Delayed wound repair in sepsis is associated with reduced local pro-inflammatory cytokine expression

Sepsis is one of the main causes for morbidity and mortality in hospitalized patients. Moreover, sepsis associated complications involving impaired wound healing are common. Septic patients often require surgical interventions that in-turn may lead to further complications caused by impaired wound healing. We established a mouse model to the study delayed wound healing during sepsis distant to the septic focus point. For this reason cecal ligation and puncture (CLP) was combined with the creation of a superficial wound on the mouse ear. Control animals received the same procedure without CPL. Epithelialization was measured every second day by direct microscopic visualization up to complete closure of the wound. As interplay of TNF-α, TGF-β, matrix metalloproteinases (MMP), and tissue inhibitors of metalloproteinases (TIMP) is important in wound healing in general, TNF-α, TGF-β, MMP7, and TIMP1 were assessed immunohistochemical in samples of wounded ears harvested on days 2, 6, 10 and 16 after wounding. After induction of sepsis, animals showed a significant delay in wound epithelialization from day 2 to 12 compared to control animals. Complete wound healing was attained after mean 12.2± standard deviation (SD) 3.0 days in septic animals compared to 8.7± SD 1.7 days in the control group. Septic animals showed a significant reduction in local pro-inflammatory cytokine level of TNF-α on day 2 and day 6 as well as a reduced expression of TGF-β on day 2 in wounds. A significant lower expression of MMP7 as well as TIMP1 was also observed on day 2 after wounding. The induction of sepsis impairs wound healing distant to the septic focus point. We could demonstrate that expression of important cytokines for wound repair is deregulated after induction of sepsis. Thus restoring normal cytokine response locally in wounds could be a good strategy to enhance wound repair in sepsis

Association between dietary factors and plasma fetuin-A concentrations in the general population

Circulating fetuin-A, a novel marker for hepatic fat accumulation, has been related to a higher risk of type 2 diabetes and cardiovascular diseases in a growing number of prospective studies. However, little is known about dietary determinants of fetuin-A concentrations in the general population. Therefore, we aimed to investigate the association between dietary intake of energy, energy-providing nutrients, alcohol and major food groups and plasma fetuin-A concentrations in the Bavarian Food Consumption Survey II. Dietary intake was assessed by three 24-h dietary recalls, and plasma concentrations of fetuin-A were measured in 558 adults (18-81 years). After multivariable adjustment for lifestyle factors and body fatness, higher energy intake was nonsignificantly associated with higher fetuin-A concentrations (per 2092 kJ/d (500 kcal/d) 3·7 µg/ml, 95 % CI -0·5, 7·8 µg/ml). There was no clear association between energy-providing nutrients and fetuin-A concentrations. Higher alcohol intake was associated with lower fetuin-A concentrations (P trend 0·003): mean fetuin-A concentrations were 324 (95 % CI 313, 335) µg/ml in non-drinkers, and with 293 (95 % CI 281, 306) µg/ml significantly lower in participants who drank ≥30 g alcohol per d. Mean fetuin-A concentrations decreased across quintiles of milk and dairy product intake (lowest quintile 319 (95 % CI 309, 330) µg/ml; highest quintile 304 (95 % CI 293, 314) µg/ml; P trend 0·03), and each 150-g increment in milk/dairy products per d was associated with 5·6 (95 % CI -9·6, -1·5) µg/ml lower fetuin-A. Dietary intakes of vegetables, meat or fish were not associated with fetuin-A concentrations. Because of the preventive potential of our findings, further exploration is warranted

Entwicklung von 2D- und 3D-zellbasierten Testsystemen für die Analyse von TRPV1-spezifischen Wirkstoffen

