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Characterization of C12A7:2e- electride and its application in electric propulsion cathodes
(2024) Reitemeyer, Malina Katrin
A key component for many electric propulsion systems is the cathode or neutraliser. By combining the thermionic emission of a low work function material with a plasma environment, the device provides electrons for the thruster’s plasma and beam neutralisation. The electride material C12A7:2e- offers a low work function and good ambient stability, making it a promising candidate as a cathode insert material. In this work, Hall effect measurements, weight gain by oxidation, EPR and Raman spectroscopy are applied to electride material over a wide range of electron concentrations. In particular, the carrier densities obtained by Hall effect measurements and the reduction degree obtained from weight gain by oxidation technique correlate with features in the Raman spectrum, to be specific with the intensity ratio of the phonon band at 521 cm−1 with respect to the double band at 566 cm−1 and 610 cm−1. This allows a simple and non-intrusive assessment of sample quality based on the Raman spectrum of a sample. In addition, two cathode design concepts using disk-shaped C12A7:2e- electride inserts were tested. The first design, a thermionic plasma cathode, is successfully operated for several hours and achieves currents up to 1.4 A (1 A keeper, 0.4 A anode). Furthermore, reasons for voltage drifts and instabilities due to changes in the insert material are analysed and possible solutions identified. The second design uses a magnet to enhance gas ionisation and can be ignited at room temperature. Currents up to 70 mA are achieved. Various alternative propellants are studied, including iodine. In particular, several hundred hours of operation are performed with krypton as propellant. Insert degradation and device performance are closely monitored throughout the test.
Towards eradicating the tropical disease schistosomiasis – integrative mathematical and statistical modeling combining intrinsic and extrinsic parameters
(2024) Tabo, Zadoki
Schistosomiasis poses a significant public health threat in Sub-Saharan Africa, particularly affecting impoverished rural communities. This disease is predominantly caused by S. mansoni and S. haematobium parasites, transmitted by freshwater snails of the Biomphalaria and Bulinus species. East Africa, characterized by densely populated rural areas, bears the highest disease burden within the region, with specific hotspots identified in Uganda, Kenya, and Tanzania. Various factors, including climatic variability, geographical features, environmental/habitat suitability, biodiversity, and anthropogenic influences, influence the distribution patterns of intermediate host (IH) snails and schistosomiasis transmission across different geographic scales. The new WHO roadmap emphasizes a One Health approach, recommending targeted snail control and alternative methods. However, limited knowledge exists about the determinants of community structure of the two genera and their role in schistosomiasis transmission, prevalence, and distribution under various scenarios, such as climatic variability in East Africa. This study reveals significant extrinsic parameters influencing the distribution of IH snails at both local (Western Uganda) and regional (East Africa) geographical scales, using Random forest, a machine learning technique. On a smaller scale, geography, diversity of the associated mollusk fauna, and climate emerged as important predictors for the presence of Biomphalaria, whereas mollusk diversity, water chemistry, and geography primarily controlled the occurrence of Bulinus. Mollusk diversity and geography were found to be relevant for the presence of both genera combined. On a regional scale, the results indicated geography and climate as primary factors for Biomphalaria, while Bulinus occurrence was additionally influenced by soil clay content and nitrogen concentration. These parameters signify the processes involved in meta-community assembly, encompassing factors like dispersal limitation, environmental filtering, and biotic interactions that influence the establishment of genera. Furthermore, mathematical models were formulated to quantify the dynamics of schistosomiasis transmission, focusing on the role of IH and all stakeholders in transmission and management (climate variability and control strategies). Within East Africa, this study revealed varied incidence rates among countries based on temperature and rainfall patterns, characterized by seasonal schistosomiasis emergencies and re-emergences. Conditions with temperatures between 20-27°C and precipitation ranging from 5-140 mm were found to be conducive for schistosomiasis, while June and July marked a period with fewer reported cases, attributed to adverse temperatures around 26-30°C and lower precipitation levels (5.0 to 91.8 mm). Furthermore, Biomphalaria snails demonstrated higher population growth and susceptibility to infection than Bulinus snails, particularly below 25°C, with their populations declining above this temperature threshold and it is optimal for intensifying snail interventions. Expanding the scope, this study revealed that specific non-host competitor snails and predator behaviors such as attack and handling times, can directly control the population of IH snails. However, employing a singular snail competitor or predator alone did not achieve complete disease eradication, while their simultaneous application resulted in a significant decrease in the IH snail population. This reduction brought the reproductive number below unity, indicating the effectiveness of disease control measures. Moreover, model evaluating the individual and tiered impact of remaining control strategies in the current study, including chemotherapy, awareness programs, snail removal, and environmentally dependent chemical control, revealed that no single or combination of 2-3 tiered approaches could entirely eradicate schistosomiasis, except for a four-tiered strategy that integrates all assessed interventions. All work in this dissertation contributes to a better understanding of the community structure of IH snails (where and why their distribution occurs) as well as the impact of climate variability, non-host snails, and predators, as well as evaluating the effectiveness of all stakeholders. It enables the optimization of resources, adaptation of interventions, and supports evidence-based decision-making, fostering community trust.
Erste parasitologische Untersuchungen bei der synanthropen Nilgans (Alopochen aegyptiaca) in Deutschland und ihre Bedeutung als Neobiont
(2024) Fischer, Ella
Seit spätestens dem Aurignacien vor ca. 40.000 bis 31.000 Jahren führt der Mensch (Homo sapiens) auf seinen Wanderbewegungen über die biogeografischen Grenzen hinweg in einem immer schnelleren Tempo Tiere und Pflanzen in stetig steigender Zahl mit sich (Pongsiri et al. 2009; Broodbank 2018). Die Etablierung von gebietsfremden Tier- und Pflanzenarten (i. e. Neobiota) gilt angesichts ihrer vielfältigen ökologischen Auswirkungen als eine der größten Bedrohungen für die weltweite Biodiversität (Cornet et al. 2016; Blackburn et al. 2009; Lee und Klasing 2004). Gebietsfremde Arten können Parasiten aus ihren ursprünglichen Verbreitungsgebieten in die neu besiedelten Lebensräume mitbringen, wo sie ebenfalls einer Vielzahl von für ihr Immunsystem neuen Pathogenen ausgesetzt sind. Die Interaktionen zwischen der Wirtspopulation und den Makro- bzw. Mikroparasiten nehmen Einfluss auf den Ausbreitungs- und Etablierungsprozess einer gebietsfremden Art (Drake 2003; Gethings et al. 2016; Torchin et al. 2001). In der vorliegenden Arbeit wird die synanthrope Nilgans (Alopochen aegyptiaca) als exemplarisch für eine gebietsfremde Vogelspezies in Mitteleuropa vorgestellt und es werden die sie befallenden gastrointestinalen Endoparasiten untersucht. Diese synanthropen Halbgänse leben unter anderem in Parkanlagen, in Freibädern und auf Golfplätzen in der unmittelbaren Umgebung von Menschen, weshalb auch das Risiko einer von Salmonella spp. verursachten Anthropozoonose eingeschätzt wurde. Die Nilgans ist in Mitteleuropa ein Neozoon. Diese Spezies wurde im 17. Jahrhundert nach England eingeführt, wo sie als Ziergeflügel in Parkanlagen gehalten wurde. Während die auf Parkflüchtlinge zurückgehende Nilganspopulation in Europa sich anfänglich nur sehr langsam ausbreitete (Lensink 1998; Sutherland und Allport 1991), hat sie sich hierzulande mittlerweile zu der am schnellsten expandierenden Wasservogelspezies entwickelt (Huysentruyt et al. 2022). Für die vorliegende Studie wurden im Zeitraum zwischen Januar 2020 und Juni 2021 178 wild lebende Nilgänse in ihrem Habitat aufgespürt und 148 Kotproben gesammelt (n = 148). Diese Kotproben wurden in sieben deutschen Bundesländern gesammelt und auf parasitäre Zwischenstadien untersucht, wobei die Natriumacetat-Essigsäure-Formalin-Technik (SAF-Technik), modifiziert mit Essigsäureethylesther, zur Anwendung kam. Im genannten Zeitraum wurden auch 114 geschossene oder verendete Tierkörper aus fünf deutschen Bundesländern post mortem auf Adult- und Zwischenstadien von Endoparasiten untersucht (n = 114). 