Global prevalence of community-acquired respiratory viral coinfections in COVID-19 patients and their impact on disease progression: Systematic review and meta-analysis

Der Ausbruch von SARS-CoV-2 und seine rasante Ausbreitung wurde von der WHO als globale Pandemie eingestuft. Seither wurden zahlreiche Studien durchgeführt, um die von dem Virus ausgelöste Erkrankung COVID 19 zu untersuchen sowie präventive und therapeutische Ansätze zu entwickeln. Präpandemische Studien zeigten, dass Koinfektionen bei respiratorischen Viruserkrankungen die Morbidität signifikant erhöhen können. Während schon frühzeitig Koinfektionen bei COVID-19 Patienten beschrieben wurden, bleibt die klinische Relevanz unschlüssig. Die Etablierung von SARS-CoV-2 in der humanen Population und die hohe Inzidenz anderer viraler Atemwegserkrankungen erfordern eine Evaluierung der Bedeutung von Koinfektionen. Die Ziele des systematischen Reviews und der Metaanalyse sind, die publizierte Literatur kritisch zu bewerten, die Prävalenz viraler respiratorischer Koinfektionen bei COVID-19 Patienten zu ermitteln, die häufigsten Kopathogene zu identifizieren und die Auswirkungen einer Koinfektion auf den Krankheitsverlauf und das Outcome zu beschreiben. Die Datenbanken PubMed, Web of Science, Embase, Scopus und The Cochrane Library wurden systematisch nach Studien durchsucht, welche zwischen dem 1. November 2019 und dem 13. August 2021 publiziert wurden. Eingeschlossen wurden COVID-19 Patienten jeden Alters und Krankheitsschweregrades, welche innerhalb von 48 Stunden nach COVID-19 Diagnosestellung auf weitere respiratorische Viren getestet wurden. Als primäres Outcome für die Metaanalyse wurde die Rate von respiratorischen viralen Koinfektionen unter allen SARS-CoV-2 positiven Patienten entsprechend eines random-effect Models gewählt. Die Prävalenzanalyse wurde in verschiedenen Subgruppen durchgeführt. Die spezifische Prävalenz der einzelnen viralen Kopathogene wurde bestimmt. Für den Vergleich koinfizierter und monoinfizierter COVID-19 Patienten wurden sekundäre Endpunkte definiert. Das Protokoll für den systematischen Review und die Metaanalyse wurde prospektiv festgelegt und in der PROSPERO-Datenbank registriert. Aus 6053 initial identifizierten Studien, konnten 59 Studien extrahiert werden, welche den Ein- und Ausschlusskriterien entsprachen. Unter 16643 SARS-CoV-2 positiven Patienten wiesen 5.01% virale respiratorische Koinfektionen auf. Die Subgruppenanalysen zeigten, dass pädiatrische Patienten signifikant häufiger koinfiziert waren (9.39%), als erwachsene Studienteilnehmer (3.51%, p=0.02). Eine geschlechtsspezifische Subgruppenanalyse ermittelte keine signifikanten Prävalenzunterschiede. Influenzaviren (1.54%) und Enteroviren (1.32%) waren die prävalentesten unter allen viralen Kopathogenen. Im Vergleich zu monoinfizierten COVID-19 Patienten, litten Koinfizierte häufiger unter Dyspnoe (48.1% vs. 37.3%, OR=0.94) und ihre Odds für Sterblichkeit waren erhöht (OR=1.66). Hinsichtlich der Symptome Husten und Fieber sowie dem Bedarf intensivmedizinischer Betreuung konnten keine signifikanten Unterschiede festgestellt werden. Obwohl die Inzidenz von COVID-19 bis zum Zeitpunkt der Datenerhebung hoch blieb, ist die Rate an Koinfektionen relativ gering. Während die weltweite Implementierung von nicht-pharmazeutischen Interventionen die Zirkulation respiratorischer Viren reduziert hat, beeinflussen saisonale Muster und die Mechanismen der Virus-Virus-Interaktion die Kozirkulation und Koinfektionswahrscheinlichkeit von respiratorischen Viren und SARS-CoV-2. Die Ergebnisse der Metaanalyse legen nahe, dass sich eine Koinfektion negativ auf den Krankheitsverlauf und das Outcome auswirken können. Die Verwendung von Multiplex-PCR-Panels ist im Hinblick auf therapeutische und prognostische Implikationen sowie Infektionsschutzmaßnahmen ratsam, vor allem in Bezug auf eine mögliche Koinfektion mit dem Influenza- oder Respiratorischen-Synzytial-Virus. Angesichts der besonderen methodischen und klinischen Heterogenität der untersuchen Daten ist es wichtig, die in der vorliegenden Arbeit gefundenen Ergebnisse mit weiteren Metaanalysen zu fundieren. Von besonderem Interesse ist dabei die Differenzierung zwischen verschiedenen Alters-, Risiko-, und Komorbiditätsgruppen und die separate Betrachtung der einzelnen Virusspezies hinsichtlich der jeweiligen Interaktion und ihres Effekts auf Krankheitsverlauf und Outcome der COVID-19 Erkrankung.The emergence of SARS-CoV-2 and its spread across the world was declared as a global pandemic by the WHO in March 2020. Since then, numerous studies have been performed to investigate the disease COVID-19 as well as to develop therapeutic approaches. Prepandemic studies show, that co-infections in respiratory viral diseases can be one of the factors increasing the morbidity. While co-infections in COVID-19 patients have been described early on, the clinical relevance remains inconclusive. With SARS-CoV-2 becoming firmly established in the human population and the high incidence of other respiratory viral infections, it is important to evaluate the significance of co-infections. The aims of this systematic review and meta-analysis are to critically assess the published literature, determine the prevalence of respiratory viral infections in COVID-19 patients, identify the most common co-pathogens and describe the effects of co-infection on the course and outcome of disease. We systematically searched PubMed, Web of Science, Embase, Scopus, and The Cochrane Library for studies published from 1 November 2019 to 13 August 2021. We included patients of all ages and any COVID-19 severity who were screened for respiratory viral co-infection within 48 hours of COVID-19 diagnosis according to WHO criteria. The main outcome was the proportion of patients with respiratory viral co infection according to the random-effects model. The prevalence analysis was carried out in different subgroups. The specific prevalence for each viral co-pathogen was determined. Secondary endpoints were defined to compare the mono- and co infected COVID-19 patients. The systematic review was prospective registered to PROSPERO. Out of 6053 initially retrieved studies, 59 studies met the inclusion criteria. Among 16643 SARS-CoV-2 positive patients, 5.01% were coinfected with a second respiratory virus. Subgroup analyses showed that co-infection was significantly higher in paediatric (9.39%) than adult (3.51%) patients (p=0.02). Gender-specific subgroup analysis did not reveal any significant differences. Influenza viruses (1.54%) and enteroviruses (1.32%) were the most prevalent co-pathogens. Compared to mono-infected COVID-19 patients, the co-infected patients were more likely to be dyspnoeic (48.1% vs. 37.3%, OR=0.94) and the odds of fatality (OR=1.66) were increased. No significant differences were found with regard to the appearance of the symptoms cough and fever as well as the need of submission to an intensive care unit. Although the incidence of COVID-19 remained high at the time of data collection, the rate of co-infections is relatively low. While the global implementation of non-pharmaceutical interventions reduced the circulation of respiratory viruses, seasonal patterns and the mechanisms of virus-virus-interaction influence the cocirculation and probability of co-infection of respiratory viruses. The results of this systematic review and meta-analysis suggest, that co-infection might have a negative impact in the course and outcome of disease. The use of multiplex PCR panels could be advisable regarding therapeutic and prognostic implications as well as infection control measures, especially for possible influenza virus or respiratory syncytial virus co infections. Given the methodological and clinical heterogeneity of the examined data, it is important to substantiate the results found in this systematic review and meta-analysis with further studies. The differentiation between certain age, risk and comorbidity subgroups as well as the separate investigation of co-pathogens considering the mechanisms of virus-virus-interaction and its effects on the COVID-19 patients should be of particular interest

Max Kirmsse, ein Historiker des Sonderschulwesens. Leben und Werk

Am 1. Juni 1962 wäre Max Bruno Kirmsse 85 Jahre alt geworden. Er hat durch unermüdliche Arbeit viel zur Erforschung der Geschichte des Sonderschulwesens beigetragen. Seine Bibliothek und seine Sammlungen aus dem Gebiet des Sonderschulwesens sind ebenfalls sehr bekannt geworden. Ich möchte hier versuchen, Leben und Werk als Ganzes darzustellen

Kontemplation und Heilung. Zeitgenössische Erscheinungsformen spiritueller Praktiken am Beispiel sufischer und schamanischer Ausrichtungen im deutschsprachigen Raum.

