Untersuchungen zur funktionellen Äquivalenz zwischen Notch und EBNA2 in EBV-immortalisierten B-Zellen

Notch-Signale spielen bei der Entwicklung von Lymphozyten eine wichtige Rolle. So induzieren Notch1-Signale in Lymphozyten-Vorläuferzellen im Knochenmark die Entwicklung zu T-Zellen, während Notch2-Signale essentiell für die Differenzierung reifer B-Zellen zu Marginalzonen-B-Zellen sind. Das Epstein-Barr Virus (EBV) infiziert reife B-Zellen und regt diese zur permanenten Proliferation an. EBNA2, das erste Protein, das in EBV-infizierten B-Zellen exprimiert wird, verwendet zur Regulation von Zielgenen den gleichen Signalweg wie Notch und wird deshalb als (partielles) funktionelles Äquivalent eines aktivierten Notch-Rezeptors (NotchIC) bezeichnet. Notch und EBNA2 können sich bezüglich der Muskelzelldifferenzierung gegenseitig ersetzen, die Proliferation in B-Zellen kann dagegen nur EBNA2 induzieren. Ziel dieser Arbeit war es zu untersuchen, mit Hilfe welcher Zielgene Notch und EBNA2 unterschiedliche und gemeinsame Funktionen vermitteln. Zu diesem Zweck wurde ein Zellsystem etabliert, bei dem Tetrazyclin-regulierbares aktives Notch1IC oder Notch2IC in humane reife EBV-immortalisierte B-Zellen eingebracht wurde. In diesem System konnten Notch1IC oder Notch2IC in Abwesenheit von EBNA2 exprimiert werden, sowie EBNA2 in Abwesenheit von NotchIC. Die Expression von Zielgenen wurde anhand einer Microarray- Analyse untersucht. Damit sollten Notch1IC-, Notch2IC- und EBNA2-regulierte Zielgene identifiziert werden. Hierbei wurde vornehmlich auf Unterschiede und Gemeinsamkeiten zwischen Notch1IC- und Notch2IC-regulierten Genen, sowie zwischen NotchIC- und EBNA2-regulierten Genen eingegangen. Durch Notch1IC wurden 270 Gene induziert und 374 Gene reprimiert. Notch2IC konnte 757 Gene induzieren und 959 Gene reprimieren. EBNA2 induzierte 6.250 Gene und reprimierte 6.811 Gene. Die Auswertung der Zielgene in der Clusteranalyse ergab, dass viele Gene reguliert wurden, die mit dem Zellzyklus und der Immunmodulation assoziiert sind. Aus diesem Grund sollten diese beiden Signalwege näher untersucht werden. In dem beschriebenen Zellsystem konnten weder Notch1IC noch Notch2IC die EBNA2-vermittelte Proliferation ersetzen. So konnten Notch1IC und Notch2IC zwar einige Zellzyklus-Gene induzieren, die aber assoziierten eher mit der S-Phase und mit der Mitose. Die von EBNA2 stark induzierten Gene c-Myc und LMP1, sowie die G1-Phase assoziierten D-Cycline und der Cyclin-abhängigen Kinasen CDK4 und CDK6 konnten durch NotchIC nicht oder nur schwach induziert werden. Vermutlich können Notch1IC und Notch2IC die Proliferation weder aufrechterhalten noch induzieren, da sie nicht fähig sind, G1-Phase Gene, sowie c-Myc und LMP1 ausreichend stark zu induzieren. Der Einfluss von NotchIC auf die Immunmodulation war mit der von EBNA2 vergleichbar. Die Repression vieler Gene, die mit der Immunmodulation assoziieren, weist darauf hin, dass sowohl Notch1IC, Notch2IC als auch EBNA2 die Immunantwort negativ regulieren. So könnten B-Zellrezeptor (BCR)-Signale über die Repression von Komponenten und Signalmolekülen des BCR abgeschwächt werden, die Antigenpräsentation über die Repression von MHC-Molekülen vermindert werden und der allgemeine Aktivierungszustand zusätzlich über die Repression von Komplement-, Toll-like- und Fc-Rezeptoren vermindert werden. Ebenso konnte gezeigt werden, dass Notch1IC, Notch2IC und EBNA2 den Klassenwechsel negativ beeinflussen. Dies wird möglicherweise über die transkriptionelle Repression der Interleukin-Rezeptoren IL4Rα1 und IL13Rα1, sowie über die Modulation von Molekülen des Signalwegs vermittelt, die die Expression von sterilen Transkripten induzieren und somit die Voraussetzung zum Klassenwechsel bilden

