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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:
Interaktion von Flotillin-2 mit desmosomalen Proteinen und Proteinen des EGFR-Signalweges: Etablierung der BioID-Methode
(2024) von Hayn, Sonja
Pemphigus Vulgaris ist eine bullöse Autoimmunerkrankung, die Blasen auf der Haut und Schleimhaut verursacht. Sie entsteht durch die Wirkung von IgG-Autoantikörpern gegen desmosomale Strukturproteine Desmoglein 1 und 3. Die Folge ist der Verlust der intraepidermalen Adhäsion von Keratinozyten. Die Flotillin- Proteinfamilie kommt ubiquitär vor und zeigt ein großes Spektrum an Funktionen, wobei Flotillin-1 und Flotillin-2 oft eng miteinander verknüpft sind. Diese Proteine assoziieren mit Adhäsions- bzw. Adapterproteinen von Desmosomen und nehmen eine essenzielle Rolle bei der Integrität und Stabilität von Zell-Zell-Kontakten ein. Zudem fungieren Flotilline als Signalvermittler und gerüstbauende Elemente. Eine Verankerung der Flotilline mit der Plasmamembran wird sowohl über Oligomerisierung, als auch über Myristylierung, Palmitylierung und Cholesterinverbindungen vermittelt. Ein Ziel meiner Arbeit war mit Hilfe der BioID-Methode desmosomale Interaktionspartner von Flotillin-2 in humanen Keratinozyten genauer zu untersuchen, um in diesem Rahmen auf mögliche physiologische als auch pathologische Zusammenhänge schließen zu können. Es konnten jedoch nur für BirA* stabile Zellinien generiert werden. Fusionskonstrukte des Wildtyp-Flotillin-2-BirA* sowie der Mutante (Y163F) konnten zwar kultiviert werden, jedoch zeigten diese keine Expression im Immunassay.
Flotilline sind auch an bestimmten Signalwegen wie dem Mitogen-aktivierte Proteinkinasen Signalweg beteiligt, welcher durch den epidermalen Wachstumsfaktor stimuliert wird. Der MAPK-Signalweg stellt einen zentralen Mechanismus in der zellulären Signaltransduktion dar. Er spielt eine entscheidende Rolle bei der Übertragung von extrazellulären Signalen in intrazelluläre Antworten und reguliert diverse biologische Prozesse. Ein weiteres Anliegen meiner Untersuchungen war die Etablierung der BioID, um Interaktome von Flotillin-2 mit Komponenten dieses Weges zu untersuchen. Mit Hilfe des Enzym-Labelings konnten Interaktionspartner wie der EGFR und ERK identifizieren werden. In Abhängigkeit von der Aktivierung des EGFR mit EGF habe ich gezeigt, dass stärkere Interaktionen ohne Gabe des Liganden zu verzeichnen waren. Dabei interagiert die Mutante generell mehr mit dem EGFR, da sie im Gegensatz zum Wildtyp nicht endozytiert werden kann und in der Plasmamembran verbleibt. Weitere untersuchte Interaktionspartner wurden mit der verwendeten Biotinligase nicht identifiziert, da möglicherweise der Aktionsradius nicht ausreichte, um diese zu biotinylieren.
Dynamics of Host Snail Species and Associated Schistosoma/Fasciola Infections: Testing the Citizen Science Model in Lake Albert Region, Uganda
(2023) Tumusiime, Julius
Schistosomiasis is a snail-borne disease that affects over 200 million people globally, 90% living in Sub-Saharan Africa. Severe infections lead to morbidity and death. The disease is highly prevalent among the great lakes in Uganda. However, incomplete knowledge of the distribution patterns of the snail hosts, disease transmission sites, and a shortage of malacologists impede elimination of the disease. Hence, this study assessed the variation in the distribution of host snails of Schistosoma and Fasciola spp. in space and time within the schistosomiasis endemic Lake Albert region of Uganda. The study adopted a citizen science approach to snail monitoring. Snails were sampled from 73 sites monthly for 20 months by the PhD researcher (expert) starting from June 2020, while the citizen scientists (CSs) sampled the same sites weekly in the same period. A time-based snail scooping approach was followed while water physicochemical parameters were determined in situ and some in a field laboratory following standard protocols. Snail species determination