDie Paläopathologie orientiert sich als interdisziplinäres Fach zwischen (Zahn-)Medizin,
Anthropologie und Archäologie. Als einzige Zeitzeugen dienen die sterblichen Überreste als
Primärquellen im Sinne von „biohistorischen Urkunden“, da aus der Vor- und Frühge-
schichte keine anderweitigen Zeitzeugnisse, beispielsweise Schriftquellen, zur Verfügung
stehen.
Ziel der vorliegenden Arbeit war es, das knöcherne Fundgut der neolithischen Population
aus Völlinghausen paläopathologisch in Hinblick auf die Ätiologie und Häufigkeit patholo-
gischer Veränderungen zu untersuchen, vor dem Hintergrund der bereits vorliegenden Lite-
ratur zu diskutieren und so einen Beitrag zum Verständnis der Lebensbedingungen, Sozial-
struktur sowie Erkrankungen im Neolithikum zu leisten.
Das stark fragmentierte und teilweise stark postmortal verfremdete knöcherne Fundgut der
Population aus Völlinghausen musste in minuziöser Arbeit anhand anatomischer Strukturen
sortiert, dokumentiert, das biologische Alter möglichst genau bestimmt, Geschlechtsmerk-
male beschrieben und die Körperhöhe rekonstruiert werden. Aufgrund fehlender Vergleichs-
arbeiten musste außerdem eine Auswertungsmethodik entwickelt werden, die es zulässt,
Knochen unterschiedlicher Güte und Vollständigkeit gemeinsam auszuwerten, um ein Ma-
ximum an Erkenntnissen zu gewinnen. Die vollständigen Beschreibungen und Befunde sind
im Befundteil dieser Arbeit dargestellt.
Mithilfe paläopathologischer Methoden wie makroskopische Begutachtung, binokulare Lu-
penmikroskopie, Endoskopie, Röntgendurchleuchtung, Durchlichtmikroskopie und Raster-
elektronenmikroskopie sollten so Erkenntnisse über krankhafte Prozesse und über die Norm
abweichende Veränderungen von anatomischen Strukturen und deren Oberflächen gewon-
nen werden, die zur Rekonstruktion der Lebensumstände beitragen.
Anhand der Felsenbeinpyramiden sowie des am häufigsten vorliegenden Zahnes 16 konnte
für das Kollektivgrab der neolithischen Population aus Völlinghausen eine Mindestindivi-
duenzahl von 53 bestimmt werden. Das ermittelte Sterbealter mit einer Spanne von mindes-
tens zwei Jahren und maximal 80 Jahren ergab annähernd eine Normalverteilung in den Al-
tersstufen. In Bezug auf die Geschlechtsverteilung ließ sich ein leichtes Übergewicht zu-
gunsten männlicher Individuen feststellen. Die Rekonstruktion der Körperhöhen ergab einen
Populationsmittelwert von 155,5 cm.
Die Schädeldächer zeigten vor allem auf der Lamina interna mit n = 83 von 150 (56%)
Datensätzen auffallend häufig Spuren krankhafter Prozesse, die überwiegend entzündlicher
Genese waren. An zwei Fragmenten aus der hinteren Schädelgrube konnten grübchenartige Impressionen gefunden werden. Hiervon wurde in einem Fall ein Silikonabguss hergestellt,
der eine für eine meningeale Tuberkulose typische Struktur zeigte. In dem zweiten Fall
konnte mithilfe der Knochendünnschliffmikroskopie ein ähnliche grübchenartige Verände-
rung mit hochgradigem Verdacht für eine meningeale Tuberkulose nachgewiesen werden.
Auch die venösen Hirnblutleiter wiesen gehäuft reaktive Veränderungen in Folge von ent-
zündlicher Affektion auf. Der Sinus sagittalis superior war mit n = 21 von 47 (45%), die
Sinus transversi mit n = 13 von 68 (19%) und die Sinus sigmoidei mit n = 35 von 78 (45%)
betroffen.
An den Augenhöhlendächern konnten an n =21 von 99 (21%) pathologische Veränderungen
einer Cribra orbitalia nachgewiesen werden, die primär als unspezifische Stressmarker zu
bewerten sind und in der Regel erst nach einer mikroskopischen Untersuchung näher diffe-
renziert werden können (Anämie: n = 3 von 20 ≙ 15%, Skorbut: n = 0 ≙ 0%; Entzündung:
n = 10 von 20 ≙ 50%; postmortale Entstehung: n = 7 von 20 ≙ 35%). Die lichtmikroskopi-
sche Untersuchung der Knochendünnschliffpräparate ließ auch hier auf eine hauptsächlich
entzündliche Ursache schließen.
Die Nasenhaupthöhle war mit n = 10 von 21 (48%), der Sinus frontalis mit n = 42 von 71
(59%), der Sinus maxillaris mit n = 31 von 47 (66%), der Sinus sphenoidalis mit n = 23 von
35 (66%) und die Cellulae ethmoidales mit n = 5 von 5 (100%) von chronisch entzündlichen
Prozessen affektiert.
An n = 16 von 58 (28%) der Mittelohren konnten Spuren einer Otitis media gefunden wer-
den. Von den Processus mastoidei zeigten n = 31 von 78 (40%) ebenfalls Spuren abgelau-
fener entzündlicher Prozesse.
An den Zähnen des Milchgebisses waren bei n = 4 von 120 (3%) apikale Prozesse, bei n =
34 von 120 (26%) Zahnstein, bei n = 7 von 120 (6%) Karies und bei n = 55 von 120 (46%)
transversale Schmelzhypoplasien vom Grad I nachweisbar.
Im bleibenden Gebiss zeigten n = 57 von 992 (6%) Zähnen eine parodontale Erkrankung, n
= 11 von 992 (1,1%) Zähnen apikale Prozesse, n = 411 von 992 (41%) Zähnen Zahnstein, n
= 56 von 992 (6%) Zähnen kariöse Läsionen und n = 732 von 992 (74%) Zähnen transversale
Schmelzhypoplasien, die überwiegend dem Grad I zuzuordnen waren und somit keinen
Krankheitswert darstellen.
Abrasionen waren sowohl im Milch- als auch im Dauergebiss erkennbar, die zumeist so
ausgeprägt waren, dass bereits das Dentin freigelegen hat und so eine Sekundärdentinbil-
dung wahrscheinlich war.
An der Wirbelsäule konnten an n = 745 von 1187 (63%) Fragmenten von Endplatten und
Wirbelbögen krankhafte Veränderungen gefunden werden, die zu 95,1% degenerativ be-
dingt waren. 4,6% zeigten Spuren von Arthritis und weitere 0,3% eine Ankylose.