Untersuchungen zur funktionellen Äquivalenz zwischen Notch und EBNA2 in EBV-immortalisierten B-Zellen

Notch-Signale spielen bei der Entwicklung von Lymphozyten eine wichtige Rolle. So induzieren Notch1-Signale in Lymphozyten-Vorläuferzellen im Knochenmark die Entwicklung zu T-Zellen, während Notch2-Signale essentiell für die Differenzierung reifer B-Zellen zu Marginalzonen-B-Zellen sind. Das Epstein-Barr Virus (EBV) infiziert reife B-Zellen und regt diese zur permanenten Proliferation an. EBNA2, das erste Protein, das in EBV-infizierten B-Zellen exprimiert wird, verwendet zur Regulation von Zielgenen den gleichen Signalweg wie Notch und wird deshalb als (partielles) funktionelles Äquivalent eines aktivierten Notch-Rezeptors (NotchIC) bezeichnet. Notch und EBNA2 können sich bezüglich der Muskelzelldifferenzierung gegenseitig ersetzen, die Proliferation in B-Zellen kann dagegen nur EBNA2 induzieren. Ziel dieser Arbeit war es zu untersuchen, mit Hilfe welcher Zielgene Notch und EBNA2 unterschiedliche und gemeinsame Funktionen vermitteln. Zu diesem Zweck wurde ein Zellsystem etabliert, bei dem Tetrazyclin-regulierbares aktives Notch1IC oder Notch2IC in humane reife EBV-immortalisierte B-Zellen eingebracht wurde. In diesem System konnten Notch1IC oder Notch2IC in Abwesenheit von EBNA2 exprimiert werden, sowie EBNA2 in Abwesenheit von NotchIC. Die Expression von Zielgenen wurde anhand einer Microarray- Analyse untersucht. Damit sollten Notch1IC-, Notch2IC- und EBNA2-regulierte Zielgene identifiziert werden. Hierbei wurde vornehmlich auf Unterschiede und Gemeinsamkeiten zwischen Notch1IC- und Notch2IC-regulierten Genen, sowie zwischen NotchIC- und EBNA2-regulierten Genen eingegangen. Durch Notch1IC wurden 270 Gene induziert und 374 Gene reprimiert. Notch2IC konnte 757 Gene induzieren und 959 Gene reprimieren. EBNA2 induzierte 6.250 Gene und reprimierte 6.811 Gene. Die Auswertung der Zielgene in der Clusteranalyse ergab, dass viele Gene reguliert wurden, die mit dem Zellzyklus und der Immunmodulation assoziiert sind. Aus diesem Grund sollten diese beiden Signalwege näher untersucht werden. In dem beschriebenen Zellsystem konnten weder Notch1IC noch Notch2IC die EBNA2-vermittelte Proliferation ersetzen. So konnten Notch1IC und Notch2IC zwar einige Zellzyklus-Gene induzieren, die aber assoziierten eher mit der S-Phase und mit der Mitose. Die von EBNA2 stark induzierten Gene c-Myc und LMP1, sowie die G1-Phase assoziierten D-Cycline und der Cyclin-abhängigen Kinasen CDK4 und CDK6 konnten durch NotchIC nicht oder nur schwach induziert werden. Vermutlich können Notch1IC und Notch2IC die Proliferation weder aufrechterhalten noch induzieren, da sie nicht fähig sind, G1-Phase Gene, sowie c-Myc und LMP1 ausreichend stark zu induzieren. Der Einfluss von NotchIC auf die Immunmodulation war mit der von EBNA2 vergleichbar. Die Repression vieler Gene, die mit der Immunmodulation assoziieren, weist darauf hin, dass sowohl Notch1IC, Notch2IC als auch EBNA2 die Immunantwort negativ regulieren. So könnten B-Zellrezeptor (BCR)-Signale über die Repression von Komponenten und Signalmolekülen des BCR abgeschwächt werden, die Antigenpräsentation über die Repression von MHC-Molekülen vermindert werden und der allgemeine Aktivierungszustand zusätzlich über die Repression von Komplement-, Toll-like- und Fc-Rezeptoren vermindert werden. Ebenso konnte gezeigt werden, dass Notch1IC, Notch2IC und EBNA2 den Klassenwechsel negativ beeinflussen. Dies wird möglicherweise über die transkriptionelle Repression der Interleukin-Rezeptoren IL4Rα1 und IL13Rα1, sowie über die Modulation von Molekülen des Signalwegs vermittelt, die die Expression von sterilen Transkripten induzieren und somit die Voraussetzung zum Klassenwechsel bilden

Anterior knee pain after total knee arthroplasty: does it correlate with patellar blood flow?

