Dissertationen/Habilitationen

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Adipokine als neuroendokrinologischer Pathway zwischen viszeraler Adipositas und ängstlicher und depressiver Symptomatik
(2024) Stappenbeck, Julian
Einleitung: Epidemiologische Studien weisen auf eine Assoziation zwischen psychischen Störungen und Adipositas hin. Zum einen werden Stigmatisierungserfahrungen und körperliche Einschränkungen als Ursache vermutet, andererseits kann auch eine bei psychischen Störungen chronisch aktivierte HHN-Achse Stoffwechselstörungen und Adipositas begünstigen. Darüber hinaus wird angenommen, dass im viszeralen Fettgewebe sezernierte Adipokine auf endokrinologischer Basis Einfluss auf das psychische Befinden ausüben können. Untersucht wurden die Adipokine Adiponectin, Progranulin, Adipsin und Resistin. Das Ziel bestand darin, Zusammenhänge zwischen psychischen Störungen, Adipositas und Adipokinen zu identifizieren. Methodik: Es wurden die anthropomorphen Daten, die Serumadipokinkonzentrationen und die depressive sowie die ängstliche Symptomatik von 312 Patienten verglichen, die an einem Programm zur Gewichtsreduktion teilnahmen oder sich einer bariatrischen Operation unterzogen. Die Teilnahme an der konservativen Intervention war ab einem BMI ≥ 30 kg/m2 möglich, eine adipositaschirurgische Behandlung ab einem BMI von ≥ 40 kg/m2 oder ≥ 35 kg/m2 mit Begleiterkrankungen. Daten wurden vor der Intervention sowie 12 Monate danach erhoben. Resultate: Es zeigte sich ein Haupteffekt bezogen auf die anthropomorphen Messwerte der Adipositas, die allesamt abnahmen. Die Adiponectinkonzentration nahm zu, während die Konzentration der drei anderen Adipokine abnahm. Die psychosomatische Belastung nahm ab. Es gibt Hinweise dafür, dass die Adiponectinkonzentration bei Patienten mit depressiver Symptomatik niedriger war. Eine stärkere Abnahme des Fettgewebes ging mit einer stärkeren Adiponectinabnahme einher. Dieser Effekt war besonders deutlich bei Patienten mit depressiver Symptomatik. Außerdem korrelierte eine stärkere Abnahme des Fettgewebes mit einer stärkeren Abnahme der Angstsymptomatik. Diskussion: Hinsichtlich der Beziehung zwischen Adipositas und psychischen Störungen gibt es Hinweise dafür, dass ergänzend zu den vermuteten Wirkmechanismen auch ein endokrinologischer Pathway in Form des Adipokins Adiponectin bestehen könnte. Wenngleich die Zusammenhänge nicht gleich stark und einheitlich waren, ist Adiponectin ein Faktor, der in weiteren Studien zum Thema ‚Adipositas und psychische Störungen‘ berücksichtigt werden sollte. Außerdem sollten bei allen Programmen zur Gewichtsreduktion psychosomatische Belastungen abgefragt werden, um diese während und nach der Intervention zu berücksichtigen und die Behandlung nachhaltiger zu gestalten.
Entwicklung von Methoden zur harmonisierten Empfindlichkeitstestung von Avibacterium gallinarum, Avibacterium paragallinarum, Bordetella avium, Mycoplasma („Mycoplasmopsis“) bovis und Mycoplasma („Mycoplasmoides“) gallisepticum im Mikrodilutionsverfahren
(2025) Gütgemann, Franziska Elisabeth
Die Ausbreitung antibiotikaresistenter Krankheitserreger in der Human- und Veterinärmedizin gibt weltweit Anlass zur Sorge. Die Anwendung standardisierter antimikrobieller Empfindlichkeitstests (AST) ist ein wichtiges Hilfsmittel, um eine gezielte Therapie von Infektionen durchführen zu können. Auch wenn für viele bakterielle Erreger bereits anerkannte AST-Standardmethoden zur Verfügung stehen, fehlen diese für einige bakterielle Erreger. Dies galt auch für die tierpathogenen Bakterienspezies Av. gallinarum, Av. paragallinarum, B. avium, M. bovis und M. gallisepticum. Ziel dieser Arbeit war es daher, für diese fünf Spezies geeignete Methoden zur standardisierten AST im Bouillon-Mikrodilutionsverfahren zu entwickeln, die einen routinemäßigen Einsatz in veterinärdiagnostischen Laboratorien ermöglichen und quantitative Empfindlichkeitsdaten in Form von minimalen Hemmkonzentrations (MHK)-Werten) bestimmen. Zu Beginn der Arbeiten wurden für alle fünf Bakterienspezies-Isolate für die Durchführung der Untersuchungen akquiriert. Mit Ausnahme von M. gallisepticum wurden anhand von Makrorestriktionsanalysen jeweils fünf epidemiologisch nicht verwandte Testisolate für nachfolgende Arbeitsschritte identifiziert. Um ein geeignetes Medium für die Bouillon-Mikrodilutionstests zu finden, wurden anschließend umfangreiche Wachstumsexperimente mit verschiedenen Medien durchgeführt. Alle getesteten Av. gallinarum- und B. avium-Isolate zeigten ein gutes Wachstum in der Kationen-adjustierten Mueller-Hinton-Bouillon (CAMHB), die vom Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI) für die AST schnell wachsender Mikroorganismen empfohlen wird. Av. paragallinarum zeigte nur in CAMHB plus 1 % Hühnerserum + 0,0025 % NADH (CAMHB+CS+NADH) ausreichendes Wachstum, ein Medium, welches für die standardisierte AST des eng verwandten Erregers G. parasuis vorgeschlagen wurde. Da Mykoplasmen in der Regel keine sichtbare Trübung in der bebrüteten Bakterienkultur zeigen, wurden für die Wachstumsexperimente mit M. bovis und M. gallisepticum komplexe Spezialmedien mit einem pH-Indikator verwendet. Beide Mykoplasmen-Spezies zeigten ausreichendes Wachstum ausschließlich in der SP4-Bouillon, die vom CLSI für die AST humanpathogener Mykoplasmen akzeptiert ist. Anschließend wurden wiederholte Empfindlichkeitstests zur Ermittlung der exakten (Anforderung von fünf identischen MHK-Werten) und essentiellen (MHK-Modus, der eine Abweichung von ± 1 Verdünnungsstufe akzeptiert) MHK-Übereinstimmungen durchgeführt, um die Reproduzierbarkeit der MHK-Werte zu bewerten. Je nach getesteter Spezies wurde dazu ein Panel von 16 oder 24 antimikrobiellen Wirkstoffen einbezogen. Bei Verwendung der nicht supplementierten CAMHB und einer Inkubation von 20 h bei 35 ± 2 °C in aerober Atmosphäre wurde eine gute Homogenität der MHK-Werte von B. avium nachgewiesen. Obwohl das gleiche Medium gutes Wachstum von Av. gallinarum zeigte, wurde eine geringe Homogenität der MHK-Werte von Av. gallinarum in dem Medium festgestellt. Aus diesem Grund wurde die Eignung der CAMHB+CS+NADH analysiert, die ebenfalls gutes Wachstum von Av. gallinarum ermöglichte. In diesem Medium wurden nach einer Inkubation für 20 bis 24 h bei 35 ± 2 °C in aerober Atmosphäre homogene MHK-Werte bestimmt. Unter Verwendung des gleichen Mediums wurden auch für die eng verwandte Spezies Av. paragallinarum homogene MHK-Werte ermittelt, wobei dafür eine längere Inkubationszeit von 48 h erforderlich ist. Für die besonders anspruchsvollen Erreger M. bovis und M. gallisepticum wurden nach einer Inkubation von 72 ± 2 h bei 37 °C in aerober Atmosphäre homogene MHK-Werte in der SP4-Bouillon erzielt. Insgesamt führten diese Testbedingungen bei allen fünf Erregern zu hohen exakten und wesentlichen MHK-Übereinstimmungen, die die Anforderungen des CLSI erfüllen. Es zeigte sich, dass sich herkömmliche Qualitätskontrollstämme (QC-Stämme) für die Qualitätskontrolle der AST von Av. gallinarum, Av. paragallinarum und B. avium eignen. Ein Eignungstest dieser QC-Stämme für die Qualitätskontrolle der für M. bovis und M. gallisepticum entwickelten AST-Methode ergab, dass viele MHK-Werte außerhalb der vom CLSI akzeptierten MHK-Bereiche lagen. Aus diesem Grund wurde im nächsten Schritt die Eignung eines Typstammes für die