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Aktuellste Veröffentlichungen
Funktionale Aspekte der DIEP-Lappenplastik in einem postoperativen Zeitraum von 10 Jahren
(2025) Langer, Jan Vincent
Die DIEP-Lappenplastik stellt den derzeitigen Goldstandard der autologen Brustrekonstruktion mit
einer Lappengewinnung vom unteren Abdomen dar und wird in Deutschland zunehmend angewendet.
Über die langfristigen postoperativen Folgen für die Patientin ist wenig publiziert, insbesondere
über die Alltags-Funktionalität. Für die informierte Entscheidung der Patientin zu einer Operation
mit Lappenentnahme an einer zuvor nicht erkrankten Körperregion sollten diese jedoch berücksichtigt
werden.
Methodik: Um das postoperative Langzeitbild weiter zu vervollständigen, wurden unizentrisch 155
unilaterale und 24 bilateral rekonstruierten Patientinnen mit insgesamt 203 DIEP-Lappenplastiken
zwischen einem und zehn Jahren nach der Operation einmalig hinsichtlich ihrer derzeitigen Situation
befragt sowie körperlich untersucht. Der Schwerpunkt der Befragung mittels BREAST-Q Fragebogen
und einem eigenem Fragenkatalog war die Funktionalität der Patientin im alltäglichen Leben
sowie ihr Schmerzempfinden. Zur Objektivierung der körperlichen Funktion wurde die Bauchwandstabilität
mithilfe des Manual Muscle Function Test Abdomen (MMFT) erhoben.
Ergebnisse: Die gemessenen MMFT-Scores nach durchschnittlich 5 ±2,7 Jahren postoperativ waren
nah an den maximal möglichen Scores mit 4,6 ±0,9 von 5 für die Oberbauchfunktion, 4,5 ±0,9 von
5 für die Unterbauchfunktion sowie 6,9 ±0,5 von 7 für die Gesamtfunktion. Als negativ beeinflussende
Faktoren konnten Adipositas und Schmerzen im Abdomen identifiziert werden, ein Unterschied
zwischen Patientinnen zu verschiedenen postoperativen Zeitpunkten bestand nicht. In der
Jahrgangsgruppe 7-10 Jahre postoperativ hatten dagegen signifikant weniger Patientinnen Schmerzen
in der Brust (26%) und am Abdomen (10%) als in der Gruppe 1-3 Jahre postoperativ (56% und
43%). Die meisten Patientinnen waren nach der Rekonstruktion für ein bis drei Monate im alltäglichen
Leben eingeschränkt. 10% waren jedoch noch nach knapp 60 Monaten bei alltäglichen Bewegungen
beeinträchtigt. Eine verlängerte Beeinträchtigung ging mit signifikant niedrigeren BREASTQ
Physical Well-Being Abdomen und Chest Scores einher, nicht jedoch mit verringerten klinisch
messbaren MMFT-Scores. Eine verlängerte Beeinträchtigung im Alltag sowie Langzeitschmerzen
senkten die Zufriedenheit mit dem Ergebnis im BREAST-Q Satisfaction with Breast signifikant.
Conclusio: Für die meisten Patientinnen ist durch eine DIEP-Rekonstruktion nicht mit langfristigen
Einschränkungen zu rechnen. Dennoch zeigte ein geringer Anteil Patientinnen funktionelle Beeinträchtigungen,
die sich auch negativ auf die Zufriedenheit mit dem Ergebnis auswirkten. Diese
scheinen zum Teil unter der klinisch messbaren Schwelle zu liegen und komplexerer Ursache als
reine muskuläre Funktion, worauf die erniedrigten BREAST-Q Scores hindeuten. Die langfristige Erhebung
von Patient Reported Outcome kann wertvolle Informationen für die präoperative Aufklärung
und Risikoabschätzung beitragen.