Purpose: Total knee arthroplasty (TKA) disturbs patellar blood flow, an unintended accompaniment to TKA that may be a cause of postoperative anterior knee pain. We examine whether disrupted patellar blood flow correlates with anterior knee pain following TKA. Methods: In 50 patients (21 men, 29 women) undergoing TKA, we compared patellar blood flow at flexions 0° to 30°, 60°, 90°, and 110° before and after medial parapatellar arthrotomy to pre- and postoperative anterior knee pain scores by means of a laser Doppler flowmeter (LDF) probe. Anterior knee pain was assessed using the pain intensity numeric rating scale (NRS) of 0-10 (0-no, 10-worst pain). Based on the NRS pain values, patients were divided into two main groups: group A (n=34) with no pain or discomfort (NRS range 0-4) and group B (n=16) with anterior knee pain (NRS range 5-10). Results: Patients of group B demonstrated a significant decrease in blood flow before arthrotomy at flexions from 0° to 90°, and 110° and from 0° to 60°, 90°, and 110° after arthrotomy. For group A, a significant decrease in blood flow was detected at flexions from 0° to 90°, and 110° before and after arthrotomy. For both groups, medial arthrotomy did not have a statistically significant influence on patellar blood flow (margin of significance P<0.05). Prior to TKA, 16 of the 50 patients of group B (32%) complained of anterior knee pain (mean NRS 7.1±1.7). At 2-year follow-up, pain significantly decreased (NRS 3.1±2.1) and only 4 of the 16 patients (25%) complained of moderate anterior pain (average NRS 5.7±0.5), while 8 of 16 (50%) patients reported discomfort (mean NRS 3.5±1.8) around the patella. Patients in group A also demonstrated a significant decrease in pain intensity (from NRS 1.5±1.4 preoperatively to NRS 0.4±1.5 at 2-year follow-up). Statistical analysis demonstrated no statistically significant correlation between pre-arthrotomy/post-arthrotomy patellar blood flow and the presence of preoperative and postoperative anterior knee pain. Only the degree of flexion had an influence on patellar blood flow. Conclusion: Medial arthrotomy had no direct significant effect on patellar blood flow, and the diminished blood flow did not correlate with postoperative anterior knee pain. However, a significant correlation was revealed between patellar blood flow and the degree of flexion: in almost a quarter of patients, blood flow dropped to zero at flexions of 100° and above. Level of evidence: I

Internet-of-Things (IoT) for Human Thermal Comfort: A Simulative Investigation

Human thermal comfort is very important especially in an indoor environment as it can influence human’s health and welfare. In tropical countries like Malaysia, air conditioning system has become a necessary tool in creating a thermally comfortable ambience in an indoor environment. However, the current control mechanism of the system would allow the user to set into maximum cooling – at minimum temperature with maximum fan speed – which not only consumes more energy, but is not creating a thermally comfortable environment as well, as extreme coolness could also bring negative effect towards the human. Therefore, it is essential to integrate human thermal comfort factor into air conditioning system control as well. This paper will highlight the possibility of integrating thermal comfort control into air conditioning system in creating a comfortable indoor environment. It adopts an enhanced version of Predictive Mean Vote (PMV) approach, specifically in creating thermal comfort ambience for a small sedentary work-based indoor space, in tropical countries. As the Internet-of-Things has become a trend in the smart home application, its element is also integrated here, where an Android-based application is developed and tested towards controlling a hardware simulative model which represents an air conditioning system based on the user-defined PMV value. It is shown that the application is able to control the fan speed and temperature through the LED brightness as demanded by the user. It is not only expected to work with a real air conditioning system in the future to create a thermally comfortable environment, but could also allow the system to be operated in energy and cost-efficient manner

Targeting class I histone deacetylases by the novel small molecule inhibitor 4SC-202 blocks oncogenic hedgehog-GLI signaling and overcomes smoothened inhibitor resistance