Bei den Datensätzen der Rippen waren n = 43 von 239 (18%) krankhaft verändert, wobei
die Mehrheit in Form von Rippenfellreaktionen vorlag.
An den Knochen der oberen Extremität konnten ausschließlich degenerative Veränderungen
im Sinne einer Arthrose und keine arthritischen Spuren gefunden werden. Der maximale
Ausprägungsgrad war Grad IV. Humeri, Radii und Ulnae zeigten zudem Spuren von My-
otendopathien.
An den unteren Extremitäten waren Arthrose maximal vom Grad V und Arthritis maximal
vom Grad IV zu finden. Ebenfalls häufig zeigten sich an Femora, Tibiae und Fibulae My-
otendopathien und periostale Reaktionen.
Die Zusammenschau der Ergebnisse zeigt anhand der Schädel deutlich, dass sich in der Po-
pulation von Völlinghausen gehäuft entzündliche Erkrankungen an den Strukturen der Cra-
nien manifestiert haben. Dabei finden sich in der Nase, den Nasennebenhöhlen, dem Mittel-
ohr und dem Warzenfortsatz auffallend häufig Residuen chronisch entzündlicher Reizungen.
Aufgrund der Architektur des Schädels und der anatomischen Nähe der Strukturen können
sich entzündliche Prozesse unbehandelt rasch ausbreiten. Vor allem endocraniale Kompli-
kationen müssen in präantibiotischer Zeit gefürchtet werden. So lassen sich auch die gehäuft
gefundenen meningealen Reaktionen sowie die Affektionen der venösen Hirnblutleiter er-
klären. Besonders hervorzuheben sind Infektionen der oberen Atemwege, die sich häufig
durch Tröpfcheninfektion ausbreiten. Nach einer Besiedelung und anschließender hämato-
gener Streuung und ist hier auch eine Überwindung der Blut-Hirn-Schranke oder einer Aus-
breitung per continuitatem aus angrenzenden Strukturen möglich.
In der vorliegenden Arbeit wurde eine deskriptive Klassifikation meningealer Reaktionen
eingeführt, die sich an der Größe und Ausbreitung der Residuen einer Hirnhautreaktion ori-
entiert. Eine Ätiologie kann daraus nicht abgeleitet werden, jedoch steigt mit höherem Grad
die Wahrscheinlichkeit einer fulminanten Reaktion im Sinne einer bakteriellen Meningitis
purulenta.
Die vorgelegten Daten unterstützen die Annahme, dass die Menschen der Population aus
Völlinghausen in enger Nähe zueinander gelebt haben müssen, da sich nur so epidemisches
Auftreten von Infektionskrankheiten erklären lässt. Dies weist auf die Sesshaftigkeit und das
Zusammenleben in größeren Gruppen hin. Zu berücksichtigen sind zudem die Reinlichkeit,
die Verfügbarkeit sanitärer Einrichtungen sowie die Luftqualität, die großen Einfluss auf die Ausbreitung infektiöser Geschehen haben. Es ist anzunehmen, dass die oberen Atemwege
chronischer Reizung ausgesetzt waren. Denkbar sind offene Feuer in den Unterkünften,
wodurch es zu einer vermehrten Staub- und Feuerqualmbelastung gekommen sein muss, die
eine chronische Schleimhautreizung bedingte.
Die Spuren von Rippenfellreaktionen unterstützen die Annahme, dass die Atemwege chro-
nischer Reizung ausgesetzt waren. Denkbar ist ein Zusammenhang mit schlechter Luftqua-
lität durch offene Feuer und insuffizientem Rauchabzug. Unter nasskalten Bedingungen des
Herbstes und Winters könnten pulmonale Geschehen durch feuchte, unregelmäßig gewech-
selte Kleidung und mangelnder Beheizung der Räume, aber auch mangelhafte Hygienezu-
stände in Folge engen Zusammenlebens und daraus resultierenden Ausbreitungsmöglichkei-
ten durch Tröpfcheninfektionen begünstigt worden sein.
Diese Annahmen decken sich mit den Ergebnissen der Untersuchungen der neolithischen
Populationen aus Calden, Rheine und Großenrode. Auch hier weisen die Funde auf ein er-
höhtes Auftreten von Infektionskrankheiten und eine erhöhte Keimbelastung hin, die mög-
licherweise ebenfalls auf die hygienischen Bedingungen von nah miteinander lebenden
Menschen und Tieren zurückzuführen sind.
Rhinogene Erkrankungen neigen zu einer Affektion des Mittelohres und seiner angrenzen-
den Hohlräume. Aus Mittelohrentzündungen entstehen häufig Paukenergüsse, woraus bei
mangelndem Abfluss Schallleitungsstörungen resultieren. Dies kann vor allem bei Kindern
unter anderem die Sprachentwicklung und die kognitive Entwicklung beeinträchtigen. Ne-
ben Verständigungsschwierigkeiten ist eine erhöhte Vulnerabilität der Individuen gegeben,
da sie Warnungen oder Geräusche nahender Gefahren nicht wahrnehmen können.
Des Weiteren zeigt die vorliegende Arbeit anhand der Untersuchung der Cribra orbitalia,
dass aus dem makroskopischen Erscheinungsbild nur selten eine Eingrenzung in Bezug auf
die Genese zu treffen ist, vor allem, wenn der Erhaltungszustand des Fundgutes stark einge-
schränkt ist. Die zeit- und kostenintensive Anfertigung und Begutachtung von Knochen-
dünnschliffen ist hier äußerst wertvoll.
Die Daten hinsichtlich der Zähne lassen auf die Ernährung und Wirtschaftsform schließen.
Betrachtet man die Häufigkeit von Parodontopathien und Karies, so lässt sich daraus folgern,
dass die Population aus Völlinghausen in den gesellschaftlichen Wandel von Jägern und
Sammlern hin zu Ackerbauern befand. So kommt es zu einer Verschiebung von überwiegend
proteinreicher Nahrung der Jäger und Sammler hin zu kohlenhydratreicher Nahrung der
Ackerbauern. Es ist anzunehmen, dass sowohl tierische als auch pflanzliche Nahrungsquel-
len genutzt wurden. Diese müssen in ausreichender Menge vorgelegen haben, da sich keine Hinweise auf ausgeprägte Mangelzustände finden ließen. Die Abrasionsmuster der Zähne
stützen die Annahme, dass ein relevanter Anteil der Ernährung aus dem Ackerbau gewonnen
wurde. Auch die Untersuchungen der Grabanlagen aus Schmerlecke I und II zeigen, dass
sich der gesellschaftliche Wandel und die Änderung der Hauptnahrungsquellen von der Jagd
hin zum Ackerbau in dieser Zeit vollzog. Eine protein- und kohlenhydratreiche Nahrung ist
vor dem Hintergrund der Untersuchungsergebnisse denkbar, ohne das Auftreten von lang-
anhaltenden Mangelzuständen.