TRPV1 ist ein polymodal aktivierbarer Kationenkanal, der neben der Nozizeption an vielen weiteren zellulären Prozessen beteiligt ist. Fehlfunktionen oder eine gestörte Regulation des TRPV1-Ionenkanals sind mit verschiedenen Krankheiten, wie beispielsweise Arthritis, Atemwegserkrankungen, Blasenfunktionsstörungen, Diabetes, entzündliche Darmerkrankungen und Tumoren assoziiert. Aufgrund seiner vielfältigen Funktionen in Physiologie und Pathophysiologie stellt der TRPV1-Ionenkanal ein attraktives pharmakologisches Zielmolekül für die Wirkstoffentwicklung dar. Für den TRPV1-Ionenkanal wurden bereits Agonisten und Antagonisten entwickelt, die jedoch aufgrund von Nebenwirkungen klinisch nicht einsetzbar sind. Die Nutzung des TRPV1-Ionenkanals als therapeutisches Zielmolekül bedingt daher die Entwicklung neuer TRPV1-spezifischer Wirkstoffe. Für die Identifizierung und Validierung werden geeignete Testsysteme benötigt, die eine hohe Aussagekraft hinsichtlich der Übertragbarkeit der Ergebnisse auf die in vivo Situation besitzen. Dazu wurden in der vorliegenden Dissertation zellbasierte 2D-Monolayer und 3D- Sphäroid-Testsysteme entwickelt, mit denen pharmakologische Aktivitäten von neuen TRPV1-spezifischen Substanzen direkt im zellulären Kontext analysiert werden können. Für die Entwicklung der zellulären Assays wurde der humane TRPV1-Kanal als Fusionsprotein mit einem C-terminalen mCherry-Fluoreszenztag in einem Dozyklin-induzierbaren Expressionssystem (Tet-On 3G) in CHO-K1-Zellen stabil exprimiert (CHO-I-hTRPV1-Zellmodell). Die sehr gute Regulierbarkeit der TRPV1-Expressionshöhe wurde für verschiedene Doxyzyklin-Konzentration gezeigt. Die Wildtyp-CHO-K1-Zellen exprimieren keinen endogenen TRPV1-Ionenkanal, so dass TRPV1-vermittelte zelluläre Antworten auf den heterolog exprimierten, humanen TRPV1-Ionenkanal (hTRPV1) zurückgeführt werden konnten. Durch Aktivierung bzw. Inhibierung des TRPV1-Ionenkanals und der fluorimetrischen Messung der damit verbundenen Änderung der intrazellulären Calcium-Konzentration [Ca2+]i konnte nachgewiesen werden, dass der heterolog exprimierte hTRPV1-Ionenkanal im CHO-Zellmodell funktionell exprimiert wird. Die Calcium-Messungen wurden sowohl fluoreszenzmikroskopisch auf Einzelzellebene als auch in einem Mikroplattenreader-basierten Assay durchgeführt. Mit Hilfe des mCherry-Fusionsproteins wurde gezeigt, dass der hTRPV1-Ionenkanals in den CHO-Zellen in der Plasmamembran sowie in Endomembranen lokalisiert, was der subzellulären Lokalisation des endogenen hTRPV1-Ionenkanals entspricht. Die Validierung der zellulären 2D- und 3D-CHO-I-hTRPV1-Testsysteme erfolgte über die Analyse von Dosis-Wirkungs-Beziehungen mit jeweils fünf bekannten Agonisten und Antagonisten des TRPV1-Ionenkanals. Die ermittelten pharmakologischen Eigenschaften des rekombinanten TRPV1-mCherry-Fusionsproteins sind mit in der Literatur beschriebenen Eigenschaften von endogen bzw. heterolog exprimierten TRPV1-Ionenkanälen vergleichbar. Im Vergleich der 2D- und 3D-Testsysteme wurden im Sphäroid-Zellmodell signifikant niedrigere EC50-Werte für die Agonisten Capsaicin, RTX und NOD, als auch eine höhere Maximalwirkung für NADA, RTX und NOD ermittelt. Zwei Antagonisten (SB-366791 und RR) zeigten im 3D-Sphäroid-Modell eine signifikant niedrigere inhibitorische Potenz als im Monolayer. Zusätzlich zur pharmakologischen Validierung wurde durch die Bestimmung des Z‘-Faktors das Potenzial der entwickelten 2D- und 3D-CHO-I-hTRPV1-Testsysteme für den Einsatz als Hochdurchsatz-Screening-System für die Wirkstoffsuche beurteilt. Für das 2D-Testsystem wurde ein Z‘-Wert von 0,66 ± 0,09 ermittelt, was den Assay als ein sehr gutes Testsystem für die Wirkstofffindung in Hochdurchsatzverfahren ausweist. Für das 3D-Testsystem wurde ein Z‘-Faktor von 0,45 ± 0,05 ermittelt, der zwar niedriger als der Z‘-Faktor des 2D-Testsystems ist, aber noch die minimalen Anforderungen an ein Hochdurchsatz-Screening-Verfahren erfüllt. Zusammenfassend belegen die Ergebnisse, dass das hier entwickelte CHO-I-hTRPV1-Zellmodell in Verbindung mit der fluorimetrischen Messung der [Ca2+]i als sensitives 2D- und 3D-Testsystem für die pharmakologische Analyse von TRPV1-spezifischen Wirkstoffen entwickelt werden konnte. Für die Entwicklung krankheitsrelevanter TRPV1-Modelle wurden 2D- und 3D-Zellkulturmodelle von verschiedenen Brustkrebszelllinien etabliert und pharmakologisch hinsichtlich des TRPV1-Ionenkanals charakterisiert. Capsaicin-induzierte Calcium-Reaktionen konnten in allen getesteten Zelllinien nachgewiesen werden. Eine TRPV1-vermittelte Erhöhung der Viabilität wurde in zwei Brustkrebszellllinien unabhängig des Kultivierungssystems (2D vs. 3D) detektiert

How does learners’ behavior attract preservice teachers’ attention during teaching?

Teachers need to continuously monitor students’ engagement in classrooms, but novice teachers have difficulties paying attention to individual behavioral cues in all learners. To investigate these interaction processes in more detail, we re-analyzed eye-tracking data from preservice teachers teaching simulated learners who engaged in different behaviors (Stürmer, Seidel, Müller, Häusler, & Cortina, 2017). With a new methodological approach, we synchronized the data with a continuous annotation of observable student behavior and conducted time series analysis on 3646 s of video material. Results indicate that novice teachers’ attention is attracted most often when learners show (inter)active learning-related behavior

Archaeology at the Danube using non-invasive ground and aerial prospection methods to document prehistoric settlement traces at the Bisamberg near Vienna, Austria

To link prehistoric settlement activities with a modern mapping of existing monuments on the site, non-invasive aerial and terrestrial prospection methods are used. The LiDAR data catches the course of the presumed prehistoric rampart. The geomagnetic measurements display, among other things, the course of a 250 m long prehistoric ditch. Furthermore, ERT measurements reveal the rampart’s inner construction