OPEN FAU Online-Publikationssystem der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
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Der Beitrag von Typ-3 angeborenen Lymphozyten zur Entstehung fibrotischer Erkrankungen
Full text linkSystemic sclerosis (SSc) or scleroderma is a rare autoimmune disease characterised by three main hallmarks: vasculopathy, autoimmunity or inflammation and fibrosis. Chronic fibroblast activation leads to excessive extracellular matrix production in the skin. However, also internal organs can be affected, which eventually results in severe organ damage and increased morbidity. Infiltrating leukocytes such as macrophages, T cells and B cells are often found in affected organs especially in early phases of SSc. Those immune cells are associated with production of pro-fibrotic mediators such as interleukin 6 (IL-6), IL-1β or transforming growth factor-β (TGF-β) that are able to stimulate fibroblasts. The processes leading to fibrotic tissue remodelling requires interplay of various cell types and are still poorly understood. Thus, elucidation of the involved cell populations as well as their cellular interactions during fibrogenesis is necessary to better understand the pathogenesis of SSc and to ultimately identify promising targets for efficient medical treatment of fibrosis.
The aim of this study was to investigate the role of type 3 innate lymphoid cells (ILC3) in fibrotic diseases such as SSc.
Here, we identified increased numbers of ILC3s as major producers of IL-17A during fibrotic remodeling in both human SSc patient samples as well as during various mouse models of fibrosis. These tissue-resident ILC3s showed increased levels of the proliferation marker Ki-67. In contrast, their number in peripheral blood of SSc patients was significantly decreased compared to healthy controls. Furthermore, adoptive transfer of ILC3s to mice deficient in ILCs as well as T and B cells was able to exacerbate fibrotic outcome in animal models for SSc. However, we did not see any direct pro-fibrotic effect of ILC3s on fibroblasts. We identified alternatively activated macrophages as putative effector cell for fibroblast activation induced by ILC3s. This study provides evidence that macrophages can be recruited to affected tissue by ILC3-derived IL-17A during fibrogenesis. Furthermore, ILC3s were shown to promote alternative activation of macrophages in co-culture experiments. Consistently, we found increased numbers of total and alternatively activated macrophages in tissue sections of the before mentioned adoptive transfer models. Those macrophages exhibited a unique phenotype that was associated with expression of various pro-fibrotic molecules potentially interacting with fibroblasts. Moreover, therapeutic targeting of ILC3s by inhibition of the transcription factor RORγt was able to ameliorate experimental fibrosis in both preventive and therapeutic mouse models.
In summary, this study identified ILC3s as important players in SSc that increase during fibrotic remodelling and are a main source of IL-17A during fibrogenesis. They are connected to fibroblast activation by modulating migration and polarization of pro-fibrotic macrophage populations. Furthermore, inhibition of ILC3s ameliorates fibrotic remodelling.Die systemische Sklerose (SSc) oder Sklerodermie ist eine seltene Autoimmunerkrankung, die durch drei Kennzeichen charakterisiert ist: Vaskulopathie, Entzündung und Fibrose. Eine chronische Aktivierung von Fibroblasten führt hierbei zur vermehrten Ablagerung von extrazellulärer Matrix in der Haut. Es können jedoch auch innere Organe betroffen sein, was zu schweren Organschäden führen kann. Besonders in frühen Stadien der Erkrankung finden sich infiltrierende Leukozyten wie Makrophagen oder T- und B-Zellen in den betroffenen Organen. Diese Immunzellen werden mit der Produktion pro-fibrotischer Moleküle wie etwa den Interleukinen 6 (IL-6) und 1β (IL-1 β) sowie Transforming Growth Factor-β (TGF-β) in Verbindung gebracht, welche in der Lage sind, Fibroblasten zu stimulieren. Die Prozesse, die zum fibrotischen Umbau der betroffenen Organe führen, werden durch das Zusammenspiel verschiedener Zelltypen gesteuert und sind bisher noch unzureichend entschlüsselt. Daher ist eine bessere Untersuchung der beteiligten Zellpopulationen sowie derer zellulären Interaktionen nötig, um den Krankheitsprozess der systemischen Sklerose besser zu verstehen und schließlich mögliche Ziele für eine effiziente Therapie fibrotischer Erkrankungen zu identifizieren.