Anhand der postcranialen Skelete und deren Abnutzungserscheinungen sowie der Muskel-
Sehnen-Einheiten zeigt sich eine erhöhte Beanspruchung der Wirbelsäule und der unteren
Extremitäten. Dies legt den Verdacht nahe, dass die Menschen der neolithischen Population
aus Völlinghausen schwere Lasten tragen und körperliche Arbeit verrichten und sogar weite
Strecken zu Fuß zurücklegen mussten.Palaeopathology is an interdisciplinary field situated at the interface of (dental) medicine, anthropology, and archaeology. As the only contemporary witnesses, human remains serve as primary sources in the sense of “biohistorical documents,” since no other contemporaneous records, such as written sources, are available from prehistory and protohistory.
The aim of the present study was to conduct a palaeopathological investigation of the skeletal remains of the Neolithic population from Völlinghausen with regard to the aetiology and frequency of pathological changes, to discuss the findings in the context of the existing literature, and thereby to contribute to a better understanding of living conditions, social structure, and disease patterns in the Neolithic period.
The highly fragmented and in part severely postmortem-altered skeletal assemblage from the Völlinghausen population required meticulous sorting based on anatomical structures, detailed documentation, determination of biological age as precisely as possible, assessment of sex-specific characteristics, and reconstruction of body height. Due to the lack of comparable studies, it was also necessary to develop an evaluation methodology that allows bones of varying quality and completeness to be analysed collectively in order to maximise the amount of information gained. Complete descriptions and findings are presented in the results section of this work.
Using palaeopathological methods such as macroscopic inspection, binocular stereomicroscopy, endoscopy, radiographic fluoroscopy, transmitted light microscopy, and scanning electron microscopy, information was obtained on pathological processes and deviations from normal anatomical structures and their surfaces, thereby contributing to the reconstruction of living conditions.
Based on the petrous pyramids and the most frequently preserved tooth (tooth 16), a minimum number of 53 individuals was determined for the collective grave of the Neolithic population from Völlinghausen. The estimated age at death ranged from at least two years to a maximum of 80 years and showed an approximately normal distribution across age groups. With regard to sex distribution, a slight predominance of male individuals was observed. Reconstruction of body height yielded a population mean of 155.5 cm.
The cranial vaults, particularly the lamina interna, showed conspicuously frequent traces of pathological processes, with 83 of 150 datasets (56%) affected, predominantly of inflammatory origin. Two fragments from the posterior cranial fossa exhibited pitting-like impressions. In one case, a silicone cast was produced, revealing a structure characteristic of meningeal tuberculosis. In the second case, bone thin-section microscopy demonstrated a similar pitting alteration with a high degree of suspicion for meningeal tuberculosis.
The venous dural sinuses also frequently showed reactive changes as a consequence of inflammatory involvement. The superior sagittal sinus was affected in 21 of 47 cases (45%), the transverse sinuses in 13 of 68 cases (19%), and the sigmoid sinuses in 35 of 78 cases (45%).
Pathological changes consistent with cribra orbitalia were identified in 21 of 99 orbital roofs (21%). These findings are primarily regarded as nonspecific stress markers and usually require microscopic examination for further differentiation (anaemia: 3 of 20 ≙ 15%; scurvy: 0 ≙ 0%; inflammation: 10 of 20 ≙ 50%; postmortem origin: 7 of 20 ≙ 35%). Light microscopic examination of bone thin sections likewise suggested a predominantly inflammatory cause.
The nasal cavity was affected by chronic inflammatory processes in 10 of 21 cases (48%), the frontal sinus in 42 of 71 cases (59%), the maxillary sinus in 31 of 47 cases (66%), the sphenoidal sinus in 23 of 35 cases (66%), and the ethmoidal cells in all examined cases (5 of 5; 100%).
Evidence of otitis media was found in 16 of 58 middle ears (28%). Additionally, 31 of 78 mastoid processes (40%) showed signs of previous inflammatory processes.
In the deciduous dentition, apical lesions were observed in 4 of 120 teeth (3%), dental calculus in 34 of 120 teeth (26%), caries in 7 of 120 teeth (6%), and transverse enamel hypoplasia grade I in 55 of 120 teeth (46%).
In the permanent dentition, 57 of 992 teeth (6%) exhibited periodontal disease, 11 of 992 teeth (1.1%) showed apical lesions, 411 of 992 teeth (41%) dental calculus, 56 of 992 teeth (6%) carious lesions, and 732 of 992 teeth (74%) transverse enamel hypoplasia, predominantly grade I and therefore without pathological significance.
Abrasion was evident in both deciduous and permanent dentition, mostly to such an extent that dentin was already exposed, making secondary dentin formation likely.
In the spine, pathological alterations were found in 745 of 1,187 fragments (63%) of vertebral endplates and arches. Of these, 95.1% were degenerative in origin, 4.6% showed signs of arthritis, and a further 0.3% exhibited ankylosis.
Among the rib datasets, 43 of 239 (18%) were pathologically altered, predominantly in the form of pleural reactions.
The bones of the upper extremities showed exclusively degenerative changes consistent with osteoarthritis and no arthritic alterations. The maximum severity observed was grade IV. Humeri, radii, and ulnae also exhibited signs of myotendinopathies.
In the lower extremities, osteoarthritis was observed up to a maximum of grade V, and arthritis up to a maximum of grade IV. Myotendinopathies and periosteal reactions were also frequently present in femora, tibiae, and fibulae.
The overall evaluation of the results clearly demonstrates, particularly on the basis of cranial findings, that inflammatory diseases affecting cranial structures were common in the Völlinghausen population. Residuals of chronic inflammatory irritation were especially frequent in the nasal cavity, paranasal sinuses, middle ear, and mastoid process. Due to cranial architecture and the close anatomical proximity of these structures, untreated inflammatory processes can spread rapidly. Endocranial complications must be regarded as particularly dangerous in the pre-antibiotic era, which also explains the frequent meningeal reactions and involvement of the venous dural sinuses observed.
Infections of the upper respiratory tract are particularly noteworthy, as they often spread via droplet transmission. Following colonisation and subsequent haematogenous dissemination, penetration of the blood–brain barrier or spread per continuitatem from adjacent structures is also possible.