Verringerte Expression von Adiponectin bei uvealen Melanomen mit Monosomie 3
(2025) Thieme, Christiane
Dynamische mikroskopische Optische Kohärenztomografie
(2024-11-07) Münter, Michael
Die vorliegende Arbeit beschreibt ein Verfahren zur kontrastreichen Bildgebung von zellulären und subzellulären Strukturen mittels mikroskopischer Optischer Kohärenztomografie (OCT). Die auch als dynamischer OCT Kontrast bezeichnete Methode basiert auf der Detektion von Bewegungen zellulärer und subzellulärer Strukturen und einer anschließenden Auswertung. Im Theorieteil werden die biologischen und physikalischen Grundlagen als auch die OCT beschrieben. Die physikalischen und mathematischen Grundlagen der für den dynamischen OCT Kontrast wichtigen Schritte werden in den darauffolgenden Kapitel genauer untersucht. Zuerst werden Ergebnisse mit einem mikroskopischen OCT Aufbau bei einer A Scan Rate von 248 kHz vorgestellt. Hierbei konnte anhand von Volumen und B Scan Aufnahmen von frischen ex vivo Gewebeproben eine Bildgebung mit dynamischen OCT Kontrast mittels scannender Spectral-Domain OCT demonstriert werden. Zur Evaluation der Ergebnisse wurden diese mit einem Full Field Time Domain OCT Aufbau verglichen. Die Abhängigkeit der axialen Auflösung durch Anpassung der Hann Fensterung bei der Rekonstruktion auf den dynamischen OCT Kontrast wurde untersucht. Zudem erfolgt eine Betrachtung des Kontrast Rausch Verhältnisses in Abhängigkeit zur Aufnahmezeit. Es konnte gezeigt werden, dass bereits eine Aufnahmezeit von 100 ms ausreichend ist, um zelluläre und subzelluläre Strukturen mittels dynamischen OCT Kontrast zu visualisieren. In Zeitserien mit dynamischen OCT Kontrast konnten Immunzellen in der Bewegung beobachtet werden, die mit herkömmlicher OCT-Bildgebung nicht hätten visualisiert werden können. Um die Bildgebungsgeschwindigkeit zu erhöhen, wurde eine Zeilenkamera mit einer Auslesegeschwindigkeit von 600 kHz für den mOCT Aufbau eingesetzt. Hierfür wurde eine angepasste OCT Software zur Online-Darstellung von B Scans und eine Auswertungssoftware geschrieben. Anhand einer technischen Charakterisierung wurde die Zeilenkamera mit 248 kHz Ausleserate mit der 600 kHz Zeilenkamera verglichen. Die Vorteile einer schnelleren Bildgebung wurden durch die Darstellung dynamischer 4 dimensionaler Transportvorgänge in ex vivo Trachea gezeigt als auch an dynamischen OCT Aufnahmen von unfixierten ex vivo Proben. Dynamische OCT erweitert die OCT durch die bisher nicht erreichte kontrastreiche Darstellung von Zellen und subzellulären Strukturen und stellt damit eine wichtige Applikation für hochauflösende OCT dar.
Erfahrungen mit der Qualität telemedizinischer Versorgung in einer offshore Umgebung
(2025) Hellfritz, Michael Stefan
Thyroid hormone receptor beta in MASH
(2024) López Alcántara, Nuria
Metabolic dysfunction-associated steatotic liver disease (MASLD) and steatohepatitis (MASH) are widespread diseases influenced by thyroid hormone (TH). Hypothyroidism pro-motes hyperlipidemia, obesity, and insulin resistance, while TH replacement therapy and thyromimetics show promising results in improving disease progression. However, recent studies indicate that is not the systemic levels but the local hepatic TH metabolism that plays a crucial role. This is primarily controlled in the liver by the TH beta receptor (TRβ) and TH-activating deiodinase type I (DIO1). In humans, the severity of MASH correlates with reduced hepatic TRβ expression, indicating developing TH resistance, which could therapeutically diminish the efficacy of thyromimetics.
