Molecular isoforms of high-mobility group box 1 are mechanistic biomarkers for epilepsy

Approximately 30% of epilepsy patients do not respond to antiepileptic drugs, representing an unmet medical need. There is evidence that neuroinflammation plays a pathogenic role in drug-resistant epilepsy. The high-mobility group box 1 (HMGB1)/TLR4 axis is a key initiator of neuroinflammation following epileptogenic injuries, and its activation contributes to seizure generation in animal models. However, further work is required to understand the role of HMGB1 and its isoforms in epileptogenesis and drug resistance. Using a combination of animal models and sera from clinically well-characterized patients, we have demonstrated that there are dynamic changes in HMGB1 isoforms in the brain and blood of animals undergoing epileptogenesis. The pathologic disulfide HMGB1 isoform progressively increased in blood before epilepsy onset and prospectively identified animals that developed the disease. Consistent with animal data, we observed early expression of disulfide HMGB1 in patients with newly diagnosed epilepsy, and its persistence was associated with subsequent seizures. In contrast with patients with well-controlled epilepsy, patients with chronic, drug-refractory epilepsy persistently expressed the acetylated, disulfide HMGB1 isoforms. Moreover, treatment of animals with antiinflammatory drugs during epileptogenesis prevented both disease progression and blood increase in HMGB1 isoforms. Our data suggest that HMGB1 isoforms are mechanistic biomarkers for epileptogenesis and drug-resistant epilepsy in humans, necessitating evaluation in larger-scale prospective studies

Association of biallelic RFC1 expansion with early-onset Parkinson's disease

Background and Purpose: The biallelic repeat expansion (AAGGG)exp in the replication factor C subunit 1 gene (RFC1) is a frequent cause of cerebellar ataxia, neuropathy and vestibular areflexia syndrome (CANVAS) as well as late-onset ataxia. The clinical spectrum of RFC1 disease has expanded since the first identification of biallelic (AAGGG)exp and includes now various nonclassical phenotypes. Biallelic (AAGGG)exp in RFC1 in patients with clinically confirmed Parkinson's disease (PD) has recently been found. Methods: A nationwide cohort of 273 Finnish patients with early-onset PD was examined for the biallelic intronic expansion in RFC1. The expansion (AAGGG)exp was first screened using extra long polymerase chain reactions (Extra Large-PCRs) and flanking multiplex PCR. The presence of biallelic (AAGGG)exp was then confirmed by repeat-primed PCR and, finally, the repeat length was determined by long-read sequencing. Results: Three patients were found with the biallelic (AAGGG)exp in RFC1 giving a frequency of 1.10% (0.23%–3.18%; 95% confidence interval). The three patients fulfilled the diagnostic criteria of PD, none of them had ataxia or neuropathy, and only one patient had a mild vestibular dysfunction. The age at onset of PD symptoms was 40–48 years and their disease course had been unremarkable apart from the early onset. Conclusions: Our results suggest that (AAGGG)exp in RFC1 is a rare cause of early-onset PD. Other populations should be examined in order to determine whether our findings are specific to the Finnish population.publishedVersionPeer reviewe

