Liposomal formulations for membrane active antimicrobials – Assuring safety through an optimised drug delivery system

Skin and soft tissue infections (SSTIs) and chronic wounds are major challenges for the healthcare system worldwide. The additional rapid development of antibacterial resistance and lack of successful treatment strategies increase the chance for infected chronic wounds to be fatal for the patient. Therefore, there is a need for more efficient dermal antimicrobial therapies. A class of promising antimicrobial drug candidates that have captured attention in respect to treating resistant bacterial infections, including skin infections, is membrane active antimicrobial peptides (AMPs). Our particular interest was to develop a novel formulation that is able to deliver membrane active antimicrobials to chronic wounds, and promote wound healing. We developed a liposomes-in-hydrogel formulation and used chlorhexidine (CHX) as our model antimicrobial in this work. CHX was entrapped in liposomes with entrapment efficiency of 96 % and the size analysis indicated a mean vesicle size of 318 ± 8.6 nm. The zeta potential of CHX liposomes was measured to be 45.53 ± 1.33 mV. The vesicle formation of CHX liposomes was confirmed with transmission electron microscopy (TEM). CHX liposomes were incorporated into a 5.0 % (w/w) chitosan hydrogel comprising 10 % (w/w) glycerol and the hydrogel was characterised by a texture analyser (T.A). A novel T.A. method was developed and validated and later applied to characterise our hydrogels. The texture properties to CHX liposomes-in-hydrogels exhibited the cohesiveness of 291.3 ± 9.9 g/sec, hardness of 149.3 ± 4.5 g and adhesiveness of -327.5 ± 3.1 g/sec. The pH of the hydrogels was just below 5 and showed no significant changes upon storage for 4 weeks. In vitro evaluation of CHX release from the liposomes-in-hydrogel formulations indicated a sustained release. The investigation of the anti-inflammatory activities of empty liposomes, CHX liposomes, plain hydrogel and CHX liposomes-in-hydrogel, measured as nitric oxide production in murine macrophages, indicated that the novel drug delivery system was safe and exhibited an anti-inflammatory effect. The results confirmed that the liposomes-in-hydrogel formulation of membrane active antimicrobials has a potential as novel antimicrobial formulation

Liposomes-in-chitosan hydrogel boosts potential of chlorhexidine in biofilm eradication in vitro

Successful treatment of skin infections requires eradication of biofilms found in up to 90 % of all chronic wounds, causing delayed healing and increased morbidity. We hypothesized that chitosan hydrogel boosts the activity of liposomally-associated membrane active antimicrobials (MAA) and could potentially improve bacterial and biofilm eradication. Therefore, liposomes (∼300 nm) bearing chlorhexidine (CHX; ∼50 μg/mg lipid) as a model MAA were incorporated into chitosan hydrogel. The novel CHX-liposomes-in-hydrogel formulation was optimized for skin therapy. It significantly inhibited the production of nitric oxide (NO) in lipopolysaccharide (LPS)-induced macrophage and almost completely reduced biofilm formation. Moreover, it reduced Staphylococcus aureus and Pseudomonas aeruginosa adherent bacterial cells in biofilm by 64.2–98.1 %. Chitosan hydrogel boosted the anti-inflammatory and antimicrobial properties of CHX

Mitochondrial physiology

As the knowledge base and importance of mitochondrial physiology to evolution, health and disease expands, the necessity for harmonizing the terminology concerning mitochondrial respiratory states and rates has become increasingly apparent. The chemiosmotic theory establishes the mechanism of energy transformation and coupling in oxidative phosphorylation. The unifying concept of the protonmotive force provides the framework for developing a consistent theoretical foundation of mitochondrial physiology and bioenergetics. We follow the latest SI guidelines and those of the International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) on terminology in physical chemistry, extended by considerations of open systems and thermodynamics of irreversible processes. The concept-driven constructive terminology incorporates the meaning of each quantity and aligns concepts and symbols with the nomenclature of classical bioenergetics. We endeavour to provide a balanced view of mitochondrial respiratory control and a critical discussion on reporting data of mitochondrial respiration in terms of metabolic flows and fluxes. Uniform standards for evaluation of respiratory states and rates will ultimately contribute to reproducibility between laboratories and thus support the development of data repositories of mitochondrial respiratory function in species, tissues, and cells. Clarity of concept and consistency of nomenclature facilitate effective transdisciplinary communication, education, and ultimately further discovery