This dissertation investigates the role of hepatic TRβ and DIO1 during MASH development. Using TRβ knockout mice and viral overexpression of TRβ, the influence of receptor levels on MASH progression is examined. The experimental approach also included the development of a novel MASH mouse model by combining a choline-deficient high-fat diet with optimized methionine concentration and thermoneutral housing, reflecting important human charac-teristics such as a reduction in TRβ during disease progression. Additionally, in vitro studies with primary mouse hepatocytes were conducted to identify specific factors that can selec-tively modulate deiodinase type 1 or TRβ to find new therapeutic approaches for improving local TH availability.
The main results showed that thermoneutrality not only mitigates the usual hyperthyroidism of TRβ knockout mice, allowing the study of TRβ without confounding effects, but also that such a mouse model better reflects the human situation compared to studies at room tem-perature. The lack of TRβ in the animals led to increased fat mass but improved fibrosis and less inflammation, while TRβ overexpression had no effect. Increased Dio1 mRNA after MASH induction indicated a protective compensatory mechanism. The findings clearly demonstrate that a reduction in the TRβ signaling pathway can be beneficial for certain dis-ease pathologies, thus questioning the use of thyromimetics in later stages of fibrosis.
Auswirkungen der Druckerholung auf die Beurteilung der Funktion des pulmonalen Homotransplantats nach Ross-OP mittels Doppler-Ultraschall
(2025) Rohde, Jule
In vorangegangenen Studien konnte gezeigt werden, dass eine relevante Druckerholung die funktionelle Öffnungsfläche der stenotischen Aortenklappe vergrößert und die Belastung des linken Ventrikels verringert. Die Bedeutung der Druckerholung in der Pulmonalarterie war jedoch bisher wenig erforscht. In der hier vorgelegten Studie wurde daher die Auswirkung der Druckerholung mittels 2D-Echokardiografie in der Lungenarterie distal des Homotransplantats bei Patienten nach Ross-Operation untersucht.
Die vorliegende Arbeit basiert auf der Untersuchung von 92 Patienten mit pulmonalem Homograft mittels Doppler-Echokardiografie. Die Druckerholung wurde dabei in Abhängigkeit vom Durchmesser der Lungenarterie gemessen, der mittels Computertomographie-Angiografie bestimmt wurde. Die Homograft-Öffnungsfläche, der Klappenwiderstand und die transvalvuläre Schlagarbeit wurden sowohl mit als auch ohne Berücksichtigung der Druckerholung berechnet.
Die Druckerholung nahm mit zunehmendem Pulmonalarteriendurchmesser ab. Im Durchschnitt betrug die Druckerholung 41,5 ± 7,1% des vom Doppler abgeleiteten Druckgradienten, was zu einer deutlich vergrößerten, funktionellen Homograft-Öffnungsfläche führte: Der ermittelte Energy-Loss-Index wies unter Berücksichtigung der Druckerholung eine funktionelle Öffnungsfläche des Homotransplantats von 1,3 ± 0,4 cm2/m2 auf, wohingegen der effektive Öffnungsflächenindex unter Vernachlässigung der Druckerholung deutlich geringer war und nur 0,9 ± 0,4 cm2/m2 betrug. Die Berücksichtigung der Druckerholung bewirkte eine signifikante Reduktion des Homograft-Widerstandes und der transvalvulären Schlagarbeit. Unter Einbeziehen dieser Druckerholung verbesserten sich die Korrelationen der verwendeten Parameter signifikant und 11 von 18 Patienten (≙ 61%) in der Gruppe mit schwerer Homograftstenose (gemäß EOAI <0,6 cm2/m2) konnten als moderate Stenose neu klassifiziert werden.
Unsere Ergebnisse legen nahe, dass die Dopplermessungen den Schweregrad der Homograftstenose und damit die rechtsventrikuläre Belastung bislang überschätzt haben, wenn die Druckerholung in der Pulmonalarterie vernachlässigt wurde. Dopplermessungen, die die Druckerholung außer Acht lassen, führen demnach möglicherweise zu einer falschen Klassifizierung der Homograftstenose. Die Berücksichtigung der Druckerholung hingegen kann dazu beitragen, verfrühte Operationen zu vermeiden
Charakterisierung und Differentialdiagnostik des Pseudohypoparathyreoidismus
(2025) Holterhus, Nele Mareen
Die Studie handelt vom Pseudohypoparathyreoidismus (PHP), der eine Gruppe von sehr seltenen Erkrankungen beschreibt, die durch eine Endorganresistenz gegenüber Parathormon gekennzeichnet ist. Zugrunde liegen Mutationen oder epigenetische Veränderungen des GNAS-Genlokus auf Chromosom 20q13.3..