Kontemplation und Heilung Zeitgenössische Erscheinungsformen spiritueller Praktiken am Beispiel sufischer und schamanischer Rituale in Deutschland Diese qualitative Forschungsarbeit leistet einen Beitrag zur Auseinandersetzung mit gegenwärtigen religiösen und spirituellen Transformationsprozessen in Deutschland am Beispiel aktueller sufischer und schamanischer Praktiken. Im Zentrum steht dabei das Verhältnis von Kontemplation und Heilung als Feld individueller religiöser Praxis. Für diese empirische Feldforschung wurden zwischen 2018 und 2019 insgesamt 14 Interviews im Kontext sufischer und schamanischer Heilpraktiken geführt, wobei die Methode des semistrukturierten Interviews zur Anwendung kam. Ergänzend dazu wurde teilnehmende Beobachtung an sechs unterschiedlichen Orten in Deutschland durchgeführt: an zwei sufischen ḏikr-Zusammenkünften sowie an vier schamanischen Workshops mit Fokus auf energetische (Selbst-) Heilung und Energieheilungsrituale. Die Grounded Theory diente als methodisches Instrument zur Analyse des erhobenen Datenmaterials. Im Fokus der Untersuchung steht die Transformation von Religiosität und Spiritualität in der religiösen Gegenwartskultur sowie die Individualisierung spiritueller Praktiken, insbesondere im Hinblick auf die Verbindung von Kontemplation und Heilung im Kontext sufischer und schamanischer Praktiken. Angebote aus dem zeitgenössischen Spektrum spiritueller Strömungen, darunter auch sufisch und schamanisch geprägte Gruppen, formulieren dabei wiederholt das Ziel, Menschen in ihrem Streben nach Ausgleich zu unterstützen, nicht nur im Sinne von Techniken zur Work-Life-Balance, sondern auch in einem ganzheitlichen Verständnis von Balance zwischen Mensch und Natur. Dieses Verständnis ist eng mit dem subjektiven Erleben von Wohlbefinden verknüpft und kann insofern zur Förderung von Gesundheit beitragen. Die in dieser Studie dargestellten kontemplativen Methoden und transzendentalen Techniken tragen zu einem neuen ganzheitlichen Verständnis von Körper, Gesundheit und religiöser Praxis bei. Im Kontext zeitgenössischer Heilmethoden berücksichtigt die Arbeit auch den stark individualisierten Zugang zu spirituellen Heilpraktiken im sufisch und schamanisch konnotierten Feld.Contemplation and healing practices Contemporary manifestations of spiritual practices using the example of sufi and shamanic rituals in Germany This qualitative research contributes to the focus on contemporary religious and spiritual transformation in Germany by the example of recent sufi and shamanic practices regarding the relation between contemplation and healing as a field of individual religious practice. For this empirical fieldwork study, I conducted 14 interviews in the field of sufi and shamanic healing practices applying the semi structured interview method between the years 2018 and 2019. In addition, ethnographic fieldwork in terms of participant observation took place at six different locations throughout Germany within the field of two sufi dhikr and four shamanic workshops on energetic (self-)healing practices and energy healing ceremonies. Collecting data and analysis are within the framework of the grounded theory method. Contemporary transformation of religiosity and spirituality as well as the individualization of spiritual practices especially with the focus of contemplation and healing in the sufi and shamanic context presents the main research focus. Offers from the contemporary spectrum of spiritual currents, also in shamanic and sufi practicing groups, repeatedly formulate the goal of supporting people in achieving a balance not only in the sense of techniques for today's work-life balance, but also in a holistic context the balance between humankind and nature which connects to the feeling of well-being and therefore could lead to an enhanced health. The contemplative methods and transcendental techniques presented in this study contribute to the idea of a new holistic understanding of body, health and religious practices. In context of contemporary healing methods my thesis also includes the highly individualized approach of spiritual healing practices within the shamanic and sufi connotated fiel

Establishment and Analysis of Artificial Multi-Replicon Systems in the Alphaproteobacterium Sinorhizobium meliloti

Die vorliegende Arbeit beschreibt Studien zur pABC-Vektorfamilie sowie zu artifiziellen Genomfusionen, aus denen sich zukünftige hybride Genomkonfigurationen im α-Proteobakterium Sinorhizobium meliloti (Synonym: Ensifer meliloti) ableiten lassen. Diese dienen dem Verständnis von genomischen Organisationsprinzipien und Replikationsmechanismen sowie der Weiterentwicklung der Methoden zur Genomeditierung in S. meliloti und verwandten Organismen innerhalb der α- Proteobakterien. Das neuartige pABC-Vektorsystem wurde in vorangegangenen Arbeiten für S. meliloti entwickelt. Es zeigte sich, dass die pABC-Vektorfamilie als funktionelle Erweiterung des dreigeteilten S. meliloti Genoms nutzbar ist. Im Kontext dieser Arbeit wurde die Stabilität dieses modularen Replikonsystems unter metabolischer Belastung, durch die Expression des Lux-ähnlichen Regulators ExpR untersucht. Ebenso wurde eine über S. meliloti hinausgehende Kompatibilität des pABCVektorprinzips gezeigt, indem pABC-Derivate speziell für Methylorubrum extorquens AM1 entwickelt wurden, der als Plattformorganismus für eine zukünftige C1-Bioökonomie relevant ist. Eine weitere Optimierung des pABC-Replikonsystems wurde durch die Entfernung von Erkennungssequenzen von Typ IIS Restriktionsendonukleasen in mehreren Vektormodulen erreicht, wodurch die Nutzung effizienter modularer Klonierungsstrategien (MoClo) ermöglicht wird. Eine Ergänzung der Vektoren mit zusätzlichen Funktionsmodulen zur ortsspezifischen Rekombination oder neuen Assemblierungsmöglichkeiten erweiterte die Anwendungsmöglichkeiten des pABC-Systems zur Genomeditierung. Abschließend konnte gezeigt werden, dass pABC-basierte genetische Schaltkreise in S. meliloti eine leistungsfähige Alternative zu deren genomischer Integration darstellen können. Ein weiterer Teil dieser Arbeit beschäftigte sich mit der Konstruktion und Charakterisierung von unterschiedlichen Fusionen des dreiteiligen S. meliloti Genoms. Physiologische Untersuchungen zeigten, dass Morphologie, Wachstum und die Fähigkeit, eine funktionelle Symbiose mit Medicago sativa einzugehen, in den Genomfusionsvarianten kaum beeinflusst wurden. Lediglich unter besonderen Stressbedingungen oder bei ungünstiger Replichor-Komposition zeigten sich Unterschiede im Vergleich zum Wildtyp-Stamm. Mit Hilfe eines speziell modifizierten Fluoreszenzmarkierungssystem wurde die räumlich-zeitliche Organisation und Koordination der Segregation der Fusionsgenome während des Zellzyklus charakterisiert. Dabei zeigte sich, dass Schlüsselelemente der Genompartitionierung weitgehend erhalten blieben. In einem S. meliloti-Stamm, der ein Fusionsprodukt aus Chromosom, pSymA und pSymB trug, wurde festgestellt, dass sowohl die Replikationsursprünge der sekundären Replikons, als auch der Partitionierungsapparat von pSymB nicht mehr essenziell waren. Dieses Triple- Fusionsderivat ohne die Replikationsursprünge der sekundären Replikone zeigte allerdings deutlich unsymmetrische Replichor-Verhältnisse sowie abnormale Lokalisations- und Segregationsmuster des chromosomalen Replikationsursprungs. Als Suppressoren der ungünstigen Replichorkomposition konnte durch Sequenzierung der jeweiligen Genome eine Missense-Mutation im Gen für die Histidinkinase CckA sowie eine partielle Inversion des fusionierten Replikons identifiziert werden.The present work describes studies on the pABC vector family as well as artificial genome fusions, from which future hybrid genome configurations in the α-proteobacterium Sinorhizobium meliloti (Ensifer meliloti) can be derived. These contribute to the understanding of genomic organization principles and replication mechanisms, as well as the advancement of methods for genome editing in S. meliloti and related organisms within the α-proteobacteria. The novel pABC vector system was developed in previous work for S. meliloti. It was found that the pABC vector family can be used as a functional extension of the tripartite S. meliloti genome. In the context of this work, the stability of this modular replicon system was investigated under metabolic stress through the expression of the Lux-like regulator ExpR. Similarly, compatibility of the pABC vector principle beyond S. meliloti was demonstrated by developing pABC derivatives specifically for Methylorubrum extorquens AM1, which serves as a platform for a future C1 bioeconomy. Further optimization of the pABC replicon system was achieved by removing type IIS restriction endonuclease recognition sequences in several vector modules, allowing the efficient use of modular cloning strategies (MoClo). The addition of vectors with additional functional modules for site-specific recombination or new assembly possibilities expanded the applications of the pABC system for genome editing. Finally, it was shown that pABC-based genetic circuits in S. meliloti can be a powerful alternative to their genomic integration. Another part of this work involved the construction and characterization of different fusions of the tripartite S. meliloti genome. Physiological studies showed that morphology, growth and the ability to enter into a functional symbiosis with Medicago sativa were hardly affected in the genome fusion variants. Differences compared to the wild-type strain were only observed under special stress conditions or with an unfavorable replichor composition. Using a modified fluorescence labeling system, the spatio-temporal organization and coordination of the segregation of the fusion genomes during the cell cycle was characterized. In this context, it was observed that key elements of genome partitioning were largely conserved. In an S. meliloti strain carrying a fusion product of the chromosome, pSymA, and pSymB, it was observed that both the replication origins of the secondary replicons and the partitioning apparatus of pSymB were no longer essential. A triple-fusion derivative without the replication origins of the secondary replicons exhibited significantly asymmetrical replicore ratios as well as abnormal localization and segregation patterns of the chromosomal replication origin. A missense mutation in the gene for the histidine kinase CckA and a partial inversion of the fused replicon were identified as suppressors of the unfavorable replicon composition by sequencing the respective genomes