Qualitätskontrolle gemäß der CLSI-Richtlinie M23 geprüft. Zwanzig Empfindlichkeitstests mit dem M. bovis-Typstamm DSM 22781T ergaben homogene MHK-Werte, die die CLSI-Anforderungen an einen neuen QC-Stamm erfüllen. Ein Vergleich von MHK-Werten unter Verwendung von Medienkomponenten verschiedener Hersteller zeigte eine allgemein gute Reproduzierbarkeit der MHK-Werte für alle in die Studie einbezogenen Erreger. Eine gute Eignung der für B. avium entwickelten Methode zeigte sich zudem durch die Ergebnisse einer Laborvergleichsstudie, die in Zusammenarbeit mit dem BVL durchgeführt wurde. Bei allen Erregern wurden Isolate identifiziert, die im Vergleich zu den anderen Isolaten erhöhte MHK-Werte für verschiedene Wirkstoffklassen (z.B. Aminoglykoside, Fluorchinolone, Makrolide, Tetrazykline) aufwiesen. Um die Übereinstimmung zwischen dem MHK-Wert und dem Resistenzgenotyp zu überprüfen, wurden mit Av. gallinarum-, Av. paragallinarum- und B. avium-Isolaten mit erhöhten MHK-Werten PCR-Analysen durchgeführt, um antimikrobielle Resistenzgene nachzuweisen, und es wurde eine gute Übereinstimmung festgestellt. Die Ergebnisse dieser PCR-Analysen sowie die der WGS-Analysen von Av. paragallinarum zeigten zudem, dass einige dieser Isolate mehrere Gene trugen, die eine Resistenz gegen verschiedene Wirkstoffklassen vermitteln. In dieser Arbeit gelang auch erstmals der Nachweis der folgenden Resistenzgene bei Av. gallinarum, Av. paragallinarum und/oder B. avium: aadA11, aph(3'')-Ib, blaTEM-1, catA2, dfrA14, dfrB1/2/3, floR, mcr-like, sul2, tet(B) und tet(H). Da Resistenzen bei Mykoplasmen in der Regel auf chromosomale Mutationen zurückzuführen sind, wurden mit M. bovis und M. gallisepticum keine Resistenzgenanalysen durchgeführt. Die bei M. bovis und M. gallisepticum festgestellten bimodalen oder breiten MHK-Verteilungen für Aminoglykoside, Fluorchinolone oder Makrolide sind jedoch ein Hinweis auf das Vorliegen resistenter Isolate. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die in dieser Promotionsarbeit entwickelten Bouillon-Mikrodiutionsmethoden für eine standardisierte AST der fünf tierpathogenen Erreger Av. gallinarum, Av. paragallinarum, B. avium, M. bovis und M. gallisepticum geeignet sind. In future, these methods may help to select the most suitable antibiotic in case treatment is necessary and to counteract antimicrobial resistance selection in these pathogens.
Spent mushroom substrates as feed for black soldier fly larvae: Opportunities and constraints
(2025) Nayak, Anjani Uday
The rising global demand for food and animal feed, driven by improved living standards, has intensified the search for sustainable alternatives. Among the emerging solutions, insects have gained significant attention as a viable source of food and feed. The first part of this dissertation explores the potential of insects in addressing global food and feed challenges. It provides an overview of edible insect species, relevant EU regulations, and the current state of insect production, including the key challenges faced by producers. The core of this dissertation centers on the black soldier fly (BSF, Hermetia illucens), a species renowned for its rapid biomass conversion and efficient feeding behavior. My research is presented in three publications: The review paper outlines critical factors influencing optimal BSF production, highlighting biological, environmental, and operational parameters that enhance efficiency and scalability. In the second paper, I investigate the use of spent mushroom substrate (a by-product of the mushroom industry) as an alternative feed for BSF larvae, partially replacing conventional chicken feed. The experiment evaluates the effects of varying larval densities and replacement ratios on larval growth and substrate conversion. Building upon the previous study, the third paper further optimizes larval density and substrate moisture levels. It also assesses how experimental outcomes vary across different laboratory scales, providing insights into the scalability and reproducibility of results. Together, these studies demonstrate the potential of using agricultural by-products, such as spent mushroom substrate, to sustainably rear BSF larvae, contributing to waste valorization and circular food systems.
Influence of different beverages and sugars on clinically relevant endpoints
(2024) Schäfer, Sylva Mareike
Poor dietary habits are ranked among the top three leading risk factors for mortality and noncommunicable diseases worldwide. As various beverages are part of every diet, their potential health consequences need to be investigated. CVD and dementia are of particular concern, as they contribute to a high number of deaths, especially as the global population ages. Four major research gaps were identified and addressed in this thesis: 1) How is the consumption of wine and non-wine alcoholic beverages, coffee, and tea related to all-cause mortality? 2) How is the intake of wine and non-wine alcoholic beverages, coffee, and tea associated with the risk for incident dementia? 3) How are various types of sugars, i.e., FS and their subtypes, as well as IS, related to dementia risk? 4) How are various types of sugars, i.e., FS and their subtypes, as well as IS, associated with CVD? These research gaps have been addressed in four publications. In the first publication, light to moderate consumption of wine is associated with decreased allcause, non-cancer and CVD mortality. Non-wine is positively related to all types of mortality. Coffee intake is significantly associated with all-cause and non-cancer mortality, whereas tea intake is associated with a consistently decreased risk of all mortality types studied. In the second publication, moderate consumption of wine is related to dementia risk in a U-shaped fashion. In contrast, non-wine intake is positively related to incident dementia. No significant association is found for coffee, while tea intake is related in a U-shaped fashion with dementia risk. In the third publication, a linear-shaped association between FS subtype intake and dementia risk is most consistently found for FS in beverages. No significant association is found for FS in solids. In the fourth publication, associations of incident CVD depend on the source of the sugars with a linear relation for FS in beverages but different associations for other sources of FS. Relations are more robust for ischemic heart disease as compared to stroke. Further research should focus on the following six areas: 1) Studies concerning alcoholic beverages should be better standardised especially concerning former drinker bias and alcoholic beverage type. 2) Excessive alcohol intake should be discouraged via policy measures including excise taxes, MUP, and volumetric taxation to reduce the burden of alcohol-related health risks. 3) Tea intake should be recommended within nutrition guidelines to better reflect data on its health-promoting effects. 4) Intake of SSB and ASB should be limited through policy measures to reduce SSB- and ASB-mediated negative health outcomes. 5) New methods of assessing diets such as FPQ should be applied to provide a more comprehensive capture of dietary intake. 6) Shrinkage techniques like LASSO regression should be applied to identify the dietary factors most closely linked with important health outcomes.
