Hammasperäiset bakteerit aivoinfarktipotilaiden aivoveritulpissa

Aivoverenkiertohäiriö on huomattava työvuosien sekä itsenäisen toimintakyvyn menetyksen aiheuttaja. Suomessa 18 000 ihmistä sairastuu aivoinfarktiin vuosittain. Infektion ja kroonisen inflammaation merkitystä akuutin iskeemisen aivoinfarktin synnyssä on korostettu viime vuosina, erityisesti hammasbakteereilla on arveltu olevan roolia sairauden kehittymisessä. Parodontaalisairauksien ja huonon hammashygienian on pitkäaikaistutkimuksissa näytetty provosoivan kardiovaskulaari- ja aivoverenkiertohäiriösairauksien syntyä. Mittasimme bakteeriperäisen DNA:n pitoisuudet mekaanisella trombektomialla hoidettujen aivoverenkiertohäiriöpotilaiden aspiroiduista aivoveritulpista. Näytemateriaalina oli käytettävissä aivoveritulpat ja valtimoverinäytteet 75 aivoinfarktipotilaalta (69% miehiä; ikämediaani 67 vuotta), joista eristettiin humaani- ja bakteeriperäinen DNA. Kvantitatiivisellä PCR:a selvitettiin Streptococcus spp., (lähinnä S. mitis ryhmä), Porphyromonas gingivalis, Aggregatibacter actinomycetemcomitans ja muiden bakteerien pitoisuudet näytteissä. Bakteeri DNA:n suhteellinen osuus laskettiin vertailemalla veritulpan ja valtimoverinäytteen bakteeripitoisuuksia (comparative Ct method). Positiivisiksi tuloksiksi katsottiin näytteet, joiden N-kertaiset arvot olivat yli 2,0. Bakteeriperäistä DNA:ta löytyi 84% (n=63) veritulpista ja 16% (n=12) näytteistä olivat negatiivisia. Streptococcus spp. (lähinnä S. mitis ryhmä) löytyi 79% (n=59) näytteistä. Streptococcus spp. (lähinnä S. mitis ryhmä) suhteellinen osuus oli 5,10-kertainen verrattuna valtimoverinäytteisiin. Veritulpista ei löytynyt Porphyromonas gingivalis tai Aggregatibacter actinomycetemcomitans bakteerien DNA:ta. Tämä on ensimmäinen tutkimus, joka näyttää odontogeenisten bakteerien olemassaolon aivoveritulpissa. Hammasperäisillä bakteereilla saattaa olla huomattava rooli veritulpan kehittymisessä

Aurinkosähköjärjestelmä ja sähkövaraston käyttö pienissä asuinrakennuksissa

Insinöörityön tavoitteena oli perehtyä verkkoon liitetyn omavaraisen sähköntuotannon menetelmiin, antaa tietoa aurinkosähköjärjestelmän kokoonpanosta ja suunnittelun pääpiirteistä sekä tarkastella sähkövaraston käyttötarkoituksia pienkiinteistöissä. Työssä selvitettiin pienkiinteistön omavaraisen sähköntuotannon eri menetelmät, joista keskityttiin verkkoon kytkettyyn sähkövarastolliseen aurinkosähköjärjestelmään, sen sisältämiin osiin ja niiden suunnittelun pääpiirteisiin. Työ sisältää esimerkkilaskut annetun malliakuston ja kohteen tiedoilla. Tätä työtä voidaan käyttää pohjana aurinkosähköjärjestelmän suunnittelun aloituksessa. Järjestelmän komponentteja ja mitoitusta täytyy tarkastella kuitenkin kohdekohtaisesti, vaikka yleisesti suunnittelusta ja mitoituksesta vastaa rakennuskohtaisesti valtuutettu aurinkosähköjärjestelmän toimittaja