followed analysis of the cytochrome c oxidase subunit 1 (COX1) and the nuclear internal transcribed spacer (ITS) markers. Phylogenetic and haplotype network analysis was conducted on the snail sequences to confirm species identity and study gene flow among populations. Logistical and generalised linear models were generated to compare the data generated by the expert and the CSs. Regression analyses were conducted between physicochemical parameters and snail abundance while spatial differences in snail abundance were analysed using the chi-square tests. In 1, 382 data reports (site visits), a total of 52,757 snails belonging to the three target genera (Bulinus (n = 6,123), Biomphalaria (n = 29,670) and Radix (n = 16,964)) were collected by the expert. Impressively, the CSs identified snail genera with over 99% accuracy (n = 4,034 data reports). In addition, the CS collected snail data agreed with the expert's data (70-90%) in snail presence but the degree of agreement varied between snail genera. Schistosoma mansoni was only recorded among Biomphalaria at lake sites despite superior snail numbers at sites away from the lake, thus highlighting the existence of transmission conditions at the lake. The upland Biomphalaria were dominated by B. cf. pfeifferi, which for the first time, this study provides evidence to be a subspecies of B. sudanica that tended to harbour Schistosoma rodhaini. Notably, the study found, for the first time in this area, Bulinus globosus and B. nasutus productus, the hosts of Schistosoma haematobium. However, shedding and PCR tests only revealed infections with the bovine parasite S. bovis. Increasing pH was significantly associated with Biomphalaria spp. abundance (R² = 0.388, p = 0.007) while site type was a predictor of Bulinus and Radix spp. abundance (p<0.05). Thus, this study highlights the actual and potential risk of both S. mansoni and S. haematobium respectively in the Albertine region and the high reliability of citizen-collected data for snail monitoring. This study recommends further research to resolve taxonomy gaps among Biomphalaria and Bulinus snails.
Modifikation des Risikoprofils durch Adipositas in der Herzchirurgie - Hat Adipositas ein isoliertes Risiko für Patienten nach einer Herzoperation?
(2024) Woll, Eva-Maria
Übergewicht und Adipositas sind assoziiert mit einem erhöhten kardiovaskulären Risiko und der Entstehung von Erkrankungen des Herz-Kreislauf-Systems. In deren Folge können pathologische Veränderungen des Herzen entstehen mit Indikation zur herzchirurgischen Versorgung. Der Einfluss von Übergewicht und Adipositas auf das Risikoprofil für herzchirurgische Eingriffe wurde untersucht.
Eine statistische Auswertung von 497 Patienten, die sich sechs verschiedenen herzchirurgischen Eingriffen unterzogen, wurden prä- und postoperativ erfasst. Alle erfassten Daten zu Adipositas und kardiochirurigschen Interventionen stehen in Bezug zur aktuellen Forschung. In einem ein- und sechsmonatigem Follow-up wurden weitere Daten mittels Telefoninterview erhoben. Alle Daten wurden anhand der WHO-Klassifikation in vier BMI-Klassen eingeteilt und miteinander verglichen.
Die demographische Entwicklung und die Korrelation zwischen Adipositas und kardiovaskulären Erkrankungen lässt Rückschlüsse auf einen steigenden zukünftigen Bedarf an herzchirurigischen Operationen zu. Das berücksichtigte Patientenkollektiv ist sehr überschaubar und dadurch an mancher Stelle nicht signifikant aussagkräftig, lässt aber durchaus einen Trend erkennen. Die Probanden waren zwischen 63 und 77 Jahre alt, den größten Anteil bildeten Übergewichtige (n = 231) und den kleinsten Anteil Personen, die am stärksten an Adipositas leiden (n = 37). Es wurden insgesamt vier BMI Gruppen gebildet, deren Einteilung in Anlehnung der WHO erfolg-te. Untergewichtige Patienten und Normosome wurden wegen der geringen Teilnehmerzahl (n = 113) und der damit verbundenen statistischen Signifikanz zusammengefasst als Gruppe eins mit einem BMI < 25 kg/m2.