Beyond a snapshot: Using machine learning to monitor and adaptively support organic chemistry students’ mechanistic reasoning over time
(2025) Martin, Paul P.
Science education seeks to equip students with the skills to engage with the natural and engineered world. Mechanistic reasoning is essential for achieving this goal because it enables students to identify, describe, or analyze the underlying mechanisms of observed phenomena to explain, predict, or control their outcomes. However, students often use rote memorization or pattern recognition when identifying mechanisms, rather than engaging in mechanistic reasoning. As a result, they may redescribe mechanisms without identifying cause-and-effect relationships or view mechanisms as linear sequences of unrelated steps. To address this, explicitly supporting students’ mechanistic reasoning in science instruction is essential. Nonetheless, research shows that uniform support is less effective in guiding students’ mechanistic reasoning than adaptive support. Yet, adaptively supporting students’ mechanistic reasoning is challenging due to the time-consuming process of manual coding. Furthermore, our understanding of how mechanistic reasoning develops over time and interacts with other cognitive and affective variables remains limited, complicating the design of adaptive support. This dissertation addresses these challenges from a methodological and pedagogical perspective. From a methodological perspective, it explores the potential of unsupervised machine learning (ML) to capture the heterogeneity of undergraduate organic chemistry students’ mechanistic reasoning about alternative reaction products. It also examines how supervised ML can automatically categorize this heterogeneity over time using a fine-grained scoring rubric. From a pedagogical perspective, this dissertation investigates how students integrate essential epistemic heuristics for mechanistic reasoning—operationalized through their use of granularity, disciplinary core ideas, and causality—using quantitative methods. In detail, it explores how these heuristics evolve, how they relate to other cognitive and affective variables, and how they are influenced by adaptive support. Our findings indicate that unsupervised ML techniques can detect significant heterogeneity in how students demonstrate mechanistic reasoning. Specifically, our analysis reveals that students integrate diverse disciplinary core ideas, interconnected at varying levels of granularity and causality, into their mechanistic reasoning. The extent to which students integrate these heuristics depends on the specific task affordances. Building on these findings, we developed a supervised ML model that automatically evaluates students’ mechanistic reasoning in line with these heuristics based on a fine-grained 24-category rubric. This automated scoring model allowed us to monitor and adaptively support students’ mechanistic reasoning beyond snapshots in time. A quantitative analysis of the collected data revealed a statistically significant relationship between students’ use of granularity and causality. Integrating disciplinary core ideas related to energy contributed to more complex mechanistic reasoning, along with high chemical concept knowledge and confidence when solving organic chemistry exercises. However, while many students improved their mechanistic reasoning due to the adaptive support over time, not all students benefited equally. Overall, this dissertation contributes to the existing literature by advancing the methodological rigor and pedagogical utility of ML in monitoring and supporting students’ mechanistic reasoning in undergraduate science courses. By combining the strengths of human and machine analysis, it demonstrates how to thoughtfully integrate ML methods into research processes to generate evidence-based insights into students’ mechanistic reasoning. Leveraging ML facilitated large-scale analysis of students’ mechanistic reasoning over time, guiding the design of adaptive support tailored to their mechanistic reasoning skills.
Beeinflussung ernährungsphysiologischer Prozesse durch alternative Futterquellen in der Mastgeflügelfütterung
(2025) Schäfer, Lea
Die Dissertation befasste sich mit der Frage, welchen Beitrag alternative Futtermittel zur Verbesserung der Ressourceneffizienz in der Broilermast leisten können. Angesichts des globalen Bevölkerungswachstums und des steigenden Konsums tierischer Produkte wird die Entwicklung nachhaltiger Futtermittel zu einer zentralen Herausforderung in der Tierernährung. Im Fokus der Arbeit standen zwei alternative Futtermittel: das Fett der Schwarzen Soldatenfliege (*Hermetia illucens*) und ein biotechnologisch hergestelltes Pilzmycel des Austernpilzes (*Pleurotus sapidus*). Ziel der Arbeit war es, deren Auswirkungen auf Wachstumsparameter sowie auf verschiedene tiefergehende Stoffwechselprozesse in Darm, Leber, Brustmuskel und Plasma von Mastbroilern zu untersuchen. Zudem wurde die Eignung dieser Komponenten als Ersatz für konventionelle Fettquellen wie Sojaöl bzw. als präbiotsicher Zusatz bewertet. In der ersten Studie wurde untersucht, wie sich ein teilweiser (50 %) und vollständiger (100 %) Austausch von Sojaöl durch das *H. illucens* Larvenfett auswirkt. Dieses Larvenfett, ein Nebenprodukt der Insektenmehlherstellung, ist reich an gesättigten Fettsäuren, insbesondere der Laurinsäure. Es wurden die Wachstumsleistung, die Fettverdaulichkeit, das Darmmikrobiom, das Lebertranskriptom sowie Lipidprofile von Leber und Plasma analysiert. Die Ergebnisse zeigten, dass weder der teilweise noch der vollständige Austausch die Wachstumsleistung negativ beeinflusste. Zudem spiegelten sich die typischen Fettsäuren des *H. illucens* Larvenfettes in Gewebe und Plasma wider. Auffällig war ein signifikanter Anstieg des Brustmuskelgewichts, der möglicherweise auf die Laurinsäure zurückzuführen ist. Eine weitere positive Wirkung des *H. illucens* Larvenfetts war die erhöhte Oxidationsstabilität des Brustmuskels bei einer Hitzehandlung. Das führte zu einer reduzierten Entstehung von gesundheitsschädlichen Cholesterol- und Phytosteroloxidationsprodukten, die beim Erhitzen von Fleisch entstehen können. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass der Einsatz von *H. illucens* Fett in der Broilerfütterung nicht nur die Nachhaltigkeit verbessert, sondern auch potenzielle gesundheitliche Vorteile für den Verbraucher bietet. Die zweite Studie befasste sich mit der Zulage eines biotechnologisch hergestellten Mycels des Austernpilzes *P. sapidus*, welches auf Melasse als Nährmedium gezüchtet wurde. Das *P. sapidus* Mycel enthielt einen hohen Anteil an β-Glucanen, die präbiotisch wirken und positive Effekte auf die Darmgesundheit und das Immunsystem haben können. Ziel der Studie war es zu untersuchen, ob eine Zulage von 2,5 % oder 5 % des *P. sapidus* Mycels in den Broilerdiäten zu einer Verbesserung der Wachstumsleistung, der Zusammensetzung der mikrobiellen Darmgemeinschaft oder anderer Stoffwechselprozesse führt. Die Ergebnisse zeigten jedoch, dass die Zulage des Mycels keine signifikanten Auswirkungen auf die Wachstumsleistung hatte. Auch das Darmmikrobiom, das Transkriptom in der Leber und die Konzentration der Metaboliten im Plasma waren unverändert. In der Gruppe mit 5 % *P. sapidus* Mycel Zulage wurde zwar ein geringerer Brustmuskelanteil festgestellt, dieser war jedoch nicht mit Veränderungen in anabolen oder katabolen Stoffwechselwegen verknüpft. Das Mycel zeigte somit in dieser Form und Dosierung keine unmittelbaren Effekte auf die Broilerleistung. Zukünftige Studien könnten jedoch das Potenzial des Mycels weiter untersuchen – insbesondere bei Kultivierung auf faserreichen, nachhaltigeren Nährmedien anstelle von Melasse. Insgesamt trägt die Dissertation maßgeblich zur Erforschung nachhaltiger Futtermittel in der Tierernährung bei und zeigt auf, dass alternative Futtermittel wie Insektenfett und Pilzmycel dazu beitragen können, die Broilermast ressourceneffizienter und nachhaltiger zu gestalten.
