Comprehensive Flow Cytometric Characterization of Bronchoalveolar Lavage Cells Indicates Comparable Phenotypes Between Asthmatic and Healthy Horses But Functional Lymphocyte Differences

Equine asthma (EA) is a highly relevant disease, estimated to affect up to 20% of all horses, and compares to human asthma. The pathogenesis of EA is most likely immune-mediated, yet incompletely understood. To study the immune response in the affected lower airways, mixed leukocytes were acquired through bronchoalveolar lavage (BAL) and the cell populations were analyzed on a single-cell basis by flow cytometry (FC). Samples of 38 horses grouped as respiratory healthy or affected by mild to moderate (mEA) or severe EA (sEA) according to their history, clinical signs, and BAL cytology were analyzed. Using FC, BAL cells and PBMC were comprehensively characterized by cell surface markers ex vivo. An increased percentage of DH24A+ polymorphonuclear cells, and decreased percentages of CD14+ macrophages were detected in BAL from horses with sEA compared to healthy horses or horses with mEA, while lymphocyte proportions were similar between all groups. Independently of EA, macrophages in BAL were CD14+CD16+, which contrasts the majority of CD14+CD16- classical monocytes in PBMC. Percentages of CD16-expressing BAL macrophages were reduced in BAL from horses with sEA compared to healthy horses. While PBMC lymphocytes predominantly contain CD4+ T cells, B cells and few CD8+ T cells, BAL lymphocytes comprised mainly CD8+ T cells, fewer CD4+ T cells and hardly any B cells. These lymphocyte subsets' distributions were similar between all groups. After PMA/ionomycin stimulation in vitro, lymphocyte activation (CD154 and T helper cell cytokine expression) was analyzed in BAL cells of 26 of the horses and group differences were observed (p=0.01-0.11). Compared to healthy horses' BAL, CD154+ lymphocytes from horses with mEA, and CD4+IL-17A+ lymphocytes from horses with sEA were increased in frequency. Activated CD4+ T helper cells were more frequent in asthmatics' (mEA, sEA) compared to healthy horses' PBMC lymphocytes. In summary, FC analysis of BAL cells identified increased polymorphonuclear cells frequencies in sEA as established, while macrophage percentages were mildly reduced, and lymphocyte populations remained unaffected by EA. Cytokine production differences of BAL lymphocytes from horses with sEA compared to healthy horses' cells point towards a functional difference, namely increased local type 3 responses in sEA

Aspergillus fumigatus binding IgA and IgG1 are increased in bronchoalveolar lavage fluid of horses with neutrophilic asthma

IntroductionEquine asthma (EA) is a common lower airway disease in horses, but whether its pathogenesis is allergic is ambiguous. Extrinsic stimuli like hay dust induce acute exacerbation of clinical signs and sustained local neutrophilic inflammation in susceptible horses. Aspergillus fumigatus is an EA stimulus, but it is unclear if it merely acts as an IgE-provoking allergen. We aimed to comprehensively analyze immunoglobulin (Ig) isotypes in EA, elucidating their binding to different A. fumigatus antigens, and their quantities systemically in serum and locally in bronchoalveolar lavage fluid (BALF).MethodsSerum and BALF from healthy horses (HE, n = 18) and horses with mild-moderate asthma (MEA, n = 20) or severe asthma (SEA, n = 24) were compared. Ig isotype (IgG1, IgG3/5, IgG4/7, IgG6, IgA, and IgE) binding to nine antigens (A. fumigatus lysate, and recombinant Asp f 1, Asp f 7, Asp f 8, dipeptidyl-peptidase 5, class II aldolase/adducin domain protein, glucoamylase, beta-hexosaminidase, and peptide hydrolase) was compared by enzyme-linked immunosorbent assays. Total Ig isotype contents were determined by bead-based assays.ResultsMEA and SEA differed from HE but hardly from each other. Compared to HE, asthmatic horses showed increased anti-A. fumigatus binding of IgG (BALF and serum) and IgA (BALF). Serum and BALF IgE binding and total IgE contents were similar between HE and EA. Single antigens, as well as A. fumigatus lysate, yielded similar Ig binding patterns. Serum and BALF IgG1 binding to all antigens was increased in SEA and to several antigens in MEA. Serum IgG4/7 binding to two antigens was increased in SEA. BALF IgA binding to all antigens was increased in SEA and MEA. Total BALF IgG1 and IgG4/7 contents were increased in SEA, and serum IgG4/7 content was increased in MEA compared to HE. Yet, total isotype contents differentiated EA and HE less clearly than antigen-binding Ig.DiscussionA. fumigatus immunogenicity was confirmed without identification of single dominant antigens here. A. fumigatus provoked elevated BALF IgG1 and IgA binding, and these isotypes appear relevant for neutrophilic EA, which does not support allergy. BALF Ig isotype differentiation beyond IgE is crucial for a comprehensive analysis of immune responses to fungi in EA pathogenesis

