Cologne Excellence Cluster on Cellular Stress Responses in Aging Associated Diseases
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Krankheitsverläufe immunsupprimierter Patienten, die nach Organtransplantation eine maligne Erkrankung entwickelt haben
Full text linkIn dieser Studie werden klinische Daten von Patienten analysiert, die nach einer Organtransplantation einen Tumor entwickelt haben (Tx-Patienten), insbesondere von nierentransplantierten Transplantatempfängern, die immunsupprimiert sind. Die Immunsuppression erhöht nach der Transplantation - im Vergleich zur Allgemeinbevölkerung - das Risiko der Entwicklung von Krebserkrankungen, insbesondere von Plattenepithelkarzinomen der Haut und von Basalzellkarzinomen. Vorerkrankungen wie Krebs, Diabetes mellitus und Autoimmunerkrankungen bergen ein erhöhtes Risiko für Komplikationen nach der Transplantation und ein schlechteres Gesamtüberleben. Andere Krebsarten, die nach Transplantation auftreten, sind Lymphome, Kolorektalkarzinome, Ösophaguskarzinome, Nierenzellkarzinome und andere Nicht-Hauttumoren. Die häufigsten Post-Tx-Tumore variieren je nach Region und Literaturquelle.
Die Auswahl und Dauer der Immunsuppressionstherapie werden als wichtige Faktoren für das Krebsrisiko genannt. Die Langzeitverwendung von Calcineurininhibitoren ist mit einem höheren Hautkrebsrisiko verbunden als andere Immunsuppressiontherapien. Die Ergebnisse zeigen, dass mTOR-Inhibitoren wie Sirolimus das Risiko von Plattenepithelkarzinomen der Haut verringert. Eine antitumorale Wirkung wird Sirolimus zugeschrieben. Zukünftige Ansätze zur Verbesserung von Behandlungsplänen werden erwähnt, darunter die Verwendung von Biomarkern zur Anpassung der immunsupprimierenden Medikation und Dosierung. Das Ziel ist es, eine personalisierte Immunsuppression zu etablieren, um das Transplantat- und Gesamtüberleben der Tx-Patienten zu verbessern. Die Ergebnisse zeigen entgegen der Hypothese, dass das Ein- und Fünfjahresüberleben bei Tx-Patienten mit ausschließlich Nicht-Hauttumor (NHT) schlechter war als bei Tx-Patienten mit Hauttumor (HT) und Nicht-Hauttumor. Das Überleben von Tx-Patienten mit Nicht-Hauttumor nach Herztransplantation (HTx) war im Vergleich zu Tx-Patienten mit der gleichen Tumorart und Nieren- und Lebertransplantation (NTx/LTx) schlechter. Dieses Ergebnis wird im Allgemeinen auf die Verwendung einer intensiveren Immunsuppression nach HTx als nach NTx/LTx zurückgeführt. Tx-Patienten mit Plattenepithelkarzinomen der Haut (SCC) hatten ein besseres Überleben als Nicht-Transplantatempfänger mit SCC. Diese Ergebnisse werden auf Früherkennung durch ein gutes Hautkrebsscreening zurückgeführt. Im Gegensatz dazu schien das Überleben von Tx-Patienten mit Kolorektalkarzinomen (CRC) und Ösophaguskarzinomen (EGC) geringer zu sein als das von Nicht-Transplantatempfängern mit den gleichen Tumoren.
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Diese Ergebnisse werden durch die Einschränkung der Krebsbehandlung und durch den im Allgemeinen schlechten Gesundheitszustand der Tx-Patienten erklärt.
