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JLUpub ist das institutionelle Repositorium der Justus-Liebig-Universität.
JLUpub bietet Mitgliedern und Angehörigen der Universität die Möglichkeit neben wissenschaftlichen Dokumenten auch Forschungsdaten elektronisch zu veröffentlichen und dauerhaft zugänglich zu machen. Alle Veröffentlichungen erhalten einen Digital Object Identifier (DOI) und werden über nationale und internationale Bibliothekskataloge sowie Suchmaschinen nachgewiesen und auffindbar.
Neue Veröffentlichungen:
CytoSorb®-Anwendung Assoziation mit klinischem Outcome in der Herzchirurgie
(2024) Biehler, Natalie
Das Auftreten eines systemisch inflammatorischen Response-Syndroms (SIRS) im Rahmen eines herzchirurgischen Eingriffes steht bei Persistenz im Zusammenhang mit einer erhöhten Morbidität und Mortalität. Zytokine gelten als Mediatoren des SIRS und können mittels Filter eliminiert werden. Daher galt es zu klären, ob unter der Anwendung eines CytoSorb®-Filters ein Rückgang der Inflammationswerte und damit verbunden eine Verbesserung des klinischen Outcomes erzielt werden kann. Erweitert wurde dies um die Fragestellung des optimalen Zeitpunkts zum Einsatz des Filters.
631 herzchirurgische Patienten wurden hinsichtlich postoperativer Morbidität und Mortalität analysiert. Die retrospektive Untersuchung der all-comers-Kohorte wurde nach Propensity-Score-Matching (2:1) kontrolliert. Wir analysierten entsprechend den intensivmedizinischen Stressphasen und hinsichtlich 30-Tages-Outcome nach Zeitpunkt der Therapie-Initiierung, antiinflammatorischer Wirksamkeit, intensivmedizinischer Morbiditätsreduktion und Mortalität. Selbige Punkte dienten auch der Beurteilung bezüglich des Einsatzzeitpunktes 5 Tage postoperativ. Patienten mit primär rasch ansteigendem und höherem CRP an Tag 1-2 (Gruppe 1: 169,02 mg/l; Gruppe 2: 8 mg/l; P=< 0,001), Tag 3-7 (Gruppe 1: 197,89 mg/l; Gruppe 2: 159 mg/l; P= 0,006), zeigten eine erhöhte Mortalität (P=< 0,001) und Beatmungszeit (Gruppe 1: 15,5 d; Gruppe 2: 0,5 d; P=<0,001). Eine frühzeitige inflammatorische Aktivierung wurde zeitnah mittels CytoSorb® behandelt. PCT-Werte (Tag 1-2: P= 0,071; Tag 3-7: P= 0,822) wurden unter CytoSorb®-Therapie absolut reduziert und konnten auf das Level der Vergleichsgruppe reduziert werden. Der relative Anstieg der übrigen kontrollierten Inflammationsmarker wurde verhindert. Die inflammatorische Dysregulation zeigte entsprechend dem Einsatzzeitpunkt des CytoSorb®-Filters signifikante Unterschiede bezüglich der Leukozytenzahl (<5 d post OP: 10,44 giga/l +- 6,773; >5 d post Op: 20,1 giga/l +- 8,609; P= 0,002) und der PCT-Werte (<5 d post OP: 13 μg/l; >5 d post Op :4,7 μg/l; P= 0,037). Unter frühzeitiger CytoSorb®-Therapie zeigte sich eine Reduktion der frühmorbidität. Späterer Filter-Einsatz reduzierte die Akutmortalität, prolongierte jedoch Beatmungsphasen (<5 d post OP: 4 d; >5 d post Op :20 d; P=< 0,004). Die Gesamtmortalität wurde durch den CytoSorb®-Einsatz bei insgesamt hohem Risikoprofil weder in der Gesamt-Kohorte noch nach Propensity-Score-Matching moduliert (P= 0,243). Ein frühzeitiger CytoSorb®-Einsatz kann zur Morbiditätsreduktion beitragen und wirkt sich daher günstig auf das klinische Outcome aus. Unter erfolgreicher CytoSorb®-Therapie wird PCT reduziert, ein Anstieg von CRP und Leukozytose abgemildert. Eine signifikante Reduktion der mittelfristigen Mortalität konnte in dieser Kohorte nicht nachvollzogen werden.