Polygenic risk scores indicate extreme ages at onset of breast cancer in female BRCA1/2 pathogenic variant carriers

BACKGROUND: Clinical management of women carrying a germline pathogenic variant (PV) in the BRCA1/2 genes demands for accurate age-dependent estimators of breast cancer (BC) risks, which were found to be affected by a variety of intrinsic and extrinsic factors. Here we assess the contribution of polygenic risk scores (PRSs) to the occurrence of extreme phenotypes with respect to age at onset, namely, primary BC diagnosis before the age of 35 years (early diagnosis, ED) and cancer-free survival until the age of 60 years (late/no diagnosis, LD) in female BRCA1/2 PV carriers. METHODS: Overall, estrogen receptor (ER)-positive, and ER-negative BC PRSs as developed by Kuchenbaecker et al. for BC risk discrimination in female BRCA1/2 PV carriers were employed for PRS computation in a curated sample of 295 women of European descent carrying PVs in the BRCA1 (n=183) or the BRCA2 gene (n=112), and did either fulfill the ED criteria (n=162, mean age at diagnosis: 28.3 years, range: 20 to 34 years) or the LD criteria (n=133). Binomial logistic regression was applied to assess the association of standardized PRSs with either ED or LD under adjustment for patient recruitment criteria for germline testing and localization of BRCA1/2 PVs in the corresponding BC or ovarian cancer (OC) cluster regions. RESULTS: For BRCA1 PV carriers, the standardized overall BC PRS displayed the strongest association with ED (odds ratio (OR) = 1.62; 95% confidence interval (CI): 1.16–2.31, p<0.01). Additionally, statistically significant associations of selection for the patient recruitment criteria for germline testing and localization of pathogenic PVs outside the BRCA1 OC cluster region with ED were observed. For BRCA2 PV carriers, the standardized PRS for ER-negative BC displayed the strongest association (OR = 2.27, 95% CI: 1.45–3.78, p<0.001). CONCLUSIONS: PRSs contribute to the development of extreme phenotypes of female BRCA1/2 PV carriers with respect to age at primary BC diagnosis. Construction of optimized PRS SNP sets for BC risk stratification in BRCA1/2 PV carriers should be the task of future studies with larger, well-defined study samples. Furthermore, our results provide further evidence, that localization of PVs in BC/OC cluster regions might be considered in BC risk calculations for unaffected BRCA1/2 PV carriers

BioTIME: A database of biodiversity time series for the Anthropocene.

MotivationThe BioTIME database contains raw data on species identities and abundances in ecological assemblages through time. These data enable users to calculate temporal trends in biodiversity within and amongst assemblages using a broad range of metrics. BioTIME is being developed as a community-led open-source database of biodiversity time series. Our goal is to accelerate and facilitate quantitative analysis of temporal patterns of biodiversity in the Anthropocene.Main types of variables includedThe database contains 8,777,413 species abundance records, from assemblages consistently sampled for a minimum of 2 years, which need not necessarily be consecutive. In addition, the database contains metadata relating to sampling methodology and contextual information about each record.Spatial location and grainBioTIME is a global database of 547,161 unique sampling locations spanning the marine, freshwater and terrestrial realms. Grain size varies across datasets from 0.0000000158 km2 (158 cm2) to 100 km2 (1,000,000,000,000 cm2).Time period and grainBioTIME records span from 1874 to 2016. The minimal temporal grain across all datasets in BioTIME is a year.Major taxa and level of measurementBioTIME includes data from 44,440 species across the plant and animal kingdoms, ranging from plants, plankton and terrestrial invertebrates to small and large vertebrates.Software format.csv and .SQL