Thermoactuated twist in liquid crystal elastomer for temperature sensing

This thesis explores the possibility of utilising liquid crystal elastomers (LCE) for thermal sensing applications. To measure its thermal properties, a thin film of LCE was photopolymerised in splayed nematic alignment and cut out to form a helical shape, a coil. The coil was then set within a temperature-controlled measurement compartment and observed through a camera setup as the tip of the coil twisted upon heating or cooling. Thermal sensitivity of the coil was subsequently measured and compared to other LC-based thermal sensing systems to assess the sensor’s thermal resolution. This angular change of the twist was then characterised as a function of temperature with three temperature gradients. In addition, the relaxation time of the coil was measured in constant temperature after rapid heating and cooling

Studies on the Bacterial Microbiome in Thrombus Aspirates of Acute Ischemic Stroke Patients

Aivoinfarkti sekä muut sydän- ja verisuonitaudit ovat maailman johtavia kuolinsyitä. Aivoinfarktin perinteiset riskitekijät ovat tiedossa, mutta näyttää siltä, etteivät ne täysin selitä aivoinfarktin epidemiologista kuvaa. Lisääntyvä tutkimusnäyttö viittaa siihen, että äskettäiset infektiot ja krooniset tartuntataudit ovat tärkeitä laukaisijoita tai riskitekijöitä aivoinfarktille sekä muille sydän- ja verisuonitaudeille. Suun bakteerien rooli valtimonkovettumataudin ja aivoinfarktin synnyssä on kasvavan mielenkiinnon kohteena, joskin tarkka mekanismi on jäänyt epäselväksi. Tässä väitöstutkimuksessa tarkasteltiin suun bakteerien, erityisesti viridans-ryhmän streptokokkien, roolia aivoinfarktin synnyssä. Viridans-ryhmän streptokokit kuuluvat normaaliin suun mikrobiomiin, mutta verenkiertoon päästessään ne voivat aiheuttaa vakavia sairauksia, kuten sydänläppien tulehduksen. Ensimmäisessä osajulkaisussa selvitimme bakteeri-DNA:n pitoisuuksia aivoveritulpissa, jotka oli kerätty mekaanisella trombektomialla hoidetuilta aivoinfarktipotilailta. Näistä aivoinfarkteista noin 60 prosenttia oli arvioitu johtuvan valtimonkovettumataudista, kun taas loput tapauksista liittyivät eteisvärinään tai muihin syihin. Havaitsimme, että suurin osa aivoveritulpista sisälsi suussa esiintyvien streptokokkien DNA:ta. Toisessa osajulkaisussa arvioimme samojen potilaiden suun terveyttä ja yhdistimme tulokset bakteeri-DNA-löydöksiin sekä kaulavaltimon ahtauman asteeseen. Huomasimme, että heikon suun terveyden ja akuutin aivoverenkiertohäiriön välinen yhteys liittyi kaulavaltimon valtimonkovettumatautiin. Kolmannessa osajulkaisussa varmistimme bakteeri-immunohistokemian avulla viridans-streptokokkien esiintymisen samoissa veritulpissa, joita tutkimme ensimmäisessä tutkimuksessa. Lisäksi teimme immunohistokemialliset tutkimukset kaulavaltimoiden endarterektomianäytteille, jotka oli kerätty oireisilta kaulavaltimoahtaumapotilailta, sekä post mortem -kaulavaltimonäytteille, jotka oli kerätty oireettomilta tutkittavilta. Näytteistä, jotka oli otettu oireilevilta henkilöiltä, löytyi huomattavasti enemmän viridans-streptokokkeja verrattuna oireettomien tutkittavien näytteisiin. Useimmat streptokokit havaittiin neutrofiilisten granulosyyttien sisällä, mutta joissain näytteissä oli myös jäännöksiä bakteeribiofilmeistä sekä vapaista bakteeri-infiltraateista. Mekanismi, jonka kautta suun sairaudet lisäävät aivoverenkiertohäiriön riskiä, on ollut epäselvä. Bakteeri-infektioiden torjuntaan kehittyneet immuunivasteet ovat samoja, jotka torjuvat tulehduskomponentteja valtimonkovettumataudin synnyssä. Tuloksemme viittaavat siihen, että muiden tunnettujen riskitekijöiden lisäksi viridans-ryhmän streptokokkibakteerien aiheuttama tulehdus saattaa olla tärkeässä roolissa akuutin aivoverenkiertohäiriön synnyssä ja että valtimon seinämässä voi olla bakteeribiofilmiä, joka voi vaikuttaa kaulavaltimon plakin kehittymiseen ja