Transcriptome analyses across tissues in the liver fluke Fasciola hepatica – from gene expression to drug target characterization
(2025) Gramberg, Svenja Franziska
Fasciolosis is a food-borne trematode infection caused by the liver fluke Fasciola hepatica and related species. The disease affects human and animal health worldwide and causes considerable economic losses in the global livestock industry. The limited number of therapeutic options and the increasing resistance to anthelminthics complicate disease control and highlight the need for novel anthelmintics or a vaccine. The development of new anthelmintic strategies, however, requires a deeper understanding of fluke biology, particularly regarding organ function and organ-specific gene expression.
Technological advancements in transcriptomics technologies have opened up new avenues to study the transcriptional landscape of multicellular parasites. Spatial transcriptomics (ST) enables the visualization of the entire transcriptome of a tissue section in 2D, while preserving the original morphological context. By applying the Visium Spatial Gene Expression Solution (10x Genomics) to adult F. hepatica, over 9,000 genes were captured and eight different tissues were characterized, including the intestine, integument, and reproductive organs. Gene expression profiles and marker genes were identified for each tissue and subsequently validated through in situ hybridization. In addition, a Gene Ontology (GO) enrichment analysis was performed, revealing characteristic biological processes and molecular functions associated with each tissue. The gene expression map further uncovered the tissue-specific expression of drug targets (β-tubulins), vaccine candidates (Ly6 proteins) as well as drug resistance genes (ABC transporters, glutathione S-transferases), indicating tissue-specific biological functions. Finally, the spatial expression data was combined with a database of bioactive molecules, which identified genes in the tegument and intestine that showed homology to targets of approved drugs and drugs in clinical trials. This approach led to the identification of a tegumental protein kinase C beta, for which small-molecule targeting resulted in parasite death.
The further course of the work focussed on the parasite’s intestine, a tissue that, like the tegument, is vital for parasite survival. The transcription factor hepatocyte nuclear factor 4 (HNF4) is a highly conserved regulator of metabolic homeostasis and cellular differentiation of endodermal organs such as the liver, gut, and pancreas. However, its role in liver fluke biology was unknown. Using the spatial transcriptome and in situ hybridization, hnf4 expression was localized in the parasite’s gastrodermis. Functional studies utilizing RNA interference (RNAi) and RNA sequencing in immature parasites revealed that HNF4 was essential for the maintenance of gut-associated gene expression, particularly genes encoding proteases such as cathepsins and legumain. RNAi-mediated knockdown of hnf4 expression led to a significant reduction in worm viability in vitro and caused structural disruption of the intestine. Treatment with a commercial small-molecule inhibitor of HNF4, BI6015, had similar effects, although the transcriptomics data indicated that the inhibitor was not HNF4-specific. Further research on the molecular mechanisms by which HNF4 regulates gut biology may identify key pathways essential for parasite survival.
Overall, this work provides the first spatial transcriptome of a parasitic flatworm and demonstrates how spatial transcriptomics can advance the understanding of multicellular parasites. The identification of tissue-specific transcripts proofed to be a valuable tool for both basic research and the discovery of new drug targets.