Aberrant activation of Hedgehog (HH)/GLI signaling is causally involved in numerous human malignancies, including basal cell carcinoma (BCC) and medulloblastoma. HH pathway antagonists targeting smoothened (SMO), an essential effector of canonical HH/GLI signaling, show significant clinical success in BCC patients and have recently been approved for the treatment of advanced and metastatic BCC. However, rapid and frequent development of drug resistance to SMO inhibitors (SMOi) together with severe side effects caused by prolonged SMOi treatment call for alternative treatment strategies targeting HH/GLI signaling downstream of SMO. In this study, we report that 4SC-202, a novel clinically validated inhibitor of class I histone deacetylases (HDACs), efficiently blocks HH/GLI signaling. Notably, 4SC-202 treatment abrogates GLI activation and HH target gene expression in both SMOi-sensitive and -resistant cells. Mechanistically, we propose that the inhibition of HDACs 1/2/3 is crucial for targeting oncogenic HH/GLI signaling, and that class I HDAC inhibitors either in combination with SMOi or as second-line therapy may improve the treatment options for HH-associated malignancies with SMOi resistance

Anterior crucial ligament rupture: self-healing through dynamic intraligamentary stabilization technique

Purpose: Surgery involving arthroscopic reconstruction of the injured ligament is the gold standard treatment for torn anterior cruciate ligament (ACL). Recent studies support the hypothesis of biological self-healing of ruptured ACL. The aim of the study is to evaluate, in an animal model, the efficacy of a new technique, dynamic intraligamentary stabilization that utilizes biological self-healing for repair of acute ACL ruptures. Methods: The ACL in 11 adult female white alpine sheep was transected and in 8 sheep reconstructed by dynamic intraligamentary stabilization. To enhance the healing potential, microfracturing and collagen were used in all animals. The contralateral, non-operated knees served as controls. At 3months postkilling, all animals were submitted to magnetic resonance imaging and biomechanical and histological evaluation. Results: No surgery-related complications were observed. Postoperatively, all animals regularly used the operated leg with full weight bearing and no lameness. At the time of killing, all animals exhibited radiological and histological healing of the transacted ACL. Biomechanical tests confirmed successful restoration of anteroposterior translation in the dynamic intraligamentary stabilization knees. Histological examination revealed dense scar tissue at the ends of the transected ligaments exhibiting hypercellularity and hypervascularization. Conclusion: The dynamic intraligamentary stabilization technique successfully induced self-healing of ruptured ACL in a sheep model. Knee joints remained stable during the healing period allowing free range of motion and full weight bearing, and no signs of osteoarthritis or other intraarticular damage in the follow up were observe

Resminostat induces changes in epithelial plasticity of hepatocellular carcinoma cells and sensitizes them to sorafenib-induced apoptosis

Resminostat, a novel class I, IIb, and IV histone deacetylase inhibitor, was studied in advanced hepatocellular carcinoma (HCC) patients after relapse to sorafenib (SHELTER study). In this phase I/II clinical trial, combination of sorafenib and resminostat was safe and showed early signs of efficacy. However, the molecular mechanisms behind this synergism have not been explored yet. In this work, we aimed to analyze whether resminostat regulates epithelial-mesenchymal and stemness phenotype as a mechanism of sensitization to sorafenib. Three HCC cell lines with differences in their epithelial/mesenchymal characteristics were treated with resminostat and sorafenib alone, or in combination. Resminostat prevented growth and induced cell death in the HCC cells, in a time and dose dependent manner. A collaborative effect between resminostat and sorafenib was detected in the mesenchymal HCC cells, which were insensitive to sorafenib-induced apoptosis. Expression of mesenchymal-related genes was decreased in resminostat-treated HCC cells, concomitant with an increase in epithelial-related gene expression, organized tight junctions and reduced invasive growth. Moreover, resminostat down-regulated CD44 expression, coincident with decreased capacity to form colonies at low cell density

Die operative Versorgung der sekundären Coxarthrose bei kongenitaler Hüftluxation (Crowe TypIV)