repeämiseen, mikä puolestaan johtaa aivoinfarktiin. Huonosti hoidetuista hampaista ajoittaisesti verenkiertoon päätyvä streptokokkikylvö saattaa lisätä tukostaipumusta aktivoimalla veren hyytymiskaskadia, johtaen veritulpan muodostumiseen ja aivoinfarktin syntyyn, erityisesti eteisvärinää sairastavilla potilailla. Suun streptokokkibakteerien aiheuttama tulehdus tulee ottaa huomioon aivoinfarktin ennaltaehkäisyssä säännöllisenä hammashuoltona. Sen lisäksi esimerkiksi oikea- aikaisesta antimikrobisesta hoidosta tai bakteerirokotteesta voi olla hyötyä, ja niiden vaikutusta on tärkeää tutkia tulevaisuudessa.Acute ischemic stroke and other cardiovascular diseases are the major causes of death in the world. For ischemic stroke, traditional risk factors are known, but it seems that they do not completely account for the pattern of epidemiology. Increasing evidence indicates that recent acute infections and chronic infectious diseases are important triggers or risk factors for stroke and other cardiovascular diseases. The role of oral bacteria in the pathogenesis of atherosclerosis and ischemic stroke has gained interest. However, the exact mechanisms of action remain uncertain. This thesis investigates the role of oral bacteria, especially viridans streptococci, in the etiology of acute ischemic stroke. Viridans streptococci belong to the normal oral microbiome but may cause a severe disease if they enter the systemic circulation, such as in the case of infective endocarditis. In the first study, we studied the presence of bacterial DNA in thrombus aspirates of acute ischemic stroke patients treated with mechanical thrombectomy. Approximately 60% of the cases were considered to be due to atherosclerosis, while the rest were attributed to atrial fibrillation or other reasons. We found that the majority of the thrombi contained oral streptococcal DNA. In the second study, we assessed the oral health of these patients and combined the results with their bacterial DNA findings and grade of carotid stenosis. We found that an association between poor oral health and acute ischemic stroke was linked to carotid artery atherosclerosis. In the third study, we confirmed the presence of viridans streptococci in the same thrombus aspirates that were used in the first study, employing bacterial immunohistochemistry. In addition, we performed immunohistochemistry on endarterectomy samples taken from symptomatic patients and on postmortem carotid artery samples taken from asymptomatic individuals. The samples taken from symptomatic patients contained considerably more viridans streptococci than those taken from asymptomatic individuals. Most of the streptococci were detected inside neutrophil granulocytes, but remnants of a bacterial biofilm as well as free bacterial infiltrates were also found in some samples. The mechanism of how oral pathologies are related to the pathogenesis of ischemic stroke has been unclear. Immune responses that have evolved to combat bacterial infections are shared with those involved in the immune response to the inflammatory components of atherogenesis. Our results suggest that, along with the classical known risk factors, oral streptococcal inflammation may play an important role in the pathogenesis of ischemic stroke and that there may be a bacterial biofilm inside the arterial intima, affecting the development and rupture of the carotid plaque, which results in an ischemic stroke. Also, following transient bacteremia, streptococci entering the systemic circulation might promote thrombosis by activating platelets, eventually leading to the formation of a thromboembolism and causing an ischemic stroke, particularly in patients with atrial fibrillation. The possibilities of primary prevention of acute ischemic stroke by means of antibacterial vaccines and timed antimicrobial treatment, as well as regular dental care, should be considered