Inzidentelle Veränderung des Mundhygieneverhaltens der Studierenden durch Teilnahme an präventivzahnmedizinischen Kursen – eine retrospektive Analyse –
(2024) Dübgen, Lukas
Zahnärztliche Prophylaxe kann die orale Mundgesundheit nachhaltig verbessern und hat sich im Paradigmenwechsel „Vorsorgen statt Versorgen“ in der zahnmedizinischen Versorgung Deutschlands etabliert. Die Präventivzahnmedizinischen Sprechstunde in der Poliklinik für Zahnerhaltungskunde und Endodontologie an der Justus-Liebig-Universität in Gießen wurde substanziell mit aktiverer Einbeziehung der Studierenden umgestellt. Ziel der vorliegenden Arbeit war es zu untersuchen, ob sich die Mundhygiene der Studierenden selber durch das neue Konzept verändert. Voraussetzung hierfür ist, dass ein inzidentelles Lernen stattfindet. Hierunter wird das beiläufige Lernen ohne Lernintention und -instruktion verstanden. Dazu wurden die 3D-Intraoralscans, welche im Rahmen gegenseitiger Übungen im Kurs für Zahnerhaltungskunde I entstanden sind, einer retrospektiven Analyse unterzogen. Insgesamt standen jeweils 3D-Intraoralscans von 30 Studierenden in den Einführungswochen zu Beginn des Semesters, vor Durchführung des Präventionsprogramms an Patientinnen und Patienten (T0), und in den abschließenden Übungswochen zum Ende des Semesters, nach Durchführung des Präventionsprogramms an Patientinnen und Patienten (T1), zur Verfügung. Für die retrospektive Analyse wurde eine neue Methodik der Planimetrie entwickelt, die Auskunft über die Plaquebedeckung in einer Verhältniskala gab. Vor Absolvierung des Kurses für Zahnerhaltungskunde I (T0) zeigte sich ein breites Spektrum von Plaquewerten bei den Studierenden, welches von 6,5% bis 25,4% reichte, sowie ein typisches Plaqueverteilungsmuster. Obwohl sich das neue Konzept der Präventivzahnmedizinischen Sprechstunde mit der Visualisierung von Plaque im 3D-Bild deutlich von der herkömmlichen Art der Mundhygieneinstruktion unterscheidet, zeigte sich für die Studierenden im Sinne eines inzidentellen Lernens ein nur geringer Effekt. So hat sich nach Absolvierung des Kurses für Zahnerhaltungskunde I (T1) weder das Niveau der Mundhygiene insgesamt noch das Plaqueverteilungsmuster der Studierenden signifikant verändert: Die prozentuale Plaquebedeckung sank von 14,5 ± 4,4 % zu T0 auf 13,1 ± 3,7 % zu T1. Das Terzil mit der höchsten Plaquebedeckung konnte eine marginale Verbesserung mit knapper Signifikanz erreichen. Eine substanzielle Änderung oder gar Verbesserung der Mundhygiene konnte bei den Studierenden insgesamt nicht beobachtet werden. Die Verteilung der Plaque blieb bestehen und bildete zu beiden Zeitpunkten das typische Plaqueverteilungsmuster ab. Inzidentelles Lernen hat somit nicht stattgefunden. Dies kann in der fehlenden Internalisierung der Lerninhalte oder im Komplexitätsgrad der Mundhygiene begründet sein. Substanzielle Verbesserung brachte die Optimierung des planimetrischen Verfahrens, welche einen höheren Automatisierungsgrad und somit genauere Daten hervorbringt.
Bedeutung der oralen Antikoagulantien in Bezug auf Epistaxis
(2024) Tatcheva, Maya
Ziel dieser retrospektiven Studie war es, die Bedeutung oraler Antikoagulantien im Zusammenhang mit der stationären Behandlung von Epistaxis zu untersuchen. Der Fokus lag auf dem Vergleich des Schweregrads und klinischen Verlaufs zwischen Patientengruppen ohne und mit Antikoagulation sowie zwischen klassischen oralen Antikoagulantien (KlOAK) und direkten oralen Antikoagulantien (DOAK). Methodik: In die Analyse wurden 260 Patientinnen und Patienten eingeschlossen, die im Zeitraum vom 01.01.2017 bis 31.12.2018 aufgrund einer Epistaxis stationär in einer HNO-Klinik behandelt wurden. Eingeschlossen wurden alle Patienten ab dem 18. Lebensjahr. Erfasst wurden demografische Daten, Art der Antikoagulation, klinischer Verlauf und Therapieverfahren sowie ein Severity-Score. Ergebnisse: Das mittlere Alter der Gesamtpopulation betrug 68 Jahre (Spanne: 19–95 Jahre). Männer waren mit 63 % (n = 164) deutlich häufiger vertreten als Frauen (37 %, n = 96). Patienten unter Antikoagulationstherapie waren signifikant älter als nicht antikoagulierte Patienten (74,8 vs. 56,5 Jahre, p < 0,001). Zwei Drittel der Patienten (ca. 66 %) erhielten eine Antikoagulationstherapie. Davon entfielen 75 % auf klassische Antikoagulantien (ASS 100®, Marcumar®, Clopidogrel), während 25 % DOAKs einnahmen (Xarelto®, Eliquis®, Lixiana®, Pradaxa®). Die größte Subgruppe bildeten die ASS-Patienten (39 %), gefolgt von Marcumar® (29 %) und Xarelto® (14 %). Schlussfolgerung: In dieser Kohorte war die Einnahme gerinnungshemmender Medikamente mit einem höheren Patientenalter assoziiert. Hinsichtlich relevanter klinischer Parameter wie Art der Therapie, Liegedauer, Bedarf an Bluttransfusionen sowie Rezidivhäufigkeit zeigten sich jedoch keine signifikanten Unterschiede zwischen antikoagulierten und nicht antikoagulierten Patienten bzw. zwischen KlOAK- und DOAK-Gruppen.