Die Studie betont die Bedeutung der Früherkennung von Krebs durch Vorsorgeuntersuchungen und die Überwachung während der Nachsorge bei Transplantatempfängern sowie die Anpassung der Immunsuppression an das individuelle Risikoprofil. Schließlich wird betont, dass umfangreichere Forschung und größere Datenbanken erforderlich sind, um die besten Behandlungsansätze für organtransplantierte Patienten zu ermitteln und um das Überleben von Transplantatempfängern zu verbessern
Einfluss der pharmakologischen Inhibierung der lysinspezifischen Histon-Demethylase LSD1 in Leberkrebszellen
Full text linkDas hepatozelluläre Karzinom ist weltweit gesehen die sechsthäufigste Krebsneuerkrankung und die dritthäufigste Krebstodesursache. Im Vergleich dazu ist die Inzidenz in Deutschland gegenwärtig geringer, jedoch ist von einer Zunahme in Folge von Hyperalimentation und der damit verbundenen nicht-alkoholischen Steatohepatitis auszugehen. Trotz einiger
therapeutischer Fortschritte in den letzten Jahren ist die Prognose insgesamt schlecht, was nicht zuletzt auf eine späte Diagnose in fortgeschrittenen Stadien zurückzuführen ist. In diesen Stadien erhalten die Patienten vor allem systemische Therapeutika, wie Chemotherapeutika und Multityrosinkinaseinhibitoren da chirurgisch-interventionelle Verfahren i.d.R. nicht mehr in Frage kommen. Die Entwicklung neuer Pharmakotherapien ist daher essentiell, um das
Überleben auch in fortgeschrittenen Tumorstadien zu verbessern. Die lysinspezifische-Demethylase 1 (LSD1) entfernt Methylgruppen des Lysin 4 und 9 des Histon H3. Je nach Lysin und rekrutierten Co-Faktor kann dadurch eine Hochregulierung oder Repression bestimmter Gene bedingt werden, was zu weitreichenden Expressionsveränderungen der Zelle führt. Aktuelle Studien konnten eine Überexpression von
LSD1 ist zahlreichen onkologischen Erkrankungen, wie Lungenkrebs oder dem hepatozellulärem Karzinom belegen. Dies hat dazu geführt, dass in den letzten Jahren zahlreiche pharmakologische Inhibitoren entwickelt wurden, wobei der C12-Inhibitor von Sorna et al. als besonders spezifisch und effektiv hervorgegangen ist. In Rahmen unserer Studie haben wir untersucht welche Effekte die pharmakologische LSD1-
Hemmung mittels C12 in Krebszellen mit Fokus auf das HCC hat. Dazu haben wir Proben unter LSD1-Inhibierung sowie Kontrollproben RNA-sequenziert, wobei hier weitreichende
Veränderungen des Transkriptoms zu beobachten waren. Eine bioinformatische Untersuchung der alterierten Gennetzwerke hat hierbei umfangreiche Veränderungen metabolischer Signalwege in HCC-, sowie Lungenadenokarzinom- und Zervixkarzinomzelllinien ergeben. Insbesondere kam es zu einer transkriptionellen Repression zahlreicher Gene die für Untereinheiten des Komplex I der mitochondrialen Atmungskette codieren, sowie zu einer Expressionszunahme von mitophagieassoziierten Genen, die auch
mittels qPCR validiert werden konnten. Funktionelle mikroskopische und durchflusszytometrische Analysen haben zudem eine Reduktion des mitochondrialen
Membranpotentials belegt und somit eine funktionelle Einschränkung suggeriert. Diese wurde mit Hilfe des „Seahorse XFe96-Device“, weiter untersucht, wobei hier gezeigt werden konnte, dass Zellen unter LSD1-Hemmung eine geringeren basalen Sauerstoffverbrauch, als Ausdruck der basalen mitochondrialen Aktivität, aufweisen. Weiterhin zeigte sich eine deutlich
reduzierte ATP-Produktion, maximale Respiration und Reservekapazität. Außerdem konnten in ultrastrukturellen Analysen der Mitochondrien deutliche morphologische Zeichen der Schädigung, wie eine verminderte Dichte, Verlust der Cristae und ein Ödem beobachtet werden. Abschließend hat die durchgeführte Arbeit bewiesen, dass die pharmakologische LSD1-
Hemmung in Krebszellen, insbesondere Hepatomazelllinien, zu einer Einschränkung der mitochondrialen Respiration, mit der Folge eines dysregulierten Energiehaushalts führt. Es ist
anzunehmen, dass die LSD1-Hemmung neben den belegten Effekten auf den Zellzyklus auch über eine ATP-Depletion, verminderte „metabolische Fitness“ und eine verringerte
metabolischen Plastizität das Wachstum und die Proliferation von Krebszellen hemmt. Ob die Effekte direkte Konsequenzen einer LSD1-vermittelten Expressionsregulation sind
oder ob indirekte Effekte und veränderte Protein-Protein-Interaktionen auschlaggebend sind ist bisher nicht abschließend geklärt und Gegenstand weiterer Forschungsarbeiten
Zu den Mechanismen der Nierendegeneration durch die Akkumulation von DNA-Schäden und R-loops
Full text linkBahnbrechende Studien der letzten Jahrzehnte haben DNA-Schäden und ihr Reparaturnetzwerk in der Pathogenese onkologischer und degenerativer Krankheiten wie chronischer Nierenerkrankungen ins Blickfeld gerückt. Dabei wurden R-loops als bemerkenswerte Mediatorstrukturen beschrieben. Die vorliegende Arbeit basiert auf dem Befund, dass der nierenspezifische Verlust sowohl von Ercc1, einem zentralen DNA-Reparaturprotein, als auch von Aatf, einem Schlüsselfaktor der p53 abhängigen DNA-Damage Response, in der Maus zur fibrotischen Degeneration der Niere führt.