Die jüngsten Patienten der Studie mit durchschnittlich 68 Jahren waren mit Adipositas Grad I oder höher assoziiert. Daraus könnte man schließen, dass jüngere Menschen aufgrund ihres erhöhten Körperfettes kränker sind. Kardiospezifische Vorerkrankungen standen in keinem statistischen Zusammenhang mit dem BMI. Hypertonie, Diabetes und Dyslipidämie waren signifi-kant über die Gruppen verteilt und zeigten eine deutliche Steigerung bei Probanden mit Adipositas Grad I und höher. Diese Erkrankungen zusammengefasst unter dem Begriff metabolisches Syndrom, erlauben die Aussage, dass Probanden mit Adipositas-Assoziierten BMI-Gruppen ein erhöhtes kardiovaskuläres Risiko präoperativ mit in die Operation bringen. Viele Probanden mit Adipositas Grad II oder höher hatten bereits im Vorfeld eine kardiologische Intervention. Laborchemisch fielen die HDL- und Triglyceridwerte in der BMI-Verteilung besonders auf. Ab der Gruppe der Übergewichtigen nahmen die HDL-Werte im Verlauf ab, wodurch die Probanden die kardioprotetive Wirkung dieser Proteine verloren hatten. Gegenstand der Studie waren insgesamt sechs verschiedene herzchirugische Verfahren. Am häufigsten erfolgte eine Bypass-versorgung über alle BMI-Klassen hinweg. Die Mortalität war insgesamt sehr niedrig und eine Abhängigkeit zum BMI war nicht erkennbar. Es starben geringfügig mehr Patienten mit einem BMI über 35 kg/m2. Diese Aussage gilt nicht als statistisch signifikant und sollte in einer größeren Population reevaluiert werden.
Postoperativ war die stationäre Versorgungsdauer sowohl des gesamten Krankenhausaufenthaltes als auch die Intensivstationszeit bei Adipositas-Grad-I-Patienten am höchsten. Postoperative Komplikationen stehen in keinem Zusammenhang mit dem BMI. In der Gruppe mit den Normalgewichtigen mussten die meisten Re-Eingriffe durchgeführt werden.
Im Follow-up über einen und sechs Monate wurden drei Parameter statistisch signifikant ausgewertet. Die Belastbarkeit stieg präoperativ von 5,10 Punkten im Mittel über 6,02 Punkte im Mittel einen Monat nach der Operation, bis hin zu 6,64 Punkten im Mittel stufenweise signifikant an. Über das gesamte Kollektiv ist somit eine Steigerung der Belastbarkeit von im Schnitt 1,54 Punkten zu verzeichnen.
Die gravierendsten Unterschiede sind in Gruppe vier mit einem BMI über 35 kg/m2 zu ver-zeichnen. Sie sind mit der subjektiv niedrigsten Belastbarkeit in der Studie gestartet (4,36 Punkte) und machten über ein halbes Jahr postoperativ die größten Fortschnitte mit im Mittel 2,08 Punkten. Ein weiterer Parameter ist Dyspnoe. Innerhalb des gesamten Patientenkollektivs ver-besserte sich die Dyspnoe präoperativ von 5,17 Punkten im Mittel über 2,88 Punkte im Mittel einen Monat nach der Operation bis hin zu 2,41 Punkten durchschnittlich nach einem halben Jahr.
Die besten Ergebnisse zeigen die Einschätzungen bei Patienten mit Adipositas Grad I. Mit 3,29 Punkten im Mittel sind sie in Bezug auf Dyspnoe die klaren Profiteure von einer Herzoperation. Nach einem und nach sechs Monaten waren die Patienten mit einem BMI über 35 kg/m2 am zufriedensten mit ihrem postoperativen Gesundheitszustand und konnten eine Verbesserung feststellen. Am wenigsten hat sich der Zustand bei Patienten mit Adipositas Grad I nach einem Monat verändert. Nach sechs Monaten gaben allerdings die meisten aus der Gruppe mit Übergewicht an, keinen Unterschied zu ihrem Zustand vor der Operation zu erkennen. Eine Ver-schlechterung nach einem Monat äußerten die meisten normosomen Patienten. Diese Haltung änderte sich auch nach einem halben Jahr nicht.
Die Bemessung des BMIs, welche als Basis für die Hypothese des Obesity Paradox gilt, unterscheidet nicht zwischen dem Geschlecht, dem Alter oder der Körperfettzusammensetzung. Die Einteilung nach BMI-Gruppen erfolgt in dieser Studie zur besseren Vergleichbarkeit mit der aktuellen Fachliteratur, in der weiterhin der Body-Mass-Index als Standard zur Erfassung gilt. Sinnvoller wäre weiterhin, auf die Fettverteilung bei Patienten zu achten, um ungünstigeres viszerales Fettgewebe und die damit verknüpften Risiken schneller erkennen zu können.
Pauschal bestätigten die vorliegenden Daten Adipositas als Risikofaktor für Herzchirurgie nicht. Es sollte in weiteren Studien eine gezieltere Differenzierung der BMI-Klassen erfolgen, um Kachexie als Risikofaktor zusätzlich zu berücksichtigen und die gefundenen Unterschiede zwischen Übergewicht und Adipositas in einer größeren Population zu beurteilen.