In the present study, a descriptive classification of meningeal reactions was introduced, based on the size and extent of residuals of meningeal involvement. While no specific aetiology can be derived from this classification, higher grades are associated with an increased likelihood of a fulminant reaction consistent with bacterial purulent meningitis.
The data support the assumption that individuals of the Völlinghausen population lived in close proximity to one another, as only such conditions can explain the epidemic occurrence of infectious diseases. This indicates sedentism and cohabitation in larger groups. Factors such as hygiene, availability of sanitary facilities, and air quality must also be considered, as they exert a significant influence on the spread of infectious processes. It is likely that the upper respiratory tract was subjected to chronic irritation, possibly due to open fires within dwellings, resulting in increased exposure to dust and smoke and subsequent chronic mucosal irritation.
The presence of pleural reactions further supports the assumption of chronic respiratory irritation, potentially associated with poor air quality caused by open fires and insufficient smoke ventilation. Under cold and damp autumn and winter conditions, pulmonary diseases may have been promoted by wet, infrequently changed clothing, inadequate heating, and poor hygienic conditions resulting from close cohabitation and increased opportunities for droplet transmission.
These assumptions are consistent with findings from studies of Neolithic populations from Calden, Rheine, and Großenrode, which likewise indicate an increased prevalence of infectious diseases and higher pathogen loads, possibly attributable to hygienic conditions associated with close living quarters shared by humans and animals.
Rhinogenic diseases tend to involve the middle ear and its adjacent cavities. Otitis media frequently leads to middle ear effusions, which, in the absence of adequate drainage, result in conductive hearing loss. Particularly in children, this may impair speech acquisition and cognitive development. In addition to communication difficulties, affected individuals are more vulnerable, as they may be unable to perceive warnings or sounds of approaching danger.
Furthermore, the present study demonstrates through the investigation of cribra orbitalia that macroscopic appearance alone rarely allows reliable conclusions regarding aetiology, especially when preservation is poor. The time- and cost-intensive preparation and examination of bone thin sections is therefore of considerable value.
Dental data provide insight into diet and subsistence strategies. Considering the frequency of periodontal disease and caries, it can be concluded that the Völlinghausen population was undergoing a societal transition from hunter-gatherers to agriculturalists. This shift is associated with a change from predominantly protein-rich diets to carbohydrate-rich diets. It is likely that both animal and plant food sources were utilised and were available in sufficient quantities, as no evidence of pronounced nutritional deficiencies was observed. Dental abrasion patterns support the assumption that a significant proportion of the diet was derived from agriculture. Investigations of the burial sites at Schmerlecke I and II likewise demonstrate that this societal transition and change in primary food sources from hunting to agriculture occurred during this period. A protein- and carbohydrate-rich diet appears plau
Intraspecific signalling regulates protohaustorium formation in the parasitic plant Phtheirospermum japonicum
No full textMass occurrences of parasitic plants from the Orobanchaceae family pose significant challenges in agricultural settings. The impact of parasitic weeds such as Striga and Rhamphicarpa increases markedly with parasite density, often causing yield losses approaching 100% under heavy infestation (Parker 2012; Rodenburg et al. 2016). The hemiparasite Rhamphicarpa fistulosa, for example, substantially reduces host-plant biomass, with crop losses rising alongside parasite density (Kabiri et al. 2017). Similarly, populations of Rhinanthus minor form “shifting clouds”, where dense infestations exert stronger growth-reducing effects on host plant communities (Cameron et al. 2009). For photoautotrophic hemiparasites, enhanced host suppression may improve aboveground light capture, whereas higher parasite densities may intensify belowground competition for host access. However, whether parasitic plants also increase their physiological virulence under high-density conditions remains unknown.
This thesis investigates how conspecific density influences haustorium formation in the facultative hemiparasite Phtheirospermum japonicum. Using protohaustorium formation, the early developmental stage of the infection organ as a quantitative proxy for virulence, it was found that seedlings grown at high conspecific density consistently produced more protohaustoria than those at low-density, across diverse haustorium-inducing factors (HIFs) including quinone, phenolics, peptide, and natural hosts. This enhancement was independent of nutrient resource and host identity, indicating the involvement of a distinct, density-dependent mechanism of protohaustoria formation rather than specific host-derived cues.
Biochemical and metabolomic analyses demonstrated that this effect is mediated by a diffusible, low-molecular-weight (<3 kDa), heat- and cold-stable, non-proteinaceous “group signal” that requires both high parasite density and prior HIF perception for production or activation. Thus, P. japonicum integrates information about host presence and conspecific density before initiating energetically costly organogenesis.
Untargeted metabolomic profiling revealed that density strongly influences the composition of root exudates. The classical quinone HIF DMBQ was rapidly depleted under high-density conditions, yet the conditioned medium retained bioactivity in new seedling suggesting redox modification into downstream metabolites that sustain haustorium induction. Interestingly, DMBQ was detected in acetosyringone-treated samples further implies oxidative interconversion between phenolic and quinone HIFs.
To uncover genetic regulators of this phenomenon, a forward genetic screen was performed and identified candidate hid (haustriogenesis-independent of density) mutants that form enhanced protohaustoria even under low-density conditions. Among these, hid1 segregated as a recessive mutation, revealing a key genetic component controlling density responsiveness.
Collectively, this work identifies and characterizes a previously unrecognized, density-dependent regulatory system governing protohaustorium formation in P. japonicum and proposes a model in which high parasite density amplifies responsiveness to HIFs via a diffusible small-molecule “group signal”. These findings establish a mechanistic framework for understanding cooperative parasitism and offer new insights into how plant parasites integrate environmental and population cues to coordinate infection behavior.2026-12-1
Retrospektive Analyse lasergestützter Kalkulationen von Intraokularlinsen mittels unterschiedlicher Berechnungsformeln
No full textHintergrund:
Die Berechnung der Brechkraft der zu implantierenden IOL ist ein entscheidender Schritt von Kataraktoperationen. Verschiedene Formeln, die unterschiedliche biometrische Parameter nutzen stehen zur Verfügung. Gelegentlich tritt eine klinische relevante Diskrepanz zwischen den Ergebnissen unterschiedlicher Formeln auf. Ziel dieser retrospektiven Studie ist es, die Häufigkeit von Abweichungen der IOL-Stärkeberechnung > 0,5 Dioptrien (dpt) zwischen den in Deutschland häufig verwendeten Formeln Haigis, SRK-T und Barrett Universal II zu untersuchen und Einflussfaktoren auf die Abweichungen zu bestimmen.