Die Betroffenen können verschiedene klinischen Merkmale wie Kleinwuchs, Brachymetakarpie, subkutane Ossifikationen aber auch mentalen Auffälligkeiten aufweisen (Albright, et al., 1942). Hinzu kommen hormonelle Auffälligkeiten. Es werden verschiedene Untergruppen des PHPs differenziert, die sich anhand des Vererbungsmusters und Ausprägung der Genmutation unterscheiden (Mantovani, et al., 2018) (Jüppner, 2021).
In dieser Studie werden die Daten von 55 Patienten ausgewertet und auf eine Phänotyp-Genotyp-Korrelation untersucht. Die Patienten haben aufgrund einer Verdachtsdiagnose der zu behandelnden Ärzte, die auf unterschiedlichsten klinischen oder auch laborchemischen Auffälligkeiten beruhen, eine genetische Blutanalyse in Auftrag gegeben. Sie wurde über das Hormonzentrum der Klinik für Kinder- und Jugendmedizin des UKSH Lübecks ausgewertet. Das Ziel der Studie bestand dann darin, die klinischen Daten mit den genetischen, epigenetischen Ergebnissen und laborchemischen Parametern in Korrelation zu bringen, um daraus eine verbesserte Aussage über die PHP-Typ 1A und PHP-Typ 1B Unterscheidung oder auch mögliche Überlappungsbereiche treffen zu können. Mögliche Hypothesen zur Phänotyp-Genotyp-Korrelation wurden anschließend mit dem aktuellen Stand der Wissenschaft in Zusammenhang gebracht und diskutiert. Hierzu beschränkte sich die Literaturrecherche hauptsächlich auf die Plattform „PubMed“. Als Übersichtspaper diente das Consensus Statement „Diagnosis and management of pseudohypoparathyreoidism and related disorders: first international Consensus statement“ von Mantovani et.al 2018.
BAT, can you feel the stream of dopamine?
(2025) Raffaelli, Francesca-Maria
Combatting overweight and obesity is one of the major concerns in healthcare in the world at the moment. Over two thirds of the world’s population present with an above average BMI, which is the root cause for metabolic diseases, sky rocketing costs in healthcare, and eventually premature death.
Recent advances in the field include injections of antidiabetics that promote weightloss, but are essentially black boxes regarding long term side effects, sustainability, and overall consumer safety. An even deeper understanding of adipose tissue biology and its effects on whole body metabolism must be achieved to uncover safe ways for individuals to manage their body weight and therefore lead a healthier life – however long it may be. One mechanism that has been investigated as a potential route to aid weight loss is brown adipose tissue (BAT) thermogenesis activation. Brown adipocytes differ from white adipocytes in cell size, fat vacuole distribution, mitochondrial density and a protein unique to their cell type, called uncoupling protein 1 (UCP1). This protein enables brown adipocytes to combust excess energy into heat, instead of intracellular storage, as is the case in white adipocytes.
The current state of the knowledge is, that BAT thermogenesis is activated through cold exposure and food intake which lead to hypothalamic signalling via the sympathetic nervous system and increase the release of norepinephrine in BAT, which consequently initiates G protein-coupled receptor-dependent molecular pathways leading to increased UCP1 expression.
Interestingly, observations in the 1980s have described dopamine to have similar effects on BAT temperature increases in rodents, as norepinephrine does. A more recent study by Kohlie et al. followed this lead and investigated this observation on a molecular level in rodent cells in vitro; concluding dopamine and dopamine receptor D1-agonists did increase thermogenesis in brown adipocytes.