Mitochondrial physiology

As the knowledge base and importance of mitochondrial physiology to evolution, health and disease expands, the necessity for harmonizing the terminology concerning mitochondrial respiratory states and rates has become increasingly apparent. The chemiosmotic theory establishes the mechanism of energy transformation and coupling in oxidative phosphorylation. The unifying concept of the protonmotive force provides the framework for developing a consistent theoretical foundation of mitochondrial physiology and bioenergetics. We follow the latest SI guidelines and those of the International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) on terminology in physical chemistry, extended by considerations of open systems and thermodynamics of irreversible processes. The concept-driven constructive terminology incorporates the meaning of each quantity and aligns concepts and symbols with the nomenclature of classical bioenergetics. We endeavour to provide a balanced view of mitochondrial respiratory control and a critical discussion on reporting data of mitochondrial respiration in terms of metabolic flows and fluxes. Uniform standards for evaluation of respiratory states and rates will ultimately contribute to reproducibility between laboratories and thus support the development of data repositories of mitochondrial respiratory function in species, tissues, and cells. Clarity of concept and consistency of nomenclature facilitate effective transdisciplinary communication, education, and ultimately further discovery

Liposomal formulations for membrane active antimicrobials – Assuring safety through an optimised drug delivery system

Skin and soft tissue infections (SSTIs) and chronic wounds are major challenges for the healthcare system worldwide. The additional rapid development of antibacterial resistance and lack of successful treatment strategies increase the chance for infected chronic wounds to be fatal for the patient. Therefore, there is a need for more efficient dermal antimicrobial therapies. A class of promising antimicrobial drug candidates that have captured attention in respect to treating resistant bacterial infections, including skin infections, is membrane active antimicrobial peptides (AMPs). Our particular interest was to develop a novel formulation that is able to deliver membrane active antimicrobials to chronic wounds, and promote wound healing. We developed a liposomes-in-hydrogel formulation and used chlorhexidine (CHX) as our model antimicrobial in this work. CHX was entrapped in liposomes with entrapment efficiency of 96 % and the size analysis indicated a mean vesicle size of 318 ± 8.6 nm. The zeta potential of CHX liposomes was measured to be 45.53 ± 1.33 mV. The vesicle formation of CHX liposomes was confirmed with transmission electron microscopy (TEM). CHX liposomes were incorporated into a 5.0 % (w/w) chitosan hydrogel comprising 10 % (w/w) glycerol and the hydrogel was characterised by a texture analyser (T.A). A novel T.A. method was developed and validated and later applied to characterise our hydrogels. The texture properties to CHX liposomes-in-hydrogels exhibited the cohesiveness of 291.3 ± 9.9 g/sec, hardness of 149.3 ± 4.5 g and adhesiveness of -327.5 ± 3.1 g/sec. The pH of the hydrogels was just below 5 and showed no significant changes upon storage for 4 weeks. In vitro evaluation of CHX release from the liposomes-in-hydrogel formulations indicated a sustained release. The investigation of the anti-inflammatory activities of empty liposomes, CHX liposomes, plain hydrogel and CHX liposomes-in-hydrogel, measured as nitric oxide production in murine macrophages, indicated that the novel drug delivery system was safe and exhibited an anti-inflammatory effect. The results confirmed that the liposomes-in-hydrogel formulation of membrane active antimicrobials has a potential as novel antimicrobial formulation

Incidence rates of treated mental disorders before and during the COVID-19 pandemic—a nationwide study comparing trends in the period 2015 to 2021

Abstract Background There is a concern that exposure to psychosocial stressors during the COVID-19 pandemic may have led to a higher incidence of mental disorders. Thus, this study aimed to compare trends in incidence rates of depressive disorder, anxiety disorders, obsessive–compulsive disorder (OCD), post-traumatic stress disorder (PTSD), and eating disorders in primary- and specialist health care before (2015–2019) and during the COVID-19 pandemic (2020–2021). Methods We used aggregated population registry data to calculate incidence rates of mental disorders from primary- (The Norwegian Control and Payment of Health Reimbursements Registry (KUHR)) and specialist (The Norwegian Patient Registry (NPR)) health care. The analyses included all Norwegian residents aged 18–65 during the study period. Incident cases were defined as having no previous registration with the same mental disorder in KUHR (from 2006) or NPR (from 2008). We used linear prediction models and mean models to compare incidence rates and test trends before and during the pandemic. Results During the pandemic, the incidence rates among women were higher or as predicted for OCD in specialist health care and for eating disorders in both primary- and specialist health care. These findings were strongest among women aged 18–24 years. Incidence rates for depression and phobia/OCD among both genders in primary health care and phobic anxiety disorders among both genders in specialist health care were lower or as predicted. Conclusion The COVID-19 pandemic may have led to more women needing treatment for OCD and eating disorders in the Norwegian population. The decreased incidence rates for some disorders might indicate that some individuals either avoided seeking help or had improved mental health during the pandemic