Methodik
In dieser retrospektiven monozentrische Datenanalyse wurden 150 Augen von 150 Patienten konsekutiv ausgewählt, die sich zwischen März und Oktober 2021 einer extrakapsulären Kataraktoperation unterzogen haben. Die Biometrie-Daten wurden Mithilfe des IOL Master 700 von Zeiss erhoben. Die Kunstlinsenstärke in Dioptrien wurde für jedes Auge mithilfe der Formeln Haigis, SRK/T und Barrett Universal II berechnet.
Ergebnisse
In 28 Fällen (18,66 %) wurde eine Diskrepanz von > 0,5 dpt zwischen mindestens zwei der drei Formeln beobachtet – am häufigsten zwischen Haigis und Barrett (n=16), gefolgt von Haigis und SRK/T (n=14) und am seltensten zwischen SRK/T und Barrett (n=8).
Die multiple Regressionsanalyse zeigte einen signifikanten Einfluss der folgenden Parameter auf die Stärke der Diskrepanz: Haigis-Barrett (R=0,7): Achsenlänge, Hornhautradius und Linsendicke; Haigis-SRK/T (R=0,9): Hornhautradius, Achsenlänge, Vorderkammertiefe; Barrett-SRK/T (R=0,52): Hornhautradius, Vorderkammertiefe und Linsendicke (p<0,001 für alle).
Ein weiterer Einflussfaktor auf die Diskrepanz war das Alter der Patienten, wobei bei jüngeren Patienten < 65 größere Diskrepanzen auftraten. Allerdings war das Alter in den multiplen Regressionsmodellen nicht signifikant.
Diskussion
Unsere retrospektive Datenanalyse ergab, dass im Durchschnitt bei jedem 5. bis 6. Patienten eine klinisch relevante Diskrepanz zwischen den Ergebnissen der untersuchten, häufig verwendeten IOL-Formeln auftrat, besonders zwischen Haigis und Barrett. Besonders bei jüngeren Patienten, kurzen Augen und sehr steilen oder flachen Hornhautradien traten häufiger Diskrepanzen auf. In der klinischen Praxis bleibt die individuelle Beratung bei Patienten mit hohem Risiko für refraktive Abweichungen essenziell.Background:
The calculation of the refractive power of the intraocular lens (IOL) to be implanted is a crucial step in cataract surgeries. Various formulas that utilize different biometric parameters are available. Occasionally, a clinically relevant discrepancy between the results of different formulas occurs. The aim of this retrospective study was to investigate the frequency of deviations in IOL power calculation greater than 0.5 diopters (dpt) between three commonly used formulas in Germany: Haigis, SRK-T, and Barrett Universal II, and to identify influencing factors for the deviations.
Methodology:
In this retrospective single-center data analysis, 150 eyes of 150 patients who underwent extracapsular cataract surgery between March and October 2021 were consecutively selected. The biometric data were collected using the IOL Master 700 (Carl Zeiss Meditec). The IOL power in diopters was calculated for each eye using the Haigis, SRK/T and Barrett Universal II formulas.
Results:
In 28 cases (18.66%), a discrepancy of greater than 0.5 dpt was observed between at least two of the three formulas—most frequently between Haigis and Barrett (n=16), followed by Haigis and SRK/T (n=14), and least frequently between SRK/T and Barrett (n=8). Multiple regression analysis showed a significant influence of the following parameters on the magnitude of the discrepancy: Haigis-Barrett (R=0.7): axial length, corneal radius, and lens thickness; Haigis-SRK/T (R=0.9): corneal radius, axial length, and anterior chamber depth; Barrett-SRK/T (R=0.52): corneal radius, anterior chamber depth, and lens thickness (p<0.001 for all). Another factor influencing the discrepancy was the age of the patients, with younger patients < 65 experiencing discrepancies more frequently. However, age was not significant in the multiple regression models.
Discussion:
Our retrospective data analysis revealed that, on average, every 5th to 6th patient exhibited a significant discrepancy between the results of the examined, commonly used IOL formulas, particularly between Haigis and Barrett. Discrepancies were more common in younger patients, short eyes, and those with very steep or flat corneal radii. In clinical practice, individualized counseling remains essential for patients at high risk for refractive deviations.2026-02-1
Effects of the Sclerostin Antibody Romosozumab Combined with Whole-Body Vibration on Bone in an Osteoporotic Rat Model
No full textElsbeth-Bonhoff-StiftungOsteoporose ist eine weltweit verbreitete Skeletterkrankung, die durch den Verlust von Knochenmasse und eine Verschlechterung der Knochenstruktur gekennzeichnet ist. Mit steigender Lebenserwartung gewinnt die Erkrankung an Bedeutung, da sie das Frakturrisiko erhöht, die Lebensqualität beeinträchtigt und erhebliche Gesundheitskosten verursacht. Postmenopausale Frauen sind besonders betroffen, weil der durch Östrogenmangel ausgelöste Knochenabbau zu deutlichen strukturellen Einbußen führt. Therapeutisch setzt man häufig Antiresorptiva und osteoanabole Wirkstoffe wie Romosozumab ein, das den Knochenaufbau durch Sklerostin-Hemmung fördert. Aufgrund möglicher Nebenwirkungen dieser Medikamente wächst jedoch das Interesse an zusätzlichen, schonenderen Methoden wie der Ganzkörpervibration. Mechanische Stimulation könnte als Ergänzung oder Alternative zur konventionellen Osteoporosetherapie dienen, da in anderen Studien positive Effekte auf die Knochenmasse und Frakturheilung beschrieben werden. Ziel dieser Arbeit war es, die Effekte einer Kombinationstherapie aus Romosozumab und Ganzkörpervibration in einem etablierten Tiermodell der postmenopausalen Osteoporose zu untersuchen. Bei 75 weiblichen Sprague Dawley-Ratten wurde Osteoporose durch bilaterale Ovariektomie induziert, was sich anhand von Gewichtszunahme, reduzierter Uterusmasse sowie nachgewiesenem Knochenabbau und Fettanreicherung im Knochen eindeutig validieren ließ. Nach acht Wochen Wartezeit erhielten die Tiere acht Wochen lang eine wöchentliche subkutane Romosozumab-Injektion (25 mg/kg Körpergewicht), eine zweimal tägliche vertikale Ganzkörpervibration (35 Hz, 0,5 mm Amplitude, jeweils 15 Minuten) oder eine Kombination aus beidem. Die alleinige Vibrationstherapie zeigte keine konsistenten signifikanten Verbesserungen der Knochenparameter und hatte im Veraschungstest keinen signifikanten Effekt auf den mineralisierten Knochenanteil. Demgegenüber konnte Romosozumab den osteoporotischen Abbau signifikant verhindern und die Knochendichte sowie -festigkeit teilweise über das Niveau gesunder Tiere hinaus erhöhen. Mikro-Computertomographie-Analysen belegten ein gesteigertes Knochenvolumen und eine verbesserte Trabekel- wie Kortikalisdichte. Der Veraschungstest zeigte zudem, dass Romosozumab den anorganischen Knochenanteil deutlich erhöhte. Lediglich im Rahmen der Kombinationstherapie aus Romosozumab und Ganzkörpervibration war das Calcium-Phosphat-Verhältnis im Femur signifikant erhöht im Vergleich zur SHAM-Gruppe, was auf eine veränderte Mineralzusammensetzung hinweisen könnte, die aufgrund methodischer Einflussfaktoren vorsichtig zu interpretieren ist und materialanalytischer Bestätigung bedarf. In biomechanischen Tests bewirkte Romosozumab eine signifikant höhere Maximalkraft im Femur und Lendenwirbelkörper, wobei die Kombinationstherapie besonders im distalen Femur additive Effekte erzielte. Im Lendenwirbelkörper hingegen erwies sich die Romosozumab-Einzeltherapie teils als ähnlich effektiv oder in manchen Dichteparametern sogar etwas günstiger, was regionale Unterschiede oder andere Einflussgrößen (Frequenz, Amplitude, Richtung) der Vibration nahelegt.