This study therefore aims to further investigate the role of dopamine and dopamine receptors in BAT thermogenesis ex vivo and in vivo in mice using direct tissue treatment, single injection short term approaches, as well as repeated injection and constant release methods over the course of one week in wild type C57BL/6NCrl mice, respectively. Furthermore, the presence of dopamine receptors in BAT of mice was investigated meticoulously in a proteomics approach. Neither BAT thermogenesis activation, nor dopamine receptor presence were detected in these experiments, leading to the conclusion, that dopamine or dopamine receptors D1 and D2 do not directly contribute to BAT thermogenesis. However, an indirect role of dopamine, as the direct metabolic precursor of norepinephrine in the catecholamine synthesis pathway, via the central axis, can not be excluded and should be investigated further.
Die Bedeutung der intra- und postoperativen Flüssigkeitsbilanz in der Pankreasresektion
(2025) Doll, Patricia Marie
Im Rahmen der Behandlung und Qualitätssicherung erfolgen seit mehreren Jahren eine spezialisierte und strukturierte Behandlung und Follow-up bei Patienten mit Pankreasresektion am UKSH Campus Lübeck, was eine detaillierte Analyse anhand eines großen Kollektivs (n>500) möglich macht. Die Datenerhebung erfolgt auf der Grundlage der Patientenakten und Qualitätssicherungsdaten der Klinik für Chirurgie am UKSH Campus Lübeck in Form der pseudonymisierten Erhebung mit anschließender Anonymisierung und Auswertung. Die vorliegende Studie geht der Forschungsfrage nach, ob Zusammenhänge zwischen dem Auftreten von postoperativen Komplikationen nach einer Pankreaskarzinomoperation (PC) und der Volumentherapie während der Operation und der Volumentherapie in den ersten 24 Stunden postoperativ bestehen. Steigt mit zunehmender Flüssigkeitsbilanz (intra- und/oder postoperativ) das Risiko des primären Endpunktes der Studie einer POPF Grad B/C? Auf Grund des Forschungsstandes wird die Hypothese formuliert, dass mit zunehmender intraoperativer Flüssigkeitsbilanz das Risiko für eine POPF B/C zunimmt. Zum Einfluss der postoperativen Flüssigkeitsbilanz in den ersten 24 Stunden nach einer PC auf das Auftreten von Komplikationen lässt sich dagegen aufgrund fehlender Studien eine derartige Hypothese nicht formulieren, sie werden jedoch als sekundäre Endpunkte in der Studie untersucht. Das Studiendesign entspricht einer retrospektiven, im Hinblick auf den Zusammenhang zwischen der Volumenbilanz bei der PC und dem Auftreten von POPF hypothesengeleiteten Studie und im Hinblick auf die Risiken für die übrigen Endpunkte einer explorativen Studie. Es werden univariate und multivariate binär logistische Regressionen mit „backward elimination“ für binäre Variablen durchgeführt. Für die verhältnisskalierten Variablen werden multivariate lineare Regressionen mit „backward elimination“ durchgeführt. Als Kontrollvariablen wurden Geschlecht, Alter, BMI, Operationszugang, intraoperative Gabe von Erythrozytenkonzentraten, Operationsdauer und Zugehörigkeit zur histologischen Risikogruppe in den Analysen berücksichtigt.
Motion-Tracking-Muster und Vitalparameter von Frühgeborenen in Bauch- und Rückenlage kurz vor der Entlassung
(2025) Ikels, Alina Kristin
Mycobacterium tuberculosis resistance evolution
(2025) Walz, Teresa
With nearly half a million new multidrug resistant (MDR) tuberculosis (TB) cases estimated annually, TB is a major contributor to the current antimicrobial resistance crisis. MDR-TB is defined as an infection with a Mycobacterium tuberculosis complex (MTBC) strain resistant to the two most effective first-line drugs rifampicin (RIF) and isoniazid. To effectively address this public health crisis, it is essential to un-derstand resistance mechanisms and evolution. This will better guide the development of new antibiot-ics and treatment strategies, and avoid rapid resistance development, as seen with bedaquiline (BDQ). This work explores resistance mechanisms to one key MDR-TB treatment drug, namely BDQ, and new evolutionary medicine informed treatment strategies based on negative hysteresis.
