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    Social Prescribing for Autistic Adults

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    Background Autistic adults are affected by health and social disparities that impact life expectancy and quality of life, frequently resulting in escalating wellbeing concerns requiring costly acute care. Evidence suggests barriers to healthcare and a lack of post-diagnostic support may contribute to these inequalities. Social prescribing, a low-intensity personalised care model receiving increasing attention from policymakers and commissioners, offers opportunities to address isolation, build skills and promote health through collaborations between services and communities. However, social prescribing research and provision has overlooked wellbeing and access needs of autistic adults. This PhD project aimed to investigate factors affecting accessibility of social prescribing pathways, which can comprise a variety of models and mechanisms, and their suitability for autistic adults from initial referral through to prescribed activities. Methods The research delivered a systematic mapping review and mixed-methods study. The review synthesised previous reviews of literature on outcomes, settings and service pathways within community-based services for autistic adults. An online survey of 128 autistic adults explored barriers to primary healthcare, the point of access to social prescribing, across changing contexts using regression analysis. Semi-structured interviews with 23 autistic participants investigated perspectives on wellbeing, attitudes towards social prescribing as a response to wellbeing barriers, and provision of wider support in the community. Qualitative data were analysed using reflexive thematic analysis, incorporating critical realism and the candidacy framework, to examine individual, relational and systemic factors. Results Findings suggest that access to social prescribing for autistic adults via referral from health and social care services involves patient and provider evaluations, socioeconomic factors and wider contexts. Self-determination was found to link themes relating to meanings of wellbeing for autistic adults. Social prescribing may promote self-determination through its tailored approach. However, pathways require adaptions to maximise engagement, including offering alternative referral routes, novel prescriptions and additional support at key transition points. Providers should work with the autistic community to improve access and acceptability, and bring mutual benefits for individuals and services. Conclusions Service commissioners and policymakers should consider supporting a social prescribing pathway embedded in autism diagnostic services or upskilling existing social prescribing pathways to adapt their practice for autistic adults. The research also adds to understandings of peer support and self-determination as important mechanisms in wellbeing for autistic adults

    Climate Change and Critical Agrarian Studies

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    Climate change is perhaps the greatest threat to humanity today and plays out as a cruel engine of myriad forms of injustice, violence and destruction. The effects of climate change from human-made emissions of greenhouse gases are devastating and accelerating; yet are uncertain and uneven both in terms of geography and socio-economic impacts. Emerging from the dynamics of capitalism since the industrial revolution — as well as industrialisation under state-led socialism — the consequences of climate change are especially profound for the countryside and its inhabitants. The book interrogates the narratives and strategies that frame climate change and examines the institutionalised responses in agrarian settings, highlighting what exclusions and inclusions result. It explores how different people — in relation to class and other co-constituted axes of social difference such as gender, race, ethnicity, age and occupation — are affected by climate change, as well as the climate adaptation and mitigation responses being implemented in rural