Charakterisierung des Lithiumtransports in Lithium-Titanat-Dünnschicht-Elektroden und deren Anwendung für die Messung von Elektrolyt-Überführungszahlen für Lithium-Ionen-Batterien

The relative conductivity of Li+-ions in lithium-ion battery electrolytes is quantified by the transference number, which can be assessed by applying electrochemical impedance spectroscopy under anion-blocking conditions. However, many electrolytes are not stable against the typically used lithium electrodes, so that an influence on the measurements because of unstable interfaces cannot be ruled out. The aim of this work was therefore to utilize an alternative thin-film electrode with wide electrolyte compatibility, which still fulfills the method-specific requirements of reversible Li+ incorporation and symmetric polarizability. These conditions are feasible with the typical anode material lithium titanate (Li4Ti5O12, LTO), which exhibits a two-phase transition to Li7Ti5O12 upon lithiation. In this work, LTO was successfully produced as a thin-film electrode via spin-coating and thoroughly characterized by means of electrochemical and materialchemical methods regarding cyclability, stoichiometry, homogeneity. Moreover, inaccuracies in the preparation and measurement of the electrodes are considered, specifically the coverage of heterogeneous margins and the voltage-amplitude sensitivity for the impedance measurement. The impedance behavior of LTO was investigated at different states of (de)lithiation to understand the very-low frequency impedance contribution of those electrodes. Here, an asymmetry between charge and discharge process was identified for the diffusion behavior, indicating differing phase distribution and propagation mechanisms, which are discussed in context with literature (values) and state-specific material chemical measurements. Further, the thin-film LTO electrodes were optimized to allow a reliable differentiation to electrolyte processes in transference number measurements, and primal approaches for a setup combining preconditioning and transference number measurements have been developed.Die relative Leitfähigkeit von Li+-Ionen in Elektrolyten für Lithium-Ionen-Batterien wird durch die Überführungszahl quantifiziert, welche mittels elektrochemischer Impedanzspektroskopie unter Anionen-blockierenden Bedingungen bestimmt werden kann. Da jedoch viele Elektrolyte nicht stabil gegenüber den üblicherweise verwendeten Lithium-Elektroden sind, kann hierbei eine Beeinträchtigung der Messungen durch instabile Grenzflächen nicht ausgeschlossen werden. Ziel dieser Arbeit war es daher eine alternative Dünnschicht-Elektrode mit umfangreicher Elektrolyt-Kompatibilität zu nutzen, welche gleichzeitig die methodenspezifischen Anforderungen einer reversiblen Aufnahme von Li+-Ionen und symmetrischen Polarisierbarkeit erfüllt. Diese Bedingungen ermöglicht das typische Anodenmaterial Lithiumtitanat (Li4Ti5O12, LTO), welches bei Lithiierung eine Phasentransformation zu Li7Ti5O12 zeigt. In dieser Arbeit wurde LTO erfolgreich als Dünnschichtelektrode durch Schleuderbeschichtung hergestellt und mittels elektrochemischer und materialchemischer Methoden umfassend in Bezug auf Zyklisierbarkeit, Stöchiometrie und Homogenität charakterisiert. Hierbei werden auch Fehleranfälligkeiten bei der Herstellung und Vermessung der Elektroden betrachtet, spezifischer die Abdeckung von heterogenen Randbereichen und die Empfindlichkeit gegenüber der Spannungsamplitude bei Impedanzmessungen. Insbesondere wurde das Impedanzverhalten von LTO bei verschiedenen Zuständen der (De-)Lithiierung untersucht, um den Impedanzbeitrag dieser Elektroden bei sehr niedrigen Frequenzen zu erschließen. Dabei wurde eine Asymmetrie zwischen Lade- und Entladeprozess bezüglich des Diffusionsverhaltens festgestellt, was wiederum auf unterschiedliche Phasenverteilungen sowie Ausbreitungsmechanismen hinweist und im Zusammenhang mit Literatur(werten) und zustandsspezifischen materialchemischen Messungen diskutiert wird. Des Weiteren wurden die Dünnschicht-LTO-Elektroden hinsichtlich einer deutlichen Differenzierung zu Elektrolytprozessen in Überführungszahlmessungen optimiert und grundlegende Ansätze für einen Messaufbau entwickelt, der Vorkonditionierung und Überführungszahlmessungen kombiniert

Solidarische Landwirtschaft: Ein Lebensmittelsystem und dessen Potential zur Nachhaltigkeitstransformation