83 Kotproben, 30 Socktupferpaare sowie 25 Blinddärme von frisch geschossenen Nilgänsen wurden auf Salmonella spp. untersucht (n = 138), wobei das Verfahren nach ISO 6975 (2017) und eine Kombination aus Voranreicherung und spezifischer kommerzieller PCR (Zulassungsnummer FLI-B-656) zur Anwendung kamen. Diese Proben stammten aus fünf Bundesländern. Dabei wurden auch Kotproben in 14 Freibädern gesammelt, welche regelmäßig von Nilgänsen aufgesucht wurden: So konnte dann in vitro getestet werden, ob die im Kot ausgeschiedenen Stämme von Salmonella enterica (subsp. enterica Serovar Anatum) im Schwimmbadwasser, das nach DIN 19643 mit Chlorgas behandelt worden war, infektiös blieben. Ferner wurden 100 Proben auf Cryptosporidium spp. untersucht, wobei Mikroskopie, Koproantigen-ELISA und ein kommerzielles PCR-Kit zum Einsatz kamen. Im Zuge der vorliegenden Studie wurden insgesamt 13 verschiedene mehrzellige Endoparasiten mittels Koproskopie und Sektion von Tierkörpern nachgewiesen. Im Fall von Echinostoma revolutum wurde die Speziesdiagnose mittels Sequenzierung eines Teils des ND1-Gens und des COX1-Gens gestellt. Hystrichis tricolor, ein in Mitteleuropa selten vorkommender Endoparasit des Proventriculus, wurde molekularbiologisch mittels Sequenzierung eines Teils des 18S-Gens identifiziert. Es wurden signifikante Unterschiede bei den Prävalenzen zwischen den im urbanen Raum und den in periurbanen Gebieten lebenden Nilgänsen festgestellt. Es wurden auch geografische Zonen ausgemacht, in denen bestimmte Endoparasitenspezies öfter als in anderen Gebieten gefunden wurden, was möglicherweise Hinweise auf das Migrationsverhalten der Nilgans in Mitteleuropa liefern könnte. Es wurden patente Infektionen bei Alopochen aegyptiaca für die Endoparasiten Hystrichis tricolor, Echinuria uncinata, Porrocaecum spp. und Echinostoma spp., nachgewiesen. Daraus kann geschlossen werden, dass diese indigenen Endoparasiten den gebietsfremden Wirtsorganismus Alopochen aegyptiaca nicht nur infizieren, sondern zudem auch in der Lage sind, sich in diesem fortzupflanzen und über diesen dann dessen Artgenossen sowie andere Wasservogelarten und Säugtiere zu infizieren. Bei Infektionen mit den indigenen Endoparasiten H. tricolor und E. uncinata zeigten histologische Untersuchungen, dass die infizierten Nilgänse an einer schweren Entzündung des Drüsenmagens (Proventriculus) litten. Chronische Entzündungsprozesse kosten den Wirtsorganismus Ressourcen und verringern somit seine biologische Fitness. Da der Nachweis erbracht wurde, dass Nilgänse die genannten Parasiten übertragen, ergibt sich ganz klar ein weiterer Forschungsbedarf hinsichtlich eines potenziellen „Spillback-Effekts“ auf einheimische Wassergeflügelarten wie Stockenten (Anas platyrhynchos), Blässhühner (Fulica atra) und Teichhühner (Gallinula chloropus). Vorbehaltlich einiger Einschränkungen lassen sich die in der vorliegenden Studie festgestellten Prävalenzen von Endoparasiten bei Alopochen aegyptiaca mit jenen in Untersuchungen von einheimischem Wassergeflügel wie Anas platyrhynchos vergleichen: Im Durchschnitt ist die Nilgans offenbar seltener und mit einer geringeren Bandbreite an Endoparasitenspezies infiziert als die in ähnlichen Habitaten lebende Stockente. Schließlich zeigte die vorliegende Studie, dass das Risiko einer Anthropozoonose durch Erreger wie Salmonella spp., Cryptosporidium spp., Giardia spp., Toxoplasma gondii und Echinostoma spp. offenbar nur sehr gering ist, da in den untersuchten Proben keiner dieser Erreger nachgewiesen wurden. Allerdings konnte hier gezeigt werden, dass Salmonella enterica (subsp. enterica Serovar Anatum) bis zu 180 Minuten lang in chloriertem Schwimmbadwasser überleben konnte und entsprechend infektiös blieben. Das mit Nilgänsen verbundene Risiko einer Echinostomiasis für Badegäste an Süßwasserseen oder Teichen ist aber nicht sehr hoch, da Menschen in Deutschland in der Regel keine ungekochten Süßwasserschnecken konsumieren.
Risikofaktoren und Ergebnisse einer invasiven Therapie eines posthämorrhagischen Hydrozephalus bei Frühgeborenen (Geburtsgewicht unter 1500 g) – eine monozentrische retrospektive Kohortenanalyse
(2023) Spath, Lisa
Liquordrainagesysteme zur Behandlung des neonatalen posthämorrhagischen Hydrozephalus (PHH) sind häufig mit infektiösen Komplikationen vergesellschaftet. Aufgrund ihrer unspezifischen Symptomatik ist die Ventrikulitis bei Neugeborenen schwer zu detektieren. Insbesondere die Interpretation der Liquorparameter ist durch die Hämorrhagie bedingte chemische Ventrikulitis erschwert. Daher sollten hier Risikofaktoren für die Entstehung einer Ventrikulitis identifiziert und mögliche Prädiktoren in der Liquorzusammensetzung ermittelt werden. Im Rahmen dieser monozentrischen, retrospektiven Studie wurde der klinische Verlauf von 35 Frühgeborenen (Geburtsgewicht < 1500 g) mit PHH und Liquordrainagesystem (VR oder VP-Shunt) untersucht. Bei 94,2 % der Neugeborenen wurde primär ein VR implantiert und bei 5,7 % ein VP-Shunt. Die Konversionsrate zu einer definitiven Liquorableitung betrug 78,8 % mit einer durchschnittlichen Liegedauer des VR von 43,4 Tagen (SD ±25,8). 69,7 % der Neonaten wurden mit VP-Shunt, sowie 18,5 % mit VR entlassen. Präoperative Liquorpunktionen wurden bei 28,6 % durchgeführt. Pro Neonat erfolgten durchschnittlich 33,5 VR-Punktionen (SD ±22,4), entsprechend einer Punktionsfrequenz alle 1,3 Tage. Eine Ventrikulitis trat bei 34,3 % der Frühgeborenen auf, davon 83 % mit Koagulase-negativen Staphylokokken. Bei der Betrachtung der Liquordrainagesysteme infizierten sich 21,4 % der Neonaten mit VR und 21,2 % mit VP- Shunt. Die Diagnose erfolgte im Durchschnitt nach 28,7 Tagen postoperativ (SD ±21); 50 % der Infektionen wurden bis zum 18. postoperativen Tag verzeichnet. Als Risikofaktoren für die VR-Ventrikulitis konnten das männliche Geschlecht (p = 0,039), das Nichtvorhandensein eines PDA (p = 0,026) und ein niedriges Geburtsgewicht (p = 0,172) eruiert werden. Anhand dieser drei Variablen war eine Prognose hinsichtlich des Auftretens einer VR-Ventrikulitis möglich (p = 0,006, Nagelkerkes R-Quadrat 0,486). Keinen signifikanten Einfluss zeigten hingegen das Gewicht zum OP-Zeitpunkt sowie der Grad der Germinalmatrix- und intraventrikuläre Hämorrhagie (GMH-IVH). Im Liquor zeigte sich ein mindestens 4-facher Anstieg der Zellzahl, ein Eiweißanstieg um etwa 700–1700 mg/l sowie einer Erhöhung des Laktat-Glukose-Quotienten (LGQ) um mindestens das 3-fache. Als Risikofaktor für eine VP-Shunt-Ventrikulitis konnte lediglich ein geringes Gewicht zum Operationszeitpunkt (p = 0,010) identifiziert werden. Hingegen hatten Operationsdauer, Konnektion des VP-Shuntes an ein präexistierendes VR und Punktionsfrequenz des Reservoirs keinen Einfluss auf das Infektionsrisiko. Zusammenfassend zeigt die vorliegende Arbeit für beide operative Verfahren ein ähnliches Infektionsrisiko und identifiziert spezifische Risikofaktoren für eine postoperative Ventrikulitis. Zur Detektion einer Ventrikulitis kann neben der Zellzahl bei Neonaten der LGQ als weiterer prädiktiver Parameter herangezogen werden.