areas. The book in turn explores how climate change – and the responses to it - affect processes of social differentiation, trajectories of accumulation and in turn agrarian politics. Finally, the book examines what strategies are required to confront climate change, and the underlying political-economic dynamics that cause it, reflecting on what this means for agrarian struggles across the world. The 26 chapters in this volume explore how the relationship between capitalism and climate change plays out in the rural world and, in particular, the way agrarian struggles connect with the huge challenge of climate change. Through a huge variety of case studies alongside more conceptual chapters, the book makes the often-missing connection between climate change and critical agrarian studies. The book argues that making the connection between climate and agrarian justice is crucial

    Investigation of the metabolism of rare nucleotides in plants

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    Nucleotides are metabolites involved in primary metabolism, and specialized metabolism and have a regulatory role in various biochemical reactions in all forms of life. While in other organisms, the nucleotide metabolome was characterized extensively, comparatively little is known about the cellular concentrations of nucleotides in plants. The aim of this dissertation was to investigate the nucleotide metabolome and enzymes influencing the composition and quantities of nucleotides in plants. For this purpose, a method for the analysis of nucleotides and nucleosides in plants and algae was developed (Chapter 2.1), which comprises efficient quenching of enzymatic activity, liquid-liquid extraction and solid phase extraction employing a weak-anionexchange resin. This method allowed the analysis of the nucleotide metabolome of plants in great depth including the quantification of low abundant deoxyribonucleotides and deoxyribonucleosides. The details of the method were summarized in an article, serving as a laboratory protocol (Chapter 2.2). Furthermore, we contributed a review article (Chapter 2.3) that summarizes the literature about nucleotide analysis and recent technological advances with a focus on plants and factors influencing and hindering the analysis of nucleotides in plants, i.e., a complex metabolic matrix, highly stable phosphatases and physicochemical properties of nucleotides. To analyze the sub-cellular concentrations of metabolites, a protocol for the rapid isolation of highly pure mitochondria utilizing affinity chromatography was developed (Chapter 2.4). The method for the purification of nucleotides furthermore contributed to the comprehensive analysis of the nucleotide metabolome in germinating seeds and in establishing seedlings of A. thaliana, with a focus on genes involved in the synthesis of thymidilates (Chapter 2.5) and the characterization of a novel enzyme of purine nucleotide degradation, the XANTHOSINE MONOPHOSPHATE PHOSPHATASE (Chapter 2.6). Protein homology analysis comparing A. thaliana, S. cerevisiae, and H. sapiens led to the identification and characterization of an enzyme involved in the metabolite damage repair system of plants, the INOSINE TRIPHOSPHATE PYROPHOSPHATASE (Chapter 2.7). It was shown that this enzyme dephosphorylates deaminated purine nucleotide triphosphates and thus prevents their incorporation into nucleic acids. Lossof-function mutants senesce early and have a constitutively increased content of salicylic acid. Also, the source of deaminated purine nucleotides in plants was investigated and it was shown that abiotic factors contribute to nucleotide damage.Nukleotide sind Metaboliten, die am Primärstoffwechsel und an spezialisierten Stoffwechselvorgängen beteiligt sind und eine regulierende Rolle bei verschiedenen biochemischen Reaktionen in allen Lebensformen spielen. Während bei anderen Organismen das Nukleotidmetabolom umfassend charakterisiert wurde, ist in Pflanzen vergleichsweise wenig über die zellulären Konzentrationen von Nukleotiden bekannt. Ziel dieser Dissertation war es, das Nukleotidmetabolom und die Enzyme zu untersuchen, die die Zusammensetzung