Ziel dieser Arbeit war es, die Rolle von Typ 3 angeborenen Lymphozyten (ILC3s) in fibrotischen Erkrankungen wie der systemischen Sklerose zu untersuchen.
Sowohl in Proben von SSc Patienten als auch in verschiedenen fibrotischen Mausmodellen konnten wir eine erhöhte Anzahl an ILC3s als Hauptproduzenten von IL-17A im Gewebe während des fibrotischen Umbaus nachweisen. Diese Zellen waren mit dem Proliferationsmarker Ki-67 assoziiert. Gleichzeitig war ihre Anzahl im peripheren Blut von SSc Patienten signifikant verringert. In adoptiven Transfermodellen bei Rag2/IL2RG defizienten Mäusen konnten wir zeigen, dass ILC3s in der Lage sind den fibrotischen Umbau zu verstärken. Wir konnten keinen direkten profibrotischen Effekt von ILC3s auf Fibroblasten nachweisen, allerdings gab es Hinweise auf eine mögliche Rolle von alternativ aktivierten Makrophagen bei der Stimulierung von Fibroblasten, die durch ILC3s induziert wird. Diese Studie konnte zeigen, dass Makrophagen während der Fibrogenese durch IL-17A in das betroffene Gewebe gelockt und alternativ aktiviert werden. Dazu passend ließ sich in den adoptiven Transfermodellen eine erhöhte Anzahl insbesondere an alternativ aktivierten Makrophagen nachweisen, deren Phänotyp durch die Expression von verschiedenen profibrotischen Effektormolekülen gekennzeichnet ist, die potenziell mit Fibroblasten interagieren können. Weiterhin konnte durch Hemmung des ILC3-Transkriptionsfaktors RORγt sowohl in einem präventiven als auch einem therapeutischen Mausmodell der SSc starke antifbrotische Effekte induziert werden.
Zusammenfassend konnten in dieser Arbeit ILC3s als relevante Zellpopulation in der systemischen Sklerose nachgewiesen werden, die für eine erhöhte IL-17A Produktion während der Fibrogenese verantwortlich ist. Ihre Fähigkeit zur Aktivierung von Fibroblasten wird indirekt vermittelt durch eine Beeinflussung der Migration und der Polarisation von Makrophagenpopulationen in profibrotische, alternativ aktivierte Populationen. Des Weiteren reduzierte eine pharmakologische Hemmung von ILC3s den fibrotischen Gewebeumbau im Mausmodell, so dass diese eine neue Option zur Behandlung von fibrotischen Erkrankungen darstellen könnten
Surface dependent organometallic to covalent transition in graphdiyne molecular wires
No full textGraphdiynes are atomically thin carbon allotropes with mixed sp–sp 2 hybridization, able to self-assemble into diverse 2D and 1D nanostructures, from atomic layers to nanoribbons and molecular wires, with tunable optoelectronic properties beyond those of graphene. Here, we investigate novel graphdiyne molecular wires obtained via Ullmann coupling of 1,4-bis(bromoethynyl)benzene molecules on Au(100) and Au(111) surfaces. Using scanning tunneling microscopy (STM) and low-energy electron diffraction (LEED), we track the structural evolution of these systems under increasing annealing temperatures. Exploiting Raman spectroscopy, we perform the first-ever in situ monitoring of the thermally activated transition from organometallic to covalent organic wires (OMW-to-COW), resulting in the assignment of specific Raman features to both phases supported, by density functional theory calculations. We demonstrate that surface orientation affects the Ullmann coupling efficiency, resulting in a lower OMW-to-COW transition temperature on Au(100) than on Au(111). These findings provide new insights into the temperature-dependent structural dynamics of graphdiyne molecular wires, enabling the development of more efficient on-surface synthesis processes and the design of novel functional carbon nanostructures for new-generation optoelectronic devices.First in situ Raman tracking of surface orientation dependent organometallic-to-covalent transition in graphdiyne wires on gold.HORIZON EUROPE European Research Council 10.13039/100019180Dipartimenti di Eccellenza 10.13039/100017336NextGenerationEU 10.13039/100031478Instituto Nazionale di Fisica Nucleare 10.13039/501100004007Deutsche Forschungsgemeinschaft 10.13039/50110000165
MPO deficiency exacerbates skin and joint inflammation in a mannan-induced psoriatic arthritis mouse model