Organisaatioiden tietoturvallisuuden perusvaatimukset

Tämän opinnäytetyön aiheena on organisaatioiden tietoturvan luominen tai tarkastelu tietoturvallisuuden vaatimuskehikkoja käyttäen. Tavoitteena on selvittää, mitä tietoturvallisuuden vaatimuskehikot pitävät olennaisina vaatimuksina ja mitkä ovat yleisimmät uhat organisaation tietoturvalle. Opinnäytetyötä varten tutkitaan hallintakeinoja ja hyväksi havaittuja yleisiä toimia tutkimalla erilaisia kyberhyökkäyksiä ja vaatimuskehikkojen sisältöjä eli vaatimuksia. Aihetta lähestytään yleisimpien tietoturvauhkien ja -hyökkäysten todennäköisyyksien ja vaikutusten minimoimisen näkökulmasta. Luvussa kaksi käydään läpi tietoturvakenttää. Siinä tarkastellaan tietoturvan määritelmiä, kyberhyökkäyksiä ja kyberhyökkäysten tekijöitä. Näiden lisäksi katsotaan tarkemmin yleisiä uhkia ja hyökkäyksiä ja sitä, kuinka ne kohdistuvat organisaatioiden henkilöstöön ja organisaation kyberympäristöön. Luvussa kolme käydään läpi työssä analysoituja vaatimuskehikkoja. Työssä analysoiduista vaatimuskehikoista merkittävimmät ovat ISO27001 ja NIST Cybersecurity Framework. Luvussa kerrotaan kuinka nämä vaatimuskehikot lähestyvät organisaatioiden tietoturvallisuuden luomista ja kuinka ne vastaavat yleisimpiin tietoturvauhkiin ja kyberhyökkäyksiin. Tämän luvun havaintoihin perustuen muodostetaan lukuun neljä lista organisaatioiden tietoturvan perusvaatimuksista. Luvussa viisi tuodaan esille ajatuksia luodusta vaatimuslistasta ja mikä vaatimusten merkitys on. Luvussa käydään tarkemmin läpi aihealueita, joihin vaatimuslista on jaettu ja mitä aihealueissa tulee ottaa huomioon. Lopuksi pohdinnassa on tietoturvallisuuden merkitys ja kuinka tietoturvallisuuden vaatimuskehikkoja voitaisiin hyödyntää kansallisella tasolla.The subject of this thesis is creation or reviewing of organisations’ information security using cyber security frameworks. The object was to find out what requirements information security frameworks consider essential and what are the most common threats to organizations’ cyber security. In order to find out what requirements cyber security frameworks have to protect against the most common cyber threats and attacks, the frameworks are analysed to point out the requirements that are most needed. The subject is approached from the point of reducing the chance of those threats and attacks and minimizing their effects. The results of the thesis are a list for the most essential requirements to reduce the risk of cyber security threats and attacks. The conclusions include thoughts of the importance of cyber security and how cyber security frameworks could have an effect on a national level

Matkailukokonaisuuden suunnittelu erityisryhmälle : MediBus - mennään bussilla

Opinnäytetyön tavoitteena oli suunnitella ja tuotteistaa matkailupalvelukokonaisuus. Työ oli toi-minnallinen opinnäytetyö, johon idea syntyi kaksi vuotta sitten, kun mietin, miksei matkailura-joitteisille ole tarjolla matkailupalvelua, joka mahdollistaisi myös suolistosairaiden matkailijoiden matkailun. Työllä ei ollut toimeksiantajaa, joten matkakokonaisuus suunniteltiin aiemman opin-näytetyön pohjalta, jossa kartoitettiin sairauden rajoitusta matkailuun (Huttunen & Pellikka 2014). Matkailupalvelun aiheina olivat suolistosairaudet, kulttuuri ja hyvinvointi. Työn toiminnallinen osuus koostui matkailukokonaisuuden