und Menge der Nukleotide in Pflanzen beeinflussen. Zu diesem Zweck wurde eine Methode zur Analyse von Nukleotiden und Nukleosiden in Pflanzen und Algen entwickelt (Kapitel 2.1), die ein effizientes Stoppen enzymatischer Aktivität, eine Flüssig-Flüssig-Extraktion und eine Festphasenextraktion unter Verwendung eines schwachen Ionenaustauschers umfasst. Mit dieser Methode konnte das Nukleotidmetabolom von Pflanzen eingehend analysiert werden, einschließlich der Quantifizierung von Desoxyribonukleotiden und Desoxyribonukleosiden mit geringer Abundanz. Die Einzelheiten der Methode wurden in einem Artikel zusammengefasst, der als Laborprotokoll dient (Kapitel 2.2). Darüber hinaus wurde ein Übersichtsartikel (Kapitel 2.3) verfasst, der die Literatur über die Analyse von Nukleotiden und die jüngsten technologischen Fortschritte zusammenfasst. Der Schwerpunkt lag hierbei auf Pflanzen und Faktoren, die die Analyse von Nukleotiden in Pflanzen beeinflussen oder behindern, d. h. eine komplexe Matrix, hochstabile Phosphatasen und physikalisch-chemische Eigenschaften von Nukleotiden. Um die subzellulären Konzentrationen von Metaboliten zu analysieren, wurde ein Protokoll für die schnelle Isolierung hochreiner Mitochondrien unter Verwendung einer Affinitätschromatographie entwickelt (Kapitel 2.4). Die Methode zur Analyse von Nukleotiden trug außerdem zu einer umfassenden Analyse des Nukleotidmetaboloms in keimenden Samen und in sich etablierenden Keimlingen von A. thaliana bei, wobei der Schwerpunkt auf Genen lag, die an der Synthese von Thymidilaten beteiligt sind (Kapitel 2.5), sowie zu der Charakterisierung eines neuen Enzyms des Purinnukleotidabbaus, der XANTHOSINE MONOPHOSPHATE PHOSPHATASE (Kapitel 2.6). Eine Proteinhomologieanalyse, die A. thaliana, S. cerevisiae und H. sapiens miteinander verglich führte zur Identifizierung und Charakterisierung eines Enzyms, das an der Reparatur von geschädigten Metaboliten in Pflanzen beteiligt ist, der INOSINE TRIPHOSPHATE PYROPHOSPHATASE (Kapitel 2.7). Es konnte gezeigt werden, dass dieses Enzym desaminierte Purinnukleotidtriphosphate dephosphoryliert und so deren Einbau in Nukleinsäuren verhindert. Funktionsverlustmutanten altern früh und weisen einen konstitutiv erhöhten Gehalt an Salicylsäure auf. Außerdem wurde die Quelle der desaminierten Purinnukleotide in Pflanzen untersucht, und es wurde gezeigt, dass abiotische Faktoren zur Nukleotidschädigung beitragen

    Rethink Digital Health Innovation: Understanding Socio-Technical Interoperability as Guiding Concept

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    Diese Dissertation sucht nach einem theoretischem Grundgerüst, um komplexe, digitale Gesundheitsinnovationen so zu entwickeln, dass sie bessere Erfolgsaussichten haben, auch in der alltäglichen Versorgungspraxis anzukommen. Denn obwohl es weder am Bedarf von noch an Ideen für digitale Gesundheitsinnovationen mangelt, bleibt die Flut an erfolgreich in der Praxis etablierten Lösungen leider aus. Dieser unzureichende Diffusionserfolg einer entwickelten Lösung - gern auch als Pilotitis pathologisiert - offenbart sich insbesondere dann, wenn die geplante Innovation mit größeren Ambitionen und Komplexität verbunden ist. Dem geübten Kritiker werden sofort ketzerische Gegenfragen in den Sinn kommen. Beispielsweise was denn unter komplexen, digitalen Gesundheitsinnovationen verstanden werden soll und ob es überhaupt möglich ist, eine universale Lösungsformel zu finden, die eine erfolgreiche Diffusion digitaler Gesundheitsinnovationen garantieren kann. Beide Fragen sind nicht nur berechtigt, sondern münden letztlich auch in zwei Forschungsstränge, welchen ich mich in dieser Dissertation explizit widme. In einem ersten Block erarbeite ich eine Abgrenzung jener digitalen Gesundheitsinnovationen, welche derzeit in Literatur und Praxis besondere Aufmerksamkeit aufgrund ihres hohen Potentials zur Versorgungsverbesserung und ihrer resultierenden Komplexität gewidmet ist. Genauer gesagt untersuche ich dominante Zielstellungen und welche Herausforderung mit ihnen einhergehen. Innerhalb der Arbeiten in diesem Forschungsstrang kristallisieren sich vier Zielstellungen