Digitale Innovation in der Hochschullehre: Multi-Channel-Distribution von E-Learning-Produkten
(2024) Dörr, Lea
Die fortschreitende Digitalisierung verändert Wirtschaft, Politik und Gesellschaft tiefgreifend. Dabei trifft eine Generation, die erst im Laufe ihres Lebens mit dem Internet vertraut wurde (Digital Immigrants), auf eine jüngere, die mit Technologie aufgewachsen ist (Digital Natives). Diese unterschiedlichen Erfahrungswelten führen zu einem „Digital Gap“ in Verhalten und Umgang mit Technologie. Dieser Gap zeigt sich auch in der Hochschullehre: Digital Natives bevorzugen immer häufiger mehrdimensionale und multimediale Informationsquellen in der Hochschullehre. Um den Bedürfnissen der Studierenden gerecht zu werden und die Wettbewerbsfähigkeit der Hochschulen zu sichern, sind innovative Lehrmethoden erforderlich. Die vorliegende Arbeit entwickelt und beschreibt als Lösungsansatz dafür einen sogenannten Multi-Channel-Ansatz (MCA), bei dem Lehrinhalte über verschiedene Kanäle und Endgeräte an die Studierenden verteilt werden. Der MCA wird systematisch in ein exemplarisches Bachelor-Modul eines modellhaften Studiengangs integriert und entspricht dabei den aktuellen technologischen Gegebenheiten.
The Amyloid Precursor Protein Family and its Functional Role in Endothelium
(2024) Kurz, Sabrina
Amyloid Precursor Protein (APP), Amyloid Precursor-like Protein 1 (APLP1) and APLP2, are part of the APP protein family. They are characterized as type 1 single-pass transmembrane proteins. APP and APLP2 are ubiquitously expressed, whereas APLP1 is restricted to neuronal tissue. Consequently, I decided to focus solely on APP and APLP2 in my studies. The strong conservation of APP and APLP2 from invertebrates to humans implies they have fundamental roles in cellular function. They show high structural similarities. However, the amyloid β (Aβ) sequence, which is known to play a critical role in the development of Alzheimer’s disease, is not expressed in APLP2. Several studies have suggested that APP and APLP2 might act like cell surface receptor-like proteins or ligands. The suggested functions range from playing a role in transcriptional regulation to synaptic functions or involvement in cell adhesion. In contrast to the single App or Aplp2 knockout mice, gene deficiency for both genes is perinatal lethal. Therefore, it is assumed that both genes have, at least in part, overlapping functions during development. Apart from its involvement in Alzheimer’s disease, the function of APP and APLP2 remain poorly understood. According to our RNA sequencing data, APP and APLP2 are among the most highly expressed genes in endothelial cells. Therefore, I hypothesized that they have a critical, yet unknown role in either the development or functionality of blood vessels. The aim of this study was to unravel the function of APP and APLP2 within the endothelium. APP and APLP2 can potentially affect a wide array of endothelial cell-related processes, such as inflammation, vessel remodeling and regulation of blood homeostasis and vascular permeability. To identify the most suitable mouse model for App and/or Aplp2 endothelial-specific knockout (KO) mice, I initiated a series of in vitro experiments. The particular focus on the role of APP and/or APLP2 in angiogenesis stemmed from my intriguing observation of compromised tube formation in HUVECs subsequent to the double knockdown (KD) of both APP and APLP2 in an in vitro matrigel assay. As a next step, I used different in vivo models to investigate a potential role of the protein family in angiogenesis in vivo. Hereby, I observed fewer muscle fibers, less proliferation and a dilated vessel perimeter in double KO mice 28 days after femoral artery ligation. However, no significant differences directly related to the KO of App and Aplp2 in the endothelium were detected. Overall, these results describe an important role of APP in angiogenesis in vitro that could not be compensated by APLP2. However, the underlying mechanisms in vivo appear to be much more complex and could potentially be compensated by as-yet-unkown backup mechanisms. Future studies in other tissues and other species would certainly help to unravel the physiological role of App and Aplp2 within the endothelium.
Individualization of nutritional treatment through use of biomarkers in polymorbid medical inpatients
(2024) Wunderle, Carla
Background: Disease-related malnutrition in medical inpatients is highly prevalent and associated with significantly increased morbidity, disability, short- and long-term mortality, impaired recovery from illness, and cost of care. Nutritional support has been shown to be an effective treatment to reduce these risks. Yet, there is growing evidence suggesting that not all patients respond equally to nourishment and individualization to the patient's specific situation is needed. Addressing the heterogeneity in treatment responses and translating the findings into clinical practice through evidence-based recommendations are thus two major challenges for improving nutritional care in the future. Methods: This work combines two different methodological approaches, including (a) updating the treatment guideline for nutritional support of polymorbid patients in collaboration with the European Society of Clinical Nutrition and Metabolism (ESPEN) based on a systematic review and meta-analysis process with development of recommendations regarding individualization of treatment, and (b) using clinical data from the randomized controlled Effect of early nutritional therapy on Frailty, Functional Outcomes, and Recovery of malnourished medical inpatients Trial (EFFORT) to investigate the use of specific biomarkers and amino acids (i.e., arginine, glutamine and tryptophan) as well other parameters to improve the prediction of treatment response. Results: In 2023, we updated the ESPEN guideline based on new evidence. It now comprises 32 instead of 22 recommendations covering several aspects of nutritional support including indication, route of feeding, energy and protein targets, micronutrient requirements, monitoring, and intervention procedures, as well as three new recommendations on individualization of nutritional therapy. In several analyses using the EFFORT trial data, we found that the metabolism of the amino acids arginine, glutamine and tryptophan provided prognostic information on the occurrence of adverse clinical outcomes but did not help to predict response to nutritional treatment. In an additional analysis, we found that adapting nutritional risk scores, by removing parameters reflecting disease severity, improved their predictive value for treatment response. Patients having high adapted scores showed a significant survival benefit from nutritional support, whereas this was not observed for patients having low adapted scores. Conclusion: This work focuses on the individualization of nutritional care for medical inpatients through the elaboration of clinical guidelines and specific analysis of new parameters in a large treatment trial. This is an important step in translating new research findings on malnutrition phenotyping, underlying pathophysiology and treatment response into clinical practice and may help to improve treatment of patients in the near future.
Structure of a specific nuclear mRNP and the role of Hpr1 in mRNP assembly
(2024-04-23) Stefanyshena, Nataliia
In eukaryotes, pre-mRNAs are processed and packaged by numerous RNA-binding proteins (RBPs) into messenger ribonucleoprotein particles (mRNPs) in the nucleus. Mature mRNPs are exported to the cytoplasm for the translation into proteins. The TREX complex plays an important role in coupling transcription and mRNA export. In S. cerevisiae, it consists of the pentameric THO complex (Hpr1, Tho2, Mft1, Thp2 and Tex1), the helicase Sub2, the mRNA export adaptor Yra1, and the SR-like proteins Gbp2 and Hrb1. Deletion of THO component HPR1 results in vast consequences for the cell, such as increased genomic instability, hyperrecombination, accumulation of R-loops and an mRNA export defect. The THO complex interacts with Sub2, which loads Yra1 onto the mRNP for further recruitment of general mRNA exporter Mex67-Mtr2. Mex67 can be recruited to the mRNP through different adaptor proteins - Yra1, Nab2, Npl3 and Hpr1. The mRNA exporter Mex67-Mtr2 mediates the export of the mRNP through the nuclear-pore complex (NPC). The first aim of this study was to determine the structure of nuclear transcript-specific mRNPs. Isolation of a specific mRNPs was accomplished by a two-step affinity purification. In the first step, nuclear mRNPs were enriched via Cbc2, a subunit of the cap-binding complex. In the second step, RNA-based approaches using different types of antisense oligonucleotides and RNA aptamers were implemented to specifically purify CCW12 mRNA with its associated proteins. MS2 and Mango aptamers provided specific purification of the CCW12 mRNP in sufficient yield. Particles isolated via these aptamers were visualised by electron microscopy. This study demonstrates that specific mRNPs can be enriched in a good yield for further structural analysis using advanced electron microscopic techniques. Another aim of this study was to investigate the role of Hpr1 in mRNP assembly. It shows that deletion of HPR1 leads to an increased level of Nab2, Yra1 and Mex67 in nuclear mRNPs. It is consistent with these proteins binding more mRNAs in ∆hpr1 strain. The occupancy of Nab2 and Yra1 at the transcribed genes is increased in ∆hpr1 cells, but not for Mex67. To investigate mRNA export in the absence of Hpr1, other mRNA export adaptors, such as Nab2, Yra1 and Npl3, were overexpressed in ∆hpr1 cells. The mRNA export defect of ∆hpr1 cells is suppressed by overexpression of Nab2 or Yra1. In both cases, restored mRNA export is associated with similar changes in mRNP composition: further increase of Nab2 and reduction of Mex67 to the WT level. In case of Yra1 overexpression in ∆hpr1 cells, Yra1 recruits or retains more Nab2 at transcribed genes. Taken together, in cells lacking a functional THO complex, Yra1 can act as assistant to facilitate the loading of Nab2 onto mRNPs; high levels of Nab2 can promote mRNA export; increase of Mex67 amount is associated with nuclear mRNA retention, while reduction of Mex67 to the WT level is related to restored mRNA export. Deletion of another important component of mRNA export pathway, nucleoporin NUP60, leads to changes in nuclear mRNPs similar to a ∆hpr1 strain: increased levels of Nab2, Yra1 and Mex67. Therefore, it is hypothesized that increased levels of these proteins are hallmarks of mRNP retention caused by disruption of the mRNA export pathway.