suunnittelusta ja asiantuntijoiden ar-vioista työn toimivuudesta. Työn teoreettinen viitekehys koostuu matkailutuotteen suunnittelus-ta, palveluprosessista, esteettömän matkailun määritelmästä sekä asiakaslähtöisyyden määri-telmästä. Tuotteen suunnitteluprosessi pohjautuu Tonderin matkailupalvelun tuotteistamispro-sessiin, sillä se on kehitetty matkailupalveluita varten ja se sopii hyvin tähän opinnäytetyöhön. Opinnäytetyö kuvaa, mitä matkailupalvelun tuotteistamiseen liittyy ja mitä tuotteistamisproses-sissa tulee ottaa huomioon. Viikon mittaisen matkan teemana on psyykkinen ja fyysinen hyvin-vointi ja esteetön matkailu. Tavoitteena on, että matkailija kokee matkailun helpoksi ja turval-liseksi. Matkan kuljetus toteutetaan MediBus –linja-autolla. Tuotetta ei testattu, sillä MediBussia ei ole toteutettu eikä meillä ollut resursseja tällaisen matkan toteuttamiseen käytännössä. Työn tuloksena syntyi matkailutuote. Tuotekehityksessä tuotteen testaaminen sekä markkinoin-ti jäävät lopulliselle toimeksiantajalle, koska opinnäytetyön tekemisessä ei ole resursseja niihin tuotekehityksen vaiheisiin. Tämän opinnäytetyön avulla voidaan toteuttaa matkakokonaisuus. Esimerkiksi matkanjärjestäjät voivat käyttää opinnäytetyötä apuna matkakokonaisuuden toteut-tamisessa.The purpose of this thesis, which is functional in nature, was to plan and commercialize a tour-ism service package. It was inspired when I observed the lack of tourism services for people with special needs, such as travel services for those who suffer from intestinal diseases. This thesis was not commissioned. Therefore, the product was planned using the results of a previ-ous thesis: a survey on how illness can restrict tourism (Huttunen & Pellikka 2014). The themes in this tourism product are bowel diseases, culture and well-being. The functional part of the thesis included tourism service product planning and an evaluation by specialists, of how well it worked. The theoretical framework is based on tourism service de-sign, the service process, and the definition of accessibility and the customer oriented approach in tourism. In this thesis, the tourism service design is based on Tonder’s (2013) tourism ser-vice commercialization process, because it is targeted specifically at tourism services which suits this thesis well. This thesis describes the tourism service commercialization process and what should be taken into account during the process. The resulting product, a week-long trip in Finland, included the themes of mental and physical well-being and accessibility in tourism. The purpose of the product is to make the tourist feel that travelling is easy, comfortable and safe. Transportation for the trip was to be provided by ”MediBus”. However, since MediBus has not yet been produced, it has not been possible to test it. Also, there were no resources available to execute the trip. The result of the thesis was a tourism product. The product testing as a part of the product de-velopment and marketing process has been left to the final commissioning party. Unfortunately, the resources were not available to implement these parts of the product development process. However, it is nevertheless possible to produce a tourism service product based on this prod-uct. For example, tour operators can use this thesis to assist them in producing a tourism package