heraus: 1. die Unterstützung kontinuierlicher, gemeinschaftlicher Versorgungsprozesse über diverse Leistungserbringer (auch als inter-organisationale Versorgungspfade bekannt); 2. die aktive Einbeziehung der Patient:innen in ihre Versorgungsprozesse (auch als Patient Empowerment oder Patient Engagement bekannt); 3. die Stärkung der sektoren-übergreifenden Zusammenarbeit zwischen Wissenschaft und Versorgungpraxis bis hin zu lernenden Gesundheitssystemen und 4. die Etablierung daten-zentrierter Wertschöpfung für das Gesundheitswesen aufgrund steigender bzgl. Verfügbarkeit valider Daten, neuen Verarbeitungsmethoden (Stichwort Künstliche Intelligenz) sowie den zahlreichen Nutzungsmöglichkeiten. Im Fokus dieser Dissertation stehen daher weniger die autarken, klar abgrenzbaren Innovationen (bspw. eine Symptomtagebuch-App zur Beschwerdedokumentation). Vielmehr adressiert diese Doktorarbeit jene Innovationsvorhaben, welche eine oder mehrere der o.g. Zielstellung verfolgen, ein weiteres technologisches Puzzleteil in komplexe Informationssystemlandschaften hinzufügen und somit im Zusammenspiel mit diversen weiteren IT-Systemen zur Verbesserung der Gesundheitsversorgung und/ oder ihrer Organisation beitragen. In der Auseinandersetzung mit diesen Zielstellungen und verbundenen Herausforderungen der Systementwicklung rückte das Problem fragmentierter IT-Systemlandschaften des Gesundheitswesens in den Mittelpunkt. Darunter wird der unerfreuliche Zustand verstanden, dass unterschiedliche Informations- und Anwendungssysteme nicht wie gewünscht miteinander interagieren können. So kommt es zu Unterbrechungen von Informationsflüssen und Versorgungsprozessen, welche anderweitig durch fehleranfällige Zusatzaufwände (bspw. Doppeldokumentation) aufgefangen werden müssen. Um diesen Einschränkungen der Effektivität und Effizienz zu begegnen, müssen eben jene IT-System-Silos abgebaut werden. Alle o.g. Zielstellungen ordnen sich dieser defragmentierenden Wirkung unter, in dem sie 1. verschiedene Leistungserbringer, 2. Versorgungsteams und Patient:innen, 3. Wissenschaft und Versorgung oder 4. diverse Datenquellen und moderne Auswertungstechnologien zusammenführen wollen. Doch nun kommt es zu einem komplexen Ringschluss. Einerseits suchen die in dieser Arbeit thematisierten digitalen Gesundheitsinnovationen Wege zur Defragmentierung der Informationssystemlandschaften. Andererseits ist ihre eingeschränkte Erfolgsquote u.a. in eben jener bestehenden Fragmentierung begründet, die sie aufzulösen suchen. Mit diesem Erkenntnisgewinn eröffnet sich der zweite Forschungsstrang dieser Arbeit, der sich mit der Eigenschaft der 'Interoperabilität' intensiv auseinandersetzt. Er untersucht, wie diese Eigenschaft eine zentrale Rolle für Innovationsvorhaben in der Digital Health Domäne einnehmen soll. Denn Interoperabilität beschreibt, vereinfacht ausgedrückt, die Fähigkeit von zwei oder mehreren Systemen miteinander gemeinsame Aufgaben zu erfüllen. Sie repräsentiert somit das Kernanliegen der identifizierten Zielstellungen und ist Dreh- und Angelpunkt, wenn eine entwickelte Lösung in eine konkrete Zielumgebung integriert werden soll. Von einem technisch-dominierten Blickwinkel aus betrachtet, geht es hierbei um die Gewährleistung von validen, performanten und sicheren Kommunikationsszenarien, sodass die o.g. Informationsflussbrüche zwischen technischen Teilsystemen abgebaut werden. Ein rein technisches Interoperabilitätsverständnis genügt jedoch nicht, um die Vielfalt an Diffusionsbarrieren von digitalen Gesundheitsinnovationen zu umfassen. Denn beispielsweise das Fehlen adäquater Vergütungsoptionen innerhalb der gesetzlichen Rahmenbedingungen oder eine mangelhafte Passfähigkeit für den bestimmten Versorgungsprozess sind keine rein technischen Probleme. Vielmehr kommt hier eine Grundhaltung der Wirtschaftsinformatik zum Tragen, die Informationssysteme - auch die des Gesundheitswesens - als sozio-technische Systeme begreift und dabei Technologie stets im Zusammenhang mit Menschen, die sie nutzen, von ihr beeinflusst werden oder sie organisieren, betrachtet. Soll eine digitale Gesundheitsinnovation, die einen Mehrwert gemäß der o.g. Zielstellungen