No full textPsoriasis is a multi-systemic inflammatory skin-disorder affecting around 0.27-11.4 % of adults worldwide, which leads to a significant decrease in quality of life. Up to 30 % of patients, develop psoriatic arthritis (PsA) characterized by additional peripheral and axial joint inflammation similar to rheumatoid arthritis (RA). Myeloperoxidase (MPO), is a key peroxidase of neutrophil granulocytes, monocytes/macrophages, and other immune cells. MPO is released during degranulation or neutrophil extracellular trap (NET) formation and typically contributes to tissue damage through the conversion of for example hydrogen peroxide to toxic oxidants like hypochloric acid (HOCL). However, recent studies suggest a potentially protective role elicited by MPO in psoriatic diseases, like generalized pustular psoriasis (GPP). This thesis aimed to explore MPO's role in PsA using a mouse model of mannan-induced PsA. Mice lacking MPO (Mpo-/-) displayed worsened skin inflammation, joint swelling, and bone degradation in paws and tibiae, possibly due to higher osteoclast function. This trend continued in a K/BxN serum-induced arthritis. The PsA model was accompanied by increased infiltration of neutrophils, activated M1-like macrophages, and T cells, specifically T regulatory cells (Tregs), predominantly in the skin. Additionally, a lack of M2-like macrophages during the resolution phase may cause prolonged inflammation. Furthermore, mature neutrophils were less abundant in the blood but more abundant in the bone marrow of MPO-deficient mice indicating migration deficiencies. This was accompanied by elevated expression of the pro-inflammatory cytokines Tnfa and Interleukin (IL)-1 family members Il1b, Il36a, and Il36g in affected tissues and the absence of anti-inflammatory cytokines like Il13 or Il10 in Mpo-/-. Pro-angiogenic factors were also heightened in MPO-deficient mice. Mpo-/- neutrophils showed reduced NET formation, lower reactive oxygen species (ROS) production, higher survival rates, and an increased degranulation. Stimulation of Mpo-/- neutrophils ex vivo led to higher levels and activity of the serine proteases neutrophil elastase (NE) and cathepsin G (CatG), also human neutrophils treated with an MPO-inhibitor. Additionally, ex vivo-differentiated macrophages from Mpo-/- mice exhibited heightened expression of interleukin Il6 but no difference in polarization ability. Furthermore, polarized MPO-deficient macrophage supernatant induced better wound healing but decreased proliferation in synovial fibroblasts (SFs) in vitro. Overall, these findings suggest that MPO helps regulate inflammatory responses in PsA by reducing the release of serine proteases from neutrophils and limiting inflammatory cytokine production by macrophages. Further experiments are needed to determine the cytokine modification abilities of these serine proteases. Additionally, future studies need to include detailed macrophage functional analysis in vitro and co-culture experiments of macrophages or neutrophils with SFs, keratinocytes and osteoclasts to gain insight on the crosstalk between affected immune cells
Infectious diseases, cardio-cerebrovascular health and vaccines: pathways to prevention
No full textCardiovascular and infectious diseases both feature among the leading causes of death among men and women in the world. The pathophysiological pathways of infection and cardiovascular disease intersect, and there is a bidirectional relationship between the two. Vaccines are available for the most common infectious diseases affecting older adults, such as influenza, pertussis, pneumococcal disease, herpes zoster, COVID and respiratory syncytial virus (RSV). In many countries, these vaccines are recommended systematically for older adults and any adults with comorbidities, who are also those most likely to suffer from cardiovascular disease. There is a large body of evidence attesting to the benefits of vaccination on cardio- and cerebrovascular health. The European Interdisciplinary Council for Aging (EICA) and the Italian Society for Cardiovascular Prevention (Società Italiana per la Prevenzione Cardiovascolare, SIPREC) convened a 2-day meeting in June 2024 to review the state of the evidence on the relationship between cardio- and cerebrovascular health and the most common infectious diseases, and the role of vaccines in preventing both infection and its adverse consequences in terms of cardiovascular and cerebrovascular outcomes. We present here the Executive Summary of the proceedings of this meeting
Enhancing colloidal stability of anisotropic magnetic nanodiscs through mesoporous silica and P(NIPAM/MAA) copolymer coatings