Novel NPHS2 variant in patients with familial steroid-resistant nephrotic syndrome with early onset, slow progression and dominant inheritance pattern

Background Steroid-resistant nephrotic syndrome (SRNS) is a common cause of end-stage renal disease in children but also occurs as an adult-onset condition. In a subset of SRNS patients, pathogenic variants are found in genes coding for podocyte foot process proteins. The aim of this study was to define the role of pathogenic variants in Finnish patients with familial and sporadic SRNS. Methods We analyzed SRNS-related genes NPHS1, NPHS2, NEPH1, ACTN4, TRPC6, INF2, WT1, CD2AP, LAMB2, and PLCE1 for disease-causing variants using direct sequencing of exons and intron/exon boundaries in all members of a family with dominant SRNS with early onset and slow progression to end-stage renal disease. We carried out a whole genome sequencing in two affected and two healthy family members. The function of found podocin variant was studied using co-immunoprecipitation and immunohistochemistry. Podocyte gene sequences were analyzed in a cohort of Finnish non-familial SRNS patients. Results A heterozygous de novo deletion, c. 988_989delCT in NPHS2, was found in all affected family members and in none of their healthy relatives, non-familial patients or controls. No other SRNS-related gene variant, coding or non-coding co-segregated with the disease phenotype in the family. While the truncated podocin remained able to bind nephrin, the expression of nephrin was fragmented and podocin expression reduced. The gene analysis of the non-familial SRNS patients revealed few variants. Conclusion The role of podocin variants in nephrotic syndrome may be more varied than previously thought.Peer reviewe

Inactivation of mediator complex protein 22 in podocytes results in intracellular vacuole formation, podocyte loss and premature death

Podocytes are critical for the maintenance of kidney ultrafiltration barrier and play a key role in the progression of glomerular diseases. Although mediator complex proteins have been shown to be important for many physiological and pathological processes, their role in kidney tissue has not been studied. In this study, we identified a mediator complex protein 22 (Med22) as a renal podocyte cell-enriched molecule. Podocyte-specific Med22 knockout mouse showed that Med22 was not needed for normal podocyte maturation. However, it was critical for the maintenance of podocyte health as the mice developed progressive glomerular disease and died due to renal failure. Detailed morphological analyses showed that Med22-deficiency in podocytes resulted in intracellular vacuole formation followed by podocyte loss. Moreover, Med22-deficiency in younger mice promoted the progression of glomerular disease, suggesting Med22-mediated processes may have a role in the development of glomerulopathies. This study shows for the first time that mediator complex has a critical role in kidney physiology.Peer reviewe

Renal Thrombotic Microangiopathy in Mice with Combined Deletion of Endocytic Recycling Regulators EHD3 and EHD4

Eps15 Homology Domain-containing 3 (EHD3), a member of the EHD protein family that regulates endocytic recycling, is the first protein reported to be specifically expressed in the glomerular endothelium in the kidney; therefore we generated Ehd3–/– mice and assessed renal development and pathology. Ehd3–/– animals showed no overt defects, and exhibited no proteinuria or glomerular pathology. However, as the expression of EHD4, a related family member, was elevated in the glomerular endothelium of Ehd3–/– mice and suggested functional compensation, we generated and analyzed Ehd3–/–; Ehd4–/– mice. These mice were smaller, possessed smaller and paler kidneys, were proteinuric and died between 3–24 weeks of age. Detailed analyses of Ehd3–/–; Ehd4–/– kidneys demonstrated thrombotic microangiopathy (TMA)-like glomerular lesions including thickening and duplication of glomerular basement membrane, endothelial swelling and loss of fenestrations. Other changes included segmental podocyte foot process effacement, mesangial interposition, and abnormal podocytic and mesangial marker expression. The glomerular lesions observed were strikingly similar to those seen in human pre-eclampsia and mouse models of reduced VEGF expression. As altered glomerular endothelial VEGFR2 expression and localization and increased apoptosis was observed in the absence of EHD3 and EHD4, we propose that EHD-mediated endocytic traffic of key surface receptors such as VEGFR2 is essential for physiological control of glomerular function. Furthermore, Ehd3–/–; Ehd4–/– mice provide a unique model to elucidate mechanisms of glomerular endothelial injury which is observed in a wide variety of human renal and extra-renal diseases