Zusammenfassend bestätigen die Ergebnisse den hohen Stellenwert von Romosozumab in der Osteoporose-Therapie und zeigen, dass seine Wirkung durch Ganzkörpervibration, abhängig von der Knochenregion und den Vibrationsparametern, additiv ergänzt werden kann. Um die nichtinvasive und nebenwirkungsarme Vibrationstherapie weiter zu verbessern, sollten zukünftige Studien unterschiedliche Frequenzen, Amplituden und Richtungen systematisch variieren, da sich offenbar das Femur und der Lendenwirbelkörper in ihrer Reaktion deutlich unterscheiden.Osteoporosis is a widespread skeletal disease characterized by the loss of bone mass and deterioration of bone microarchitecture. With increasing life expectancy, its clinical relevance continues to grow due to the associated rise in fracture risk, impaired quality of life, and substantial healthcare costs. Postmenopausal women are particularly affected, as estrogen deficiency accelerates bone resorption and leads to pronounced structural deterioration. Therapeutic strategies commonly include antiresorptive and osteoanabolic agents such as romosozumab, which stimulates bone formation through inhibition of sclerostin. However, concerns regarding potential adverse effects have increased interest in additional, non-pharmacological approaches such as whole-body vibration. Mechanical stimulation may represent a complementary or alternative strategy to conventional osteoporosis therapy, as previous studies have reported beneficial effects on bone mass and fracture healing.
The aim of this study was to investigate the effects of a combined therapy consisting of romosozumab and whole-body vibration in an established animal model of postmenopausal osteoporosis. Osteoporosis was induced in 75 female Sprague Dawley rats by bilateral ovariectomy. Successful induction was validated by weight gain, reduced uterine mass, as well as confirmed bone loss and increased fat deposition within the bone. After an eight-week post-ovariectomy period, the animals received weekly subcutaneous injections of romosozumab (25 mg/kg body weight), twice-daily vertical whole-body vibration (35 Hz, 0.5 mm amplitude, 15 minutes per session), or a combination of both interventions for eight weeks.
Vibration therapy alone did not result in consistent significant improvements in bone parameters and showed no significant effect on the mineralized bone fraction in the ashing analysis. In contrast, romosozumab significantly prevented osteoporotic bone loss and increased bone density and mechanical strength, in part exceeding the levels observed in healthy animals. Micro-computed tomography revealed increased bone volume as well as improved trabecular and cortical density. The ashing analysis further demonstrated a significant increase in the inorganic bone fraction following romosozumab treatment. Notably, only the combination therapy of romosozumab and whole-body vibration led to a significantly increased calcium-to-phosphate ratio in the femur compared to the SHAM group. This finding may indicate an altered mineral composition; however, it should be interpreted with caution due to potential methodological influences and requires confirmation by material-analytical methods.
Biomechanical testing showed that romosozumab significantly increased maximum load in both the femur and the lumbar vertebrae, while the combination therapy produced additive effects particularly in the distal femur. In the lumbar vertebrae, romosozumab monotherapy was partly similarly effective or even slightly superior in certain density parameters, suggesting regional differences in responsiveness or the influence of vibration parameters such as frequency, amplitude, and direction.
In conclusion, the results underscore the therapeutic value of romosozumab in osteoporosis treatment and indicate that its effects may be additively enhanced by whole-body vibration depending on bone region and vibration settings. Future studies should systematically investigate variations in vibration frequency, amplitude, and direction to further optimize this non-invasive, low-risk therapeutic approach, as the femur and lumbar vertebrae appear to differ markedly in their response.2026-04-0
Einstellungen von Herzinsuffizienzpatient*innen gegenüber Datenerhebung mit digitalen, mobilen Messgeräten im Rahmen von gesundheitlicher Selbstdokumentation vor dem Hintergrund datenbasierter medizinischer Forschung – eine empirisch-ethische Studie
No full textBackground: In recent years, there has been an increased growth in usage of digital measuring devices, also known as “wearables”, for tracking and documenting personal health information. In the context of the tremendous increase in “Big Data”-associated medical research, the data collected by those wearables become increasingly valuable for medical research. This applies specifically to cardiovascular diseases, such as chronic heart failure. From an ethical point of view, very few studies have yet evaluated the patient’s perspective on wearables used for self-documentation in the context of medical research.
Methods: A cross-sectional survey of chronic heart failure patients was conducted at a German university medical center (N=105) in 2020 (March to July). At the core of this study, through a carefully developed literature search, was the patient’s perspective on collecting and sharing personal digital health data, integrating medical-ethical aspects throughout the survey. Eligibility criteria for participation included: 1. German-speaking adults, 2. confirmed chronic heart failure, and 3. treatment at the German medical center. A corresponding questionnaire was sent to the patients by mail.
Results: Most participants reported a positive response on self-documentation and digital measuring devices. Almost two thirds of participants had usage experiences with digital measuring devices. The digital recording devices were largely positively perceived as a tool for documenting the personal health status but also as a data source for their treating physicians to better understand their patients’ individual health conditions. In general, more than 90% of the participants felt highly comfortable with sharing their personal health data with their physicians and government-sponsored research organizations, albeit only under certain conditions. Some participants raised their concerns for implementing stricter regulations on data control and information sharing regarding scientific research projects that are based on their personal health data.