Einfluss der Lagerung von kaninem konservierten Vollblut auf die Aktivität von plasmatischer Gerinnung, natürlichen Gerinnungsinhibitoren und Fibrinolyse unter Berücksichtigung zweier Konservierungsmedien
(2025) Gundermann, Jan
Die tiermedizinische Literatur zur Aktivität bzw. zum Gehalt von hämostatisch aktiven Proteinen im Plasmaanteil von kühl gelagerten Vollblutkonserven ist unzureichend, um Empfehlungen hinsichtlich des klinischen Einsatzes dieser Blutproduktkomponente als Ersatz für Plasmaprodukte zu geben. Ebenso ist unklar, ob es hämostatisch äquivalent zu frischem Vollblut ist. Insbesondere Proteine der Fibrinolyse wurden hierbei bisher nicht betrachtet. Auch fehlt die Betrachtung bei Einsatz unterschiedlicher Antikoagulanzien/Additivlösungen, was aufgrund der in der Veterinärmedizin bekannten Einflüsse auf die zellulären Bestandteile des Vollblutes und der in der Humanmedizin nachgewiesenen Veränderungen im Plasma von Interesse ist. Aus diesem Grund sollte die vorliegende Arbeit den Einfluss der Lagerungsdauer auf Aktivitäten bzw. Gehalte der prokoagulatorischen und antikoagulatorischen Faktoren bzw. Fibrinolysemarker des Plasmaanteils von Vollblutkonserven während einer 28-tägigen Lagerung bei 4 °C untersuchen. Darüber hinaus sollte der Einfluss zweier Antikoagulantien/Additivlösungen (Citrat-Phosphat-Dextrose (CPD)/Phosphat, Adenin, Glukose, Guanosin, Kochsalzlösung und Mannitol (PAGGS-M) auf die hämostatisch aktiven Proteine betrachten werden. Die Hypothese bezüglich der Lagerungsdauer war, dass der Gehalt bzw. die Aktivität der hämostatisch aktiven Proteine an Tag fünfzehn der Lagerung über oder gleich fünfzig Prozent des Ausgangswertes liegen sollte. Darüber hinaus wurde von einem fehlenden signifikanten Unterschied der Gehalte bzw. Aktivitäten zwischen den unterschiedlich antikoagulierten/konservierten Konserven ausgegangen. Mit einer Ausnahme wurde hier bei Faktor V gerechnet. Die für die Untersuchungen benötigten Blutprodukte wurden während eines vorherigen, vom Regierungspräsidium genehmigten Dissertationsprojektes (V 54 - 19 c 20 15 h 02 GI 18/17 kTV 16/2020) hergestellt. Hierzu wurden 21 Hunde aus dem Blutspenderpool der Klinik während einer Routineblutspende zwischen dem 13. Januar und 01. März 2021 rekrutiert. Ausgewählt wurden hierbei ausgewachsene Tiere zwischen einem und zehn Jahren, die bei physiologischem Body Condition Score ein Körpergewicht von mehr als 27 kg und einen ruhigen Habitus aufwiesen sowie entsprechend der Empfehlung der zuständigen Kommissionen/Fachgesellschaften geimpft und antiparasitär behandelt waren. Die Tiere wiesen darüber hinaus eine unauffällige Anamnese, klinische Untersuchung und Basislabordiagnostik auf. Trächtige Tiere, Tiere mit die Hämostase beeinflussenden Grunderkrankungen oder Tiere, die in ihrem Leben zuvor Blutprodukte erhalten haben, wurden ausgeschlossen. Auslandsaufenthalte wurden nach Abwägung zugelassen. Den Hunden wurden jeweils ca. 450 ml Blut entnommen und anschließend wurde das Blut von jeweils drei Tieren zu einem Pool kombiniert (220 ml je Tier). Aus den sieben Poolbeuteln wurden anschließend je zweimal fünfzig Milliliter entnommen und in entsprechende Transferbeutel überführt. Einer der Transferbeutel wurde nicht weiterverarbeitet und stellte den Beutel mit CPD (VB) dar. Wohingegen dem anderen Beutel zusätzlich elf Milliliter PAGGS-M zugesetzt wurden (VB-PAGGS). Die Transferbeutel wurden anschließend für 28 Tage bei 4 °C aufrecht gelagert und alle zwei Tage mehrfach geschwenkt. Probenentnahmen zur Gewinnung des Plasmaanteils zu Analysezwecken für die vorliegende Arbeit fanden nach null, einem, drei, fünf, zehn, fünfzehn, 21 und 28 Tagen statt. Aus den zuvor bei -80 °C gelagerten Proben wurden anschließend prokoagulatorische Faktoren (Faktor V (FV), VII (FVII), VIII (FVIII), IX (FIX), X (FX); Fibrinogen (Fib) und Von-Willebrand-Faktor-Antigen (vWF-Ag)), Gerinnungsinhibitoren und Fibrinolysemarker (Antithrombin (AT), Protein C (PC), Protein S (PS), D-Dimere (DDIM)) sowie Gerinnungszeiten (Prothrombinzeit (PT) und aktivierte partielle Thromboplastinzeit (aPTT)) bestimmt. Verwendet wurde zu diesem Zweck ein automatisiertes Gerinnungsanalysegerät (STA Compact Max 3® Diagnostica Stago S.A.S., Asnières-sur-Seine, France). Wie im Rahmen der Lagerung zu erwarten war, nahm die Aktivität bzw. der Gehalt der hämostatisch aktiven Proteine im Verlauf der Lagerung ab. Hierbei fiel der Mittelwert der Pools aller pro- und antikoagulatorischen Faktoren bis spätestens Tag 28 signifikant (FV, FVIII, vWF-Ag, PC p < 0,0001; FIX p = 0,0001; AT p = 0,0002; PS p = 0,0005; FX p = 0,0012; FVII p = 0,0017; Fib p = 0,0034) ab. Allerdings blieb mit Ausnahme von FVIII und PS, die an Tag fünfzehn 62 bzw. 64 % ihrer Aktivität verloren hatten, bei den anderen hämostatisch aktiven Proteinen mehr als fünfzig Prozent der Ausgangsaktivität bzw. des Gehalts vorhanden. Bis auf PS, bei dem sich zu keinem Zeitpunkt ein signifikanter Unterschied der Aktivität zwischen den VB- und VB-PAGGS-Konserven fand (p = 0,34), zeigten alle anderen Proteine zu mindestens einem Zeitpunkt signifikant niedrigere Aktivitäten (FVII, FIX, FX p < 0,0001; FV p = 0,0002; FVIII p = 0,0016; AT p = 0,0018; PC p = 0,0024; vWF-Ag p = 0,0029; Fib p = 0,013) in den VB-PAGGS-Konserven. Die DDIM zeigten weder über die Zeit (p = 0,44) noch zwischen den Medien (p = 0,22) einen signifikanten Unterschied. Die PT (p < 0,0001) und aPTT (p = 0,018) zeigten einen signifikanten Anstieg über die Zeit sowie die PT signifikant erhöhte Zeiten in den VB-PAGGS-Konserven (p = 0,0046) im Vergleich zu den VB-Konserven. Im Gegensatz dazu fanden sich bei der aPTT (p = 0,064) keine signifikanten Unterschiede zwischen den beiden Zusätzen. Aufgrund der vorliegenden Ergebnisse kann der Plasmaanteil von Vollblutkonserven, die analog zu den in der Studie untersuchten Bedingungen gelagert wurden, als gute Alternative zu anderen Plasmaprodukten eingesetzt werden, insofern das Ziel nicht die Substitution von FVIII oder PS ist. Die Verwendung von VB-PAGGS-Konserven sollte mit Ausnahme des Einsatzes zur Substitution von PS, aufgrund der niedrigeren Aktivitäten bzw. Gehalte der hämostatisch aktiven Proteine zu diesem Zweck vermieden werden.
Relationship between Hypercoagulability and Mesenteric Ischemia early after Cardiac Surgery
(2025-10-10) Taghiyev, Zulfugar Timur
Background: Cardiac surgery is considered to be a hypercoagulable state with an increased incidence of thromboembolic events. In acute mesenteric ischemia (Me-Is), plasma coagulation markers may have additional diagnostic relevance perioperatively.