No full textMagnetic nanodiscs (MNDs), a class of anisotropic magnetite nanomaterials, have attracted considerable attention in smart actuation as they can generate heat through hysteretic losses and their discoidal shape can be tuned to exhibit vortex magnetization and generate mechanical stimuli. Despite near-zero net magnetization, at high concentrations, interparticle forces become dominant leading to MND aggregation. Here, we have optimized a previously reported synthetic approach based on the synthesis of hematite templates subsequently converted into a magnetite phase. We show that removal of oleic acid (OA) during the reduction step results in the same colloidal stability as in the presence of OA but avoids erosion of the MNDs associated with OA. We introduce a thin mesoporous silica coating on the surface of hematite, effectively diminishing aggregation during reduction while allowing complete conversion into magnetite. This silica layer facilitates subsequent silane chemistry and the grafting of poly( N -isopropylacrylamide- co -methacrylic acid) P(NIPAM/MMA) coatings with 80 : 20 and 50 : 50 ratios, yielding highly stable aqueous suspensions of MNDs, both in aqueous and cell culture media. These findings establish a versatile pathway toward colloidally stable MNDs, thereby broadening their applicability in biomedical research.We present an optimization procedure to obtain a more stable colloidal dispersion of magnetic nanodiscs in aqueous environments. A pathway to obtain silica covered magnetite nanodiscs and their subsequent coating with a polymer is described.H2020 European Research Council 10.13039/100010663Ministerio de Ciencia y Tecnología 10.13039/501100006280HORIZON EUROPE European Innovation Council 10.13039/10001870
Late gestation MRI to assess maternal pelvimetry, fetal biometry and placental oxygenation: a retrospective pilot study
No full textBackground The role of MRI pelvimetry and fetal size estimation in predicting mode of birth and risk of operative birth have been studied. However, there are no complete MRI studies that assess the maternal pelvis, fetal dimensions, and the placenta in a single protocol, in order to better inform the likelihood of operative vaginal birth or emergency caesarean section. Therefore, the aim of this pilot study was to assess the feasibility of obtaining a comprehensive prelabour assessment of maternal pelvimetry and fetal biometry using 3D MRI reconstructions, in addition to measures of placental function, in one MR examination. Methods This was a retrospective cohort study of 29 women in late third trimester. Maternal pelvimetry and fetal measurements were performed using structural motion corrected T2 weighted MR images, placental T2* values (an indirect measure of placental oxygenation), and birth outcomes were also collected. Intra and inter-rater variability were calculated for the first 10 patients using the intraclass correlation coefficient. The correlation between manual (measuring the contour area) and calculated circumferences of maternal and fetal structures were also assessed to compare the practicability of performing the two alternative approaches. Results People were imaged between 36 + 1 to 38 + 4 weeks’ gestation. It was possible to obtain comprehensive maternal and fetal measurements. Intra-rater variability was generally excellent, and inter-rater reliability was moderate to excellent. There was a strong correlation between manually obtained and calculated circumferences; Spearman’s ranged from 0.75 to 0.95. Placental volume, mean T2* and kurtosis were available for 23 datasets. The median placental volume was 569.7, the median T2* mean was 44.2, and the median kurtosis was 1.4. Conclusions It is possible to perform maternal pelvimetry, fetal biometry and assess placental oxygenation from one late gestation MRI examination. The approach could be employed in a large, prospective study to ascertain whether we can predict the likelihood of assisted birth or caesarean section, with automation of image analysis to minimise inter-rater variability
Frühe funktionelle Veränderungen des Sehnervens beim Offenwinkelglaukom
No full text1. Hintergrund und Ziele
Das Glaukom wird aufgrund des initial symptomlosen Verlaufs häufig nicht oder erst im fortgeschrittenen Stadium erkannt und zählt damit zu den drei häufigsten Augenerkrankungen weltweit, die zur irreversiblen Erblindung führen können. Den wichtigsten und häufigsten Subtyp stellt das primäre Offenwinkelglaukom dar. Die bisher etablierte Funktionsdiagnostik in Form verschiedener Arten der Gesichtsfeldmessung (Perimetrie) ist gegenwärtig zur Früherkennung unzureichend, da sich ein Gesichtsfelddefekt in der Perimetrie erst bei einer Schädigung von 30-50% der Ganglienzellen manifestiert.