Da der Verlust von Aatf die Entstehung von R-Loops im Nierenepithel fördert, hat sich diese Arbeit zunächst mit der Frage beschäftigt, welche Folgen der Verlust von Aatf im R-loop-Signaling Netzwerk hervorruft. Durch Immunfluoreszenzfärbungen und die massenspektrometrische Analyse humaner U2OS Zellen konnten neue Erkenntnisse über Auswirkungen des AATF-Verlusts auf die Zusammensetzung von R-loop-assoziierten Proteinkomplexen und die Funktion und Lokalisation von AATF und R-loops in der Zelle gewonnen werden. Dabei wurden unter anderem an ribosomalen und genregulatorischen Vorgängen beteiligte Proteine als potenzielle R-loop-Komponenten identifiziert. Für die experimentelle Analyse von R-loops unter Replikationsstress wurde eine induzierbare genetisch veränderte Ribonuklease H1 (D210N) eingesetzt. In erweiterten Interaktomanalysen in humanen U2OS Zellen konnten neue Verknüpfungen zwischen R-loops und ziliären Proteinen, welche an der Pathogenese von Ziliopathien beteiligt sein könnten, aufgedeckt werden. Proteine des kanonischen WNT-Signalwegs scheinen ein Teil dieser Verbindung zu sein. Es handelt sich hierbei um einen vielversprechenden Ansatz zukünftiger Untersuchungen zum weiteren Verständnis der phänotypischen Merkmale und der pathophysiologischen Entstehung von Ziliopathien.
Darüber hinaus wurden auch die in vivo-Konsequenzen der Akkumulation von DNA-Schäden in der Niere untersucht. Um die Frage zu beantworten, welche Mechanismen zum degenerativen Prozess der Fibrosierung der Niere führen, wurden Untersuchungen an einem nierenspezifischen Ercc1-defizienten Mausmodell durchgeführt. In diesem Modell ist Ercc1 im distalen Teil des Nephrons deletiert, was in einer Nierenfibrose resultiert. Anhand steigender Retentionsparameter und biometrischer Daten wie dem Körpergewicht ließ sich bereits phänotypisch eine Krankheitsprogression erahnen. Mittels qPCR konnte eine erhöhte Expression Seneszenz-assoziierter Gene in Nieren von 8, 12 und 16 Wochen alten Mäusen festgestellt werden, welche auf Proteinebene in histologischen Schnitten weiter untersucht wurde. Die Daten zeigen weiterhin, dass neben Seneszenz auch regulierter Zelltod an der Fibrogenese beteiligt ist.