BDQ, one of the most important drugs for treating MDR-TB, is facing increasing resistance in clinical MTBC strains in several high incidence settings. Clinical MTBC strains acquire BDQ resistance through mutations in the atpE gene, which encodes the ATP synthase (primary target of BDQ), and in the Rv0678 gene, which regulates the mmpS5-mmpL5 efflux pump system. Most clinical resistance is associated with mutations in Rv0678, leading to increased expression of the efflux pump genes. In this work, RNA sequencing (RNAseq) analysis of BDQ-resistant mutants, harbouring different mutations in Rv0678 (to-tal loss-of-function mutations and reduced-function mutations), was conducted. The results revealed that efflux pump expression varied among clones, with baseline mmpS5-mmpL5 efflux pump gene ex-pression upregulated without BDQ exposure. Surprisingly, under BDQ challenge, the wild-type H37Rv strain upregulated the mmpS5-mmpL5 efflux pump to similar levels as the Rv0678 mutant clones, point-ing to other mechanisms involved in resistance development. Analysis of the transcriptional response of Rv0678 mutant clones and H37Rv at different BDQ exposure timepoints revealed a complex response indicating that resistance is mediated not by a single mechanism, but rather by an enhanced metabolic plasticity of the Rv0678 mutants, which allows them to shift to a dormant-like state under stress while maintaining some cellular functions.
The second focus of this work was to explore evolution-informed treatment strategies aimed at en-hancing drug efficacy and circumvent resistance evolution by using negative hysteresis as potential mechanism in sequential treatments to limit the evolutionary potential of MTBC strains. An in vitro model was designed based on short pre-exposure with one drug, followed by main-exposure with the second drug utilizing sub-lethal concentrations which potentially induces cellular hysteresis, a phenom-enon where antibiotic effectiveness is enhanced based on the order of drug administration. Sequential exposure of MTBC reference strain H37Rv with ethambutol (EMB) followed by RIF led to a sequence-dependent reduction in bacterial load, attributed to the negative hysteresis effect, where EMB pre-exposure enhanced RIF's efficacy. RNAseq was employed to investigate the underlying mechanisms, indicating that the cellular hysteresis effect, induced by the respective drug sequence, was likely driven by a cell surface stress response and metabolic remodelling by a danK-mediated stress response.
Taken together, the results obtained in this thesis contradicts common knowledge that BDQ resistance induced by Rv0678 mutations is solely conferred by upregulation of the mmpS5-mmpL5 efflux pump system only, but rather points to the role of an enhanced metabolic plasticity in antibiotic responses as important survival strategy. It also shows, that comprehensive studies based on mutant generation combined with OMICS tools are needed to understand pathogen drug response, and escape mecha-nisms. Further, to the best of our knowledge, for the first time the potential of negative hysteresis in-duced by fast drug switching for enhancing drug efficacy even at sub-minimum inhibitory concentration (MIC) conditions was observed in M. tuberculosis. This has great potential for optimizing TB treatment concepts especially for drug resistant MTBC strains, where drug options are limited and cycling thera-pies with a lower number of antibiotics significantly enhance treatment possibilities. Accordingly, evolu-tionary informed treatment strategies should be urgently further exploited.
Assessment of noxious spatial acuity and spatial summation of pain in experimentally induced low back pain
(2025) Khan, Patrizia Rezoan
The impact of the pro-atherogenic MRAS gene in smooth muscle cells
(2025-03-07) Shah, Pashmina Wiqar
Cardiovascular disease (CVDs) including coronary artery disease (CAD), cardiomyopathy, myocardial infarction and stroke, are the leading cause of death globally. The preeminent cause of CVDs is atherosclerosis, an inflammatory thickening of the vessel wall. Numerous risk factors including smoking, alcohol consumption, obesity, hypertension, stress, age, gender and genetic predisposition, contribute to its development. Genome wide association studies (GWAS) have pinpointed more than 393 loci marked by single nucleotide variants significantly associated with CAD. However, the causal mechanisms behind these associations remain unclear for which functional follow-up studies are very essential to identify the causal genetic variation or gene, to better understand the link between these loci and the disease.