Frühzeitige Einschätzung von SARS-CoV-2-Positivität in der Zentralen Notaufnahme anhand klinischer, laborchemischer und epidemiologischer Parameter
(2024) Albert, Dennis
Die vorgelegte Arbeit hatte das Ziel, ein Vorhersagemodell zur frühzeitigen Einschätzung der SARS-CoV-2-Positivität in der Zentralen Notaufnahme des Universitätsklinikums Gießen zu entwickeln, zu validieren und so eine rasche Entscheidung über die Notwendigkeit erweiterter Hygienemaßnahmen zu ermöglichen. Basierend auf Patientendaten des Universitätsklinikums Gießen wurde ein logistisches Regressionsmodell erstellt und hinsichtlich Gesamtleistung, Erklärungsgüte, Diskriminierungsfähigkeit und diagnostischer Leistungsparameter geprüft. Hierfür wurden bei Aufnahme von Patienten in die Zentrale Notaufnahme des Universitätsklinikums Gießen standardmäßig erhobene klinische und laborchemische Parameter genutzt und um die retrospektiv ermittelte 7-Tage-Inzidenz des Zuweisungslandkreises ergänzt. Die Leistungsfähigkeit der Modelle wurde mit der Leistungsfähigkeit einer alleinigen Antigen-Schnelltestung verglichen. Die Modelle zeigten eine signifikante Gesamtleistung (Omnibus-Test, p < 0,05), eine akzeptable bis sehr gute Erklärungsgüte (Nagelkerkes R2: 0,280 – 0,619) sowie eine akzeptable bis exzellente Diskriminierungsfähigkeit (AUC: 0,798 – 0,888). Allerdings erwiesen sich epidemiologische Parameter wie die 7-Tage-Inzidenz als wenig zuverlässige Prädiktoren. Im Vergleich zur alleinigen Antigen-Schnelltestung zeigten die Modelle zwar eine höhere Sensitivität bei einem vergleichbaren negativen Vorhersagewert, waren jedoch hinsichtlich Spezifität und positiven Vorhersagewert unterlegen. Besonders Schwankungen der 7-Tage-Inzidenz beeinträchtigten die Stabilität der Modelle stark, ebenso zeigten sich Instabilitäten in der Zusammensetzung der Modellprädiktoren bei sich ändernden Bedingungen. Auch die Integration der Antigen-Schnelltestung als Prädiktor führte zu keiner ausreichenden Verbesserung der Modellstabilität. Die Ergebnisse verdeutlichen, dass die erstellten Vorhersagemodelle zwar initial gute Leistungsparameter aufwiesen, aber aufgrund ihrer Instabilität keine zuverlässige Grundlage für die Entscheidung über erweiterte Hygienemaßnahmen darstellen. Diese sollte weiterhin auf einer individuellen klinischen Einschätzung beruhen, die anamnestische Informationen und Symptome in Verbindung mit dem Ergebnis der Antigen-Schnelltestung berücksichtigt.
Carboanhydrasen IX und XII als Biomarker bei Patienten mit Pulmonaler Hypertonie
(2023) Ewert, Jan
Hintergrund: Die pulmonale Hypertonie ist eine schwere Erkrankung des Lungengefäßsystems, für die keine kausale Therapie existiert. Die Diagnostik ist sehr aufwendig und die Diagnose muss durch eine Rechtsherzkatheter-Untersuchung gesichert werden. Zur Vereinfachung der Diagnostik ist es erstrebenswert Biomarker zu etablieren. Bei der pulmonalen Hypertonie bestehen Ähnlichkeiten zu Krebserkrankungen, da, unter anderem, fehlerhafte Proliferation und Hypoxie eine Rolle bei der Entstehung der Erkrankung spielen. Hypothese: Carboanhydrasen sind bei einigen Krebserkrankungen vermehrt nachweisbar und an der Aufrechterhaltung eines sauren pHe beteiligt. Bei Hypoxie sind sie hochreguliert. Sie stellen daher interessante Kandidaten für die Etablierung eines Biomarkers für die PH dar. Wir überprüften in der vorliegenden Arbeit, ob CA IX-Spiegel bei IPAH- und CTEPH-Patienten im Vergleich zu einer Non-PH-Gruppe erhöht sind und ob sich die Spiegel zur Diagnostik und Prognostik eignen. Des Weiteren wurde untersucht, ob in Lungengefäßen von Mäusen, bei denen durch Hypoxie ein Gefäßremodeling ausgelöst wurde, vermehrt CA IX- bzw. CA XII nachgewiesen werden kann. Methoden: Das Plasma von 74 CTEPH- und 73 IPAH-Patienten wurde mittels ELISA auf die CA IX-Konzentration hin untersucht, außerdem wurden Korrelationsanalysen mit hämodynamischen und klinischen Parametern und eine Überlebensanalyse durchgeführt. Im Tiermodell wurden Lungen von Mäusen, bei denen eine PH durch Hypoxie ausgelöst wurde, mit Hilfe immunhistochemischer Methoden auf die Expression von CA IX und CA XII untersucht. Ergebnisse: In der vorliegenden Arbeit konnte in der IPAH-Gruppe ein Zusammenhang zwischen einem hohen CA IX-Plasmaspiegel und einer verkürzten Überlebenszeit festgestellt werden. Es zeigte sich außerdem ein Trend in Richtung erhöhter CA IX-Spiegel bei Patienten mit IPAH und CTEPH. Des Weiteren konnten wir in der CTEPH-Gruppe eine statistisch signifikante Korrelation der CA IX-Spiegel mit den BNP-Spiegeln feststellen. Ein Zusammenhang zwischen CA IX-Spiegel und hämodynamischen Parametern ließ sich nicht nachweisen. Im Tiermodell konnte ein Trend in Richtung erhöhter CA IX-Expression bei Mäusen festgestellt werden, bei denen eine experimentelle PH ausgelöst wurde. Fazit: Bemerkenswert ist der Zusammenhang zwischen einem erhöhten CA IX-Spiegel und einem verschlechterten Überleben in der IPAH-Gruppe. Die Bedeutung der CA IX-Spiegel für die Prognostik sollte Gegenstand weiterer Untersuchungen sein. Die festgestellte Korrelation mit dem BNP-Spiegel sollte ebenfalls weiter untersucht werden.
Konzepte und Implementierung therapeutischer Interventionen bei intrazerebralen Blutungen
(2024) Mrochen, Anne
Ein zentraler Bestandteil dieser Habilitationsschrift ist die Analyse der Implementierungsprozesse akutmedizinischer Maßnahmen zur Behandlung intrazerebraler Blutungen sowie die Optimierung der zugrunde liegenden therapeutischen Strategien. Im Fokus stehen vier wesentliche Aspekte der konservativen Therapie: das Blutdruckmanagement, hämostatische Maßnahmen, allgemein intensivmedizinische Interventionen sowie die Therapie intraventrikulärer Blutanteile. Die Arbeit unterstreicht die Notwendigkeit eines strukturierten Vorgehens und hebt insbesondere die Bedeutung der zügigen Umsetzung therapeutischer Maßnahmen – vor allem der raschen Blutdrucksenkung und der intraventrikulären Fibrinolyse – hervor. Es konnte gezeigt werden, dass in spezialisierten Zentren eine hohe Adhärenz an bestehende Leitlinien besteht und relevante Maßnahmen auch außerhalb regulärer Dienstzeiten erfolgreich eingeleitet werden. Die strukturierte Anwendung eines multimodalen Therapiebündels führte zu einer signifikanten Verbesserung der funktionellen Prognose sowie zu einer Reduktion der Mortalität. Gleichzeitig offenbarte die Analyse jedoch deutliche Unterschiede in der Leitlinienadhärenz zwischen den teilnehmenden Zentren. Trotz insgesamt hoher Versorgungsstandards betont dies die Notwendigkeit einer überregionalen Standardisierung, um die Qualität der Behandlung und die Patientenergebnisse nachhaltig und flächendeckend zu verbessern.