Untersuchung des Ionisations- und Fragmentationsverhaltens organischer Proben mittels Massenspektrometrie auf Basis der clusterinduzierten Desorption/Ionisation
(2024-06) Keller, Philip Johannes
In dieser Doktorarbeit wurde die Desorption/Ionisation mittels neutraler Cluster (engl.: Desorption/Ionisation induced by Neutral Cluster, kurz: DINeC) genutzt, um organische Moleküle hinsichtlich ihres Fragmentationsverhaltens, insbesondere unter Ionenbeschuss, massenspektrometrisch zu untersuchen. DINeC in Kombination mit der Massenspektrometrie (MS) hat sich als fragmentierungsarme und effiziente Methode zur Analyse organischer Moleküle bewiesen: Die bei DINeC verwendeten neutralen SO2-Cluster desorbieren den Analyten ohne eine Fragmentierung zu induzieren. Gleichzeitig können diese die Ionisation des Analyten durch Protonierung und Elektronenabstraktion unterstützen. Über die Untersuchung des Fragmentationsverhaltens hinaus wurden in dieser Arbeit deshalb auch die bei DINeC aktiven Ionisationsprozesse näher untersucht. So wurde bei Cluster-Beschuss das Ionisationsverhalten zweier Komplexarten, der Porphyrine und Ir(ppy)3, untersucht: Es konnte beobachtet werden, dass Porphyrine in Abhängigkeit der Besetzung des Komplexzentrums unterschiedliche Ionisationsmechanismen zeigen. Die Konstitution der Porphyrin-Reste in Kombination mit dem Vorhandensein eines zentralen Metall-Ions führen zu Unterschieden im Ionisationsverhalten der einzelnen Porphyrine. Daneben haben DINeC-MSMessungen des in organische Leuchtdioden (engl.: organic light-emitting diode, kurz: OLED) verwendeten Moleküls Ir(ppy)3 einen Übergang des dominanten Ionisationsmechanismus von Protonierung zur Elektronenabstraktion im Laufe einer Messung gezeigt. An diesem Komplex wurde weiterhin gezeigt, dass der Ionisationsmechanismus vom bei der Probenpräparation verwendeten Lösungsmittel und damit von der Probenmorphologie beeinflusst wird. Ferner wurde beobachtet, dass sich in Mischungen von Ir(ppy)3 mit anderen OLED-Materialen die Desorptions-/Ionisationseffizienz nicht proportional zu den Mischungsanteilen verhält; das Messsignal von Ir(ppy)3 wird in diesen Mischungen überproportional unterdrückt, was auf einen weiteren Einfluss auf die Ionisationseffizienz hinweist. Im Hauptteil der Arbeit wurde der sanfte Charakter der DINeC-MS genutzt, um die durch MeV-Ionen induzierte Fragmentierung von Peptidproben zu untersuchen. Dabei wurde beobachtet, dass es im Wesentlichen zu Bindungsbrüchen ausschließlich im Peptidrückgrat, den „spezifischen“ Brüchen, kommt. Darüber hinaus wurde beobachtet, dass die Moleküle nur an ausgewählten Peptidbindungen (selektiv) fragmentiert werden. Für ein besseres Verständnis der zugrundeliegenden Mechanismen wurden verschiedene Einflüsse, beispielsweise der Art der einzelnen Aminosäuren und ihren Positionen im Peptid, auf die Selektivität der Brüche in den Peptiden untersucht. Abhängigkeiten bevorzugter Schnitte im Peptidrückgrat konnten dabei auf einzelne Aminosäuren und der Positionen im Molekül zurückgeführt werden. Die Experimente wurden darüberhinaus mit der gut etablierten Methode der kollisionsinduzierten Fragmentierung (engl.: collision-induced defragmentation, kurz: CID) verglichen. Dabei lassen sich Unterschiede sowohl in der Position, als auch in der Intensität der beobachteten Schnitte und insbesondere in der Art der beobachteten Schnitte feststellen. Daraus lässt sich, trotz der Gemeinsamkeiten bezüglich der spezifischen Schnitte, auf einen grundlegend unterschiedlichen Mechanismus schließen. Zusätzlich wurde das Fragmentationsverhalten hinsichtlich weiterer Parameter, wie der Fluenz zur Quantifizierung des Wirkungsquerschnitts und Ionenspezies des MeV-Ionenstrahls zum Einfluss des Energieverlustes auf das Fragmentationsverhalten, analysiert.
Investigations on the use of circular RNA for effective inhibition of protein biosynthesis in plants and fungi
(2024) Hossain, Moammar
As single-stranded molecules, circRNAs have gathered increasing attention in recent years due to their distinct covalently closed circular structure. In mammalian cells, circRNAs are recognized for their diverse functional roles, contributing to the intricate regulation of gene expression and protein function. Emerging evidence also suggests that circRNAs play special roles in plants, influencing plant development, providing resistance against biotic stress, and enhancing tolerance to abiotic stress. Our study aimed at addressing a relevant agricultural question: is it possible to apply exogenous circRNAs to regulate endogenous plant proteins or genes in a sequence-specific manner? We conducted experiments using GFP-expressing Arabidopsis protoplasts and found that treatment with a designer 50-nt GFP antisense circRNA (circRNAGFP) resulted in a dose dependent reduction in the cellular accumulation of the reporter protein. Interestingly, the corresponding sequence-identical linear form of the circRNA (linRNAGFP) had no apparent effect on protein reduction. Importantly, the inhibitory activity of circRNAGFP persisted even in Arabidopsis ARGONAUTE and DICER-like mutants with impaired RNAi pathways. The results prompt consideration of the potential for circRNAs to influence the regulation of endogenous plant genes, suggesting a potential application as a bioherbicide in the future. Expanding our investigation, we extended the application of antisense circRNAGFP to pathogenic fungi, specifically Botrytis cinerea, to explore its impact on reporter GFP accumulation in this fungus and explore the possibility of using circRNA as a fungicide. In sum, my study contributes to the emerging understanding of the versatile roles of antisense circRNAs on both fungal and plant systems, shedding light on their potential applications in agriculture for targeted gene regulation and crop protection.
Robotisch minimalinvasive Eingriffe am rechten Hemikolon sind den konventionell-offenen Resektionen nicht unterlegen
(2023) Kränzlein, Sophie Auguste
Aufgrund der klinischen Relevanz ist die Behandlung des Kolonkarzinoms ein wesentlicher Bestandteil der allgemeinchirurgischen Tätigkeit. Durch die zunehmende technische Innovation erfolgte ein Wandel des operativen Vorgehens ausgehend von der konventionellen Hemikolektomie rechts mit kompletter mesokolischer Exzision (CME) hin zur robotisch gestützten beziehungsweise total robotischen Hemikolektomie rechts mit CME. Die aktuelle Studienlage ist dabei nicht ausreichend um die Gleichwertigkeit oder gar Überlegenheit robotischer Operationsansätze im Vergleich zu einem offenen Vorgehen zu zeigen, insbesondere im Hinblick auf das onkologische und klinische Outcome sowie wirtschaftlicher Überlegungen. Um den genannten Problemzusammenhang zu untersuchen führten wir eine retrospektive Fall-Kohorten-Studie mit 117 Patienten durch. Diese erhielten am Klinikum Worms zwischen den Jahren 2013 und 2022 eine onkologische Hemikolektomie rechts, welche entweder konventionell (COS: n = 22) oder robotisch gestützt mit dem Da Vinci Robotersystem durchgeführt wurde. Innerhalb der robotischen Patientengruppe wurde die Anlage einer intrakorporalen (ICA: n = 56) oder extrakorporalen Anastomose (ECA: n = 39) unterschieden. Der Vergleich der drei Gruppen zeigte einen verkürzten Krankenhausaufenthalt, eine niedrigere Wundinfektrate sowie das schnellere Eintreten der regelrechten Darmfunktion als statistisch signifikante Vorteile der robotischen Ansätze im Vergleich zum offenen Vorgehen. Vor allem signifikant geringere postoperative Komplikationen und eine gleichwertige Anzahl gewonnener Lymphknoten im Vergleich zur offenen Hemikolektomie mit CME sprechen für ein gutes onkologisches Ergebnis durch den robotischen Zugang. Dies könnte wirtschaftliche Bedenken bezüglich der Robotik ausräumen, da zudem feste Operationsteams und Teamschulungen in der aktuellen Literatur sowie in unserer Studie eine Verkürzung der Operationszeit bewirken und somit die Auslastung des Roboters im täglichen klinischen Alltag verbessern. Zusammenfassend sind unserer Meinung nach robotische, minimalinvasive Eingriffe am rechten Hemikolon gleichwertig im Vergleich zur offenen Hemikolektomie rechts. Zudem scheint sie bereits einige Vorteile in Bezug auf die Paralyse, Krankenhausverweildauer und perioperative Komplikationen zu haben. Weitere randomisierte, prospektive und multizentrische Studien könnten dazu beitragen, dass sich dies bestätigt.