Additional file 1 of Contact with primary care physicians among adults with pre-existing common mental health problems during the COVID-19 pandemic: a registry-based study from Norway

Additional file 1: Supplementary table S1. Detailed information about total number of consultations for mental health problems with general practitioners before and during the COVID-19 pandemic. Supplementary table S2. Demographic information about individuals registered with mental health problems at their general practitioner before and during the COVID-19 pandemic. Supplementary figure S1. Time series plots for observed consultations (solid red line) for depression (ICPC-2 code P76) across gender and age groups with forecast (dashed blue line, with 99.9% confidence interval in grey). Blue fields represent periods with strict social distancing measures from the Norwegian government [1]. Supplementary figure S2. Time series plots for observed consultations (solid red line) for phobia/OCD (ICPC-2 code P79) across gender and age groups with forecast (dashed blue line, with 99.9% confidence interval in grey). Blue fields represent periods with strict social distancing measures from the Norwegian government [1]

Surveillance monitoring of selected lakes in Central Norway 2017. Monitoring and classification of ecological status.

Denne rapporten inneholder resultater fra basisovervåking i innsjøer 2017 – delprogram Midt, gjennomført iht. vannforskriften/vanndirektivet. Basisovervåkingen startet opp i 2009 og omfatter hovedsakelig overvåking av antatt upåvirkede vannforekomster (referanseovervåking), samt et lite utvalg påvirkede vannforekomster. Målet er å fastsette økologisk tilstand i de utvalgte innsjøene, som grunnlag for vurdering av effekten av langtids stor-skala endringer på naturtilstanden og på påvirkede innsjøer, med fokus på de mest vanlige vanntypene i Norge. Dataene vil dessuten inngå i grunnlaget for framtidig justering og utvikling av klassifiseringssystemet. Overvåkingen i delprogram Midt omfattet totalt ni innsjøer i 2017; alle er antatte referansesjøer (REFERANSE). Utvalget omfatter totalt åtte innsjøtyper: alle kombinasjoner av kalktyper (svært kalkfattig, kalkfattig og moderat kalkrik) og humustyper (svært klar, klar og humøs), med unntak av den kalkfattige og svært klare innsjøtypen. En av innsjøene, Forollsjøen, er en moderat kalkrik og svært klar fjellsjø, og representerer en sjelden vanntype. Innsjøene har arealer fra 0,31 til 6,9 km2, og med maksdyp fra 17 til 48 m. Overvåkingen inkluderte alle biologiske kvalitetselementer (planteplankton, vannplanter, småkreps, litorale bunndyr og fisk) og relevante fysisk-kjemisk parametere i alle innsjøene. Rapporten inneholder aggregerte data i form av årsgjennomsnitt og beregnede indekser. Primærdataene vil gjøres tilgjengelig i databasen Vannmiljø. I tilstandsvurderingen av den enkelte innsjø er økologisk tilstand presentert for alle parametere og kvalitetselementer som er inkludert i gjeldende klassifiseringssystem. Nye forsuringsindekser basert på hhv. vannplanter, småkreps og fisk er inkludert i tilstandsklassifiseringen der dette er relevant. Samlet tilstand for hver innsjø er basert på ”det verste styrer”-prinsippet, men kvalitetselementer/parametere med høy usikkerhet er ikke er brukt i den endelige klassifiseringen. Fire av innsjøene, Holvatnet, Skjegstadvatnet, Songsjøen og Store Høysjøen, er undersøkt tidligere etter tilsvarende overvåkings- og klassifiseringsmetodikk. For disse innsjøene er resultatene presentert for hvert år med data og samlet for hele perioden. Ingen av REFERANSE-sjøene får svært god tilstand i 2017. Alle innsjøene var derimot i god tilstand; for Movatnet og Skjegstadvatnet er tilstanden nær klassegrensen til svært god. Hvilket kvalitetselement som er avgjørende for innsjøens samlede tilstand varierer, også mellom år for innsjøer som er undersøkt flere ganger. Vannplanter er oftest utslagsgivende, og bestemmer tilstanden i fire av syv innsjøer hvor vannplanter er inkludert i klassifiseringen. Planteplankton og vannkjemiske forsuringsparametere er ikke utslagsgivende for tilstanden i noen av innsjøene. Småkreps (pelagiske og litorale vannlopper og hoppekreps) er benyttet i tilstandsklassifiseringen av forsuringsfølsomme innsjøer sammen med forsuringsindekser basert på bunndyr. Bunndyrindeksene gir ofte dårligere tilstand enn småkreps, noe som kan skyldes at bunndyr er mer følsomme for labilt aluminium (LAl). For enkelte innsjøer indikerer imidlertid bunndyrindeksene en dårligere tilstand enn det som de vannkjemiske forholdene tilsier. Dette gjelder spesielt de humøse innsjøene, men her er verken småkreps eller bunndyr benyttet i tilstandsklassifiseringen pga. høy usikkerhet. Begrenset datagrunnlag generelt og kunnskap om referansetilstanden spesielt, bidrar til usikkerhet i tilstandsklassifiseringen av fisk, og svært kalkfattige/kalkfattige innsjøer med naturlig lavt artsmangfold sammenlignet med mer kalkrike innsjøer, gir økt usikkerhet i tilstandsklassifiseringen av de fleste biologiske kvalitetselementer. Ikke minst gjelder dette for Store Fiskåvatnet som har kalsiumkonsentrasjoner ned mot 0,5 mg Ca/L. Tilstandsklassifiseringen er angitt som usikker for fire av ni innsjøer, enten fordi innsjøen tilhører en vanntype uten etablerte klassegrenser, ligger på grensen mellom vanntyper, eller fordi innsjøen tilhører en vanntype der klassifiseringen vurderes som usikker fordi den er basert på et usikkert datagrunnlag og tilstanden samtidig varierer mellom år. Fem innsjøer er angitt med ganske sikker økologisk tilstand; Holvatnet, Movatnet, Skjegstadvatnet, Songsjøen og Store Høysjøen. Fra disse innsjøene finnes data fra tre eller flere år, og det er godt samsvar mellom år og/eller mellom de forskjellige kvalitetselementene. Vanntypen for innsjøene er også veldefinert, med klassegrenser for de fleste kvalitetselementene