A study by Erdmann et al. in 2009, revealed a region on 3q22.3, which encompasses the MRAS gene as a risk factor for CAD. In this doctoral dissertation, the CAD-risk gene MRAS was investigated. MRAS encodes muscle Ras, a small GTPase that acts as a signal transducer in tumour necrosis factor (TNF) signalling and other related acute phase response signalling pathways. According to eQTL data, MRAS risk variants for CAD increase MRAS mRNA levels primarily in the arterial tissue. Recently, it has been indicated that functional MRAS variants are specific to vascular smooth muscle cells (SMCs). The exact role of MRAS in atherogenesis, the underlying mechanism of CAD, and the therapeutic potential of targeting MRAS is still elusive. Therefore, we investigated the function of MRAS in vascular SMCs, one of the key cell types in the etiology of atherosclerosis and plaque stabilization. Human primary aortic SMCs transfected with MRAS-specific siRNA and murine aortic SMCs derived from our Mras-/-ApoE-/- double knockout (dKO) mouse model was subjected to functional assays including proliferation, migration and apoptosis. The siRNA mediated knockdown of MRAS in human SMCs increased migration and proliferation with and without stimulation of TNF, IL-6 and IL-1ß. In line with that, the absence of Mras in murine SMCs led to significant increase in proliferation, enhanced migration and reduced apoptotic activity compared to control B6.ApoE-/- SMCs. Stimulation with TNF, IL-6 and IL-1ß enhanced the proliferative effect of Mras deficiency, indicating an interplay of these cytokines and MRAS pathways. Moreover, bulk RNA sequencing revealed that Mras knockout in murine SMCs led to differential gene expression of numerous genes involved in cGMP and cAMP signalling, suggesting that SMCs upregulate cGMP/cAMP signalling to compensate for the loss of Mras. The in vivo atherosclerosis study on plaque characteristic revealed that the impact of Mras deficiency was sex-specific as significant differences in plaque size, collagen content and macrophage staining were only observed in male mice. Male Mras-/-ApoE-/- dKO mice showed significantly higher levels of collagen content, MoMa content and SMC content as compared to B6.ApoE-/- male mice. In conclusion, our data indicates that lower MRAS levels in the vessel wall, particularly in SMCs, provides protection against CAD by stabilizing atherosclerotic plaques, and thereby decreasing the risk of plaque rupture and subsequent hospitalization.
Modulation der elektrischen Erregbarkeit sensorischer Neurone durch Funktionsveränderungen von NaV1.9-Kanälen
(2025-02-27) Kühs, Samuel
Spannungsgesteuerte Natriumkanäle (NaVs) sind von entscheidender Bedeutung für die
Signalübertragung in elektrisch erregbaren Zellen, wie Muskel- und Nervenzellen. Im
Menschen kodieren neun Gene (SCN1A-SCN5A, SCN8A-SCN11A) für die NaV-Subtypen
NaV1.1-NaV1.9. NaV1.9 ist neben NaV1.7 und NaV1.8 einer der wesentlichen NaV-Kanäle in
sensorischen Afferenzen und nimmt hinsichtlich seiner Funktionseigenschaften eine
Sonderstellung innerhalb der NaV-Kanalfamilie ein. Anders als die übrigen NaV-Subtypen
sind NaV1.9-Kanäle bereits beim Ruhemembranpotential aktiv und generieren aufgrund
ihrer ausgeprägt langsamen Inaktivierungskinetik persistente Na+-Ströme. Die
physiologische Relevanz der NaV1.9-Kanäle wird durch zahlreiche Mutationen im dafür
kodierenden SCN11A-Gen unterstrichen, die beim Menschen kongenitale Analgesie oder
periphere Schmerzattacken auslösen können und oftmals mit ausgeprägten
gastrointestinalen Beschwerden einhergehen. Interessanterweise steigern die bekannten und
funktionell charakterisierten pathogenen NaV1.9-Varianten die Kanalaktivität und zeigen
damit gain-of-function-Eigenschaften. Die Zunahme der Kanalaktivität beruht dabei
entweder auf einer verstärkten Kanalaktivierung, einer eingeschränkten Kanalinaktivierung
oder der Kombination beider Funktionsveränderungen. Die Datenlage suggeriert, dass
insbesondere das Inaktivierungsverhalten der NaV1.9-Varianten entscheidend an der
Ausprägung des klinischen Phänotyps beteiligt ist. Die vorliegende Dissertationsschrift ist
in drei Themenkomplexe gegliedert, in denen verschiedene Aspekte der Modulation von
NaV1.9 untersucht werden.