École de Paris global. Die Erfindung von Paris als Kunstzentrum in internationalen Ausstellungen zwischen 1921–1946
(2024) Ruckdeschel, Annabel
Es ist eine häufig erzählte Geschichte, dass Paris am Anfang des 20. Jahrhunderts das Weltzentrum der Kunst gewesen sei. Dieses Buch fragt danach, welchen Beitrag Ausstellungen zwischen 1921 und 1946 zur Entwicklung und Verbreitung dieser Erzählung geleistet haben. Es beleuchtet Ausstellungen in den Cafés des Pariser Viertels Montparnasse und die internationalen Ausstellungen der „École de Paris“. So treten konkurrierende Sichtweisen auf Paris als Zentrum und Kreuzungspunkt der Kunstwelt hervor. Dieses Buch bietet erstmals einen chronologischen sowie topographischen Überblick über diese Ausstellungen. Zudem löst es die kunsthistorische Forschung zur „École de Paris“ aus ihrer auf Paris fokussierten Perspektive und analysiert seinen Gegenstand im Horizont transkultureller Dynamiken.
Erlernbarkeit der Anwendung von Zahnseide
(2024) Schmidt, Sophie-Charlotte Verena
Ziel der vorliegenden Untersuchung war zu untersuchen, ob junge Erwachsene nach Betrachten eines Demovideos mit und ohne Hands-on-Training die richtige Anwendung von Zahnseide erreichen können. Bei der Studie handelt es sich um eine randomisierte Interventions- und Beobachtungsstudie, in die 97 Probanden im Alter von 18-35 Jahren eingeschlossen wurden. Sie beinhaltete die Instruktion durch Anschauen eines Demovideos und zusätzliches Hands-on-Training (Gruppe 1) oder die Instruktion durch Anschauen des Demovideos ohne zusätzliches Hans-on-Training (Gruppe 2). Die Zahnseideanwendung wurde vor Instruktion (T1) sowie nach Instruktion und zwei Übungsintervallen von je einer Woche (T2 und T3) mit einer Videokamera aufgezeichnet. Zusätzlich wurden Fragebögen zur Selbsteinschätzung der Zahnseidenanwendung ausgefüllt. Vor Instruktion konnten nur etwa 4% der Teilnehmer vollständig richtig flossen. Ohne Unterschied führten beide Instruktionsarten zu einer deutlichen Verbesserung aller Instruktionsparameter. Der größte Effekt trat bereits von T1 zu T2 auf, zu T3 fanden sich jedoch auch weiterhin Verbesserungen. Am Ende der Studie konnten 45% der Teilnehmer vollständig richtig flossen, weitere 33% zeigten deutliche Verbesserungen: 16,5% erreichten alle Zwischenräume, konnten die Technik jedoch nicht vollständig umsetzen, weitere 16,5% konnten die Technik vollständig umsetzen, erreichten jedoch nicht alle Zwischenräume. Nach Instruktion empfanden die Teilnehmer die Anwendung als weniger schwierig und glaubten, mehr Zahnzwischenräume zu erreichen, schätzten den Zeitaufwand aber höher ein. Frauen konnten die richtige Technik schneller umsetzen, schätzten ihre Fähigkeiten jedoch wesentlich schlechter ein. Die Männer schätzten sich selbst besser und somit realistischer ein. Diese Ergebnisse zeigen, dass bereits eine einfache Videoinstruktion zu einer deutlichen Verbesserung der Zahnseideanwendung führen kann.
Studies of Sodium Solid-State Batteries with Emphasis on the Catholyte|Active Material Interface in Cathode Composites
(2024-04-19) Goodwin, Laura Elizabeth
Addressing the growing demand for energy storage of renewable energies involves exploring alternatives to lithium-ion batteries. Sodium-based battery materials have gained momentum in research as they offer similar cell chemistry. Additionally, sodium, iron and manganese used in sodium-based cells are more sustainable and cost-effective compared to the classical elements used in high-capacity lithium cells, such as lithium, cobalt and nickel. Despite the higher reac-tivity of sodium with water, sodium-ion batteries show better safety characteristics. However, they face the drawback of lower energy density compared to lithium counterparts. To optimise the lower energy density issue, the use of solid electrolytes is being investigated not only in academia but in industry as well. Research on lithium-based systems has already shown an increase in energy density of solid-state batteries by employing anode materials with higher specific capacity, like lithium metal, compared to graphite. Solid-state batteries, in addition to their higher energy density, provide enhanced safety due to the non-flammable nature of solid electrolytes, as opposed to liquid electrolytes. Key challenges of solid-state cells include highly resistive interfaces, contact loss due to volume expansion and contraction of the electrodes, re-quiring compensation with high pressures, and interface reactions. Transitioning from lithium to sodium and liquid to solid electrolyte requires careful considera-tion of the following aspects. Notably, graphite is not an efficient intercalation material for sodi-um, as sodium-ions do not form stable graphite intercalation compounds due to the size mis-match between sodium and the graphite interlayer spacing. More precisely, the increasing size and at the same time an insufficient chemical bonding between the alkali metal ion and the car-bon atoms lead to a positive formation energy. Therefore, either hard carbons, where sodium fills the pores, or elemental sodium is used in sodium-ion batteries. While liquid electrolytes are permeable to dendrites, sodium metal is primarily used as anode material for solid-state cells, along with alloy materials. Hard carbons have been introduced in solid-state cells but encounter challenges in establishing proper contact with the solid electrolyte. Different classes of separator electrolytes for sodium solid-state batteries are under study, each with distinct beneficial proper-ties such as good processability, high ionic conductivity or chemical stability. Cathodes of solid-state batteries are primarily composites of a redox active material with another ion- and often electron-conducting phase, being a solid electrolyte and carbon. This study focuses on sodium-based all-solid-state battery systems, examining the influence of different electrolytes as separators or catholytes. Cathode composites with sulfide and halide catholytes where prepared, optimized and analyzed. Their cycling performance and especially the reaction with transition metal oxides was studied. Despite the lower ionic conductivity of the halide catholyte, its higher redox stability allowed cell cycling that was not possible with the sul-fide-based electrolyte. Regarding separator electrolytes, sulfides with and without doping were studied, and the need of a protective layer at the anode was determined. This protective layer, represented by an oxide ceramic electrolyte, exhibited beneficial stability at the anode but lacks the necessary flexibility to accommodate pressure changes in the cathode composite. Various methods, including time-of-flight secondary ion mass spectrometry, X-ray photoelectron spec-troscopy, electrochemical impedance spectroscopy, scanning electron microscopy and different cycling procedures, were employed to study these phenomena. Overall, this thesis provides a detailed insight into current challenges in sodium all-solid-state full cells using halide, sulfide and oxide electrolytes. Based on this knowledge clear trends could be determined for future research approaches and optimization procedures. If the favorable sul-fide electrolytes are to be used as catholytes, coatings need to be introduced to protect the sul-fides from decomposition. The use of the halide with increased chemical stability necessitates an increase of ionic conductivity to ensure the ability to use higher currents. The anode|separator interface has to be improved, potentially by an alternative electrode material such as hard carbon instead of the sodium–tin alloy. The reason is the strong reactivity of the sulfide separator with both sodium metal and the alloy. If oxides may potentially be used, further investigations are needed regarding the mechanical challenges.