Surveillance monitoring of selected lakes 2017. Monitoring and classification of ecological status

Denne rapporten inneholder resultater fra basisovervåking i innsjøer 2017 – delprogram Øst, gjennomført iht. vannforskriften/vanndirektivet. Basisovervåkingen startet opp i 2009 og omfatter hovedsakelig overvåking av antatt upåvirkede vannforekomster (referanse-overvåking), samt et lite utvalg påvirkede vannforekomster. Målet er å fastsette økologisk tilstand i de utvalgte innsjøene, som grunnlag for vurdering av effekten av langtids stor-skala endringer på naturtilstanden og på påvirkede innsjøer, med fokus på de vanligste vanntypene i Norge. Dataene vil dessuten inngå i grunnlaget for framtidig justering og utvikling av klassifiseringssystemet. Overvåkingen i delprogram Øst omfattet totalt 12 innsjøer i 2017; fem referansesjøer (REFERANSE-sjøer) og syv forsuringsfølsomme innsjøer som tidligere inngikk i den nasjonale sur nedbør overvåkingen i Norge (BIOLOK-sjøer); totalt syv antatte referansesjøer. Fem av BIOLOK-sjøene er fremdeles antatt å være forsuret. Innsjøene tilhører flere ulike vanntyper: Den svært kalkfattige og svært klare innsjøtypen er representert med én innsjø i skog og fem i fjell, den svært kalkfattige og humøse med én i lavland og én i skog, den moderat kalkrike og klare med én i skog og den kalkrike og klare med én i lavland og to i skog. Størrelsen spenner fra 0,1 til 5,1 km2, og maksdypet fra fire til 60 m. Flertallet av innsjøtypene mangler klassifiseringssystem for én eller flere av de undersøkte kvalitetselementene. Alle biologiske kvalitetselementer (planteplankton, vannplanter, småkreps, litorale bunndyr og fisk) og relevante fysisk-kjemisk parametere ble overvåket i REFERANSE-sjøene. Under-søkelsene i BIOLOK-sjøene ble begrenset til de mest forsuringsfølsomme kvalitetselementene (bunndyr, småkreps, fisk og kjemiske forsuringsparametere), med unntak av Atnsjøen, der også planteplankton og eutrofieringsrelevante fysisk-kjemiske parametere ble undersøkt. Rapporten inneholder aggregerte data i form av årsgjennomsnitt og beregnede indekser. Primærdataene vil gjøres tilgjengelig i databasen Vannmiljø. I tilstandsvurderingen av den enkelte innsjø er økologisk tilstand presentert for alle parametere og kvalitetselementer som er inkludert i gjeldende klassifiseringssystem. Nye forsuringsindekser basert på hhv. vannplanter, småkreps og fisk er inkludert i tilstandsklassifiseringen der dette er relevant. Samlet tilstand for hver innsjø er basert på «det verste styrer»-prinsippet, men kvalitetselementer/parametere med høy usikkerhet er ikke er brukt i den endelige klassifiseringen. To av innsjøene, Atnsjøen og Svartdalsvatnet, er undersøkt tidligere etter tilsvarende overvåkings- og klassifiseringsmetodikk. For disse innsjøene er resultatene presentert for hvert år med data og samlet for hele perioden. Overvåkingen i 2017 indikerer at verken REFERANSE-sjøene (Mjogsjøen, Selsvatnet, Surtningen, Øvre Drengsrudvann og Åletjern) eller de to antatt ikke-forsurede BIOLOK-sjøene (Atnsjøen og Svartdalsvatnet), er i svært