Discussion and conclusion: The mainly positive perception of patients with chronic heart failure using digital devices for recording and documenting their personal health data offers a solid foundation for advancing this technology more broadly into the clinical arena both for patient care but also for scientific purposes. It has to be noted, however, that an honest and transparent communication between the treating physician and the patients is key to building the trust it requires to share delicate health information gathered by the digital measuring devices among all stake holders. Patients’ needs regarding research information and data control runs at the forefront of this endeavour and needs to be met to make them equal advocates for their own health when using digital devices and sharing digital device data with the medical research community. This work therefore hopes to set the stage for understanding the medical-ethical aspects when patients are starting to share their digital health data with medical researchers.2026-03-1
-results within the interprof HOME study-
No full textHintergrund: Menschen in Deutschland äußern häufig den Wunsch, bei Pflegebedürftigkeit zu Hause versorgt zu werden. Da absehbar ist, dass durch die demografische Alterung der Bevölkerung die Zahl von Personen mit Pflegebedarf steigen wird, führt dieser Wunsch zu wachsenden Herausforderungen in der häuslichen Gesundheitsversorgung. In diesem Setting gewinnt die interprofessionelle Zusammenarbeit zunehmend an Bedeutung, um eine optimierte und personenzentrierte Versorgung mit den an der Versorgung beteiligten Professionen zu ermöglichen. Es fehlen bislang jedoch Erkenntnisse zur Umsetzung von (guter) interprofessioneller Zusammenarbeit von Hausärzt*innen, Pflegefachpersonen und Therapeut*innen (Ergo-, Physiotherapeut*innen, Logopäd*innen) in der ambulanten Versorgung pflegebedürftiger Personen in Deutschland. Ebenso gibt es aktuell keine Versorgungskonzepte für die Gesundheitsversorgung zuhause, die diese professionell Versorgenden sämtlich einbinden.
Zielsetzung: Eingebettet in die multizentrische Studie interprof HOME (Entwicklung eines interprofessionellen personenzentrierten Versorgungskonzeptes für in der Häuslichkeit lebende Patient*innen) untersucht die vorliegende Arbeit, wie die interprofessionelle Zusammenarbeit von Personen mit Pflegebedarf, An-/Zugehörigen, Pflegefachpersonen, Hausärzt*innen und Therapeut*innen in der momentanen Gesundheitsversorgung zuhause wahrgenommen wird (Artikel 1). Die Erkenntnisse fließen, neben den Erkenntnissen aus anderen Workpackages, in die Entwicklung eines interprofessionellen, personenzentrierten Versorgungskonzepts ein, welches in Artikel 2 beschrieben wird.
Methodik: Für die Auswertungen zur Perspektive auf die momentane Zusammenarbeit wurden leitfadengestützte Einzelinterviews mit 20 Personen mit Pflegebedarf und 21 An-/Zugehörigen sowie neun monoprofessionelle Fokusgruppen, je drei mit Vertreter*innen jeder Berufsgruppe (17 Pflegefachpersonen, 14 Hausärzt*innen, 21 Therapeut*innen), geführt. Die Datenauswertung erfolgte inhaltsanalytisch nach Kuckartz (1) (Artikel 1). Die Erkenntnisse flossen in die weiteren Entwicklungsschritte des Versorgungskonzepts (Artikel 2) ein. Zunächst wurden sie für die Entwicklung der Leitfäden für gemischte Fokusgruppen verwendet, an denen Personen mit Pflegebedarf, An-/Zugehörige, Pflegefachpersonen, Hausärzt*innen und Therapeut*innen teilnahmen. Die Erkenntnisse hieraus wurden wiederum mit den Ergebnissen von Best Practice Beispielen von ärztlichen und pflegerischen Hausbesuchen und denen eines Surveys mit Personen mit Pflegebedarf, An-/Zughörigen, Pflegefachpersonen, Hausärzt*innen und Therapeut*innen zusammengeführt und multiperspektivisch ausgewertet (gemischte Fokusgruppen: inhaltsanalytisch, Best Practice Cases: nach den Prinzipien der Grounded Theory, orientiert am Gioia-Approach, Survey: statistisch-deskriptiv). Daran anschließend wurden in einem Expert*innenworkshop die wesentlichen Komponenten des Versorgungskonzepts auf Basis der Lösungsansätze aus den gemischten Fokusgruppen entworfen. In einem abschließenden Co-Creation Workshop wurden die Komponenten mit Personen mit Pflegebedarf, An-/Zugehörigen, Pflegefachpersonen, Hausärzt*innen und Therapeut*innen diskutiert und endgültig festgelegt (Artikel 2).Background: People in Germany often express a desire to receive care at home when they need it. Due to the demographic ageing of the population, it is foreseeable that the number of people requiring home care will increase, leading to growing challenges in home healthcare. In this setting, interprofessional collaboration is becoming increasingly important to enable optimized and person-centred care by involving all relevant professions. However, there is currently a lack of evidence on the implementation of (good) interprofessional collaboration among general practitioners, nurses, and therapists (occupational therapists, physiotherapists, speech therapists) in home care in Germany. Likewise, there are currently no care concepts for home healthcare involving all of these professionals.
Objective: As part of the multicentre study interprof HOME (Development of an interprofessional person-centred care concept for persons with care needs living in their own homes in Germany), this study examines how interprofessional collaboration is perceived among people receiving home care, relatives, nurses, general practitioners, and therapists in the current home healthcare setting (Paper 1). Together with results from other work packages, these findings informed the development of an interprofessional, person-centred care concept, described in Paper 2.
Methods: To analyse perspectives on current collaboration, semi-structured interviews were conducted with 20 people receiving home care and 21 relatives, and nine mono-professional focus groups, three with representatives of each professional group (17 nurses, 14 general practitioners, 21 therapists). The qualitative data were analysed using content analysis. (Paper 1). The findings were incorporated into subsequent development steps of the care concept (Article 2). First, they were used to develop interview guides for mixed focus groups, in which people receiving home care, relatives, nurses, general practitioners, and therapists participated. These findings were then combined with the results from best practice cases of general practitioners and nursing home visit observations, and a survey with people receiving home care, relatives, nurses, general practitioners, and therapists, and analysed from multiple perspectives (mixed focus groups: content analysis, best practice cases: principles of grounded theory, survey: descriptive statistics). Finally, the care concept was outlined in an expert workshop and finalised in a co-creation workshop (Paper 2).
Results: Interprofessional collaboration in stable care situations occurs occasionally and is mostly limited to coordination tasks. Contact and information exchange are rare, interprofessional personal encounters are sporadic, and fixed agreements and permanent contact persons are not standard. These challenges intensify with the complexity of the healthcare situation. Joint collaborations are often perceived as highly beneficial. Barriers to effective collaboration include a lack of mutual availability, limited time, and inadequate compensation.