The development and validation of a scoring tool to predict the operative duration of elective laparoscopic cholecystectomy

Background: The ability to accurately predict operative duration has the potential to optimise theatre efficiency and utilisation, thus reducing costs and increasing staff and patient satisfaction. With laparoscopic cholecystectomy being one of the most commonly performed procedures worldwide, a tool to predict operative duration could be extremely beneficial to healthcare organisations. Methods: Data collected from the CholeS study on patients undergoing cholecystectomy in UK and Irish hospitals between 04/2014 and 05/2014 were used to study operative duration. A multivariable binary logistic regression model was produced in order to identify significant independent predictors of long (> 90 min) operations. The resulting model was converted to a risk score, which was subsequently validated on second cohort of patients using ROC curves. Results: After exclusions, data were available for 7227 patients in the derivation (CholeS) cohort. The median operative duration was 60 min (interquartile range 45–85), with 17.7% of operations lasting longer than 90 min. Ten factors were found to be significant independent predictors of operative durations > 90 min, including ASA, age, previous surgical admissions, BMI, gallbladder wall thickness and CBD diameter. A risk score was then produced from these factors, and applied to a cohort of 2405 patients from a tertiary centre for external validation. This returned an area under the ROC curve of 0.708 (SE = 0.013, p  90 min increasing more than eightfold from 5.1 to 41.8% in the extremes of the score. Conclusion: The scoring tool produced in this study was found to be significantly predictive of long operative durations on validation in an external cohort. As such, the tool may have the potential to enable organisations to better organise theatre lists and deliver greater efficiencies in care

The genetic architecture of the human cerebral cortex

The cerebral cortex underlies our complex cognitive capabilities, yet little is known about the specific genetic loci that influence human cortical structure. To identify genetic variants that affect cortical structure, we conducted a genome-wide association meta-analysis of brain magnetic resonance imaging data from 51,665 individuals. We analyzed the surface area and average thickness of the whole cortex and 34 regions with known functional specializations. We identified 199 significant loci and found significant enrichment for loci influencing total surface area within regulatory elements that are active during prenatal cortical development, supporting the radial unit hypothesis. Loci that affect regional surface area cluster near genes in Wnt signaling pathways, which influence progenitor expansion and areal identity. Variation in cortical structure is genetically correlated with cognitive function, Parkinson's disease, insomnia, depression, neuroticism, and attention deficit hyperactivity disorder

Effect of angiotensin-converting enzyme inhibitor and angiotensin receptor blocker initiation on organ support-free days in patients hospitalized with COVID-19