Die beim Glaukom betroffenen retinalen Ganglienzellen stellen das dritte Neuron der Sehbahn dar, nach den Photorezeptoren und den Bipolarzellen. Da Signale von verschiedenen Photorezeptortypen unterschiedlich an die postrezeptoralen Bahnen weitergegeben werden, können Veränderungen in den Ganglienzellen indirekt mittels photorezeptor-isolierender Reize untersucht werden. Über das magnozelluläre System (Parasol-Ganglienzellen; Summation von Signalen aus L-, M-, S- Zapfen und Stäbchen; achromatische Helligkeitswahrnehmung) erfolgt die Wahrnehmung bei hohen zeitlichen Frequenzen, wohingegen bei niedrigen zeitlichen Frequenzen die Reizweiterleitung über das empfindlichere parvozelluläre System geschieht (Midget-Ganglienzellen; Subtraktion von Signalen aus L- und M-Zapfen; Rot-Grün-Kontrast).
Unter dieser Zielsetzung sollte im Rahmen dieser Pilotstudie geklärt werden, ob sich die Methode der sogenannten „Triple-Silent-Substitution“, welche eine selektive Reizung der verschiedenen Photorezeptortypen ermöglicht, dazu eignet, funktionelle Veränderungen auf Ganglienzellebene bei Glaukompatienten mithilfe photorezeptor-gerichteter Reize zu detektieren.
2. Patienten, Material und Methoden
An dieser prospektiven, experimentellen psychophysischen Pilotstudie nahmen 19 Patienten aus dem Erlanger Glaukomregister mit manifestem perimetrischen Offenwinkelglaukom teil (1 Patient wurde wegen Vorliegen einer Farbsinnstörung nachträglich ausgeschlossen). Es wurde je ein Auge untersucht. Als Kontrollgruppe dienten 12 Probanden ohne okuläre Erkrankungen auf dem untersuchten Auge.
Zur selektiven Reizung der vier verschiedenen Photorezeptorklassen unter gleichen Adaptationsbedingungen erfolgte die Erzeugung photorezeptor-gerichteter Reize („Triple-Silent-Substitution“) mithilfe eines 8-Kanal-LED-Photostimulators. Die Aufgabe der Studienteilnehmer bestand darin, den mittels eingestellten LED-Verhältnisses produzierten Lichtstimulus unterschiedlicher spektraler Zusammensetzung im Testfeld hinsichtlich des (Nicht-)Vorhandenseins eines chromatischen oder achromatischen Flimmerns zu beurteilen und die Antwort mittels Knopfdrucks auf einem Gamepad zu übermitteln. Hierbei wurde sich mit schrittweiser Kontrastmodulation (in willkürlicher Reihenfolge) dem Schwellenkontrast - dem vom visuellen System geringsten noch wahrnehmbaren Kontrast - der jeweiligen Photorezeptorklasse angenähert. Bei vier verschiedenen Frequenzen (1, 4, 10 und 20 Hz) wurden die hieraus berechneten zeitlichen Kontrastempfindlichkeiten der Photorezeptoren ermittelt und graphisch dargestellt.