Investigation of a Protein Complex Essential for Vascular Smooth Muscle Cell Function
(2024) Hachim, Salma
INO80 is an evolutionary conserved chromatin remodelling complex composed of over 15 different subunits organized in structural modules. The INO80 complex acquires different subunits, including the transcription factor YY1, contingent on the tissue specific function the complex may carry out. INO80 alters DNA accessibility of chromatin in an ATP-dependent manner through histone variant exchange, nucleosome spacing, nucleosome sliding and nucleosome eviction. These INO80 dependent processes contribute to various fundamental nuclear DNA based functions classified through transcriptional regulation, DNA replication as well as DNA damage repair at double strand breaks. INO80 has been shown to be essential for embryonic development and to play a role in several cell types. Germline deletion of Ino80 leads to early embryonic lethality due to failure in gastrulation, growth retardation, and significant cell death as a consequence of the loss of INO80-dependent transcriptional regulation. In addition to this, INO80-dependent transcriptional regulation has been shown to control cell cycle in cardiac endothelial cells as well as proliferation in hepatocytes, satellite cells and cardiac endothelial cells. Nonetheless, the functions of INO80 on a molecular level and its contribution in the development, contractility and regeneration of smooth muscle cells in the cardiovascular system are yet to be understood. To characterize the functions of INO80 in vascular smooth muscle cells (VSMCs), the Ino80-encoding gene was inactivated in smooth muscle cells of mice using the CreloxP system. This work demonstrates for the first time how two essential functions of the INO80 chromatin remodelling complex contribute to different aspects of the INO80 loss of function phenotype in VSMCs. Global analysis of the function of INO80 in VSMCs transcriptional regulation revealed that loss of INO80 led to major changes in transcriptional programs and that YY1 is an essential co-factor of INO80 transcriptional regulation. We report that INO80 binds to the myocardin promoter to transcriptionally activate myocardin and thereby maintains VSMCs contractility most likely through recruitment by YY1. Loss of this function leads to a decrease in VSMCs contractility, altered migration, as well as blunted or unsuited responsiveness to environmental cues. Moreover, we show that the DNA repair function of INO80 controls VSMCs metabolism by regulating FOXO1 activity through a cascade of defined regulatory events involving an increase in DNA damage induced ROS production. Finally, we propose that changes in the VSMCs phenotype upon loss of INO80 culminate in the acceleration of atherosclerosis development as reported in humans upon homozygous missense mutation of Ino80d, a subunit of the INO80 complex. In summary, this study demonstrates how two distinct molecular functions of a chromatin remodeler affect VSMCs physiological performance and progression of atherosclerosis.
How can simulation games foster theory-practice integration in student teachers? Perspectives on their effects and instructional setting
(2025) Kienitz, Anna
Teachers often find that there is a gap between their theoretical knowledge and its practical application in the classroom. One key reason for this so-called theory–practice gap is the limited opportunity to practise applying theory during teacher training. Simulation games show promise in closing this gap because they allow learners to engage with authentic teaching scenarios in which they can practise applying theoretical concepts. Despite their potential, little research has been conducted into the impact of simulation games on student teachers' ability to use theoretical knowledge and the variables linked to their motivation to do so. Furthermore, best practices for their instructional setting remain unclear. This thesis presents the findings of two empirical studies examining the use of a teaching simulation game in different instructional settings. The results of both studies indicate that the effectiveness of learning with a simulation game depends on whether learners engage with it in a way that is productive for achieving the learning goal. Therefore, their instructional context should support processes that lead learners to reach the intended learning goal. Based on these findings, the thesis concludes with theoretical and practical recommendations for the effective design and use of simulation games in teacher education.
Organizational Climate and Employee Health Outcomes: An Empirical Examination of Mechanisms and Boundaries
(2025) Hubert, Philipp Lennart
Organizational health and safety climate has been shown to be associated with fewer accidents and injuries, better mental and physical health, and improved overall well-being. However, little is known about the ”How?” and ”When?” the individual employees’ perception of an organization’s health climate influences employees’ individual physical and psychological health. In three studies, this dissertation aims to empirically test mechanisms, namely concrete individual health behaviors and spillover effects into the non-work domain as well as boundaries, namely organizational identification that lead from employees’ perceptions of an organizational health and safety climate to the individual health outcomes of employees. In Study 1, I developed and validated a novel measure of organizational climate for infectious diseases (OCID) during the COVID-19 pandemic, examining its effects on workplace and non-work behavior and in Study 2, I investigated its interaction with organizational identification. In Study 3, I used the well-established Psychosocial Safety Climate (PSC) to investigate whether both on-job and off-job crafting would be behavioral mechanisms that could explain the effects of PSC and mental health, with organizational identification as a potential moderator. My results indicate that workplace health climates can positively influence health-promoting behaviors at the workplace. Crafting, both on the job and off the job, was shown to mediate the relationship between PSC and psychological health. However, organizational identification emerged as a key moderator for the transfer of health climate effects into the non-work domain. Employees with higher levels of identification were more likely to internalize organizational priorities, aligning their behaviors with health-promoting norms and carrying these behaviors into non-work contexts. Examining my assumptions in two distinct climate domains underscores the independence of my proposed mechanisms and boundaries from specific domains. For practitioners, this research suggests that the promotion of a positive health climate and strong organizational identification are powerful strategies to promote employee health, both within and beyond the workplace.
Properties Of Heavy-Light Four-Quark States From Functional Methods
(2025) Hoffer, Joshua
In this work we study the properties – specifically mass spectra and internal structure – of exotic mesons in the charmonium and bottomonium energy regions. Most of these mesons are deemed candidates for four-quark states featuring two heavy and two light quarks. For our calculations, we employ the functional framework of Dyson-Schwinger and Bethe-Salpeter equations (DSEs and BSEs) using a four-quark formulation. We begin by solving the quark DSEs for different quark flavours and calculating mass spectra from several two-body meson and diquark BSEs. These results serve as input for the four-quark BSE, the central object of this work. Using a physically motivated Ansatz, we describe the heavy-light four-quark states in terms of all possible internal two-quark groupings and the attractive and repulsive forces between them. We compare the mass spectra obtained using only the attractive and the attractive plus repulsive components to experimental measurements or theoretical predictions. In this way, we are able to assess the importance of repulsive forces for our description. Furthermore, we are able to investigate the favoured internal structure of the four-quark states by calculating the contribution of each internal component to the total normalization. We observe that the inclusion of the repulsive forces leads to a much better agreement of our calculated mass spectra with the observed experimental spectra for the hidden-charm and hidden-bottom four-quark states. For the open-flavour four-quark states with total spin 𝐽 = 1, the effect of including the repulsive forces is found to be especially significant, rendering our masses for the $T_{bb}^-$, $T_{bb\bar{s}}^-$, $T_{bc}$, $T_{cc}(3875)^+$ in quantitative agreement with predictions from the literature. Regarding the internal structure, we see that most of the investigated hidden-flavour four-quark states are purely dominated by the respective lightest internal heavy-light meson-meson components. The $𝐽^{𝑃𝐶} = 1^{+−}$ , including the 𝑇𝑐𝑐1̄ (3900) and 𝑇𝑏𝑏1̄ (10610), and the 0−+ channel show a very different picture, however, with a strong tendency towards a dominant hadro-quarkonium component. In all cases, the contribution coming from the diquark-antidiquark pairings is almost negligible. For the open-flavour states, we observe an interesting trend when considering the binding energy of the states with respect to the lowest heavy-light meson-meson threshold. For very shallow bound states, e.g., $T_{cc}^+$, $T_{bc}$, the corresponding heavy-light meson-meson component is found to be dominating. However, the deeper the state is bound, e.g., $T_{bb\bar{s}}^-$ and $T_{bb}$ , the stronger the contribution coming from the diquark-antidiquark pairings becomes.