Klinische Langzeitbewährung von teleskopverankerten Einstückgussprothesen mit funkenerodierten Friktionsstiften - Eine retrospektive Longitudinalstudie aus einer zahnärztlichen Praxis
(2024) Werdecker, Seline
Ziel der vorliegenden retrospektiven Longitudinalstudie war es, die Überlebenszeit von Einstückgussprothesen mit funkenerodierten Friktionsstiften und ihrer Pfeilerzähne zu ermitteln und mögliche Einflussfaktoren, die den Erfolg bzw. die Überlebenszeit beeinflussen, zu überprüfen. Zusätzlich wurden alle Nachsorgemaßnahmen analysiert und dokumentiert. Bei der vorliegenden Studie handelt es sich um eine Folgestudie der Erststudie von WERDECKER (Werdecker, 2002). Es erfolgte eine Datenanalyse von 151 Patienten mit 196 Teleskopprothesen und 566 Pfeilerzähnen in einer freien Zahnarztpraxis. Die statistische Auswertung erfolgte mittels Kaplan-Meier-Analyse und der multiplen Cox-Regression. Das Durchschnittsalter lag bei 61,73 ± 9,57 Jahren. 109 der 196 Teleskopprothesen waren bei weiblichen Patienten in situ, 87 Teleskopprothesen bei männlichen Patienten. 97 Teleskopprothesen waren im Oberkiefer, 99 im Unterkiefer inseriert. Im Durchschnitt wurden die Prothesen von 2,89 Pfeilerzähnen getragen. Der maximale Beobachtungszeitraum lag bei 31,66 Jahren, der durchschnittliche Beobachtungszeitraum bei 14,07 ± 7,89 Jahren. Während des Beobachtungszeitraumes trat bei 30,61 % (n = 60) der insgesamt 196 Teleskopprothesen das Zielereignis Funktionsverlust/Neuanfertigung ein. Die mittlere Überlebenszeit der Teleskopprothesen lag bei 22,66 ± 0,86 Jahren (95 %-Konfidenzintervall: 20,98 bis 24,35 Jahre). Die Überlebenswahrscheinlichkeit der Teleskopprothesen lag nach fünf Jahren bei 97,9 %, nach zehn Jahren bei 85,3 %, nach 15 Jahren bei 74,4 %, nach 20 Jahren bei 58,9 %, nach 25 Jahren bei 51,2 % und nach 30 Jahren bei 42,0 %. Während des Beobachtungszeitraumes erfolgte eine Extraktion von 39,22 % (n = 222) der 566 Pfeilerzähnen. Die mittlere Überlebenszeit der Pfeilerzähne lag bei 20,31 ± 0,51 Jahren (95 %- Konfidenzintervall: 19,31 bis 21,31 Jahre). Die Überlebenswahrscheinlichkeit der Pfeilerzähne lag nach fünf Jahren bei 94,1 %, nach zehn Jahren bei 81,4 %, nach 15 Jahren bei 67,5 %, nach 20 Jahren bei 48,4 %, nach 25 Jahren bei 38,9 % und nach 30 Jahren bei 31,5 %. Insgesamt zeigte sich bei den Teleskopprothesen im Gruppenvergleich ein signifikanter Einfluss (p < 0,05) der „Kennedy-Klasse“ und der „Anzahl an ersetzten Zähnen“ auf die Überlebenszeit der Teleskopprothesen. Bei der Überlebenszeit der Pfeilerzähne hatten die Faktoren „Kennedy-Klasse“, die „Anzahl an Pfeilerzähnen“, die „Anzahl an ersetzten Zähnen“, die „Taschentiefe“ und das „Längenverhältnis von Krone zu Wurzel“ einen signifikanten Einfluss (p < 0,05). Bei der multifaktoriellen Analyse mittels Cox-Regression hatten bei den Teleskopprothesen analog zu den Gruppenvergleichen die „Kennedy-Klasse“ und die „Anzahl der ersetzten Zähne“ signifikanten Einfluss auf die Überlebenswahrscheinlichkeit der Teleskopprothesen. Zusätzlich erwies sich die „Versorgung des Gegenkiefers“ als signifikanter (p < 0,05) Einflussfaktor. Bei den Pfeilerzähnen waren es die Faktoren „Kennedy-Klasse“, „Anzahl ersetzte Zähne“, „Taschentiefen“, „Längenverhältnis Krone/Wurzel“, „Kieferlokalisation“, „Versorgung des Gegenkiefers“ und „Vitalität“, die einen signifikanten Einfluss (p < 0,05) auf die Überlebenswahrscheinlichkeit der Pfeilerzähne hatten. Während des gesamten Beobachtungszeitraumes wurden 1607 Nachsorgemaßnahmen an den Teleskopprothesen vorgenommen. Den prozentual größten Anteil machte dabei die Druckstellenentfernung (58,8 %), gefolgt von den Unterfütterungen (18,3 %) und Verblendreparaturen (11,6 %) aus. Bei den Pfeilerzähnen waren es 780 Nachsorgemaßnahmen, darunter Rezementierungen der Primärkronen (43,6 %), Wurzelkanalbehandlungen (20,0 %) und Füllungstherapien (14,0 %). Aufgrund des außerordentlich langen Beobachtungszeitraumes (1992 bis 2023), welcher in der Literatur bisher noch nicht beschrieben wurde, bietet diese Studie einen guten Ausblick über die enorme Langlebigkeit dieser Art von Teleskopprothesen. Aufgrund der schnellen Nachaktivierung bei Friktionsverlust, der leichten Erweiterbarkeit bis hin zur Totalprothese oder auch einem Pfeilerersatz durch Implantation spielt die Teleskopprothese mit funkenerodierten Friktionsstiften noch immer eine sehr relevante und zeitgemäße Rolle in der Zahnmedizin.
Prävalenz, Risikofaktoren und Konsequenzen von akutem Nierenversagen nach Herztransplantation im Kindesalter
(2023) Baumgart, Romy
Eine HTX im Kindesalter stellt eine lebensrettende Maßnahme bei terminaler Herzinsuffizienz dar. Mit stetiger Verbesserung der Operationstechniken, neuer immunsupprimierender Medikation sowie Optimierung der perioperativen Versorgung konnte die frühe Mortalität wesentlich gesenkt werden (Chertow et al., 1998, S. 343; Fortrie et al., 2016, S. 1740; O'Neal et al., 2016, S. 460–466; Tjahjono et al., 2016, S. 167). Somit verlagert sich der Fokus zunehmend auf die Steigerung des Langzeitüberlebens. Im Erwachsenenalter konnte gezeigt werden, dass selbst ein geringer postoperativer Anstieg des Serumkreatinins um 0,3mg/dL oder mehr einen prognoserelevanten Faktor darstellt (Lassnigg et al., 2004, S. 1600). Dies konnte auf die pädiatrische Kardiochirurgie übertragen werden (Akcan-Arikan et al., 2007, S. 1028; Zappitelli et al., 2009, S. 885–892). Allerdings mangelt es an gesonderten Untersuchungen hinsichtlich einer HTX im Kindesalter. Die vorliegende Arbeit untersucht die Prävalenz, Risikofaktoren und Konsequenzen eines AKI nach HTX im Kindesalter. Dazu wurden Daten in Form einer retrospektiven monozentrischen Kohortenstudie am Universitätsklinikum Gießen und Marburg, Standort Gießen akquiriert. Für die statistische Auswertung wurde der Schweregrad der AKI nach der KDIGO-Klassifikation eingeteilt. AKI nach HTX im Kindesalter war in der vorliegenden Untersuchung ein häufiges Ereignis, welches 82% der untersuchten PatientInnen betraf. Nahezu zwei Drittel entwickelten ein schweres AKI (KDIGO-Stadien 2-3), welches jedoch in weniger als zehn Prozent der Fälle dialysepflichtig wurde. Folglich ist von einer hohen Prävalenz eines AKI nach HTX im Kindesalter auszugehen, welches sich in bestehende Forschungsergebnisse einreiht. Es erfolgte die Untersuchung von perioperativen Risikofaktoren. Präoperativ wurden demographische Variablen (Alter, Geschlecht etc.), die Patientenhistorie (Indikation zur HTX, Dauer der Listung etc.) sowie intensivstationäre (mechanische Beatmung, mechanische Kreislaufunterstützung etc.) und medikamentöse Interventionen beleuchtet. Präoperativ konnten ein höheres Alter sowie eine höhere Anzahl kardialer Voroperationen als möglicher Risikofaktor identifiziert werden. Einen signifikant protektiven Charakter wies eine vorbestehende Zyanose auf. Die Verabreichung von Antibiotika und Dobutamin war mit einer geringeren Inzidenz von AKI bzw. einem niedrigeren KDIGO-Stadium des AKI assoziiert. Intraoperativ wurde die Operationsdauer, Ischämiezeiten sowie der Blutverlust und Transfusionsbedarf hinsichtlich der Relevanz für die Entwicklung eines AKI überprüft. Es konnte kein Risikofaktor identifiziert werden, jedoch gingen längere Zeiträume, in denen PatientInnen mit einer Ischämie konfrontiert waren, tendenziell mit höheren KDIGO-Stadien des AKI einher. Postoperativ wurden Kreislaufparameter, intensivstationäre und medikamentöse Maßnahmen, insbesondere die Immunsuppression betrachtet. Es wurde vor allem die Interaktion der Immunsuppression deutlich. PatientInnen mit einem AKI erhielten signifikant niedrigere Dosen von Ciclosporin A und wurden häufiger von Ciclosporin A auf Tacrolimus umgestellt. Die Induktionstherapie mit Daclizumab ging mit dem häufigeren Auftreten eines AKI einher. Weiterhin wurden PatientInnen mit AKI signifikant höhere Dosen Furosemid verabreicht. Außerdem benötigten sie tendenziell eine längere medikamentöse Kreislaufunterstützung. Das Langzeitüberleben der PatientInnen, welches neben der Entwicklung einer CKD und/oder Dialysepflichtigkeit als Sekundärendpunkte untersucht wurde, wurde durch ein postoperatives AKI des KDIGO-Stadiums 3 tendenziell negativ beeinflusst. Ebenso zeigte sich ein Trend zur häufigeren Entwicklung einer CKD bei PatientInnen mit einem postoperativen AKI nach HTX. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass sich ein postoperatives AKI langfristig nachteilig für die betroffenen PatientInnen auswirkt. In der vorliegenden Untersuchung konnte die Relevanz eines AKI nach HTX im Kindesalter unterstrichen werden. Insbesondere die Anwendung beider KDIGO-Diagnosekriterien (Entwicklung der Serumkreatinins und der Urinmenge) scheint eine Annäherung an die wahre Prävalenz eines AKI zu verbessern. Die multifaktorielle Genese des AKI erschwert die Differenzierung von kausalen und konfundierenden Faktoren, jedoch konnten Tendenzen aufgezeigt werden, welche in prospektiven Arbeiten weiter untersucht werden sollten. Dies könnte dazu beitragen, einer präventiven Strategie in Zukunft näher zu kommen.