verspricht, in eine existierende Informationssystemlandschaft der Gesundheitsversorgung integriert werden, so muss sie aus technischen sowie nicht-technischen Gesichtspunkten 'interoperabel' sein. Zwar ist die Notwendigkeit von Interoperabilität in der Wissenschaft, Politik und Praxis bekannt und auch positive Bewegungen der Domäne hin zu mehr Interoperabilität sind zu verspüren. Jedoch dominiert dabei einerseits ein technisches Verständnis und andererseits bleibt das Potential dieser Eigenschaft als Leitmotiv für das Innovationsmanagement bislang weitestgehend ungenutzt. An genau dieser Stelle knüpft nun der Hauptbeitrag dieser Doktorarbeit an, in dem sie eine sozio-technische Konzeptualisierung und Kontextualisierung von Interoperabilität für künftige digitale Gesundheitsinnovationen vorschlägt. Literatur- und expertenbasiert wird ein Rahmenwerk erarbeitet - das Digital Health Innovation Interoperability Framework - das insbesondere Innovatoren und Innovationsfördernde dabei unterstützen soll, die Diffusionswahrscheinlichkeit in die Praxis zu erhöhen. Nun sind mit diesem Framework viele Erkenntnisse und Botschaften verbunden, die ich für diesen Prolog wie folgt zusammenfassen möchte: 1. Um die Entwicklung digitaler Gesundheitsinnovationen bestmöglich auf eine erfolgreiche Integration in eine bestimmte Zielumgebung auszurichten, sind die Realisierung eines neuartigen Wertversprechens sowie die Gewährleistung sozio-technischer Interoperabilität die zwei zusammenhängenden Hauptaufgaben eines Innovationsprozesses. 2. Die Gewährleistung von Interoperabilität ist eine aktiv zu verantwortende Managementaufgabe und wird durch projektspezifische Bedingungen sowie von externen und internen Dynamiken beeinflusst. 3. Sozio-technische Interoperabilität im Kontext digitaler Gesundheitsinnovationen kann über sieben, interdependente Ebenen definiert werden: Politische und regulatorische Bedingungen; Vertragsbedingungen; Versorgungs- und Geschäftsprozesse; Nutzung; Information; Anwendungen; IT-Infrastruktur. 4. Um Interoperabilität auf jeder dieser Ebenen zu gewährleisten, sind Strategien differenziert zu definieren, welche auf einem Kontinuum zwischen Kompatibilitätsanforderungen aufseiten der Innovation und der Motivation von Anpassungen aufseiten der Zielumgebung verortet werden können. 5. Das Streben nach mehr Interoperabilität fördert sowohl den nachhaltigen Erfolg der einzelnen digitalen Gesundheitsinnovation als auch die Defragmentierung existierender Informationssystemlandschaften und trägt somit zur Verbesserung des Gesundheitswesens bei. Zugegeben: die letzte dieser fünf Botschaften trägt eher die Färbung einer Überzeugung, als dass sie ein Ergebnis wissenschaftlicher Beweisführung ist. Dennoch empfinde ich diese, wenn auch persönliche Erkenntnis als Maxim der Domäne, der ich mich zugehörig fühle - der IT-Systementwicklung des Gesundheitswesens

    Sociotechnical Imaginaries, the Future and the Third Offset Strategy

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    Epigenetic regulation of enhancer activity in the mammalian genome

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    Cell types are defined by their spatiotemporal gene expression patterns and their differential activity of promoters and enhancers. Enhancers are cis-regulatory elements in the DNA critical for the acquisition and maintenance of cellular identities by regulating the expression of key genes. Enhancers serve as landing pads for transcription factors (TFs) which are DNA-binding proteins that interpret the genomic code and enhance gene expression upon their binding. However, the underlying DNA sequence does not solely convey binding specificity, and therefore it is still largely elusive what additional factors regulate TF binding. An important regulatory layer in gene expression are dynamic and reversible epigenetic modifications of chromatin including DNA and histone proteins. To date, dozens of histone modifications have been identified that are associated with different genomic contexts and transcriptional states. For instance, histone H3 lysine acetylation has been generally associated with active chromatin