The developed interprofessional, person-centred care concept for People receiving home care includes five components: designation of care coordinators, an initial joint home visit, a secure digital communication system, a dedicated telephone number for quick contact, and additional joint meetings as needed.
Future research: The developed care concept interprof HOME aims to improve interprofessional collaboration in home care. In April 2025, an application was submitted to the German Federal Joint Committee (Gemeinsamer Bundesausschuss) for piloting and subsequent evaluation of the care concept in a randomised controlled trial.2026-02-1
Living cell super resolution microscopy of intact cardiac nanodomains in a GFP-reporter-mouse-model
No full textThe aim of this thesis is to validate the first application of RESOLFT imaging in a transgenic mouse model in order to confirm a novel transgenic-microscopic approach and from there on address relevant questions in cardiac research. Based on a knock-in of rsEFP2 as a molecular tag to Caveolin 3 (CAV3), isolated murine ventricular myocytes (VMs) shall get assessable for living cell RESOLFT microscopy. After validating the novel transgenic-microscopic approach on multiple levels, from cardiac function to nanoscopic distribution of reporter proteins, questions of CAV3 membrane physiology were addressed. This study in detail focused on the interplay of CAV3 with lipids, the spatio-temporal dynamics of CAV3 in regard to lateral mobility of CAV3-clusters, cellular contraction, electrical stimulation and receptor interactions.
Preliminary analysis of cardiac function by echocardiography indicated no differences in EF, heart weight to body weight ratio, anterior wall thickness, and End-diastolic LV-area among heterozygous (het/cre) mice, driver (wt/cre) mice and wt mice. These results, in combination with cell size measurements, showed no systemic features of a cardiac failure phenotype in reporter animals.
Microscopic phenotyping of the reporter construct was a three-step process: a) analysis of intracellular CAV3 distribution in reporter mice by confocal and STED immunofluorescence (STED-IF), b) relative comparison of cluster sizes of CAV3 signals in het/cre, cre, and wt mice, and c) analysis of trafficking and oligomerization of CAV3 in het/cre and hom/cre mice with simultaneous confirmation of antibody specificity by dual color STED-IF. The intracellular distribution of CAV3 showed a regular pattern in het/cre and wt mice, while het/cre mice further showed typical subsurface nanoscopic patterns in STED-IF. Deeper internal CAV3-STED-IF-signals in het/cre- VMs followed a recti-linear-distribution, resembling TATS-architecture, arguing against accumulation of CAV3 in endosomes or other organelles. Additionally, the size distribution of CAV3 signals in STED-IF samples revealed specific differences between het/cre, wt/cre, and wt animals after statistical comparison of the spatial density of small, intermediate, and large clusters. For smaller clusters, no difference was observed between all 3 genotypes while the spatial density of intermediate clusters reduced in wt/cre mice. Importantly the spatial density of all CAV3 cluster subtypes of het/cre mice was almost indistinguishable from wt mice, which was consistent with the described healthy cardiac phenotype characterized by echocardiographic measurements. Interestingly, homozygous mice showed distinct trafficking and targeting deficits: a vesicular surface pattern of CAV3 signals instead of the complex pattern described above in het/cre, as well as bright unpaired GFP signals occurred, indicating lysosomal degradation or termination processes. This hypothesis was strengthened by confocal images showing colocalization of CAV3 signals with p115-labeled Golgi signals in homozygous mice but not in heterozygous mice. This suggests defective oligomerization of rsEGFP2-CAV3 in hom/cre mice, which is key for Golgi exit of the reporter construct. There it seems likely that the trafficking deficiencies are rescued by molecular interaction and hetero oligomerization with endogenous CAV3 in het/cre mice. Accordingly, CAV3 hetero-oligomers in het/cre-mice showed trafficking and cluster formation almost indistinguishable from wt CAV3 alone justifying the reporter protein approach presented in this thesis.
From there living cell RESOLFT microscopy could readily reproduce above-described signal patterns as from anti-CAV3 IF-STED imaging, including small single domains of 80-100 nm diameter, ring structures with diameters of up to 200 nm and large assemblies at the subsurface of living het/cre VMs. However, it must be considered that imaging of TATS compartments could not be realized because signal noise increased when imaging at deeper intracellular levels, most likely due to mitochondrial autofluorescence.
Spatiotemporal dynamics of CAV3 in living primary cardiomyocytes could be visualized by RESOFLT microscopy timelapse recordings at frame rates up to 9 µm2/min without obvious signs of major cellular damage due to the applied laser intensities. Interestingly imaging of singular vesiculation and transport processes at the time scale of minutes became feasible by applied microscopy protocols. There, negligible xy-motions and no obvious z-plane fluctuations were observed. Z-level monitoring by wheat germ agglutinin (WGA) -labeling supported those findings, whereby WGA in part served as a z-plane indicator as even small fluctuations of WGA signals itself occurred.
The stability of CAV3 domains was also confirmed during electrical stimulation, as temporal plasticity before and after stimulation showed no obvious fluctuations in CAV3 signals. Nevertheless, minor fluctuations occurred at the edges of large CAV3 signals. It is currently unclear whether these fluctuations are due to CAV3 movements or to z-plane undulations.
Also, a novel combination of dual color STED-RESOLFT super-resolution microscopy was developed based on monitoring the distribution of cholesterol and CAV3 in living primary VMs. For this purpose, further application development towards combined RESOLFT-STED microscopy was achieved. From there, the feasibility of monitoring cholesterol depletion on the level of individual CAV3-domains in living cells was proven. Dissociation of large clusters into a vesicular pattern was observed for the first time in living cells.
By implementing a novel imaging protocol, based on sequential frame acquisition of fluorescently labeled Transferrin by STED and rsEGFP2-CAV3 by RESOLFT imaging, lateral interaction of CAV3 domains with transferrin (TF)-transferrin-receptor-1 (TfR-1) complexes could be demonstrated. Since TF-TFR-1 complexes showed increasing lateral association with CAV3 complexes, docking and regulation of TF-TFR-1 complexes at the rims of CAV3 domains can be suggested.
Since this work demonstrates a blueprint for validation of reporter constructs by RESOLFT microscopy the described microscopy technique should be considered, when future experiments address questions of reporter validation in various cell-systems, as long as RESOLFT-suitable fluorophores are used as protein-tags. Especially in adipocytes, cardiac and skeletal muscle cells, the experimental system seems to be an interesting solution for the characterization of caveolins and caveolae, provided that the cell-specific cre-expression is respected.2026-06-0