Die durch diese Arbeit gewonnenen Ergebnisse und Erkenntnisse liefern interessante neue Anknüpfungspunkte in den Forschungsbereichen der DNA-Damage Response und R-loops, der Pathogenese fibrotischer Nierenerkrankungen und renaler Ziliopathien, sowie zu möglichen Verbindungen zwischen diesen beiden Pathologien
Symmetrieeigenschaften des kommunalen Finanzausgleichs in Rheinland-Pfalz
Full text linkDas Ministerium der Finanzen des Landes Rheinland-Pfalz hat das FiFo Köln mit einer finanzwissenschaftlichen Begutachtung der vertikalen Komponente des kommunalen Finanzausgleichs beauftragt. Das Gutachten untersucht für die vergangenen zehn Haushaltsjahren 2013 bis 2022, ob die finanziellen Mittel in einem symmetrischen Verhältnis auf Land und Kommunen verteilt wurden. Außerdem findet eine analoge Symmetrieuntersuchung für die kommunale Ebene statt. Dabei wird untersucht, wie symmetrisch die finanziellen Mittel zwischen (Gesamt-)Kreisen und kreisfreien Städten sowie innerhalb der Kreise, d. h. zwischen Zentralkreisen und kreisangehörigen Gemeinden, verteilt waren. Im Rahmen dieser Analysen wird auch ausführlich auf die in Rheinland- Pfalz vorliegende Realsteuerproblematik eingegangen und modelliert, wie sich die jeweilige Symmetrie verändern würde, würden die Kommunen ihre Hebesätze erhöhen. Das Gutachten wurde von September 2024 bis Dezember 2024 bearbeitet
Einfluss des Frakturmechanismus und -typ auf die Reposition der Böhler-Winkel bei distaler Radiusfraktur nach operativer Versorgung mittels palmarer winkelstabiler Plattenosteosynthese
Full text linkDie distale Radiusfraktur stellt die häufigste Fraktur des Menschen dar und zeigt
aufgrund der demographischen Entwicklung eine zunehmende Häufigkeit. Die
Entstehung dieser Fraktur lässt sich auf zwei Unfallmechanismen zurückführen. Etwa
85-90% der Fälle resultieren aus einem Sturz auf das extendierte Handgelenk, was zu
einer Extensionsfraktur mit dorsal disloziertem Radiusfragment führt. Neben dem
Unfallmechanismus werden die Frakturen auch durch verschiedene Frakturtypen
unterschieden, die mittels der AO-Klassifikation radiologisch in nicht-artikuläre, teilweise
artikuläre und vollständig artikuläre Frakturen eingeteilt werden. Derzeit ist die offene
Reposition und Fixierung mittels palmarer winkelstabiler Plattenosteosynthese die
chirurgische Standardmethode für die distale Radiusfraktur und anderen
therapeutischen Vorgehen überlegen. Die Böhler-Winkel (radioulnare und palmare
Inklination) repräsentieren eine spezifische Neigung der Gelenkfläche des distalen
Radius und spielen bei der radiologischen Beurteilung des postoperativen Ergebnisses
eine entscheidende Rolle. Aufgrund ihrer bedeutenden Rolle bei der unmittelbaren
Kraftübertragung zwischen dem distalen Radius und den Handwurzelknochen sowie der
Beeinflussung der Handgelenksbeweglichkeit, sollten sie nach der Operation wieder das
physiologische Maß erreichen.
Die vorliegende Studie befasst sich insbesondere mit dem radiologischen Ergebnis nach
Versorgung mittels palmarer winkelstabiler Plattenosteosynthese. Dabei wurde die
Wiederherstellung der Böhler-Winkel untersucht und deren Abhängigkeit vom
Frakturmechanismus und -typ betrachtet. Ziel war es zu belegen, dass die
Wiederherstellung der Böhler-Winkel von Frakturtyp und Frakturmechanismus abhängig
ist.
Die retrospektive Studie basiert auf 208 distalen Radiusfrakturen, welche im Zeitraum
von September 2017 bis September 2019 in der Unfallchirurgischen Abteilung im Helios�Klinikum Siegburg mittels palmarer winkelstabiler Plattenosteosynthese versorgt
wurden. Die Fakturen wurden mittels konventioneller Röntgenaufnahmen nach der AO�Klassifikation klassifiziert und in den Frakturmechanismus eingeteilt. Der Böhler-Winkel
1 wurde im anterior-posterioren Strahlengang und der Böhler-Winkel 2 im lateralen
Strahlengang bestimmt. Bei allen Frakturen lagen jeweils Röntgenaufnahmen direkt
posttraumatisch, nach Aushängen im Mädchenfänger sowie nach Operation vor. Lag der
Böhler-Winkel 1 postoperativ in dem Zielbereich von 20-25° und der Böhler-Winkel 2 in
dem Zielbereich von 10-15°, wurde eine adäquate Reposition angenommen.