IMPORTANCE Overactivation of the renin-angiotensin system (RAS) may contribute to poor clinical outcomes in patients with COVID-19. Objective To determine whether angiotensin-converting enzyme (ACE) inhibitor or angiotensin receptor blocker (ARB) initiation improves outcomes in patients hospitalized for COVID-19. DESIGN, SETTING, AND PARTICIPANTS In an ongoing, adaptive platform randomized clinical trial, 721 critically ill and 58 non–critically ill hospitalized adults were randomized to receive an RAS inhibitor or control between March 16, 2021, and February 25, 2022, at 69 sites in 7 countries (final follow-up on June 1, 2022). INTERVENTIONS Patients were randomized to receive open-label initiation of an ACE inhibitor (n = 257), ARB (n = 248), ARB in combination with DMX-200 (a chemokine receptor-2 inhibitor; n = 10), or no RAS inhibitor (control; n = 264) for up to 10 days. MAIN OUTCOMES AND MEASURES The primary outcome was organ support–free days, a composite of hospital survival and days alive without cardiovascular or respiratory organ support through 21 days. The primary analysis was a bayesian cumulative logistic model. Odds ratios (ORs) greater than 1 represent improved outcomes. RESULTS On February 25, 2022, enrollment was discontinued due to safety concerns. Among 679 critically ill patients with available primary outcome data, the median age was 56 years and 239 participants (35.2%) were women. Median (IQR) organ support–free days among critically ill patients was 10 (–1 to 16) in the ACE inhibitor group (n = 231), 8 (–1 to 17) in the ARB group (n = 217), and 12 (0 to 17) in the control group (n = 231) (median adjusted odds ratios of 0.77 [95% bayesian credible interval, 0.58-1.06] for improvement for ACE inhibitor and 0.76 [95% credible interval, 0.56-1.05] for ARB compared with control). The posterior probabilities that ACE inhibitors and ARBs worsened organ support–free days compared with control were 94.9% and 95.4%, respectively. Hospital survival occurred in 166 of 231 critically ill participants (71.9%) in the ACE inhibitor group, 152 of 217 (70.0%) in the ARB group, and 182 of 231 (78.8%) in the control group (posterior probabilities that ACE inhibitor and ARB worsened hospital survival compared with control were 95.3% and 98.1%, respectively). CONCLUSIONS AND RELEVANCE In this trial, among critically ill adults with COVID-19, initiation of an ACE inhibitor or ARB did not improve, and likely worsened, clinical outcomes. TRIAL REGISTRATION ClinicalTrials.gov Identifier: NCT0273570

Verhaltensbeobachtungen als sinnvolle Erweiterung von Therapiestudien am Weißbüschelaffen, einem Tiermodell für Endometriose