Currently, the agricultural sector is facing serious challenges. Climate change, rising populations, and changing consumer expectations are putting the industry under pressure and leading to consumer dissatisfaction. Conventional agriculture, the predominant form, is increasingly criticized for its negative ecological, economic, and social impacts. In response, various alternative food systems have developed over the years, attempting to meet today's expectations and offer a sustainable alternative. One such form is Community Supported Agriculture (CSA). Community Supported Agriculture is an organizational form in which a closed circle of consumers is tied to a farm. Disconnected from the open market, consumers and producers share the economic risk through membership contracts, forming a regional food system. In CSA, participation, social interaction, education, seasonality, and transparency are paramount. Although the concept has existed in Germany for some time, significant growth and increased awareness of the scene have only been observed since around 2011. Since then, the number of farms has been growing exponentially, and new farms are regularly being established nationwide. Community Supported Agriculture promises to be a sustainable concept that aims to capture part of the market and create regional economic systems. However, the question remains as to how sustainable this concept actually is and to what extent it can bring about changes in the agricultural sector. Using the concept of leverage points, points within a system can be identified where changes can be initiated to make the system more sustainable. Certain areas within a system hold particularly high potential and can bring about a transformation towards sustainability through targeted changes at leverage points. These areas are referred to as re-connect, re-think, and re-structure. They deal with the human connection to nature, the significance and decay of institutions, and the creation, sharing, and use of knowledge. This dissertation examines the Community Supported Agriculture system concerning its potential to promote sustainability transformations. The leverage points concept is applied to analyze which points in the CSA system are related to the areas of re-connect, re-think, and re-structure, and further research questions present in the articles are explored. Additionally, a summarizing conclusion of all articles observes whether there are overlaps within the leverage points and how they differ from conventional agriculture. Finally, it assesses whether the system has transformative potential and to what extent this potential is being utilized. The study was conducted in the region of Hesse, where qualitative, guided interviews were conducted with 22 farms. The collected information was processed, analyzed, and integrated into three articles included in the dissertation. Each of these articles addresses one of the three areas with great potential for promoting sustainability transformations. The first article aims to identify profound levers related to the deep area of re-think. The way knowledge is generated, used, and disseminated in a system significantly shapes its development and can lead to its transformation. To find the crucial points where a rethinking occurs, the entire CSA system is analyzed for its knowledge dynamics. Structures such as participation days, cultivation planning, social events, working groups, and distribution methods are closely examined. The second article deals with the area of re-connect. Humanity is increasingly distancing itself from nature, leading to unsustainable behavior. It is crucial to take measures to restore this connection. This article examines how people can build a new bond with nature through Community Supported Agriculture. It analyzes existing structures on farms that enable material, experiential, cognitive, emotional, and philosophical connections to nature. The third article focuses on analyzing the area of re-structure. The goal is to find institutional levers in the CSA system that can bring about transformative changes. The value chain of a farm in Frankfurt am Main is analyzed in detail to identify structural levers at every step. Unlike the other articles that summarize the results of all interviewed farms in Hesse, this article focuses on a single farm and its network of stakeholders.Aktuell steht der landwirtschaftliche Sektor vor schwerwiegenden Herausforderungen. Der Klimawandel, steigende Bevölkerungszahlen und veränderte Konsumentenerwartungen setzen die Industrie unter Druck und führen zu Unzufriedenheit seitens der Verbraucher. Die konventionelle Landwirtschaft, die vorherrschende Form, gerät aufgrund ihrer negativen ökologischen, ökonomischen und sozialen Folgen vermehrt in die Kritik. Als Reaktion darauf haben sich im Laufe der Jahre diverse alternative Lebensmittelsysteme herausgebildet, die versuchen, den heutigen Erwartungen gerecht zu werden und eine nachhaltige Alternative zu bieten. Eine dieser Formen ist die Solidarische Landwirtschaft (SoLaWi). Die Solidarische Landwirtschaft ist eine Organisationsform, bei der ein geschlossener Verbraucherkreis an einen Hof gebunden ist. Losgelöst vom offenen Markt teilen sich die Konsumenten und Produzenten das wirtschaftliche Risiko anhand von Mitgliederverträgen und bilden ein regionales Ernährungssystem. Bei der Solidarischen Landwirtschaft stehen Partizipation, soziales Miteinander, Bildung, Saisonalität und Transparenz im Vordergrund. Obwohl das Konzept schon seit einiger Zeit in Deutschland existiert, wurde erst seit etwa 2011 ein signifikantes Wachstum und eine verstärkte Wahrnehmung der Szene beobachtet. Seitdem wächst die Zahl der Höfe exponentiell und es werden regelmäßig neue Höfe bundesweit errichtet. Die Solidarische Landwirtschaft verspricht, ein nachhaltiges Konzept zu sein, das einen Teil des Marktes erobern und regionale Wirtschaftssysteme schaffen möchte. Die Frage bleibt jedoch, wie nachhaltig dieses Konzept tatsächlich ist und inwieweit es Veränderungen im landwirtschaftlichen Sektor herbeiführen kann. Anhand des Konzepts der leverage points lassen sich innerhalb eines Systems Punkte identifizieren, an denen Veränderungen initiiert werden können, um das System nachhaltiger zu gestalten. Bestimmte Bereiche innerhalb eines Systems bergen dabei ein besonders hohes Potenzial und können durch gezielte Veränderungen an Hebelstellen eine Transformation hin zur Nachhaltigkeit bewirken. Diese Bereiche werden als re-connect, re-think und re-structure bezeichnet. Sie befassen sich mit der menschlichen Verbindung zur Natur, der Bedeutung und dem Zerfall von Institutionen sowie der Schaffung, dem Teilen und der Nutzung von Wissen. Diese Dissertation untersucht das System der Solidarischen Landwirtschaft hinsichtlich seines Potenzials zur Förderung von Nachhaltigkeitstransformationen. Hierbei wird das Konzept der leverage points angewendet, um zu analysieren, welche Punkte im System der Solidarischen Landwirtschaft im Zusammenhang mit den Bereichen re-connect, re-think und re-structure vorhanden sind und weitere, in den Artikeln vorhandene Forschungsfragen, werden untersucht. Des Weiteren, wird in einem zusammenfassenden Fazit aller Artikel beobachtet, ob es Überschneidungen innerhalb der Hebelpunkte gibt und wie sie sich von der konventionellen Landwirtschaft unterscheiden. Abschließend wird bewertet, ob das System über transformatorisches Potenzial verfügt und inwieweit dieses ausgeschöpft wird. Für die Untersuchung wurde der Raum Hessen ausgewählt, in dem qualitative, leitfadengestützte Interviews mit 22 Höfen durchgeführt wurden. Die gesammelten Informationen wurden verarbeitet, analysiert und in drei Artikel integriert, die in die Dissertation aufgenommen wurden. Diese Artikel behandeln jeweils einen der drei Bereiche mit großem Potenzial zur Förderung von Nachhaltigkeitstransformationen. Der erste Artikel zielt darauf ab, tiefgreifende Hebel im Zusammenhang mit dem tiefen Bereich re-think zu identifizieren. Die Art und Weise, wie Wissen in einem System generiert, genutzt und verbreitet wird, prägt maßgeblich seine Entwicklung und kann zu dessen Transformation führen. Um die entscheidenden Punkte zu finden, an denen ein Umdenken stattfindet, wird das gesamte SoLaWi-System auf seine Wissensdynamik hin analysiert. Dabei werden Strukturen wie Teilnahmetage, Anbauplanung, soziale Veranstaltungen, Arbeitsgruppen und Verteilungsmethoden genauer betrachtet. Der zweite Artikel setzt sich mit dem Bereich re-connect auseinander. Die Menschheit entfernt sich zunehmend von der Natur, was zu un-nachhaltigem Verhalten führt. Es ist entscheidend, Maßnahmen zu ergreifen, um diese Verbindung wiederherzustellen. Dieser Artikel untersucht, wie Menschen durch Solidarische Landwirtschaft eine neue Bindung zur Natur aufbauen können. Dabei werden auf den Höfen vorhandene Strukturen analysiert, welche materielle, erfahrungsbezogene, kognitive, emotionale und philosophische Verbindungen zur Natur ermöglichen. Im dritten Artikel liegt der Schwerpunkt auf der Analyse des Bereichs re-structure. Das Ziel ist es, institutionelle Hebel im SoLaWi-System zu finden, die transformative Veränderungen bewirken. Dabei wird die Wertschöpfungskette eines Bauernhofs in Frankfurt am Main detailliert analysiert, um strukturelle Hebel in jedem Schritt zu identifizieren. Anders als in den anderen Artikeln, die die Ergebnisse aller interviewten Höfe in Hessen zusammenfassen, fokussiert dieser Artikel einen einzelnen Bauernhof und sein Netzwerk von Interessengruppen

Untersuchungen zur gezielten Behandlung FLT3-ITD-positiver AML-Zellen mit hohen SKI-Leveln mit verschiedenen Inhibitoren