3. Ergebnisse
Im untersuchten Frequenzbereich zeigte sich eine verminderte zeitliche Kontrastempfindlichkeit aller Photorezeptoren der Glaukompatienten im Vergleich zu den Normalprobanden. Im niederfrequenten Bereich ergaben sich weitestgehend überlappende L- und M-Zapfen-vermittelte zeitliche Kontrastempfindlichkeiten bei den Normalprobanden, etwas geringer auch bei den Glaukompatienten, während im höherfrequenten Bereich die L-Zapfen-vermittelte zeitliche Kontrastempfindlichkeit höher war als die der M-Zapfen. Bei 10 und 20 Hz zeigte sich eine ähnliche M-Zapfen- und Stäbchen-vermittelte Kontrastempfindlichkeit. Im Vergleich zu den anderen Photorezeptoren war die deutlichste Abnahme bei zunehmender Frequenz die der S-Zapfen-vermittelten Kontrastempfindlichkeit. Der ausgeprägteste Unterschied zwischen Glaukompatienten und Normalprobanden war jeweils bei Testung der Stäbchen und S-Zapfen bei 20 Hz zu sehen, da es hier fast keine Überschneidung der Empfindlichkeitsverteilungen gab.
4. Schlussfolgerung
Anhand der Silent-Substitution-Technik können selektiv die verschiedenen Photorezeptortypen und damit auch die postrezeptoralen Sehbahnen untersucht werden, sodass diese sich ausgezeichnet zur Untersuchung der pathophysiologischen Veränderungen beim Glaukom eignet. Mit Anpassung der Untersuchungsparameter dieser Studie, insbesondere im Hinblick auf eine fokussierte Untersuchung kleinerer Netzhautareale, könnte es gelingen, eine neue diagnostische Methode zu etablieren, welche schon frühe funktionelle Veränderungen beim Glaukom detektieren und damit einen wesentlichen Beitrag zur Früherkennung und rechtzeitigen Therapieeinleitung leisten könnte
In-vivo-Evaluation molekularer Gewebeeigenschaften des Bewegungsapparates von Psoriasis-Arthritis Patienten anhand der Multispektralen Optoakustischen Tomographie
No full textHintergrund: Die Psoriasis-Arthritis (PsA) ist eine chronisch-entzündliche Erkrankung, die durch Schmerzen und Schwellungen der peripheren Gelenke sowie durch Entzündungen der Enthese gekennzeichnet ist. Eine frühzeitige Diagnose und gezielte Behandlung sind entscheidend, um ein Fortschreiten der Krankheit und irreversible strukturelle Schäden zu verhindern. Bildgebende Verfahren wie der muskuloskelettale Ultraschall (MSUS) ermöglichen zwar eine qualitative Beurteilung der Enthesitis, aber keine eingehende Analyse der gewebespezifischen Veränderungen.
Zielsetzung: Diese explorative Studie untersuchte die Eignung der multispektralen optoakustischen Tomographie (MSOT) für die nicht-invasive Erkennung und Quantifizierung entzündlicher Veränderungen in den Enthesen von PsA-Patienten. Ziel war es, die Messung gewebespezifischer Biomarker wie Gesamthämoglobin, oxygeniertes und desoxygeniertes Hämoglobin, Kollagen und Lipide zu ermöglichen sowie die klinische Anwendbarkeit der MSOT für Diagnostik und Therapieüberwachung zu untersuchen.
Methoden: An der Querschnittsstudie nahmen 34 PsA-Patienten und 36 gesunde Kontrollpersonen teil. Alle Probanden unterzogen sich einer klinischen, arthrosonographischen und MSOT-Untersuchung (MSOT Acuity Echo von iThera Medical GmbH) der Enthesen des proximalen und distalen Ansatzes der Patellarsehne, der Quadrizepssehne, der Achillessehne und des lateralen Epikondylus des Ellenbogens. Die MSOT-Messungen wurden quantifiziert, skaliert und mit Hilfe von gemischten linearen Regressionsmodellen auf klinische und arthrosonographische Anomalien analysiert.
Ergebnisse: Insgesamt wurden 710 MSOT- und 383 US-Scans durchgeführt. Die optoakustische Bildgebung zeigte signifikante Unterschiede im Gesamthämoglobingehalt (HbT) (p = 0,037) und im oxygenierten Hämoglobin (HbO2) (p = 0,029) zwischen den morphologisch veränderten Enthesen im Ultraschall und Enthesen der Kontrollgruppe ohne Bildmorphologie. Ein hoher PD-Score in der Arthrosonographie war mit erhöhten MSOT-Werten verbunden (HbT: p = 0,019; HbO2: p = 0,005). Darüber hinaus wiesen Patienten mit Sehnenverdickungen einen signifikanten Anstieg von HbT
(p = 0,002) und HbO2 (p < 0,001) auf. Die druckschmerzhaften Enthesen war nicht mit signifikanten metabolischen Veränderungen verbunden.