Endometriose (EM) ist eine gynäkologische Erkrankung, gekennzeichnet durch chronische Unterbauchschmerzen (Dyspareunie, Dysmenorrhoe) und gilt unbehandelt als einer der Hauptgründe für Infertilität (OLDER 1984). Sie tritt spontan beim Menschen sowie bei höheren nichtmenschlichen Primaten auf und ist bis heute nicht zufriedenstellend therapierbar. Ein geeignetes Tiermodell zur Untersuchung dieser humanrelevanten Erkrankung ist der Weißbüschelaffe (EINSPANIER et al. 2006), welcher auch zur Erforschung neuer Therapieansätze genutzt wird. Bisher erfolgten Therapiestudien im Tiermodell hauptsächlich unter Berücksichtigung von Anzahl und Größe der Endometrioseherde. Diese Angaben geben jedoch keinen Aufschluss über die Schmerzhaftigkeit (BECKER et al. 2004). Eine Beurteilung des Wohlbefindens der Versuchstiere und der therapeutischen Beeinflussung des Schmerzes durch den untersuchten Wirkstoff ist so nicht möglich. Aus diesem Grund sollten in der vorliegenden Arbeit Verhalten und kognitive Fähigkeiten von an EM erkrankten Weißbüschelaffen als Indikator für Beeinträchtigungen, im Rahmen einer EM-Therapie, evaluiert werden. Dazu wurden in einer Basisstudie zunächst nicht invasive Testsysteme zur Beurteilung dieser Parameter etabliert und Unterschiede zwischen erkrankten und gesunden Affen untersucht (ARNOLD et al. 2011; LAMP 2010). Nachfolgend wurden erkrankte Tiere therapiert und mithilfe der zuvor etablierten Systeme erneut mit gesunden und unbehandelten erkrankten Tieren verglichen (ARNOLD und EINSPANIER 2013). Der Wisconsin General Test Apparatus (WGTA, HARLOW 1949) wurde zur Beurteilung kognitiver Leistungen genutzt. Der Futterbaum (modifiziert nach ROBERTS et al. 1993) kam zur Bewertung von Mobilität und räumlichem Erinnerungsvermögen zum Einsatz. Das Verhalten der Tiere konnte mittels versteckter Videoaufzeichnung untersucht werden. Während die Basisstudie zunächst deutliche Reduktionen der sozialen Körperpflege und der Aktivität der erkrankten Tiere im Vergleich zu gesunden Affen hervorbrachte, ergaben sich durch verfeinerte Auswertungsverfahren im Therapieversuch weitere bedeutende Unterschiede im Verhalten unbehandelter erkrankter Affen verglichen mit gesunden und behandelten Artgenossen. Die erkrankten Weibchen übten wiederholt keinerlei soziale Körperpflege gegenüber ihren männlichen Partnertieren aus, zeigten signifikant weniger Komfortverhalten in Form von Aufsuchen der Hängematten und pflegten auch ihr eigenes Fell signifikant weniger als die behandelten Tiere. Weiterhin war die Aktivität der erkrankten Affen noch immer reduziert und sie verbrachten tendenziell mehr Zeit zurückgezogen in ihren Schlafboxen. Die Tiere der Behandlungsgruppe hingegen erreichten in all diesen Parametern ähnliche Werte wie die gesunden Weibchen, was einen positiven Einfluss der Medikation auf das Wohlbefinden der behandelten Affen vermuten lässt. Lediglich das Aufsuchen der Rotlichtquellen war bei den Tieren beider EM-Gruppen reduziert im Vergleich zur gesunden Kontrollgruppe und erwies sich damit als ungeeignet zur Beurteilung eines therapeutischen Einflusses auf das Wohlbefinden der Tiere. Im Gegensatz zu den Verhaltensbeobachtungen, zeigten WGTA und Futterbaum im Therapieversuch keinerlei signifikante Unterschiede zwischen beiden EM-Gruppen und der gesunden Kontrollgruppe auf. Wohingegen in der vorherigen Basisstudie beobachtet wurde, dass erkrankte Weibchen in den ersten Versuchsabschnitten mit dem WGTA signifikant weniger Versuche durchführten und signifikant länger brauchten, um den Versuch zu verstehen als gesunde Weibchen. Diese Schwierigkeit, sich auf neue Aufgaben einzustellen, kann als Anzeichen von Beeinträchtigung angesehen werden (MCCANN et al. 2007). Aufgrund der bereits bekannten Aufgabenstellung im Therapieversuch, erscheint ein Gewöhnungseffekt wahrscheinlich und sollte beim künftigen Einsatz des WGTA vermieden werden. Zusammenfassend ist die Videodokumentation zum Einsatz in Therapiestudien zur Darstellung von Verhaltensänderungen bei Weißbüschelaffen geeignet und zu empfehlen. Gerade bei therapeutischen Studien chronisch schmerzhafter Erkrankungen, sollte die Beurteilung des Verhaltens als Indikator für Beeinträchtigungen vermehrt eingesetzt werden und trägt zum Refinement (RUSSELL und BURCH 1959) der Versuche bei

Verhaltensbeobachtungen als sinnvolle Erweiterung von Therapiestudien am Weißbüschelaffen, einem Tiermodell für Endometriose