In dieser Arbeit sollte die Rolle von SKI in der Behandlung FLT3-ITD-positiver AML-Zellen untersucht werden. SKI zählt durch seine transformierende Aktivität als Leukämie-induzierendes Onkogen und spielt eine Rolle bei der Regulation verschiedener Signalwege. Da SKI die FLT3-Expression heraufreguliert und SKI-positive AML-Patient:innen mit FLT3-ITD-Mutation eine schlechtere Prognose aufweisen als SKI-negative AML-Patienten mit FLT3-ITD-Mutation, trägt ein gezieltes therapeutisches Angreifen von SKI das Potenzial, die Prognose dieser Patient:innen zu verbessern. Basierend auf bereits identifizierten SKI-abhängigen Faktoren haben wir verschiedene Zellkulturinhibitoren ausgewählt, die speziell bei FLT3-ITD-positiven AML-Zellen mit hohen SKI-Leveln wirksam sein könnten. Um ein unterschiedliches Ansprechen zwischen ±SKI beobachten zu können, wurde SKI mittels CRISPR/Cas9-Technologie in MV4-11-Zellen (FLT3-ITD-positive AML-Zellen mit endogen erhöhten SKI-Leveln) ausgeschaltet und die Zellviabilität mittels CellTiter-Glo-Assay nach Behandlung der MV4-11-Zellen ±SKI bestimmt. Dabei konnten wir zeigen, dass die SKI-positiven MV4-11-Zellen signifikant besser auf eine Einzelbehandlung mit dem PIM-Inhibitor AZD1208 ansprachen. Dies macht AZD1208 zu einem vielversprechenden Inhibitor zur Behandlung FLT3-ITD-positiver AML mit hohen SKI-Leveln. Weiterhin haben sich die Kombinationen von AZD1208 mit dem FLT3-TKI Sorafenib, dem PI3K-Inhibitor CAL101 sowie dem HDAC-Inhibitor LBH589 als sehr effektiv für die Behandlung der +SKI-MV4-11-Zellklone gezeigt und stellen somit potenzielle neue Kombinationsbehandlungen bei FLT3-ITD-positiver AML mit hohen SKI-Leveln dar. Hervorzuheben ist, dass die Zugabe von AZD1208 stets einen signifikant stärkeren inhibitorischen Effekt auf die +SKI- als auf die -SKI-MV4-11-Zellklone zeigte. Hohe SKI-Level scheinen demnach zu einer höheren Sensitivität gegenüber dem PIM-Kinase-Inhibitor AZD1208 in MV4-11-Zellen zu führen und könnten ein geeignetes Therapieziel darstellen. Dies betont die Bedeutung des Onkoproteins SKI als neues Zielgen in der Behandlung von FLT3-ITD-positiver AML. Eine Testung auf das Vorliegen einer Überexpression von SKI bei FLT3-ITD-positiver AML hätte somit sowohl einen prognostischen Wert als auch eine therapeutische Konsequenz, da durch die Weiterentwicklung dieser vielversprechenden Behandlungsmöglichkeiten die Prognose dieser Patient:innen in Zukunft verbessert werden könnte. Weiterhin zeigte der Mitose-Hemmer Vincristin bereits im picomolaren Konzentrationsbereich einen hochpotenten zytotoxischen Effekt mit signifikant besserem Ansprechen der -SKI- als der +SKI-Zellen. Daraus können wir schlussfolgern, dass die Expression von SKI den zytotoxischen Effekt von Vincristin in FLT3-ITD-positiven AML-Zellen zu hemmen scheint und ein SKI-Targeting eine Resensitivierung gegenüber Vincristin herbeiführen könnte.The aim of this study was to investigate the role of SKI in the treatment of FLT3-ITD-positive AML cells. SKI is a leukemia-inducing oncogene due to its transforming activity and plays a role in the regulation of various signaling pathways. Since SKI upregulates FLT3 expression and SKI-positive AML patients with FLT3-ITD mutation have a worse prognosis than SKI-negative AML patients with FLT3-ITD mutation, targeting SKI therapeutically has the potential to improve the prognosis of these patients. Based on previously identified SKI-dependent factors, we have selected several inhibitors that may be effective in FLT3-ITD-positive AML cells with high SKI levels. To observe a different response to the treatment between ±SKI, SKI was knocked out using CRISPR/Cas9 technology in MV4-11 cells (FLT3-ITD-positive AML cells with endogenously elevated SKI levels) and cell viability was determined using CellTiter-Glo assay after treatment of MV4-11 cells ±SKI. We were able to show that the SKI-positive MV4-11 cells responded significantly better to a single treatment with the PIM inhibitor AZD1208. This qualifies AZD1208 as a promising inhibitor for the treatment of FLT3-ITD-positive AML with high SKI levels. Furthermore, the combinations of AZD1208 with the FLT3-TKI sorafenib, the PI3K inhibitor CAL101 and the HDAC inhibitor LBH589 have been shown to be very effective for the treatment of +SKI-MV4-11 cell clones and thus represent potential new combination treatments for FLT3-ITD-positive AML with high SKI levels. It should be emphasized that the addition of AZD1208 always showed a significantly stronger inhibitory effect on the +SKI than on the -SKI-MV4-11 cell clones. Consequently, high SKI levels appear to lead to a higher sensitivity to the PIM kinase inhibitor AZD1208 in MV4-11 cells and could represent a suitable therapeutic target. This emphasizes the importance of the oncoprotein SKI as a new target gene in the treatment of FLT3-ITD-positive AML. Testing for the presence of overexpression of SKI in FLT3-ITD-positive AML would therefore have both a prognostic value and a therapeutic consequence, as the further development of these promising treatment options could improve the prognosis of these patients in the future. Furthermore, the mitotic inhibitor vincristine showed a highly potent cytotoxic effect at picomolar concentrations with a significantly better response of -SKI than +SKI cell clones. From this we can conclude that the expression of SKI appears to inhibit the cytotoxic effect of vincristine in FLT3-ITD-positive AML cells and that targeting SKI may eventually lead to resensitization to vincristine

Influence of the expression of markers of the epithelial-mesenchymal transition on clinicial survival of ovarian cancer patients