as active enhancers and promoters, while histone H3 tri-methylation at lysine 23 (H3K27me3) is coupled to transcription repression. Yet, the causal contribution of such histone modifications to the regulation of enhancer activity and TF binding is still large unknown. To address this question, I developed a technical approach to analyse TF binding at DNA molecules where a certain histone modification of interest is present. For this, I combined a genomic enrichment technique with a single molecule footprinting (SMF) approach that allows to detect TF binding at single DNA molecule resolution. However, this experimental set-up paired with different optimization approaches did not produce high enough enrichments of DNA molecules harboring certain histone modifications to suffice the required statistical power. Therefore, the focus was laid on investigating the causal role of DNA methylation. DNA methylation in CpG context is the most common epigenetic modification in the mammalian genome that covers 70-80% of all CpG dinucleotides. Despite its prevalence, DNA methylation can be highly dynamic, especially at enhancer elements that exhibit reduced methylation levels during their activation. Previous studies have identified that the binding of TFs to enhancers is correlated with the partial loss in DNA methylation and it has been suggested that DNA methylation regulates enhancer activity. This hypothesis has remained elusive up to date, which has multiple reasons. First, the relationship between TFs and DNA methylation is bidirectional. Previous studies have identified many methyl-sensitive TFs in vitro whose binding is reduced upon methylation of their DNA binding motif. Some of those have been confirmed by in vivo studies, which showed that DNA methylation prevents the spurious binding of those TFs in the genome. Opposingly, TFs have also been identified to be directly responsible for the demethylation of enhancers. In consequence, the bidirectional regulation between DNA methylation and TF binding has prevented the establishment of a causal relationship between them. Second, the cell-to-cell epigenetic variability observed as intermediate methylation at enhancers elements makes common bulk-cell genomics approaches ineffective to identify a direct correlation between DNA methylation and TF binding and to determine whether DNA methylation generally contributes to the regulation of enhancer activity. In the here presented PhD project, I overcame these issues and limitation by advancing the single molecule footprinting (SMF) approach to resolve chromatin accessibility, TF binding, and simultaneously quantify the presence of DNA methylation on the same DNA molecules. By applying this technology across the murine genome, I demonstrate that TFs can bind most (>90%) enhancers irrespective of the underlying DNA methylation, suggesting that presence of DNA methylation does not generally impede enhancer activity. Yet, for stem cells and three somatic cell types, I identified active enhancers where TF occupancy is directly repressed by DNA methylation, including enhancers involved in the control of key cell identity genes. Using global perturbation assays and orthogonal enhancer activity measurements, I was able to show that at these active sites, DNA methylation directly controls the occupancy levels of TFs such as Max-Myc, that play a key role in the control of stem cell identity and proliferation. In the end, my data suggest a model where the function of DNA methylation extends beyond protecting the genome from spurious TF binding, by directly regulating the activation of cell-type specific enhancers. This detailed analysis is an important addition to our general knowledge on gene regulation and suggest that while epigenetic factors may have largely redundant functions, their individual contributions can play important and instructive roles in tuning the quantitative expression of key cell- specific genes. Understanding the regulation of such genes involved in cell identity will have important implications in the comprehension of development and disease
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