Begeistert, skeptisch, eigensinnig. Zeitgenössische Rezeptionen von NS-Inszenierungen
(2024) Hofferberth, Annina
Die NS-Forschung beschäftigt sich in den letzten Jahrzehnten verstärkt mit der Attraktivität des NS-Regimes und hat dabei ein differenzierteres Bild von der Wirkung der Propaganda im Allgemeinen und von NS-Inszenierungen im Speziellen erarbeitet. Dieses ändert aber wenig daran, dass propagandistische Bilder von Großveranstaltungen weiterhin den öffentlichen Diskurs prägen. Dabei kann die Analyse der Wahrnehmung größerer wie kleinerer Veranstaltungen nicht nur zum Verständnis der Bindekraft der NS-Diktatur beitragen. Sie kann auch durch das Sichtbarmachen fortbestehender Handlungs- und Deutungsräume Komplexität ins Bild vom Leben in der Diktatur zurückbringen. Deswegen untersucht diese Doktorarbeit auf Basis von Selbstzeugnissen, wie Inszenierungen von verschiedenen Menschen rezipiert wurden und welchen Stellenwert die Feiern in ihrem Leben einnehmen konnten. Denn die synkretistische Gestaltung der NS-Inszenierungen machte sie anschlussfähig für breite Teile der Bevölkerung. Das ermöglichte den Menschen – ihren Einstellungen entsprechend – eine selektive Auswahl gutgeheißener Aspekte bei gleichzeitiger Minimierung kritisch betrachteter Momente. Die Inszenierungen mussten also nicht überwältigen, um eine große Menge an Menschen zu mobilisieren. Statt einer vereinheitlichten Meinung zeigt sich der Fortbestand einer Diversität von Haltungen. Die Rezeptionen der Inszenierungen hingen dabei weniger von den darin angelegten Botschaften als vielmehr von den ihnen individuell zugeschriebenen Funktionen, den Voreinstellungen der Rezipierenden und der Kontextualisierung in deren Lebenserzählung ab.
Untersuchungen zur genetischen Prädisposition im Zusammenhang mit dem Entzündungs- und Nekrosesyndrom beim Schwein
(2024) Kühling, Josef
Schübe von Schwanz- und Ohrbeißen können zu erheblichen ökonomischen Belastungen führen sowie das Tierwohl massiv einschränken. Daher wird zur Vermeidung von Schwanzbeißen in der EU 95 % der Saugferkel der Schwanz kupiert. Das routinemäßige Kupieren ist jedoch durch die EU Richtlinie 2008/120/EG verboten. Es werden von Seiten der Gesellschaft und der EU Maßnahmen zur Vermeidung von Schwanzbeißen und der Ausstieg aus dem routinemäßigen Schwanzkupieren gefordert. Nekrosen- und entzündliche Veränderungen können aber auch ohne das Zutun anderer Schweine entstehen. Diese treten dann im überwiegenden Fall nicht nur am Schwanz, sondern an weiteren Organen gleichzeitig auf. Empfänglich sind Ohren, Schwanz, Klauen, Ballen, Kronsaum, Gesicht, Zitzen und Vulva. Aus der Tatsache des parallelen Auftretens von Nekrosen und Entzündungen an mehreren Körperteilen und des Vorkommens bei neonatalen Saugferkeln wurde das „Swine Inflammation and Necrosis Syndrome“ (SINS) abgeleitet. Als Hauptursache wird eine massive Anflutung von Endotoxinen aus dem Darm über die Leber in den Körperkreislauf vermutet, die zur Aktivierung der Abwehr führt. Zahlreiche Arbeiten zeigen anhand klinischer, histologischer, metabolomischer und transkriptomischer Ergebnisse, dass schließlich systemische und lokale Entzündungsprozesse in Gang gebracht und Blutgefäße an den Akren verlegt werden. Daraufhin zeigen sich Entzündungssymptome bis hin zu Nekrosen in den zu versorgenden Geweben. Aufbauend auf diesen Erkenntnissen war es das Ziel der vorliegenden Arbeit Einblicke in die Pathogenese von SINS durch die Suche nach beteiligten Genen zu generieren. Hierfür wurden zunächst Ebern mit unterschiedlicher Empfindlichkeit ihrer Nachkommen gegenüber SINS identifiziert und über Mischsperma zur Reduktion von Umwelteffekten an insgesamt 27 Sauen einer Danzucht-Kreuzung angepaart, um die Segregation der assoziierten Gene mittels Genomweiter Assoziationsstudie (GWAS) zu untersuchen. Insgesamt wurden 8 Eber aus zwei unterschiedlichen Linien einbezogen. Auch die Sauen wurden hinsichtlich Entzündungen in den Bereichen Klauen, Gesäuge, Haut, Ohren und Schwänze am 50. Trächtigkeitstag und am 3. post partum fotografiert und bonitiert. Von 27 Sauen wurden 477 Ferkel geboren, von denen am 3. Lebenstag 402 Saugferkel, am 39. Lebenstag 382 Aufzuchtferkel, am 81. Lebenstag 366 Vormastschweine und am letzten Lebenstag 347 Endmastschweine fotografiert und später bonitiert wurden. Um zu erwartende exzessive Schwanzbeißschübe zu vermeiden wurden die Saugferkel im laufenden Betrieb am dritten Tag am Schwanz kupiert. Aus den kupierten Schwanzspitzen wurde später die DNA der Ferkel isoliert und der Vaterschaftstest und die genomweite Assoziationsstudie (GWAS) (PorcineSNP60-BeadChip, Illumina) durchgeführt. Für die Untersuchung zur genetischen Prädisposition mussten in jedem Wurf mindestens 3 Nachkommen beider Eber vorhanden sein. So standen am Ende 260 Saugferkel, 243 Aufzuchtferkel, 233 Vormastschweine und 233 Endmastschweine zur Verfügung. Der erste Teil der Fragestellung folgte der Hypothese, dass SINS-assoziierte Veränderungen an mehreren Organen gleichzeitig auftreten. Bei Saugferkeln waren durchschnittlich 4,78 ± 1,21 (MW ± SD) und bei Aufzuchtferkeln 4,14 ± 1,21 (MW ± SD) der 8 untersuchten Organe gleichzeitig betroffen, was die Hypothese bestätigt. Hypothese zwei und drei gingen davon aus, dass SINS- assoziierte Veränderungen mit zum Teil hohen Prävalenzen in unterschiedlichen Altersstufen auftreten. Tatsächlich traten entzündliche Veränderungen an den Ohren, der Schwanzbasis und –spitze bei mehr als der Hälfte der Saugferkel auf. SINS-assoziierte Symptome an den Zitzen waren bei bis zu 39,6 % der Saugferkel zu finden. Veränderungen an den Klauen wie Balleneinblutungen und Kronsaumentzündungen wiesen zwischen 33,6 und 86,1 % der Saugferkel auf. Veränderungen an den Ohren und der Schwanzspitze waren bei knapp dreiviertel der Flatdeckferkel zu beobachten. Zitzenläsionen wurden hier bei bis zu 33,2 % der Aufzuchtferkel beobachtet. Veränderungen der Klauen wurden an bis zu 73,8 % der Ferkel nachgewiesen. Mehr als die Hälfte der Vormastschweine zeigten Symptome an den Ohren und der Schwanzspitze. Bei den Endmastschweinen wiesen mehr als die Hälfte der Tiere Läsionen an den Ohren und der Schwanzspitze auf. Hypothese vier untersuchte den Einfluss der Muttersau auf die Prävalenz und der Intensität von SINS ihrer Nachkommen. Dieser Effekt war in vorliegender Studie nur geringgradig ausgeprägt. Hypothese fünf in Bezug auf einer signifikanten Rolle der Eber auf die quantitative Ausprägung von SINS ihrer Nachkommen konnte ebenfalls bestätigt werden: So zeigten sich die Nachkommen des