Epilepsiakohtauksiin liittyvät tulehdusmuutokset vaikeahoitoisessa epilepsiassa : video-EEG tutkimus

Epilepsialla tarkoitetaan taipumusta saada poikkeavan hermosolujen purkaustoiminnan seurauksena epilepsiakohtauksia ilman välitöntä altistavaa tekijää. Purkauksen alkamispaikka ja leviäminen aivoissa vaikuttavat kohtauksen luonteeseen. Epilepsia on 30 prosentilla sairastuneista edelleenkin vaikeahoitoinen, eli lääkityksestä huolimatta kohtauksettomuutta ei ole saavutettu. Paikallisalkuinen kohtaus alkaa usein ohimolohkon alueelta. Viimeisen 20 vuoden aikana on kiinnostuttu lisääntyvästi epilepsian vaikeahoitoisuuteen liittyvistä tulehduksellisista tekijöistä. Neljästä osatyöstä koostuvan tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää erilaisiin epilepsiakohtauksiin liittyviä tulehdusreaktiota ja niihin vaikuttavia tekijöitä luotettavasti analysoidussa kohtauksessa neljän vuorokauden video-EEG -tutkimuksen aikana vaikeahoitoisilla epilepsiapotilailla. Tutkimukseen osallistui 78 potilasta, joista 51 sai yhden tai useampia epilepsiakohtauksia rekisteröinnin aikana. Heiltä otettiin verinäytteitä tulehdusmerkkiaineiden analysointiin ennen kohtausta sekä 3, 6, 12 ja 24 tunnin kuluttua kohtauksesta. Sytokiinit ovat proteiinirakenteisia solujen viestinnän välittäjäaineita, jotka tunnetaan tulehdusreaktiota säätelevistä vaikutuksistaan. Kokeellisissa malleissa interleukiini(IL)-6 ja IL-1β ovat vaikuttaneet kohtauksia lisäävästi, ja IL-1 reseptoriantagonistilla(Ra) on ollut kohtauksia estävää vaikutusta. Sytokiinien määritys verestä voi antaa tietoa potilaiden kohtauksiin liittyvästä tulehduksesta. Ensimmäisessä osatyössä määritettiin sytokiinianalyysit 20 potilaasta, ja verrattiin kohtauksen jälkeisiä pitoisuuksia ennen kohtausta otettuihin näytteisiin. Epilepsiapotilaista vain ohimolohkopotilaiden ryhmässä tapahtui IL-6:n nousua. Sytokiinien IL-1Ra- ja IL-1β -pitoisuudet eivät eronneet merkittävästi lähtötilanteen pitoisuuksiin. Ensimmäistä työtä jatkettiin määrittämällä IL-6 -pitoisuudet 49 kohtauksen saaneelta potilaalta. IL-6 kohosi kaikissa aikapisteissä kohtauksen jälkeen. IL-6:n nousu oli suurempi kolme ja kuusi tuntia paikallisalkuisesta yleistyneen kohtauksen jälkeen verrattuna paikalliseksi jääneen kohtauksen jälkeen. Ohimolohkoepilepsiassa IL-6:n maksimimuutos oli merkitsevästi korkeampi muihin epilepsiaryhmiin verrattuna. Ohimolohkoepilepsiassa kohtaus nosti IL-6 -pitoisuuksia tilanteissa, joissa kohtaus kesti yli 100 sekuntia, IL-6 -pitoisuus oli matalampi ennen kohtausta ja mikäli kohtauksia oli edeltävästi vuoden aikana vähemmän kuin kymmenen kuukaudessa. Kolmannessa osatyössä 31 vaikeahoitoisen epilepsiapotilaan analyysissa todettiin lähtötilanteessa CRP:n pitoisuuden olevan merkitsevästi korkeampi kuin terveiden verrokkien CRP-pitoisuus. Kaikilla viidellä epilepsiapotilaalla, joilla CRP oli lähtötilanteessa koholla, oli ohimolohkoepilepsia, mutta ei yhdelläkään muiden aivolohkojen epilepsiaa sairastavilla. Epilepsiakohtauksen tyyppi vaikutti kohtauksen jälkeiseen nousuun siten, että yleistyneet kohtaukset nostivat CRP:n pitoisuutta, mutta paikalliseksi jäävät kohtaukset eivät. Epilepsiatyypillä ei ollut vaikutusta nousuun. Neljännessä osatyössä 51 kohtauksen saaneesta potilaan verinäytteistä määritettiin cell-free DNA (cf-DNA) eli tulehduksen ja solukuoleman merkkiaineiden pitoisuudet. Lähtötilanteessa muista kuin ohimolohkoista alkaneissa kohtauksissa cf-DNA oli matalampi verrattuna terveiden verrokkien pitoisuuteen, ohimolohkoepilepsia ei eronnut verrokeista. Yli 18 vuotta epilepsiaa sairastaneiden cf-DNA:n pitoisuudet olivat kohtauksen jälkeen matalampia kuin alle 18 vuotta sairastaneiden. Cf-DNA:n pitoisuus oli kohtauksen jälkeen korkeampi potilailla, joilla painoindeksi eli body mass index (BMI) oli ≥ 25 verrattuna potilaisiin, joilla BMI oli <25. Väitöstutkimuksen tulosten mukaan vaikeahoitoisilla epilepsiapotilailla tapahtuu kohtaukseen liittyviä tulehdusreaktioita. Ohimolohkoepilepsiassa tulehdusvasteet eroavat muista lohkoista alkavista epilepsioista yksittäisen kohtauksen jälkeen. Uutena löydöksenä oli ohimolohkoepilepsiassa IL-6:n nousu, jos IL-6 -pitoisuus oli matala tai kohtauksia oli vähemmän edeltäneen vuoden aikana. Jos kohtauksia oli enemmän tai IL-6 -pitoisuus oli korkeampi, ei yksittäinen kohtaus nostanut IL-6:n pitoisuutta. Yleistyneet ja pidempään kestäneet kohtaukset nostavat yksittäisen kohtauksen jälkeen IL-6:n ja CRP:n pitoisuuksia. Tulokset viittaavat myös cf-DNA:n osallisuuteen vaikeahoitoisessa epilepsiassa; jos sairaus on kestänyt pidempään, reaktio yksittäisen kohtauksen jälkeen on heikompi. Voidaan todeta, että tulehdusreaktioilla voi olla merkitystä vaikeahoitoisessa epilepsiassa tapahtuviin pitkäkestoisiin muutoksiin, kuten solukatoon tai aivojen eri osien väliseen toiminnan koordinaatioon. Tulehdusreaktiot voivat suojata vaurioilta tai lisätä niitä.Epilepsy is a disorder of the brain characterized by an enduring predisposition to generate epileptic seizures, which are transient disorders of cerebral function due to abnormal neural activity to varying extents in different brain regions. Approximately 30 % of patients