Geschlechtsspezifische Unterschiede in der Prädiktion der Gesamtmortalität von Patienten mit einem stabilen chronischem Koronarsyndrom unter Verwendung eines hochsensitivem Troponin I Assays
(2025) Streib, Tim
In der aktuellen ESC-Leitlinie zum CCS spielt die Bestimmung von hs-TnI als diagnostischer oder prognostischer Marker keine Rolle. Die diagnostische und prognostische Bedeutung von hs-TnI beim CCS konnte bereits in Studien in den letzten Jahren belegt werden. Im Zuge der zunehmend individualisierten Medizin rücken aktuell auch geschlechtsspezifische Diagnose- und Therapieansätze in den Fokus wissenschaftlicher Untersuchungen. Ziel dieser Studie war es den Unterschied der prognostischen Aussagekraft von hs-TnI zwischen Männern und Frauen in Bezug auf die Gesamtmortalität zu untersuchen und einen geschlechtsspezifischen Grenzwert zu ermitteln. Hierzu wurden Daten von 2059 Probanden, welche zur elektiven Koronarangiographie bei Verdacht auf ein CCS eingewiesen wurden, ausgewertet. Das follow-up erfolgte im Schnitt nach 120 Monaten. Anhand geschlechtsspezifischer ROC-Kurven für hs-TnI aus unseren Daten, konnten wir individuelle hs-TnI-Grenzwerte für Männer (8,35ng/l, AUC 0,72) und Frauen (4,25ng/l, AUC 0,76) ermitteln, welche optimal zwischen Überleben und Versterben diskriminieren. Wir konnten außerdem zeigen, dass Frauen, bei denen eine hs-TnI-Konzentration von >4,25ng/l gemessen wurde ein signifikant höheres Risiko zu versterben hatten im Vergleich zu männlichen Probanden mit hs-TnI-Konzentration <8,35ng/l (p<0,001). Demnach zeigen die vorliegenden Daten, dass Frauen von einer hs-TnI Bestimmung bei der Diagnose des CCS in Bezug auf die Gesamtmortalität profitieren können.
10 Jahre Screening auf Frühgeborenenretinopathie (2009 - 2019). Ergebnisanalyse zweier deutscher Level-1 Perinatalzentren, mit universitärem Vor-Ort-Screening und telemedizinischem Ansatz im nicht-universitären Zentrum
(2025) Busik, Valentina
Diese Arbeit wurde in Teilen im peer-reviewed Journal “Die Ophthalmologie" im September 2023 veröffentlicht und stellt eine umfassende Analyse der ROP-Screening-Methoden in Deutschland dar. ROP zählt zu den wenigen vermeidbaren Erblindungsursachen weltweit und benötigt ein sicheres Screening. Die Ergebnisse bestätigen, dass der telemedizinische Ansatz mit Bildaufnahmen durch Neonatologen und Bildauswertung durch ein spezialisiertes augenärztliches Team eine effektive und sichere Alternative zum traditionellen Screening bietet. Beide Methoden ermöglichen die frühzeitige Identifikation von Behandlungsbedürftigen, wobei kein Kind mit einem Gestationsalter über 29 Wochen eine Behandlung benötigte. Der Vorteil der Untersuchung durch Pädiater liegt in deren Routine im Umgang mit fragilen Frühgeborenen und der Möglichkeit, das Screening im Rahmen anderer Untersuchungen unter Sedierung durchzuführen. Von 2009 bis 2019 wurden 1191 Frühgeborene gescreent, was zu 3713 Netzhautuntersuchungen führte. Es wurde festgestellt, dass 34% der gescreenten Kinder Anzeichen einer ROP zeigten und 5,4% eine Behandlung benötigten. Die Zunahme der ROP-Diagnosen in beiden Zentren kann auf verschiedene Faktoren zurückgeführt werden, darunter die verbesserte Überlebensrate extrem frühgeborener Kinder dank moderner medizinischer Fortschritte sowie die Ausweitung der Intensivbettenkapazitäten in spezialisierten Perinatalzentren. Diese Entwicklungen und Ergebnisse unterstreichen die wachsende Bedeutung des Screenings und passen zu nationalen und internationalen Daten. Das ROP-Screening sollte auf medizinisch unerlässliche Fälle beschränkt werden, um belastende Untersuchungen und Ressourcenaufwand zu minimieren. Die neue S2k-Leitlinie (2020) setzte deshalb die Screening-Grenze für das Gestationsalter (GA) auf <31 W herab. Demnach hätten in unserem Patientenkollektiv ca. 4 % keine ROP-Diagnose erhalten und dennoch wären alle Behandlungsbedürftigen erkannt worden. Die Dissertation bestätigt drei zentrale Hypothesen: Erstens, dass telemedizinische Screenings, bei denen die Bildaufnahmen durch Kinderärzte und die Befundung durch ein spezialisiertes augenärztliches Team erfolgen, genauso präzise sind wie augenärztliche Vor-Ort-Screenings; zweitens, dass die Änderungen von der deutschen S1- zur S2k-Leitlinie einen signifikanten Einfluss auf die Screening-Ergebnisse hatten, insbesondere durch die Reduktion unnötiger Untersuchungen und die Fokussierung auf medizinisch relevante Fälle; und drittens, dass die beobachtete ROP-Inzidenz und Behandlungsbedürftigkeit einem ähnlichen Trend wie nationale und internationale Daten folgen.
Mortalität und Mortalitätsprädiktoren hospitalisierter COVID-19-Patienten im Großraum Wiesbaden
(2025) Konrad-Borgstädt, Ferdinand
Das SARS-CoV-2 Virus verursachte besonders in der Anfangszeit der Pandemie eine hohe Mortalität unter den Infizierten. In dieser Studie wurde untersucht, wie die lokal gewonnenen Daten von 502 COVID-19-Patienten im Zeitraum vom 01.03.2020 – 26.12.2020 in Bezug auf Mortalität sowie Mortalitätsprädiktoren mit national und international gewonnenen Daten korrelieren. Hierzu wurden anthropometrische, klinische und laborchemische Parameter gewonnen und analysiert. Die Gesamtmortalität an den Helios Dr. Horst-Schmidt-Kliniken betrug 17,9%. Als Mortalitätsprädiktoren konnten das Alter, eine Vorerkrankung an COPD sowie eine bestehende koronare Herzerkrankung, eine im Verlauf notwendige invasive Beatmung, bei Aufnahme erhöhte Werte für proBNP, D-Dimere oder Laktat identifiziert werden. Als protektive Faktoren zeigten sich die kontinuierliche Spontanatmung unter Raumluft ohne Notwendigkeit einer Sauerstoffgabe während des stationären Aufenthaltes sowie ein erhöhter Harnstoff. Die lokal gemessene Mortalität der hospitalisierten Patienten korrelierte gut mit den national sowie international bereits erhobenen Werten. Ebenfalls wurden die identifizierten Mortalitätsprädiktoren auch in der Literatur beschrieben. Die Identifikation von Harnstoff als protektiven Faktor konnte jedoch nicht in der Literatur nachvollzogen werden, hier sind weitere Untersuchungen bezüglich chronischer und akuter Niereninsuffizienz anzustreben.