Mit einem Fünfjahresüberleben in fortgeschritteneren Stadien von nur 20% ist das Ovarialkarzinom neben dem Mammakarzinom die am häufigsten tödlich verlaufende gynäkologische Krebserkrankung. Dies liegt unter anderem daran, dass das Ovarialkarzinom meist erst im Spätstadium diagnostiziert wird, wenn bereits Metastasen vorliegen [Robert- Koch-Institut 2021]. Ein wichtiger Prozess im Rahmen dieser Metastasierung ist die Epithelial-Mesenchymale Transition, während der die Tumorzellen ihren epithelialen Phänotyp verlieren, eine mesenchymale Form annehmen und in dieser metastasieren. Im Fernorgan wird dann der umgekehrte Prozess – die Mesenchymal-Epitheliale Transition – durchlaufen, durch den die Zellen wieder einen stabileren, epithelialen Phänotyp annehmen. Dies geht mit einer Hoch- und Herunterregulierung multipler Moleküle einher [Brabletz et al. 2005; Chaffer et al. 2007; Thiery et al. 2009; Brabletz et al. 2021]. In der vorliegenden Arbeit wurde bei insgesamt 80 Patientinnen sowohl im Gewebe des Ovarialkarzinoms selbst als auch im Gewebe der omentalen Metastase die Expression von drei EMT-Markern (TWIST, Aktin und Vimentin) und vier MET-Markern (Occludin, BerEP4, E-Cadherin und CK-18) bestimmt. Die vorliegende Arbeit ist eine der ersten, in der neben dem Gewebe des Primärtumors auch Metastasengewebe in die Untersuchung miteingeschlossen wurde. Die Marker-Expression wurde dann mit dem Progressionsfreien Überleben der Patientinnen sowie den klinischen Markern CRP und BMI korreliert. Eine Signifikanz in Korrelation mit dem Progressionsfreien Überleben zeigte sich hierbei beim EMT-Marker Vimentin im Gewebe des Primärtumors. Bei nur geringer Expression von Vimentin im Ovar lag das mittlere PFS bei 60,7 Monaten, während es bei starker Expression von Vimentin im Ovar bei 84,5 Monaten lag. TWIST zeigte sich in Korrelation zum Body- Mass-Index signifikant, während E-Cadherin sogar zu beiden klinischen Parametern eine Signifikanz aufwies. In dieser Arbeit wurde erwartet, dass die EMT im Primärtumor und die MET in der Metastase stattfindet. Während der EMT sollten die epithelialen Marker hoch- und mesenchymalen Marker herunterreguliert sein, während der MET sollten dann umgekehrt mesenchymale Marker hoch- und epitheliale Marker herunterreguliert sein. Es hat sich jedoch gezeigt, dass die EMT/MET ein transienter und dynamischer Prozess ist, während dem selten die Endpunkte auf vollständig epithelialer oder vollständig mesenchymaler Seite erreicht werden. Vielmehr existieren im Rahmen der – häufig auch nur partiell ablaufenden - EMT multiple Intermediärstadien, die in rascher Abfolge durchlaufen werden können und die zum Teil auch sehr kanzerogen zu sein scheinen [Kröger et al. 2019; Brabletz et al. 2021]. Um diese kanzerogenen Hybridstadien besser abbilden und schließlich optimierter angreifen zu können, sollte in Zukunft statt einzelner Marker eine geeignete kombinierte Auswahl aus EMT- und MET-Markern verwendet werden [Armstrong e al. 2011; Huang et al. 2013; Tan et al. 2014; Guo et al. 2018]. In der aktuellen Literatur sowie der vorliegenden Arbeit hat sich herauskristallisiert, dass eine größere Ähnlichkeit zwischen Primärtumor und Metastase besteht als initial vermutet [Blechschmidt et al. 2008; Köbel et al. 2011; Spizzo et al. 2011]. So wäre in Bezug auf EMT/MET-Marker gegebenenfalls eine zusätzliche Untersuchung des Aszites als Metastasierungsmedium des Ovarialkarzinoms zielführend. Zudem muss im Rahmen der EMT-Forschung in Zukunft zwingend eine Standardisierung der Methodik stattfinden, damit eine bessere Vergleichbarkeit gewährleistet werden kann. In zukünftigen Studien mit gegebenenfalls auch einem größeren Patientinnenkollektiv kann hierbei auf den in dieser Arbeit aufgezeigten Erkenntnissen aufgebaut werden.With a five-year survival rate in advanced stages of only 20%, ovarian cancer is, along with breast cancer, the most frequently fatal gynecological cancer. This is due, among other things, to the fact that ovarian cancer is usually only diagnosed in the late stage, when metastases are already present [Robert Koch Institute 2021]. An important process in this metastasis is the epithelial-mesenchymal transition, during which the tumor cells lose their epithelial phenotype, assume a mesenchymal form and metastasize in this form. In the distant organ, the reverse process - the mesenchymal-epithelial transition – takes place and the cells again assume a more stable, epithelial phenotype. This is accompanied by an up- and down- regulation of multiple molecules [Brabletz et al. 2005; Chaffer et al. 2007; Thiery et al. 2009; Brabletz et al. 2021]. In this study, the expression of three EMT markers (TWIST, actin and vimentin) and four MET markers (occludin, BerEP4, E-cadherin and CK-18) is measured in the tissue of 80 patients with ovarian cancer. It is quantified in the tissue of the cancer itself and on the other hand in the tissue of the metastasis in the omentum. The present work is one of the first in which, in addition to the tissue of the primary tumor, metastatic tissue was also included in the study. The marker expression was then correlated with the progression-free survival of the patients as well as the clinical markers CRP and BMI. A significance in correlation with progression-free survival was shown for the EMT marker vimentin in the tissue of the primary tumor. With low expression of vimentin in the ovary, the median PFS was 60.7 months, while with high expression of vimentin in the ovary it was 84.5 months. TWIST showed a significant correlation with body mass index, while E- cadherin even showed significance with both clinical parameters. In this work, EMT was expected to occur in the primary tumor and MET in the metastasis. During EMT, epithelial markers should be up-regulated and mesenchymal markers should be down-regulated; during MET, conversely, mesenchymal markers should be up-regulated and epithelial markers should be down-regulated. However, it has been shown that EMT/MET is a transient and dynamic process during which endpoints on the fully epithelial or fully mesenchymal side are rarely reached. Rather, within the framework of EMT - which often only takes place partially - there are multiple intermediate stages that can be passed through in rapid succession and some of which also appear to be very carcinogenic [Kröger et al. 2019; Brabletz et al. 2021]. In order to be able to better map these carcinogenic hybrid stages and ultimately attack them in a more optimized way, a suitable combined selection of EMT and MET markers should be used in the future instead of individual markers [Armstrong e al. 2011; Huang et al. 2013; Tan et al. 2014; Guo et al. 2018]. In the current literature and the present work it has emerged that there is a greater similarity between primary tumor and metastasis than initially assumed [Blechschmidt et al. 2008; Köbel et al. 2011; Spizzo et al. 2011]. With regard to EMT/MET markers, an additional examination of ascites as a medium for metastasis of ovarian cancer might be helpful. In addition, within the framework of EMT research, the methodology must be standardized in the future so that better comparability can be guaranteed. In future studies, possibly with a larger patient population, the findings presented in this work can be built upon

Acceptance of a Standard Operating Procedure (SOP) in the Inpatient Setting: A Case Study of the "SOP – Prophylaxis and Therapy of PONV (Postoperative Nausea and Vomiting)"