Methods: Out of 500 consecutive cardiac surgery patients, 25 patients with hyperinflammatory (IL-6 >600 ng/l) and metabolic acidosis (lactate >4 mmol/l) were retrospectively matched 1:4 into Me-Is (n=5) and control (n=20) groups. Blood samples collected before surgery, upon ICU admission and 12 hours after ICU admission were assessed for hemostatic parameters, including fibrinogen, D-dimer, thrombin-anti-thrombin complex (TAT), prothrombin fragments 1+2 (F1+2). All samples were also evaluated in thrombin generation assays, and intestinal fatty-acid-binding protein (I-FABP) was assessed as a marker for Me-Is.
Results: Baseline levels of hemostatic markers in the two groups were similar. TAT levels were significantly increased in the Me-IS group at 12h after ICU admission, respectively (54.20 ±10.49 vs 22.18±12.43 ng/ml, p=0.010). In contrast, at ICU admission, absolute F1+2 values were significantly increased in the control group (1.19±0.04 vs. 0.49 ± 0.47 ng/ml, p=0.047). However, the relative F1+2 values of the Me-Is group (394.2±231.6%) vs. the control group (114.7±144.9%) within 12 hours after ICU admission were 3.9- vs. 1.1-fold higher than baseline (p=0.040). Postoperatively, significantly higher levels of I-FABP and of D-dimers were observed in the Me-Is group vs. controls at ICU admission, (17116.2±18185.4 vs. 2252.3±1582.7 pg/ml [p=0.006] and 5.3±1.3 vs. 3.0±2.1 μg/ml [p=0.043], respectively) and 12 hours after ICU admission (16998.2±20346.3 vs. 1030.8±1100.0 pg/ml [p=0.030] and 3.7±1.8 vs. 1.2±0.8 μg/ml [p=0.005], respectively). No significant differences were observed for thrombin generation (TGA, peak value, ETP) between the two groups.
Conclusion: Our findings suggest that TAT and F1+2 levels are promising candidate markers for evaluating coagulability after cardiac surgery. High levels of activation markers suggest a temporary stage of hypercoagulability immediately after surgery in Me-Is patients.
Tiergestützte Interventionen und Human-Animal Studies : eine theoretische Einbettung und empirische Pilotierung des Einsatzes von Pferden in pädagogisch-therapeutischen Kontexten unter transdisziplinärer Berücksichtigung ethologischer Erkenntnisse sowie mikrosoziologischer Bezugstheorien
(2025) Braun, Theresa Franziska
Der Einsatz von Tieren in verschiedenen pädagogischen und therapeutischen Kontexten wächst stetig. Die bisherige Forschung in diesem Kontext widmet sich vorrangig den positiven Effekten von Tieren auf den Menschen in diesen Settings. Das heißt, die Mensch-Tier-Interaktionen werden bisher dahingehend analysiert, welcher Mehrwert für die Zielgruppe der tiergestützten Interventionen entsteht. Diese Ausrichtung stellt jedoch nur eine Teilebene des feldrelevanten Interaktionsdreiecks „tiergestützte Fachkraft-Tier-Zielgruppe“ dar und ist dementsprechend zu eindimensional. Vor allem die tiergestützte Fachkraft und das Tier selbst (hier am Bsp. Pferd) wurde in den Interspezies-Interaktionen der Triade bisher wenig beachtet. Dementsprechend erfolgt in der vorliegenden Dissertation die Analyse der Mensch-Pferd-Interaktionen inter- und transdisziplinär. Als theoretische und multiperspektivische Annäherungen dienen Ansätze aus den Human-Animal Studies, geprägt durch mikrosoziologische Perspektiven des Symbolischen Interaktionismus, sowie ethologische und veterinärmedizinische Perspektiven (Kontext Tierschutz). Daraus entsteht ein multidimensionaler Blick auf tiergestützte Interventionen, der auch die Tiere selbst als Akteure mit einbezieht.