Congenital nephrotic syndrome

Congenital nephrotic syndrome (CNS) is a rare kidney disorder characterized by heavy proteinuria, hypoproteinemia, and edema starting soon after birth. The majority of cases are caused by genetic defects in the components of the glomerular filtration barrier, especially nephrin and podocin. CNS may also be a part of a more generalized syndrome or caused by a perinatal infection. Immunosuppressive medication is not helpful in the genetic forms of CNS, and kidney transplantation is the only curative therapy. Before the operation, management of these infants largely depends on the magnitude of proteinuria. In severe cases, daily albumin infusions are required to prevent life-threatening edema. The therapy also includes hypercaloric diet, thyroxin and mineral substitution, prevention of thrombotic episodes, and prompt management of infectious complications. The outcome of CNS patients without major extrarenal manifestations is comparable with other patient groups after kidney transplantation

Liikenteen ja viestinnän digitaaliset palvelut esteettömiksi – toimenpideohjelma 2017–2021 : Loppuraportti

Ministeriö julkaisi toukokuussa 2017 hallinnonalalleen toimenpideohjelman "Liikenteen ja viestinnän digitaaliset palvelut esteettömiksi. Toimenpideohjelma 2017–2021". Ohjelmaa ovat toteuttaneet ministeriön lisäksi Liikenne- ja viestintävirasto, Väylävirasto ja Ilmatieteen laitos. Toimenpideohjelma oli suunnattu pääasiassa liikenne- ja viestintäministeriön hallinnonalalle, mutta se toimi ohjenuorana ja mallina myös muille tahoille. Ohjelman avulla lisättiin liikenteen ja viestinnän palvelujen käytettävyyttä, ja parannettiin tietoisuutta esteettömyyden merkityksestä. Toimenpideohjelma jakautui viiteen tarkempaan osakokonaisuuteen sisältäen yhteensä 20 erilaista toimenpidettä. Yhtenä keskeisenä toimenpiteenä oli lainsäädännön selkeyttäminen ja ohjeistuksien päivittäminen. Esteettömyystietojen määrittelyä, saatavuutta ja liikkumispalvelujen tuottajien tietoisuutta parannettiin. Liikenteen ja viestinnän hallinnonalan virastojen tulee lisäksi jatkossa tarjota tietoa vaihtoehtoisista palveluista niille, jotka eivät pysty käyttämään sähköisiä palveluja ja ovat näin vaarassa syrjäytyä. Toimenpideohjelman aikana virastot ovat panostaneet tietoisuuden lisäämiseen esteettömyydestä sekä digitaalisten palvelujen tutkimus- ja kehittämistoimintaan. Traficomin julkaisemissa tutkimuksissa on selvitetty keinoja, joilla esimerkiksi automaattisten ajoneuvojen ja älykkäiden liikennepalveluiden avulla voidaan parantaa iäkkäiden ja toimintarajoitteisten henkilöiden edellytyksiä käyttää digitaalisia liikenteen palveluja. Toimenpideohjelmasta tehtiin vuonna 2020 väliraportti, joka sisälsi katsauksen siihen, miten toimenpideohjelman toteuttaminen oli edennyt vuosien 2017 ja 2019 välillä. Lisäksi väliraportissa arvioitiin, mitä mahdollisia haasteita tai muutostarpeita ohjelmassa ja sen tavoitteissa oli ilmennyt