Postoperative Übelkeit und Erbrechen sind vergleichsweise häufige, potentiell vermeidbare Ereignisse, die sowohl die Patient*innenzufriedenheit als auch das körperliche und ökonomische Outcome beeinflussen. Der Einführung evidenzbasierter PONV-Prophylaxe und -Therapieregime stehen nicht ausreichend sinkende PONV-Inzidenzen gegenüber, denen eine mangelnde klinische Implementierung der Leitlinien zu Grunde zu liegen scheint. Um die Inzidenzen weiter zu minimieren, müssen der Einführung von Leitlinien Kontrollen von Compliance und Outcome folgen. Eine solche Überprüfung der Marburger ‚SOP – Prophylaxe und Therapie von PONV‘ fand bisher nicht statt. Zur Überprüfung der Akzeptanz der SOP wurden Daten von 1216 Patient*innen mit Hinblick auf deren PONV-Prophylaxe und -Therapie analysiert und bezüglich deren SOP-Konformität und des PONV-Auftretens (mit Hilfe der ‚Simplified PONV Impact Scale‘ (SPIS) nach Myles & Wangritzky) beurteilt. Im Anschluss fanden halbstandardisierte Interviews in OP und Aufwachraum mit den Behan delnden statt, um Gründen für ein nicht SOP-konformes Handeln nachzugehen und Optimierungsansätze zu erarbeiten. Die Marburger SOP wurde im Bereich der PONV-Prophylaxe vergleichsweise häufig umgesetzt. Trotzdem erfüllte jede achte Prophylaxe nicht die Vorgaben der SOP. Patient*innen, die eine insuffiziente Prophylaxe erhielten, wiesen auffallend viele Risikofaktoren auf. Vor allem solche Risikofaktoren, die anamnestisch erhoben werden mussten, wie der Raucher*innenstatus und positive Reiseübelkeit erhöhten das Risiko einer Untertherapie. Im Gegensatz dazu hatten das weibliche Geschlecht, die OP-Dauer oder ein erhöhter postoperativer Opioidbedarf einen weniger starken Einfluss. Ein explizit gefährdeter Fachbereich zeichnete sich nicht ab. Patient*innen der Urologie wiesen jedoch ein besonders geringes Risiko auf, eine insuffiziente Prophylaxe zu erhalten. Patient*innen, die eine insuffiziente Prophylaxe erhalten hatten, berichteten post- operativ häufiger über Übelkeit und Erbrechen. Vor allem Patient*innen unter einem hohen a priori Risiko entwickelten deutlich häufiger PONV-Symptome, wurde ihnen eine insuffiziente Prophylaxe zuteil, als Patient*innen mit dem gleichen Risikoprofil, die eine SOP-getreue Prophylaxe erhalten hatten. Gleiches zeigte sich auch in der Analyse klinisch relevanten PONVs (SPIS ≥ 5). Jede dritte PONV-Therapie im Aufwachraum enthielt ein bereits prophylaktisch verabreichtes Antiemetikum. In den meisten Fällen handelte es sich dabei um Granisetron. Damit wurden diese Patient*innen nicht nur weniger effektiv, sondern auch nicht SOP-konform therapiert. Hinweise für die vergleichsweise niedrige SOP-Adhärenz im Aufwachraum gaben unter anderem die Interviews. Zwei der vier befragten Pflegefachkräfte im Aufwachraum kannten die SOP nicht. Eine weitere gab an, sich bei ihrer Therapieplanung weniger auf die SOP, sondern vielmehr auf ihre langjährige Erfahrung zu stützen. Die erneute Vorstellung der SOP und ihrer evidenzgestützten Hintergründe im Rahmen einer Fortbildung könnte hier zu einer gesteigerten Compliance führen. Außerdem sollte die SOP gut sichtbar in OP und AWR angebracht sein und so als ständige Erinnerung dienen. Der Inhalt der SOP wurde im Rahmen der Interviews überwiegend gelobt. Vor allem die freie Gestaltung lasse den Behandelnden ausreichend Spielraum in der Prophylaxe- und Therapieplanung, während zur Verfügung stehende Präparate durch Auflistung in der SOP bekannt seien. Optimierungsbedarf wurde vor allem in Bezug auf Design und Übersichtlichkeit geäußert. Eine Anpassung des SOP-Layouts an andere klinikinterne Leitlinien mit farblicher Gestaltung wurde gefordert. Anmerkungen wie die Aufnahme von relativen Kontraindikationen, Zeitpunkt der Medikamentenapplikation oder Priorisierung der Antiemetika zur PONV-Therapie waren vor allem mit Blick auf ohnehin schon mangelnde Übersichtlichkeit kritisch zu bewerten. Neben (regelmäßiger) Schulungen verspricht die Einführung individueller Rückmeldung zur persönlichen SOP-Treue der Behandelnden und resultierender PONV-Inzidenzen eine weitere Steigerung der SOP-Adhärenz im OP-Bereich und Aufwachraum. Der erhebliche Aufwand ist dabei jedoch gegen den möglichen Nutzen abzuwägen. Die Etablierung von Checklisten stellt eine, wenngleich nicht unumstrittene, Alternative für die Steigerung der SOP-Adhärenz im OP dar. Die Einleitung solcher Maßnahmen sollte optimalerweise durch Interventionsstudien begleitet werden, um die Effektivität der jeweiligen Methode zu prüfen. Die fortschreitende Digitalisierung im Gesundheitswesen hält weitere hoch effektive Möglichkeiten zur Steigerung der Leitlinien-Compliance, wie die Einführung elektronischer Erinnerungssysteme im Rahmen elektronischer Anästhesieprogramme, bereit.Postoperative nausea and vomiting are comparatively common, potentially preventable events that affect patient satisfaction and physical and economic outcomes. A sufficient decrease does not match the introduction of evidence-based PONV prophylaxis and therapy regimens in PONV incidence due to a lack of clinical implementation of the guidelines. To further minimize the incidence, the introduction of guidelines must be followed by controls of compliance and outcome. Such a review of the Marburg 'SOP - Prophylaxis and Therapy of PONV' has yet to occur. To check the acceptance of the SOP, data of 1216 patients concerning their PONV prophylaxis and therapy were analyzed and assessed concerning their SOP compliance and PONV occurrence (using the 'Simplified PONV Impact Scale' (SPIS) according to Myles & Wangritzky). Subsequently, semi-standardized interviews were conducted with the treating staff in the operating room and recovery room to investigate reasons for non-SOP-compliant actions and develop optimization approaches. The implementation of the Marburg SOP was comparatively frequent in the area of PONV prophylaxis. Nevertheless, every eighth prophylaxis did not meet the requirements of the SOP. Patients who received insufficient prophylaxis had a striking number of risk factors. In particular, risk factors that had to be assessed by anamnesis, such as smoking status and positive travel sickness, increased the risk of undertreatment. In contrast, female gender, duration of surgery, or increased postoperative opioid requirements had a less significant influence. An explicit discipline at risk did not emerge. Patients in urology had a particularly low risk of receiving insufficient prophylaxis. Patients who had received insufficient prophylaxis reported postoperative nausea and vomiting more frequently. In particular, patients at high risk were significantly more likely to develop PONV symptoms if they received insufficient prophylaxis than patients with the same risk profile who received prophylaxis, according to SOP. The analysis of clinically relevant PONVs (SPIS ≥ 5) showed the same. Every third PONV therapy in the recovery room contained an antiemetic already administered prophylactically. In most cases, this was Granisetron. Thus, these patients were treated less effectively and not in accordance with the SOP. The interviews indicated the comparatively low SOP adherence in the recovery room. Two of the four interviewed nurses in the recovery room did not know the SOP. Another stated that she relied less on the SOP in her treatment planning and more on her years of experience. Re-introduction of the SOP and its evi- dence-supported background in the context of an advanced training course could lead to increased compliance in this case. In addition, the SOP should be prominently displayed in the operating room and recovery room as a constant reminder. Generally, the content of the SOP was largely appreciated in the interviews. Primarily, the liberal content of the SOP gives the practitioners sufficient freedom in planning prophylaxis and therapy, while the SOP lists available medications. Most importantly need for optimization regarding design and clarity was expressed. Therefore, the adaptation of the SOP layout to other internal clinical guidelines was requested. Additional recommendations, such as including relative contraindications, timing of drug application, or prioritization of antiemetics for PONV therapy, should be critically evaluated, especially considering the already poor overview of the SOP. In addition to (frequent) training, the introduction of individual feedback on the personal SOP adherence of the treating staff and resulting PONV incidences promises a further increase in SOP adherence in the operating room and recovery room. However, the considerable effort must be weighed against the potential benefits. Ensuring checklists is an alternative for increasing SOP adherence in the operating room, although it is not uncontroversial. Intervention studies should ideally accompany the introduction of such measures to test the effectiveness of the respective method. The ongoing digitalization in healthcare offers further highly effective possibilities for increasing guideline compliance, such as the introduction of electronic reminder systems in the context of electronic anesthesia programs

Konstruktion von Penicillium crustosum als Expressionsplattform für die Biosynthese pilzlicher Sekundärmetabolite