Endometriose (EM) ist eine gynäkologische Erkrankung, gekennzeichnet durch chronische Unterbauchschmerzen (Dyspareunie, Dysmenorrhoe) und gilt unbehandelt als einer der Hauptgründe für Infertilität (OLDER 1984). Sie tritt spontan beim Menschen sowie bei höheren nichtmenschlichen Primaten auf und ist bis heute nicht zufriedenstellend therapierbar. Ein geeignetes Tiermodell zur Untersuchung dieser humanrelevanten Erkrankung ist der Weißbüschelaffe (EINSPANIER et al. 2006), welcher auch zur Erforschung neuer Therapieansätze genutzt wird. Bisher erfolgten Therapiestudien im Tiermodell hauptsächlich unter Berücksichtigung von Anzahl und Größe der Endometrioseherde. Diese Angaben geben jedoch keinen Aufschluss über die Schmerzhaftigkeit (BECKER et al. 2004). Eine Beurteilung des Wohlbefindens der Versuchstiere und der therapeutischen Beeinflussung des Schmerzes durch den untersuchten Wirkstoff ist so nicht möglich. Aus diesem Grund sollten in der vorliegenden Arbeit Verhalten und kognitive Fähigkeiten von an EM erkrankten Weißbüschelaffen als Indikator für Beeinträchtigungen, im Rahmen einer EM-Therapie, evaluiert werden. Dazu wurden in einer Basisstudie zunächst nicht invasive Testsysteme zur Beurteilung dieser Parameter etabliert und Unterschiede zwischen erkrankten und gesunden Affen untersucht (ARNOLD et al. 2011; LAMP 2010). Nachfolgend wurden erkrankte Tiere therapiert und mithilfe der zuvor etablierten Systeme erneut mit gesunden und unbehandelten erkrankten Tieren verglichen (ARNOLD und EINSPANIER 2013). Der Wisconsin General Test Apparatus (WGTA, HARLOW 1949) wurde zur Beurteilung kognitiver Leistungen genutzt. Der Futterbaum (modifiziert nach ROBERTS et al. 1993) kam zur Bewertung von Mobilität und räumlichem Erinnerungsvermögen zum Einsatz. Das Verhalten der Tiere konnte mittels versteckter Videoaufzeichnung untersucht werden. Während die Basisstudie zunächst deutliche Reduktionen der sozialen Körperpflege und der Aktivität der erkrankten Tiere im Vergleich zu gesunden Affen hervorbrachte, ergaben sich durch verfeinerte Auswertungsverfahren im Therapieversuch weitere bedeutende Unterschiede im Verhalten unbehandelter erkrankter Affen verglichen mit gesunden und behandelten Artgenossen. Die erkrankten Weibchen übten wiederholt keinerlei soziale Körperpflege gegenüber ihren männlichen Partnertieren aus, zeigten signifikant weniger Komfortverhalten in Form von Aufsuchen der Hängematten und pflegten auch ihr eigenes Fell signifikant weniger als die behandelten Tiere. Weiterhin war die Aktivität der erkrankten Affen noch immer reduziert und sie verbrachten tendenziell mehr Zeit zurückgezogen in ihren Schlafboxen. Die Tiere der Behandlungsgruppe hingegen erreichten in all diesen Parametern ähnliche Werte wie die gesunden Weibchen, was einen positiven Einfluss der Medikation auf das Wohlbefinden der behandelten Affen vermuten lässt. Lediglich das Aufsuchen der Rotlichtquellen war bei den Tieren beider EM-Gruppen reduziert im Vergleich zur gesunden Kontrollgruppe und erwies sich damit als ungeeignet zur Beurteilung eines therapeutischen Einflusses auf das Wohlbefinden der Tiere. Im Gegensatz zu den Verhaltensbeobachtungen, zeigten WGTA und Futterbaum im Therapieversuch keinerlei signifikante Unterschiede zwischen beiden EM-Gruppen und der gesunden Kontrollgruppe auf. Wohingegen in der vorherigen Basisstudie beobachtet wurde, dass erkrankte Weibchen in den ersten Versuchsabschnitten mit dem WGTA signifikant weniger Versuche durchführten und signifikant länger brauchten, um den Versuch zu verstehen als gesunde Weibchen. Diese Schwierigkeit, sich auf neue Aufgaben einzustellen, kann als Anzeichen von Beeinträchtigung angesehen werden (MCCANN et al. 2007). Aufgrund der bereits bekannten Aufgabenstellung im Therapieversuch, erscheint ein Gewöhnungseffekt wahrscheinlich und sollte beim künftigen Einsatz des WGTA vermieden werden. Zusammenfassend ist die Videodokumentation zum Einsatz in Therapiestudien zur Darstellung von Verhaltensänderungen bei Weißbüschelaffen geeignet und zu empfehlen. Gerade bei therapeutischen Studien chronisch schmerzhafter Erkrankungen, sollte die Beurteilung des Verhaltens als Indikator für Beeinträchtigungen vermehrt eingesetzt werden und trägt zum Refinement (RUSSELL und BURCH 1959) der Versuche bei