Schlussfolgerung: Mit MSOT konnten metabolische und strukturelle Veränderungen der Enthese bei PsA-Patienten nachgewiesen werden. Die Technologie könnte eine entscheidende Rolle bei der Identifizierung von Entzündungen und der Überwachung des Krankheitsverlaufs spielen, indem sie als funktionelle Bildgebung zur Quantifizierung der Enthesitis in vivo eingesetzt wird. Weitere Studien sind erforderlich, um die spezifischen Mechanismen und die klinische Anwendbarkeit von MSOT zu validieren und zu optimieren.Background: Psoriatic arthritis (PsA) is a chronic inflammatory disease characterized by pain and swelling of the peripheral joints and entheseal inflammation. Early diagnosis and targeted treatment are crucial to prevent disease progression and irreversible structural damage. Imaging techniques such as musculoskeletal ultrasound (MSUS) allowed a qualitative assessment of enthesitis, but did not provide an in-depth analysis of tissue-specific changes.
Objective: This exploratory study investigated the suitability of multispectral optoacoustic tomography (MSOT) for the non-invasive detection and quantification of inflammatory changes in the entheses of PsA patients. The aim was to enable the measurement of tissue-specific biomarkers such as total hemoglobin, oxygenated and deoxygenated hemoglobin, collagen, and lipids, as well as to investigate the clinical applicability of MSOT for diagnostics and therapy monitoring.
Methods: The cross-sectional study included 34 PsA patients and 36 healthy control participants. All subjects underwent a clinical, arthrosonography and MSOT examination (MSOT Acuity Echo from iThera Medical GmbH) of the entheses of the proximal and distal insertion of the patellar tendon, the quadriceps tendon, the Achilles tendon and the lateral epicondyle of the elbow. MSOT measurements were quantified, scaled and analyzed for clinical and arthrosonography abnormalities using mixed linear regression models.
Results: A total of 710 MSOT and 383 US scans were performed. Optoacoustic imaging showed significant differences in total hemoglobin content (HbT) (p = 0.037) and oxygenated hemoglobin (HbO2) (p = 0.029) between morphologically altered entheses in ultrasound and entheses of the control group without image morphology. A high PD score on arthrosonography was associated with increased MSOT values (HbT: p = 0.019; HbO2: p = 0.005). In addition, patients with tendon thickening showed a significant increase in HbT (p = 0.002) and HbO2 (p < 0.001). Entheseal tenderness was not associated with significant metabolic changes.
Conclusion: Using MSOT, metabolic and structural entheseal changes were detectable in PsA patients. The technology could play a crucial role in identifying inflammation and monitoring disease progression by using it as functional imaging to quantify enthesitis in vivo. Further studies are needed to validate and optimize the specific mechanisms and clinical applicability of MSOT
Verbrauch von gerinnungsaktiven Blutprodukten bei Kindern und Jugendlichen am Universitätsklinikum Erlangen in den Jahren 2009 bis 2021
No full textHintergrund:
Es ist inzwischen bekannt, dass der Verbrauch von Blutkomponenten im Er-wachsenenalter rückläufig ist, hauptsächlich aufgrund etablierter frühzeitiger aggressiver Maßnahmen zur Wiederherstellung ausreichender Hämostase-kapazität bei intensivpflichtigen Patienten sowie bei Polytrauma, Schock und Sepsis. Allerdings gibt es bezüglich des Verbrauchs von Blutkomponenten und besonders von gerinnungsaktiven Plasmaderivaten bei Kindern und Ju-gendlichen nur begrenzte Daten in der Fachliteratur. Unbekannt ist bisher, inwieweit vorliegende wissenschaftliche Daten das Transfusionsverhalten bei Kindern und Jugendlichen im zeitlichen Verlauf tatsächlich verändern.