Secondary metabolites are organic compounds that are formed by living organisms. Due to their wide range of pharmacological activities, secondary metabolites have been used in the treatment of diseases for centuries. The primary producers of secondary metabolites are fungi, bacteria and plants. In the case of filamentous fungi, the enzymes for secondary metabolite biosynthesis are typically encoded in biosynthetic gene clusters within their genomes. In recent decades, substantial advances in sequencing technologies and bioinformatic tools have facilitated the mining of microbial genomes for biosynthetic gene clusters and the linkage to corresponding products. However, studies have shown that most gene clusters are cryptic or silent under laboratory conditions. The activation of these silent clusters may result in the discovery of new bioactive secondary metabolites with potential therapeutic applications. In this thesis, a Penicillium crustosum host strain was constructed to provide a new platform for the heterologous expression of fungal genes. In previous studies, the biosynthesis of a number of secondary metabolites in P. crustosum was investigated, including terrestric acid, clavatol, hydroxyclavatol, and their adducts peniphenones and penilactones. In addition, the P. crustosum pcr4401 pigment locus was demonstrated to be a suitable integration site for heterologous genes. In the first project, a novel split marker-based marker recycling strategy was developed for the genetic manipulation of P. crustosum PRB-2. This approach involved the use of the bidirectional pyrG selection marker for gene deletion and subsequent marker recycling in the resulting transformants. Furthermore, the biosynthesis of terrestric acid, one of the main metabolites in PRB 2, was completely elucidated by proving the function of the cytochrome P450 enzyme TraB. In the course of this project, the split marker strategy was used for the deletion of the DNA repair gene ku70 in a P. crustosum ΔpyrG mutant to generate a strain with improved gene targeting efficiencies. Subsequently, the pyrG marker was removed and reused for the deletion of traB in the obtained Δku70 mutant. In parallel, traB was heterologously expressed in the frequently used Aspergillus nidulans host strain LO8030. Both experiments confirmed the key role of TraB in the conversion of viridicatic acid to crustosic acid via hydroxylation and spontaneous ring formation. The second project mainly focused on the construction of a new expression platform for fungal genes in P. crustosum. To optimize P. crustosum as a heterologous host, the aforementioned split marker-based marker recycling strategy was used for multiple genetic manipulation steps in a single strain. First, the DNA repair gene ligD was deleted to provide a second P. crustosum strain with an enhanced gene targeting background. Furthermore, the two highly expressed biosynthetic pathways for terrestric acid (tra) and clavatol (cla) were inactivated by gene deletion to generate a minimized secondary metabolite profile. Subsequently, the P. crustosum pcr4401 pigment gene was replaced by the A. nidulans wA locus, which comprises the naphthopyrone synthase gene wA including its flanking regions. This enables the use of constructs originally designed for the commonly used A. nidulans LO8030 host strain also in our P. crustosum expression platform. Moreover, transformants can be easily detected by an albino phenotype. Finally, the pcribo gene, which is involved in the biosynthesis of riboflavin, was disrupted to provide an additional selection marker for convenient genetic manipulation in P. crustosum. The successful expression of a single polyketide synthase (PKS) gene and an entire gene cluster in our P. crustosum host strain JZ52 confirmed its suitability as a valuable alternative to the existing heterologous expression systems. In the third project in cooperation with Dr. Wen Li and Yu Dai, genome mining led to the identification of an uncharacterized polyketide synthase-nonribosomal peptide synthetase (PKS-NRPS) hybrid gene cluster (pem) in P. crustosum. Gene overexpression, deletion, and feeding experiments proved its involvement in the biosynthesis of the new tetramates penilactams A–C. Moreover, the distinct cla cluster was demonstrated to provide the reactive ortho-quinone methide intermediate, which couples with the tetramic acids derived from the pem cluster to form penilactams A–C. In this project, the doctoral candidate was mainly involved in conducting gene deletion experiments in P. crustosum. This study provides another example of complex natural product formation by the crosstalk of two independent biosynthetic pathways in fungi. The fourth project in cooperation with David Breyer and Leyao Chen focused on the heterologous expression of a PKS gene derived from the plant pathogen Colletotrichum higginsianum in two distinct host systems. Heterologous expression in the P. crustosum host strain JZ52 led to the production of the anticipated melanin precursor 1,3,6,8-tetrahydroxynaphthalene. However, the expression of the same PKS gene in A. nidulans LO8030 resulted in the formation of the new compounds higginidulans A and B. Furthermore, the distinct cichorine gene cluster in host strain LO8030 was demonstrated to be involved in the biosynthesis of higginidulans A and B. In this project, the doctoral candidate was primarily responsible for the construction of the P. crustosum strains. The findings of this study provide an example of the involvement of two separate gene clusters from different fungal species in product formation. Moreover, they highlight the importance of employing alternative host systems for heterologous expression.Sekundärmetaboliten sind organische Verbindungen, welche von lebenden Organismen gebildet werden. Aufgrund ihres breiten Spektrums an pharmakologischen Aktivitäten werden sie seit Jahrhunderten zur Behandlung diverser Erkrankungen eingesetzt. Zu den wichtigsten Produzenten von Sekundärmetaboliten zählen Pilze, Bakterien und Pflanzen. Bei filamentösen Pilzen sind die Enzyme für die Biosynthese von Sekundärmetaboliten in der Regel in sogenannten biosynthetischen Genclustern innerhalb des Genoms kodiert. In den vergangenen Jahrzehnten erleichterten signifikante Fortschritte in den Sequenzierungstechnologien und der Bioinformatik die Untersuchung mikrobieller Genome auf biosynthetische Gencluster sowie die Verknüpfung mit den entsprechenden Produkten. Studien belegen jedoch, dass die Mehrheit der Gencluster unter Laborbedingungen kryptisch oder still sind. Die Aktivierung dieser stillen Cluster kann zur Entdeckung neuer bioaktiver Sekundärmetaboliten mit potenziellen therapeutischen Anwendungen führen. In dieser Arbeit wurde ein Penicillium crustosum-Wirtsstamm konstruiert, um eine neue Plattform für die heterologe Expression von pilzlichen Genen zu schaffen. In früheren Studien wurde die Biosynthese einer Reihe von Sekundärmetaboliten in P. crustosum untersucht, darunter Terrestric acid, Clavatol, Hydroxyclavatol und ihre Addukte Peniphenone und Penilactone. Zudem konnte die Eignung des Pigment-Lokus pcr4401 in P. crustosum für die Integration heterologer Gene nachgewiesen werden. Im ersten Projekt wurde eine neuartige, auf Split-Markern basierende Marker-Recycling-Strategie für die genetische Manipulation von P. crustosum PRB-2 entwickelt. Diese umfasst die Verwendung des bidirektionalen Selektionsmarkers pyrG für die Gendeletion und das anschließende Marker-Recycling in den Transformanten. Darüber hinaus konnte die Biosynthese von Terrestric acid, einem der Hauptmetaboliten in PRB-2, durch den Nachweis der Funktion des Cytochrom-P450-Enzyms TraB vollständig aufgeklärt werden. In diesem Projekt wurde die Split-Marker-Strategie für die Deletion des DNA-Reparaturgens ku70 in einer ΔpyrG-Mutante von P. crustosum verwendet, um einen Stamm mit verbesserter Gentargeting-Effizienz zu erzeugen. Im Anschluss wurde der pyrG-Marker entfernt und für die Deletion von traB in der Δku70-Mutante erneut verwendet. Parallel dazu wurde traB in dem häufig verwendeten Aspergillus nidulans-Wirtsstamm LO8030 heterolog exprimiert. Beide Experimente bestätigten die Schlüsselrolle von TraB bei der Umwandlung von Viridicatic acid in Crustosic acid durch Hydroxylierung und spontane Ringbildung. Das zweite Projekt umfasste die Konstruktion einer neuen Expressionsplattform für pilzliche Gene in P. crustosum. Um P. crustosum als heterologen Wirt zu optimieren, wurde die oben erwähnte Split-Marker-basierte Marker-Recycling-Strategie für mehrere Genmanipulationen in einem einzigen Stamm angewendet. Zunächst wurde das DNA-Reparaturgen ligD deletiert, um einen weiteren P. crustosum-Stamm mit verbessertem Gentargeting zu erhalten. Darüber hinaus wurden die beiden stark exprimierten Terrestric acid (tra) und Clavatol (cla)-Biosynthesewege durch Gendeletion inaktiviert, um das Sekundärmetabolitenprofil zu minimieren. Anschließend wurde das P. crustosum pcr4401-Pigmentgen durch den A. nidulans wA-Lokus ersetzt, welcher das Naphthopyron-Synthase-Gen wA einschließlich seiner flankierenden Regionen umfasst. Dies erlaubt die Verwendung von Konstrukten, die ursprünglich für den oft verwendeten A. nidulans-Wirt LO8030 hergestellt wurden, in unserer P. crustosum-Plattform. Des Weiteren sind Transformanten durch einen Albino-Phänotyp leicht zu erkennen. Schließlich wurde das pcribo-Gen für die Biosynthese von Riboflavin deletiert, um einen zusätzlichen Selektionsmarker für genetische Manipulationen in P. crustosum zu erhalten. Die erfolgreiche Expression eines Polyketidsynthase (PKS)-Gens sowie eines gesamten Genclusters in unserem P. crustosum-Wirtsstamm JZ52 belegt dessen Eignung als vielversprechende Alternative zu den bestehenden Expressionssystemen. Im dritten Projekt in Zusammenarbeit mit Dr. Wen Li und Yu Dai führte das Genom-Mining zur Identifizierung eines hybriden PKS-NRPS Genclusters (pem) in P. crustosum. Die Ergebnisse aus Gen-Überexpression, Deletion und Fütterungsexperimenten konnten dessen Beteiligung an der Biosynthese der neuen Tetramate Penilactame A–C belegen. Des Weiteren konnte gezeigt werden, dass das cla-Cluster für die Bildung des reaktiven ortho-Quinone methides verantwortlich ist, welches mit den vom pem-Cluster abgeleiteten Tetramic acids zu den Penilactamen A–C reagiert. Die Doktorandin war hierbei an der Durchführung von Gendeletionen in P. crustosum beteiligt. Diese Studie stellt ein weiteres Beispiel für die Bildung komplexer Naturstoffe durch das Zusammenspiel von zwei unabhängigen Biosynthesewegen in Pilzen dar. Im vierten Projekt erfolgte in Zusammenarbeit mit David Breyer und Leyao Chen die heterologe Expression eines PKS-Gens aus dem Pflanzenpathogen Colletotrichum higginsianum in zwei Wirtssystemen. Während die Expression im P. crustosum-Wirtsstamm JZ52 zur Produktion des erwarteten Melanin-Vorläufers 1,3,6,8-Tetrahydroxynaphthalin führte, wurden in A. nidulans LO8030 die neuen Verbindungen Higginidulan A und B gebildet. Darüber hinaus wurde nachgewiesen, dass das Cichorin-Gencluster im Wirtsstamm LO8030 an der Biosynthese von Higginidulan A und B beteiligt ist. In diesem Projekt oblag der Doktorandin in erster Linie die Konstruktion der P. crustosum-Stämme. Die Ergebnisse der Studie zeigen die Beteiligung zweier separater Gencluster aus verschiedenen Pilzarten an der Produktbildung. Zudem veranschaulichen sie die Relevanz der Anwendung alternativer Wirtsysteme für die heterologe Expression