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Die Daten lagen pseudonymisiert vor und wurden von nur einer Person ausgewertet, um
mögliche Verzerrungen durch eine unzureichende Inter-Observer-Zuverlässigkeit zu
verhindern. Allerdings trugen verschiedene Einflussfaktoren, wie unterschiedliche
Qualität und Ausrichtung der Röntgenaufnahmen sowie Schwierigkeiten bei der
Frakturklassifizierung, zu einer erhöhten Intra-Observer-Variabilität bei.
Die statistische Analyse erfolgte mittels Microsoft Excel und IBM SPSS Statistics. Dabei
wurde ein festgelegtes Signifikanzniveau von 0,05 verwendet. Die Analyse, ob die Werte
im definierten Zielbereich lagen, erfolgte mittels Kreuztabellen und Fishers-exaktem�Test. Die Frakturmechanismen wurden durch Mann-Whitney-Tests verglichen.
Das durchschnittliche Alter der Patienten betrug 65,7 Jahre, wobei 19 % männlich und
81 % weiblich waren. Unter den untersuchten Frakturen waren 88,5 %
Extensionsfrakturen. Die Frakturen setzen sich aus 35,1% nicht-artikulären Typ „A"-,
1,9% Typ „B"- und 63% intraartikuläre Typ „C"-Frakturen zusammen.
Die vorliegende Studie unterstützt die Hypothese, dass das Repositionsergebnis von der
Art der Frakturmechanismen abhängt. Besonders deutlich wurde, dass
Flexionsfrakturen tendenziell bessere radiologische Ergebnisse zeigten und
geringfügigere Korrekturen erforderten. Bei 92% der Flexionsfrakturen waren beide
Winkel postoperativ im Zielbereich, im Gegensatz zu nur 55% der Extensionsfrakturen
(p=0,000). Der Böhler-Winkel 2 wurde bei 95,8% der Flexionsfrakturen
wiederhergestellt, im Vergleich zu nur 66,8% der Extensionsfrakturen (p=0,002). Eine
Korrelation bezüglich des Böhler-Winkel 1 konnte nicht signifikant gesichert werden. Die
klinische Relevanz der schlechteren postoperativen Böhler-Winkel-Resultate bei
Extensionsfrakturen bleibt jedoch diskutabel, da Studien darauf hindeuten, dass die
langfristigen klinischen Ergebnisse trotz variierender radiologischer Parameter
vergleichbar sind.
Im Gegensatz dazu konnte keine klare Abhängigkeit des Repositionsergebnisses vom
Frakturtyp festgestellt und signifikant abgesichert werden. Es wird lediglich angedeutet,
dass insgesamt keine wesentlichen Unterschiede zwischen den Frakturtypen existieren.
Aufgrund der komplexen Zusammenhänge zwischen Frakturmechanismus, Frakturtyp
und Repositionsergebnis wird die Notwendigkeit weiterer Studien betont. Diese sollten
insbesondere die Zusammenhänge zwischen Frakturtyp und dem Repositionsergebnis
genauer beleuchten und möglicherweise differenzierte chirurgische Ansätze für die
Behandlung distaler Radiusfrakturen entwickeln
A biomechanical comparison of pedicle screw fixation depending on screw material and pilot hole preparation in osteoporotic vertebrae
Full text linkThe prevalence of osteoporosis in the population has increased and is projected to continue increasing because of the aging population1. Surgery in the osteoporotic spine come with complications such as pedicle screw loosening, pull out and fractures in adjacent vertebrae2,3, with bone mineral density being a risk factor for screw loosening4,5. To reduce the risk of surgery in the osteoporotic spine different techniques and materials have been tested. In this study two experiments were conducted. In the first test series ten osteoporotic fresh-frozen human lumbar spines were instrumented from L3-L4 using titanium or CFR/PEEK rods and screws. Then cyclic loading was conducted with a frequency of 3 Hz, with 500 N for the first 2000 cycles and increased to 950 N for 100,000. The cavity surrounding the screw was measured at 3 points using CT scans. Then the maximum zero-time failure load was measured in a universal testing machine. There