Ebers 2 signifikant (p < 0,05) unempfindlicher gegenüber dem Syndrom als Nachkommen der Eber 1, 3, 4, 5, 6 und 8. Ungünstige und günstige Eber traten in beiden Linien auf. Dennoch ergaben sich auch signifikante Linieneffekte. Hypothese sechs beschäftigte sich mit der genetischen Basis der gefundenen Ebereffekte und führte zu 38 über das gesamte Genom verteilten Genmarkern mit Assoziation zu den SINS-Phänotypen. Aus der Lage der Marker wurden potentielle Kandidatengene abgeleitet. Allerdings konnten keine funktionalen Marker kartiert werden, für die eine funktionale Veränderung des Genprodukts, qualitativ oder quantitativ bekannt gewesen wäre. Die assoziierten Marker lagen im Bereich der Kandidatengene TLR7 (Toll-Like Receptor 7), TLR8 (Toll-Like Receptor 8), TMSB4X (Thymosin Beta 4 X-Linked), MOSPD2 (Motile Sperm Domain Containing 2), ACE2 (Angiotensin Converting Enzyme 2), F2 (Thrombin-Gen), F9 (Gerinnungsfaktor IX), LOX (Lysyl-Oxidase), TNFAIP 8 (TNF Alpha Inuced Protein 8), BCLxL (Apoptosis Regulator Bcl-X), RAB9A (RAB9A, Member RAS Oncogene Family) und DDX3X (DEAD-Box Helikase 3 X-Linked). Die Marker belegen die genetische Basis der bekannten unterschiedlichen Empfindlichkeiten gegenüber SINS in den Nachkommen unterschiedlicher Eber. Sie könnten als nichtfunktionale Marker in der Selektion gegen das Syndrom eingesetzt werden. Es bleibt jedoch weiteren Studien vorbehalten, die funktionalen Genvarianten zu identifizieren. Insgesamt kann aus dieser Studie gefolgert werden, dass der intakte Schwanz zusammen mit intakten Verhältnissen an Ohren, Gesicht, Kronsaum, Ballen und Klauen, Nabel und Zitzen als aussagekräftige Signale für Tierwohl beim Schwein angesehen werden können, und dass neben den bekannten Faktoren aus Haltung, Fütterung und Management auch die Genetik zur Bekämpfung des Syndroms beitragen kann.
Evaluation der Suffizienz und Sicherheit von Bolton Relay Stentgrafts bei mittels TEVAR therapierten Aortendissektionen und traumatischen Aortenrupturen
(2024) Bandzius, Nena
Die Stentgrafts der Relay-Familie sind in unserer Klinik einer der häufigsten implantierten Stentgrafts in den letzten 13 Jahren. Offizielle Studien, wie die RESTORE I und II Studie in Europa oder die Pivotal Trial in den USA, zeigten gute Ergebnisse im klinischen Outcome in Kollektiven mit heterogenen Aortenpathologien. (17, 21, 23, 24) Im Vergleich dazu bestand unser Kollektiv größtenteils aus Patienten mit akuten Typ B Aortendissektionen mit dringlichen Indikationen zur TEVAR. Somit erschien eine Evaluation der Sicherheit und Suffizienz des Stentgrafts bei thorakalen Aortendissektionen und traumatischen Aortenrupturen in einem maximalversorgenden Krankenhaus sinnvoll. Die Nachbeobachtungszeit betrug 4,0 Jahre (SD ± 3,3 Jahre). Es zeigte sich eine gute 1-Jahres- und 6-Jahresüberlebensrate von 0,8 (95%-KI: 0,89-0,71) bzw. 0,71 (95%-KI: 0,85-0,58) mit einem guten Aortenremodeling. Das wahre Lumen expandierte auf 232,5% und das falsche Lumen bildete sich auf 50,4% zurück. Mit 15,4% lag die Migrationsrate am oberen Rand der in der Literatur berichteten allgemeinen Migrationsraten bei TEVAR. Jedoch beschrieb eine Meta-Analyse, dass sie von deutlich höheren Migrationsraten ausgehe, wenn alle ein standardisiertes Messverfahren benutzen würden. (49) Somit könnte unsere Migrationsrate als verbesserungswürdig, aber durchaus akzeptabel bewertet werden. Das Auftreten von spinalen Ischämien mit 2,7% entsprach der Literatur, während die Schlaganfallsrate mit 9,5% und das Auftreten von Plegien/ Paresen mit 18,5% deutlich zu hoch waren. Es zeichnete sich eine Häufung der neurologischen Komplikationen bei überstenteten Aa. subclavia sinistra ohne Revaskularisierung ab. Heutzutage werden in unserer Klinik standardmäßig, vor geplanten TEVAR Prozeduren mit Abdeckung von supraaortalen Gefäßen, elektiv supraaortale Bypässe angelegt. Die allgemeine Endoleakrate lag bei 25,3%. Die häufigsten Reinterventionen umfassten Carotis-Subclavia-Bypässe und erneute Stentgraftimplantationen bei Endoleaks, Redissektionen und überstenteten Aa. subclavia sinistra. Die adjustierten Regressionsanalysen zeigten, dass eine proximale Stentgraftlandung im gesunden Aortensegment vor allem die Chance der Stentgraftbewegung bzw. der Migrationen minimieren kann (OR= 0,11 (95% KI: 0,02 – 0,70). Zusätzlich hatte das Stenting im gesunden Segment einen positiven Einfluss auf das Aortenremodeling. Somit kann es die Sicherheit der Therapie mit dem Relay Stentgraft erhöhen. Hinsichtlich der Überlebenszeit, dem Auftreten von Endoleaks oder retrograden Typ A Dissektionen und Reinterventionen, konnten keine Hinweise auf Unterschiede in den beiden Gruppen festgestellt werden. Nicht außer Acht gelassen werden darf, dass auch bei Stentlandung im gesunden Aortensegment weitere anatomische Gegebenheiten die Sicherheit des Stentgrafts beeinträchtigen können und eine proximalere Landungszone meist eine Überstentung der A. subclavia sinistra, die wiederum die neurologische Komplikationsrate erhöhen kann, bedeutet. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass TEVAR im Aortenbogen oft ein Abwägen zwischen den Erkenntnissen der Forschung über eine optimale Landungszone und den individuellen anatomischen Gegebenheiten des Patienten ist. Mit dem Relay Stentgraft konnte eine suffiziente Therapie durchgeführt werden, die der allgemeinen Literatur zu TEVAR entspricht. Dennoch scheint eine weitere Untersuchung zur Identifizierung wichtiger Einfluss- und Risikofaktoren in unserer Klinik zur kontinuierlichen Verbesserung des Patientenoutcomes und Steigerung der Therapiesuffizienz wichtig.
Capital Allocation and Systemic Risk
(2024) Schindler, Florian
We study (scalar) systemic risk measures in a general framework. This framework embeds the existing approaches of [KOZ16] (first aggregate or axiomatic approach) and [BFFMB20] (first inject capital). It turns out, that even in non trivial situations systemic risk measures of the first inject capital approach can be described by a first aggregate systemic risk measure. Moreover, we study capital allocation rules. We introduce two types, one is connected to the dual representation of the underlying systemic risk measure and the other one is in the spirit of Aumann-Shapley. The canonical ways to this task in the frameworks of [KOZ16] and [BFFMB20] are special cases of our general dual capital allocation rule. In addition, we are able to extend the so called scenario dependent allocation to arbitrary configurations of the system.

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