Die COVID-19- assoziierte Sinus- und Hirnvenenthrombose im Vergleich: Untersuchung des Schweregrades, der Behandlung und der funktionellen Erholung
(2025-10) Maxhuni, Toska
Hintergrund: Die zerebrale Sinus- und Hirnvenenthrombose (SHVT) stellt eine seltene, aber potenziell lebensbedrohliche Ursache für Schlaganfälle dar. In mehreren Studien wurde über eine erhöhte Inzidenz von SHVT im Zusammenhang mit einer Infektion durch das Coronavirus SARS-CoV-2 (COVID-19; i.e. CoV19) sowie nach SARS-CoV-2- Impfungen berichtet. Vergleichende Daten zu klinischen Charakteristika, radiologischen Befunden und Behandlungsergebnissen bei CoV19-assoziierter versus nicht-CoV19- assoziierter SHVT sind bislang nur unzureichend verfügbar. Methoden: In dieser monozentrischen retrospektiven Beobachtungsstudie wurden Patientinnen und Patienten mit bildgebend gesicherter SHVT erfasst, die sich im Zeitraum von Januar 2013 bis Dezember 2022 in der Klinik für Neurologie des Universitätsklinikums Gießen (UKGM) vorstellten. Die Patientenkohorte wurde in zwei Gruppen unterteilt: SHVT im Zusammenhang mit einer SARS-CoV-2-Infektion oder COVID-19-Impfung (CoV19- SHVT) und SHVT ohne entsprechenden Zusammenhang (non-CoV19-SHVT). Die Gruppen wurden hinsichtlich demografischer Daten, Risikofaktoren, klinischer Präsentation, neuroradiologischer Befunde sowie Behandlungsergebnissen bei Entlassung, nach sechs Monaten und zum letzten verfügbaren Follow-up analysiert. Zusätzlich erfolgte eine Subgruppenanalyse zur Differenzierung zwischen infektionsassoziierter und impfassoziierter CoV19-SHVT. Ergebnisse: Es wurden insgesamt 122 Patientinnen und Patienten mit Verdacht auf SHVT identifiziert. Nach Ausschluss von Fällen mit unvollständiger Datengrundlage (n = 20) oder fehlender bildgebender Diagnostik des zerebralen venösen Systems (n = 31) wurden 71 Fälle mit gesicherter SHVT in die finale Analyse eingeschlossen. Davon entfielen 11 Fälle auf die CoV19-SHVT-Gruppe (davon n = 3 nach SARS-CoV-2- Infektion, n = 8 nach Impfung), 60 Patienten wurden der non-CoV19-SHVT-Gruppe zugeordnet. Es zeigten sich keine signifikanten Unterschiede im medianen Alter (CoV19: 36 Jahre [IQR: 22–70] vs. non-CoV19: 41 Jahre [IQR: 27–64]) oder im Geschlechterverhältnis (weiblich: 36,4 % vs. 65,0 %). Die CoV19-SHVT-Gruppe wies insgesamt eine geringere Prävalenz klassischer Risikofaktoren auf; bei 72,7 % wurde eine Vakzin-induzierte immunvermittelte Thrombotisch-Thrombozytopenische Purpura (VITT) als ätiologischer Faktor identifiziert. In der non-CoV19-SHVT-Gruppe waren hereditäre Thrombophilien mit 45,0 % am häufigsten vertreten. Keine Patientin bzw. kein Patient mit CoV19-SHVT wies bei Aufnahme eine Vigilanzminderung auf. Fokale neurologische Defizite traten bei 30,0 % der CoV19-SHVT-Fälle auf, verglichen mit 51,7 % in der Vergleichsgruppe. Intrakranielle Blutungen und venöse Infarkte wurden in der CoV19-SHVT-Gruppe bei 27,3 % bzw. 9,1 % dokumentiert, gegenüber 30,0 % bzw. 16,7 % in der non-CoV19- SHVT-Gruppe. Die Mortalität bei Entlassung betrug 9,1 % in der CoV19-SHVT-Gruppe im Vergleich zu 3,3 % in der Kontrollgruppe. Hinsichtlich der funktionellen Behandlungsergebnisse im Follow-up-Zeitraum ergaben sich keine signifikanten Gruppenunterschiede. Die Subgruppenanalyse zeigte keine relevanten Differenzen zwischen infektions- und impfassoziierter CoV19-SHVT bezüglich klinischer, bildgebender oder therapeutischer Charakteristika. Schlussfolgerung: Diese monozentrische retrospektive Analyse zeigt, dass SHVT im Zusammenhang mit Covid19-Infektionen oder Covid-19-Impfungen hinsichtlich klinischer Präsentation, radiologischer Befunde und funktionellem Outcome nicht schwerwiegender verläuft als SHVT anderer Genese. Die beobachtete niedrigere Prävalenz klassischer Risikofaktoren und die Dominanz von VITT als Ätiologie unterstreichen jedoch die pathophysiologischen Besonderheiten der CoV19-SHVT. Multizentrische Registerstudien mit größeren Fallzahlen sind erforderlich, um diese Ergebnisse zu validieren und das Risikoprofil betroffener Patientinnen und Patienten weiter zu charakterisieren.
CRISPR/Cas-Mismatch-Analyse unter der Verwendung von Wildtyp-SpCas9 sowie eSpCas9(1.1) als modifizierte Endonuklease zur Optimierung von Therapiemöglichkeiten im Rahmen eines Genome Editing
(2024) Lorenz, Anthony
Gentherapie umfasst vielversprechende Behandlungsansätze für genetische Erkrankungen, insbesondere im Bereich der Augenheilkunde. Durch das Genome Editing können genetische Sequenzen gezielt ausgeschaltet, entfernt oder korrigiert werden, was innovative Therapiemöglichkeiten eröffnet. Ein Werkzeug ist das CRISPR/Cas-System, welches eingesetzt wird, um Genmodifikationen mithilfe von sequenzspezifischen Endonukleasen wie Cas9 zu erzielen. Zentrale Problematik von CRISPR/Cas9 liegt in der Induktion von Doppelstrangbrüchen (DSBs) an nicht beabsichtigten Positionen. Diese Off Target-Aktivität geht mit Mismatches zwischen der zielbestimmenden Guide-RNA und der DNA des Genoms einher. Die vorliegende explorative Studie zielt darauf ab, CRISPR/Cas9 für das gezielte Einsetzen von DSBs zu erforschen und die Auswirkungen von Mismatches auf die Off-Target-Aktivität zu untersuchen. Dies erfolgt anhand einer Mismatch-Analyse durch den Bioluminescence Resonance Energy Transfer-Assay mithilfe von Target-Sequenzen mit Einzelpunktmutationen. Unterstützt wird das Verfahren durch Fluoreszenzmikroskopie. Ergänzend wird eSpCas9(1.1) als modifizierte Cas-Endonuklease untersucht. Die Ergebnisse zeigen Muster in Bezug auf die eingeführte Base, das resultierende Mismatch und dessen Position. WT-SpCas9 mit der Guide-Sequenz CLN3 In6G5 weist eine hohe Mismatch-Toleranz auf, insbesondere distal von der PAM-Sequenz an Position 20 und proximal an Position 1, während die Positionen 13 und 14 eine starke Vulnerabilität zeigen. Eine Spezifität von Cas9 wird sowohl durch die Seed- als auch durch die Non-Seed-Region bestimmt. Die Wobble-Basenpaarung G-T(U) zeigt die geringste Beeinträchtigung der Schneideaktivität, während C-C-Mismatches die höchste Reduktion verursachen. Ein homologer Nukleotidbasentausch hat eine geringere Auswirkung als ein heterologer. Der Einbau von Thymin oder Guanin in den Target-Strang beeinträchtigt die Schneideaktivität durchschnittlich weniger als eine andere Mutation. Die Anwendung von eSpCas9(1.1) reduziert die Off-Target-Aktivität, ohne dabei eine signifikante On-Target-Aktivität zu zeigen. Der Einsatz einer Guide-Sequenz mit einem intrinsischen Guanin an Position 20 am 5‘-Ende stellt die On-Target-Aktivität wieder her. Dies zeigt den Einfluss von Target- und Guide-Sequenzen auf verschiedene Endonukleasen. Die unterschiedliche Mismatch-Toleranz und die Bedeutung spezifischer Basenpaarungen betonen die Notwendigkeit weiterer sequenzspezifischer Mismatch-Analysen. Zukünftige Fortschritte in der CRISPR/Cas-Technologie wie modifizierte Cas9-Endonukleasen können die medizinische Anwendung erleichtern.

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