Citizens can help to map putative transmission sites for snail-borne diseases
(2024) Tumusiime, Julius; Valderrama Bhraunxs, Noelia; Kagoro-Rugunda, Grace; Namirembe, Daisy; Albrecht, Christian; Twongyirwe, Ronald; Tolo, Casim Umba; Jacobs, Liesbet; Huyse, Tine
Introduction: Schistosomiasis and fasciolosis are snail-borne diseases of great medical and veterinary health importance. The World Health Organization recommends complementing drug treatment with snail control and community involvement for disease elimination, but there is a general lack of snail experts and hence snail distribution data. Therefore, we adopted a citizen science approach and involved citizens in the monitoring of medically and veterinary important snail taxa.
Materials and methods: Snail data was collected weekly by 25 trained citizen scientists (CSs) at 76 sites around southern Lake Albert (Uganda) for 20 months. At each site, snails were searched for 30 minutes, sorted, target snail hosts identified to genus level, counted and data submitted through a smartphone application. The quality of this data was assessed by comparing it to monthly data collected by an ‘expert’ malacologist using the same sampling protocol. Generalised binomial logistic and linear mixed-effects models were used to analyse the variables for agreement between the CSs and expert.
Findings: The binary agreement in presence/absence of Biomphalaria, Bulinus and Radix snails reported by the expert and CSs ranged between 70% and 86% (900 reports) with an average of 17% false negatives (sites wrongly defined as snail-free). The agreement for Biomphalaria and Radix increased with snail abundance, and false negatives decreased when the number of snails collected by citizens was aggregated per month. Site type significantly predicted binary agreement, which was lowest at lake sites (55%) and highest at spring sites (99%) with variations across genera. Similar temporal trends in snail abundance were recorded despite the expert reporting higher abundance. However, the relative abundance was consistent across site types. The match between the sites with highest Biomphalaria spp. abundance identified by CSs and expert was consistently high (~84.1%) and increased over time.
Conclusions and recommendations: Our results demonstrate the potential of citizen science to map putative schistosomiasis transmission sites. We therefore argue that this inclusive, powerful and cost-effective approach can be more sustainable than top-down monitoring and intervention campaigns.
Association study between SNP markers located in meat quality candidate genes with intramuscular fat content in an endangered dual-purpose cattle population
(2024) Halli, Kathrin; König, Sven; Giambra, Isabella J
The aim of this study was to associate single nucleotide polymorphisms (SNP) of the bovine calcium-activated neutral protease µ-calpain, calpastatin, diacylglycerol-O-acyltransferase, adipose fatty acid binding protein, retinoic acid receptor-related orphan receptor C (RORC), and thyroglobulin (TG) gene with intramuscular fat content (IMF). Therefore, 542 animals of the cattle breed “Rotes Höhenvieh” (RHV) were phenotyped for IMF. Genotyping of the animals was performed using polymerase chain reaction-restriction fragment length polymorphism tests for six SNP from candidate genes for meat quality traits. In addition, we calculated allele substitution and dominance effects on IMF. A subgroup of animals (n = 44, reduced dataset) with extraordinary high IMF was analyzed separately. The mean IMF content was 2.5% (SD: 2.8) but ranged from 0.02% to 23.9%, underlining the breeds’ potential for quality meat production. Allele and genotype frequencies for all SNP were similar in the complete and reduced dataset. Association analyses in the complete dataset revealed the strongest effects of RORC on IMF (P = 0.075). The log-transformed least-squares mean for IMF of genotype g.3290GG was 0.45 ± 0.16, 0.26 ± 0.14 for genotype g.3290GT, and 0.32 ± 0.14 for genotype g.3290TT. In the reduced dataset, we found a significant effect (P < 0.05) of the g.422C>T-SNP of TG on IMF, with highest IMF for genotype CT (0.91 ± 0.17), lowest IMF for genotype TT (0.37 ± 0.25), and medium IMF for genotype CC (0.59 ± 0.16; log-transformed values). Compared to the complete dataset, allele substitution effects increased in the reduced dataset for most of the SNP, possibly due to the selective genotyping strategy, with focus on animals with highest IMF implying strong phenotypic IMF contrast. Dominance effects were small in both datasets, related to the high heritability of IMF. Results indicated RHV breed particularities regarding the effects of meat quality genes on IMF. An explanation might be the breeding history of RHV with focus on adaptation and resilience in harsh outdoor systems. Consequently, it is imperative to develop breed-specific selection strategies. Allele substitution and dominance effects were in a similar direction in both datasets, suggesting the same breeding approaches for different RHV strains in different regions. Nevertheless, a selective genotyping approach (reduced dataset), contributed to more pronounced genotype effect differences on IMF and dominance values.