Zusammenfassung: Operationsziel: Ziel der Therapie ist die mechanische und funktionelle Stabilisation einer hohen Hüftluxation bei dysplasiebedingter Coxarthrose mittels endoprothetischem Ersatz. Indikationen: Hüftdysplasie im Erwachsenenalter. Fortgeschrittene symptomatische Coxarthrose. Hohe Hüftluxation gemäß CroweIII/IV. Symptomatische Beinlängendifferenz. Kontraindikationen: Zerebrospinale Dysfunktionen. Muskeldystrophien. Manifeste Störung des Knochenmetabolismus. Infektion. Immunsupprimierte Patienten. Operationstechnik: Seitenlage (variabel). Gerade laterale Inzision über dem Trochanter major und Eingehen zwischen dem Vorderrand des M.gluteus maximus und dem Hinterrand des M.gluteus medius, dem sog. Gibson-Intervall. Darstellen des N.ischiadicus und permanente Kontrolle desselben, um hier bei jeglichen Manipulationen, vor allem bei der Reposition des Femurs, einen Traktionsschaden aufgrund erhöhter Spannung zu vermeiden. Trochanter-Flip-Osteotomie und Darstellen der Gelenkkapsel zwischen M.piriformis und M.gluteus minimus. Aufgrund des Hochstands des Femurs kann hier die Identifikation der anatomischen Landmarken erschwert sein. Schrittweise Z-förmige Kapsulektomie der elongierten Kapsel und Darstellen der Primärpfanne, die häufig aufgrund der langzeitigen Luxation des Femurkopfs nur rudimentär ausgebildet ist. Lokalisation des Pfannengrunds bzw. der Tränenfigur. Aufraspeln der Pfanne und Implantation der mit der Pfannengröße konformen Hakendachschale. Fixation der Pfanne je nach Halt und Knochenqualität mit 3-5Schrauben. Resektion des proximalen Femurs je nach Spannung der Weichteile bis auf Höhe oder sogar unter das Niveau des Trochanter minor. Anschließend Aufraspeln des Femurs und unter steter Spannungskontrolle des N.ischiadicus Reposition des Femurs in die Hüftpfanne; je nach Spannung des N.ischiadicus und der umgebenden Weichteile erfolgt eine Nachresektion des proximalen Femurs. Anfrischen des proximalen Femurs mit dem Meißel zur besseren Konsolidation des Trochanter-major-Fragments. Refixation des Trochanters mittels Cerclage, wobei die Muskulatur des M.gluteus medius an seinem Ursprung am Os ilium oder am muskulotendinösen Übergang am Trochanterfragment etwas mobilisiert werden muss, um den Trochanter major wieder distal am proximalen Femur refixieren zu können. Weiterbehandlung: Während der Hospitalisierung regelmäßige Behandlung auf der passiven Bewegungsschiene mit maximal 70° Flexion. Keine aktive Abduktion, keine passive Adduktion über die Mittellinie, kein Heben des gestreckten Beins, 10-15kg Teilbelastung an zwei Unterarmgehstöcken während 8Wochen. Je nach Compliance des Patienten und intraoperativer Stabilität der Prothese trägt der Patient eine Antiluxationsbandage (in Bern Hohmann-Bandage) für die ersten 6-8Wochen postoperativ. Anschließend erste klinische und radiologische Nachkontrolle und je nach Konsolidation des Trochanter major schrittweiser Übergang zur Vollbelastung. Thromboseprophylaxe bis zur Vollbelastung. Ergebnisse: Im beobachteten Zeitraum von 1998-2012 erfolgten insgesamt 28Hüftprothesenimplantationen bei hoher Hüftluxation im Erwachsenenalter im Stadium CroweIV, die mit einer Hakendachschale und einer femoralen Verkürzungsosteotomie behandelt wurden. Aktuell liegen von 14Patienten nach 8 ± 1,2Jahren (3,5-12Jahren) klinische Nachuntersuchungen vor. In diesem mittleren Beobachtungszeitraum zeigten sich gemäß Merle-d'Aubigné-Score bei 86 % der operierten Patienten Verbesserungen. Gute bis exzellente Resultate wurden in 71 % der Fälle erreicht. Langzeitergebnisse (< 10Jahre) stehen bis dato noch au

Targeting class I histone deacetylases by the novel small molecule inhibitor 4SC-202 blocks oncogenic hedgehog-GLI signaling and overcomes smoothened inhibitor resistance

Aberrant activation of Hedgehog (HH)/GLI signaling is causally involved in numerous human malignancies, including basal cell carcinoma (BCC) and medulloblastoma. HH pathway antagonists targeting smoothened (SMO), an essential effector of canonical HH/GLI signaling, show significant clinical success in BCC patients and have recently been approved for the treatment of advanced and metastatic BCC. However, rapid and frequent development of drug resistance to SMO inhibitors (SMOi) together with severe side effects caused by prolonged SMOi treatment call for alternative treatment strategies targeting HH/GLI signaling downstream of SMO. In this study, we report that 4SC-202, a novel clinically validated inhibitor of class I histone deacetylases (HDACs), efficiently blocks HH/GLI signaling. Notably, 4SC-202 treatment abrogates GLI activation and HH target gene expression in both SMOi-sensitive and -resistant cells. Mechanistically, we propose that the inhibition of HDACs 1/2/3 is crucial for targeting oncogenic HH/GLI signaling, and that class I HDAC inhibitors either in combination with SMOi or as second-line therapy may improve the treatment options for HH-associated malignancies with SMOi resistance