was no significant difference in the force to failure or the cavity at the screw base and shaft. However, the CFR/PEEK screws had a smaller total cavity and smaller cavity at the screw tip. In the second part of the study the use of a thoracic probe and drill for pilot hole preparation in thoracic vertebrae was compared in 12 osteoporotic thoracic vertebrae. The left and right pedicle were alternately prepared with a thoracic probe or drill and instrumented with a standard titanium screw. Cyclic loading was conducted with an initial load of -25N to + 25 N cranio-caudal with an increase of 5N every 500 cycles to a maximum of 10,000 cycles. Loosening was defined as a displacement of the screw head >5 mm. There was no difference in the two preparation techniques with regard to number of cycles to failure or maximum force to failure. The elastic modulus of CFR/PEEK is closer to that of bone6, which could result in a more even force distribution through the vertebrae of the axial force applied to the spinal column and reduced microfractures and loosening. However in vivo studies are needed as CFR/PEEK is postulated to reduce stress shielding7 and may have superior biological properties8. Theoretically using a probe compresses the bone in the walls of the pilot hole, however in osteoporotic vertebrae there is less bone substance available for compression. Furthermore, pedicle screw-based instrumentation usually consists of at least 4 rods and screws, whereas this was part of the study was conducted as an intraspecimen unilevel study and could not evaluate a possible summation effect. There is no standardized protocol for biomechanical testing of spinal instrumentation ex vivo, with different loads, force directions, frequencies and test environments being used9, which decreases interstudy comparability and applicability in viv
Untersuchung der Registrierungsgenauigkeit von Augmented Reality-gestützter Navigation in der offenen Leberchirurgie: Vergleich lokaler und externer 3D-Lebermodelle sowie des linken und rechten Pfortaderhauptastes als Registrierungslandmarke
Full text linkDie intraoperative 3D-Navigation in der Leberchirurgie steht immer noch vor technischen Herausforderungen. Diese Arbeit befasst sich mit der Verbesserung der Registrierungsgenauigkeit bei der Implementierung von Augmented Reality-gestützter intraoperativer 3D-Navigation in der Leberchirurgie:
1) dem aufwendigen Prozess der präoperativen virtuellen 3D-Leberrekonstruktion, der größtenteils von externen Anbietern abhängt
2) der begrenzten Genauigkeit der intraoperativen 3D-Navigationssysteme in der Leberchirurgie bei Nutzung von Augmented Reality (erweiterte Realität).
Retrospektiv wurden 109 Messungen der Registrierungsgenauigkeit eines 3D-Navigationssystems bei 13 Patienten mit Lebertumoren durchgeführt, die einer onkologischen Leberresektion oder -thermoablation unterzogen wurden. Es wurde untersucht, ob die Registrierungsgenauigkeit durch verschiedene Rendering-Techniken, die bei der Erstellung virtueller 3D-Lebermodelle verwendet werden, beeinflusst wird. Dabei wurde die Registrierungsgenauigkeit von intern erstellten virtuellen 3D-Lebermodellen, die von örtlichen Radiologen und Chirurgen erstellt wurden, mit externen 3D-Lebermodellen, die von einer kommerziellen Firma bereitgestellt wurden, verglichen. Zusätzlich wurde die Rolle der Anatomie bei der Festlegung von Gefäßlandmarken während des Registrierungsprozesses untersucht, indem die Registrierungsgenauigkeit bei Nutzung des linken vs. des rechten Pfortaderhauptastes verglichen wurde. Ferner wurde analysiert, wie sich die Registrierungsgenauigkeit mit zunehmendem Abstand zur Region of Interest (ROI) verhält.