Methoden und Material:
In dieser retrospektiven Studie wurde die Entwicklung des Verbrauchs von Thrombozytenkonzentraten (TK), gefrorenem Frischplasma (GFP) und der ge-rinnungsaktiven Plasmaderivate Fibrinogenkonzentrat und PPSB bei Kindern und Jugendlichen am Universitätsklinikum Erlangen von 2009 bis 2021 un-tersucht. Dabei wurden die verabreichten Blutprodukte den Hauptdiagnose-kategorien (MDCs) und den abgerechneten Basis-DRGs der behandelten Pa-tienten zugeordnet. Die Daten wurden aus dem Data Warehouse (IBM Cog-nos) bezogen, in dem Daten aus dem Blutbanksystem BBV4, den Apothe-kensystemen 3W-APO und seit 2010 Amondis sowie fallbezogene Daten aus SAP-ISH aggregiert und verknüpft werden können.
Ergebnisse:
Im Zeitraum von 2009 bis 2021 zeigte sich ein Rückgang des Verbrauchs von gefrorenem Frischplasma (GFP) um rund 57 %. Im Gegensatz dazu gab es eine enorme Zunahme im Verbrauch von PPSB um etwa 734 % und von Fib-rinogen um etwa 2.000 %. Der Verbrauch von Thrombozyten blieb relativ stabil. Die Veränderungen im Verbrauch von GFP sowie die Zunahme bei PPSB und Fibrinogen betrafen vor allem Fälle der pädiatrischen Intensivme-dizin und der Kinderherzchirurgie.
Schlussfolgerungen:
Die Auswertung der Transfusion der gerinnungsaktiven Blutkomponenten Thrombozytenkonzentrat und gefrorenes Frischplasma sowie der gerin-nungsaktiven Plasmaderivate Fibrinogenkonzentrat und PPSB an Kinder und Jugendliche am Universitätsklinikum Erlangen im Zeitraum 2009 bis 2021 zeigt Trends und Veränderungen, die den sich ändernden Hämothera-piegewohnheiten bei Erwachsenen bemerkenswert parallel laufen. Dies steht in Übereinstimmung mit der wissenschaftlichen Datenlage, die allerdings nur teilweise bei Kindern und Jugendlichen erhoben wurde. Daher ist auch von der Übertragung sich ändernder Transfusionsgepflogenheiten bei Erwachse-nen auf das Vorgehen bei Kindern und Jugendlichen auszugehen
Fick Diffusivity, Thermal Diffusivity, Thermal Conductivity, Density, and Mixture Composition of Binary Mixtures of γ-Butyrolactone and 1,4-Butanediol by Light Scattering Techniques and Conventional Methods
No full textγ-Butyrolactone (GBL) and 1,4-butanediol (BDO) represent a promising liquid organic hydrogen carrier (LOHC) system, for which a lack of thermophysical property data at process-relevant conditions exists. For this LOHC system, the Fick diffusivity D11, thermal diffusivity a, thermal conductivity λ, and density ρ were investigated at about 0.1 MPa as a function of temperature T and mixture composition at GBL amount fractions xGBL = (0.00, 0.25, 0.50, 0.75, and 1.00) using light scattering and conventional techniques. Vibrating U-tube densimetry and a guarded parallel-plate instrument were employed to determine ρ between T = (283 and 473) K and λ between T = (283 and 363) K. Dynamic light scattering allowed simultaneous access to a and D11 between T = (298 and 473) K in macroscopic thermodynamic equilibrium, while polarization-difference Raman spectroscopy was applied after calibration to monitor the composition. The onset of a certain decomposition or structural rearrangement was observed above about T = 398 K, depending on the sample composition and experimental boundary conditions. When such effects are small, the data for ρ, a, and D11 increase with increasing xGBL at a given T, whereas λ has the opposite trend. With the help of the results for ρ, a, and λ, values for the specific isobaric heat capacity cp could be derived. The present measurement results agree with the few experimental data for ρ and λ available in the literature for the pure mixture components and contribute to a significant extension of the thermophysical property database for this highly promising LOHC system.Open Access funding enabled and organized by Projekt DEAL.Bayerische Staatsministerium für Wirtschaft, Landesentwicklung und Energiehttps://doi.org/10.13039/501100020639Deutsche Forschungsgemeinschafthttps://doi.org/10.13039/501100001659Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (1041