Der erste Teil dieser Arbeit beschäftigt sich mit der Bedeutung des NaV1.9-C-Terminus für
die Kanalinaktivierung. Mittels systematisch erzeugter Kanalchimären und deren
detaillierter Analyse in Patch-Clamp-Experimenten wurde ein 100-Aminosäuren
umfassender Abschnitt im C-Terminus identifiziert, der die Inaktivierungseigenschaften der
Kanäle maßgeblich mitbestimmt.
Im zweiten Teil der Arbeit wurden die Funktionseigenschaften mehrerer potenziell
pathogener NaV1.9-Varianten untersucht, die bei Patienten mit veränderter
Schmerzwahrnehmung identifiziert wurden, und die Varianten hinsichtlich ihrer
Krankheitsrelevanz bewertet. Zusätzlich zu einer veränderten Schmerzwahrnehmung gehen
pathogene NaV1.9-Varianten beim Menschen regelhaft mit gastrointestinalen Beschwerden
einher. Dieser Zusammenhang ist zwar bekannt, doch aufgrund der schwierigen experimentellen Zugänglichkeit enterischer Neurone, kaum untersucht. Um die
Auswirkungen krankheitsassoziierter Varianten auf enterische Neurone systematisch
untersuchen zu können, wurde im Rahmen dieser Arbeit ein Verfahren entwickelt, dass die
Isolation, Transfektion und systematische elektrophysiologische Analyse enterischer
Neurone ermöglicht. Mit Hilfe dieser Methodik wurde die mit Analgesie- und Obstipation
assoziierte Variante NaV1.9-L396P erstmals in enterische Neurone eingebracht und
funktionell charakterisiert. Es konnte gezeigt werden, dass die NaV1.9-L396P-Kanäle
nahezu vollständig inaktivierungsdefizient und somit vermutlich entscheidend an der
Ausprägung des klinischen Phänotyps beteiligt sind.
Im dritten Teil der Arbeit wurden die Auswirkungen reaktiver Sauerstoffspezies (ROS), die
mit Schmerzen unterschiedlichster Ätiologie in Verbindung stehen, auf die Funktion
Nozizeptor-spezifischer NaV-Kanäle untersucht. Einerseits bewirken ROS eine Reduktion
des Na+-Peakstroms. Andererseits verzögern sie aber auch die physiologisch wichtige
Kanalinaktivierung. Diese potenziell proexzitatorische Funktionsveränderung ist bei NaV1.8
besonders stark ausgeprägt, weshalb dieser Kanal lange Zeit als ROS-sensitivster NaV
Subtyp galt. Daten zur ROS-Sensitivität der NaV1.9-Kanäle existieren bislang nicht. In der
vorliegenden Arbeit wurde erstmals NaV1.9 hinsichtlich seiner ROS-Sensitivität analysiert
und gezeigt, dass er eine ähnlich hohe ROS-Sensitivität wie NaV1.8 aufweist und somit
ebenfalls zu den stark ROS-regulierten NaV-Kanälen gezählt werden muss.
Medizinische Rehabilitation von Covid-19-Rehabilitand*innen
(2025-02-28) Rutsch, Mercedes