Die vorliegende Analyse zeigt, dass verschiedene Rendering-Techniken die Registrierungsgenauigkeit bei der Erstellung virtueller 3D-Lebermodelle nicht signifikant beeinflussen. Lokal als auch extern bzw. kommerziell generierte Lebermodelle zeigten ähnliche Ergebnisse in der Registrierungsgenauigkeit. Registrierungen über den linken Pfortaderhauptast zeigten eine signifikant höhere Genauigkeit als jene über den rechten. Dabei war die Genauigkeit bei geringem Abstand zur ROI höher
Reviving local seeds? Practices and narratives around maize, mahanga and sorghum seeds in Northeast Namibia
Full text linkSmall-scale rainfed cereal farming in the Zambezi Region in Northeast Namibia faces challenges such as unreliable rainfall, human-wildlife conflicts and labour shortages. Against that background, this ethnographic study explores how the rootedness, current situation and future potential of several cereal species and seeds are perceived and evaluated by various stakeholders in the region, including small-scale farmers, seed suppliers, and NGO workers. The thesis acknowledges advantages and disadvantages of all three dominant cereal species – maize, mahangu (pearl millet), and sorghum – and different seed types such as ‘formal’ and ‘local’ seeds. At the same time, it emphasizes the need to further research and promote currently neglected and underutilized cereal varieties and seeds to allow for greater diversity and resilience of cereal farming
Effekt von akuter Hypoxie auf die Perfusion und Verfügbarkeit des A1-Adenosinrezeptors im menschlichen Gehirn (AdenOx)
Full text linkEinleitung: In tierexperimentellen Studien wurde beobachtet, dass der inhibitorische Neuromodulator Adenosin während Hypoxie in den interstitiellen Raum des Gehirns freigesetzt wird. Die Aktivierung des A1-Adenosinrezeptors (A1AR) durch Adenosin schützt das Gehirn vor Sauerstoffmangel und Überlastung, indem zerebraler Blutfluss, Stoffwechsel und elektrische Aktivität angepasst werden.
Methoden: Mithilfe von 8-Cyclopentyl-3-(3-[18F]Fluorpropyl)-1-propylxanthin ([18F]CPFPX), einem selektiven PET-Tracer für den A1AR, wurde die Hypothese getestet, dass eine durch Hypoxie induzierte Adenosinfreisetzung die Verfügbarkeit von A1AR im menschlichen Gehirn reduziert. Zusätzlich wurde untersucht, ob diese Reaktion mit Veränderungen der zerebralen Perfusion und der psychomotorischen Wachsamkeit assoziiert ist. Zehn gesunde Probandinnen und Probanden nahmen an einem 110-minütigen PET/MRT-Hybridexperiment teil, wovon 30 Minuten bei normobarer Hypoxie mit einer peripheren Sauerstoffsättigung (SpO2) zwischen 70 % und 75 % absolviert wurden. Die Perfusion des Gehirns wurde mittels Arterial Spin Labeling (ASL) in hoher zeitlicher Auflösung gemessen. Alle 10 Minuten wurde ein 3-minütiger Reaktionstest zur psychomotorischen Wachsamkeit durchgeführt. Herzfrequenz, Atemfrequenz und periphere Sauerstoffsättigung wurden kontinuierlich überwacht.
Ergebnisse: Akute normobare Hypoxie führte in allen sieben untersuchten Gehirnregionen zu einer signifikanten Reduktion der A1AR-Verfügbarkeit (z.B. Frontallappen: 13,5 %; P = 0,0144), während die Perfusion der grauen Substanz signifikant anstieg (z.B. Frontallappen: 42,5 %; P = 0,0007). Die Herzfrequenz erhöhte sich signifikant um 19 % (P = 0,0039) und die durchschnittliche Reaktionsgeschwindigkeit verringerte sich signifikant um 4,3 % (P = 0,0021).
Schlussfolgerung: Nach unserem Wissen zeigt diese Studie erstmals beim Menschen, dass akute Hypoxie, entsprechend einem Sauerstoffpartialdruck auf einer mittleren Höhe von etwa 5.500 m, die A1AR-Verfügbarkeit im Gehirn reduziert. Dieses Ergebnis unterstützt die 7
Hypothese, dass durch Hypoxie induzierte Adenosinfreisetzung zu einer erhöhten Belegung des A1AR führt.
This research was originally published in JNM. Michno M, Schmitz J, Foerges AL, Beer S, Jordan J, Neumaier B, Drzezga A, Aeschbach D, Bauer A, Tank J, Weis H, Elmenhorst EM, Elmenhorst D. Effect of Acute Hypoxia Exposure on the Availability of A₁ Adenosine Receptors and Perfusion in the Human Brain. J Nucl Med. 2025;66(1):142–149. © by the Society of Nuclear Medicine and Molecular Imaging, Inc.
https://jnm.snmjournals.org/content/66/1/142.lon