suffer from refractory epilepsy with recurrent seizures, even though they use antiepileptic medication. Focal refractory epilepsy with temporal lobe origin has been widely studied. During the last two decades, increasing interest has been focused on clarifying inflammatory seizure-related factors which are related to refractory epilepsy. The purpose of this thesis was to investigate seizure-related inflammatory factors in refractory epilepsy patients in a well-controlled video-electroencephalographic (VEEG) environment. The thesis is based on four scientific articles. Seventy-eight consecutive patients with refractory focal epilepsy admitted to the VEEG monitoring unit were included in the study, and of these, 51 patients experienced at least one epileptic seizure during the recording period. Plasma samples were collected for the analysis of the inflammatory markers at the beginning of the four-day recordings, on the subsequent mornings until the patient exhibited a seizure, and at 3, 6, 12 and 24 hours after the first verified seizure. Cytokines are proteins that are involved in inter-cellular communication; they are involved in immune responses as well as regulating cell growth, tissue homeostasis and repair. In experimental studies, interleukin(IL)-6 and IL-1β are thought to be proconvulsive, whereas IL-1 receptor antagonist (IL-1Ra) has shown anticonvulsive effects. In the first pilot study with 20 patients, IL-6 levels increased and peaked at 6 h postictally only in temporal lobe epilepsy (TLE). Analyses of cytokines in the blood can provide information about seizure-related inflammation. Postictal plasma levels of IL-1Ra and IL-1β did not significantly differ from baseline samples, but IL-1Ra showed a decreasing trend during 12-24 h postictally. In the final cytokine study with 49 patients IL-6 levels were increased at all time points between 3 h and 24 h. The levels of IL-6 were significantly higher at the 3 h and 6 h time points after focal to bilateral tonic-clonic seizures in comparison to patients with focal aware or impaired awareness seizures. The plasma level of IL-6 was significantly elevated in patients with TLE in comparison with those having extratemporal lobe epilepsy (XLE). The following characteristics were associated with an increase in IL-6 concentrations during 24 h after the index seizure; 1) a duration of the index seizure longer than 100 seconds, 2) a low baseline IL-6 level and 3) fewer than 10 seizures/month in patients with TLE were associated with an increase in IL-6 concentrations during 24 h after the IS. In the third part of the study with 31 epilepsy patients the baseline serum levels of C-reactive protein (CRP) were significantly higher in patients with refractory epilepsy compared to controls. All five patients with elevated levels of baseline CRP had TLE vs. none in the XLE group. Seizure type during the recording was associated with a CRP increase from baseline to maximum level after the seizure. In tonic-clonic seizures CRP increased, but this did not occur in patients with focally restricted seizures. Epilepsy type was not associated with any difference in the CRP levels after the seizure. In the fourth part of the study, the concentrations of cell-free DNA (cf-DNA) were measured from 51 epilepsy patients. Cf-DNA in plasma is released from apoptotic and necrotic cells and has displayed inflammatory properties. The baseline concentrations of cf-DNA were dependent on epilepsy type. The mean baseline concentration of cf-DNA was lower in patients with XLE as compared to control subjects. There was no significant difference in the concentration of cf-DNA between patients with TLE and control subjects. The maximum concentration of cf-DNA after baseline measurement was lower in patients with the duration of epilepsy ≥ 18 years compared to those with the duration of epilepsy < 18 years. The maximum concentration of cf-DNA after the seizure was higher in patients with body mass index (BMI) ≥ 25 compared to those with BMI < 25. The present thesis provides evidence that in patients with human refractory epilepsy, immunological changes are related to the seizure. TLE differs from many other epilepsies in the immunological responses occurring after acute seizure. This is the first time that it has been demonstrated that only in TLE a low baseline IL-6 level and a smaller amount of seizures (≤10/month) during the last year associated with an increase in IL-6 after the single seizure. If the levels of IL-6 were elevated or there had been many more seizures (>10/month) during the last year, a single seizure exerted no effect on IL-6 levels in TLE. More severe seizure types and longer seizures evoke a greater inflammatory response with higher IL-6 and CRP levels after the seizure. Cf-DNA may be involved in refractory epilepsy; the levels after seizure are lower, if epilepsy has lasted longer. In conclusion, the immune system seems to be involved in the long-term changes such as cell loss or damage to brain networks in patients with refractory epilepsy. Inflammatory responses may either confer protection or increase the severity of the injury