god tilstand mht. alle parametere og kvalitetselementer. Med unntak av Svartdalsvatnet, Surtningen og Åletjern avviker minst to kvalitetselementer fra svært god tilstand. Fem av innsjøene har god tilstand, mens Mjogsjøen er i moderat tilstand og Selsvatnet er i dårlig tilstand. Dårligst tilstand av de antatte referansesjøene har Selsvatnet, der både planteplankton og fysisk-kjemiske støtteparametere tilsier at innsjøen er eutrofiert. De fem forsurede innsjøene er enten i god tilstand (Langtjernet, Rondvatnet, Stortjønna), moderat (Breidtjern) eller dårlig tilstand (Heddersvatn). Hvilket kvalitetselement som er avgjørende for innsjøens samlede tilstand varierer, også mellom år for innsjøer som er undersøkt flere ganger. Som oftest var tilstanden bestemt av invertebrater (bunndyr og småkreps samlet) i BIOLOK sjøene (fire av syv) og vannplanter i REFERANSE-sjøene (tre av fem). Småkreps (pelagiske og litorale vannlopper og hoppekreps) er benyttet i tilstands-klassifiseringen av forsuringsfølsomme innsjøer sammen med forsuringsindekser basert på bunndyr. Bunndyrindeksene gir ofte dårligere tilstand enn småkreps. For Breidtjern, Langtjernet og Stortjønna er det godt samsvar mellom tilstanden gitt ved bunndyrindeksen og labilt aluminium (LAl), mens småkrepsindeksen gir en vesentlig bedre tilstand. Det kan synes som småkreps er mindre følsomme for LAl, og i mindre grad fanger opp sure episoder med høye konsentrasjoner av aluminium i innsjøer som ellers har en tilfredsstillende vannkjemi. I fjellsjøene gir bunndyrindeksene imidlertid en tilstand som dårligere enn det som er antatt. Dette er fordi fjellsjøene, med lave temperaturer og kort vekstsesong, ofte gir en artsfattig flora og fauna med naturlig lave andeler forsuringsfølsomme arter. Dagens klassifiseringssystem er derfor ikke egnet for fjellsjøer. Mens bunndyr og småkreps gir økt usikkerhet i klassifiseringen dersom innsjøen ligger nær typegrensen mellom svært kalkfattig og kalkfattig, vil klassifisering av planteplankton og vannkjemiske eutrofieringsparametere være usikker dersom innsjøen er nær typegrensen kalkfattig/moderat kalkrik. Klassegrensen svært god/god økologisk tilstand kan synes å være for streng for vannplanter (trofiindeksen). Begrenset datagrunnlag generelt og kunnskap om referansetilstanden spesielt, bidrar til usikkerhet i tilstandsklassifiseringen av fisk, og svært kalkfattige/kalkfattige innsjøer med naturlig lavt artsmangfold sammenlignet med mer kalkrike innsjøer, gir økt usikkerhet i tilstandsklassifiseringen av de fleste biologiske kvalitetselementer. Ikke minst gjelder dette for svært kalkfattige innsjøer med kalsiumkonsentrasjoner <0,5 mg Ca/L. Tilstandsklassifiseringen er angitt som usikker for 11 av 12 innsjøer, enten fordi det er dårlig samsvar mellom kvalitetselementer og datagrunnlaget samtidig er begrenset til ett år, tilstandsklassifiseringen er basert på et fåtall kvalitetselementer, innsjøen er nær typegrensen for kalsium og/eller humus eller fordi innsjøen tilhører en vanntype der klassegrenser mangler for flertallet av kvalitetselementene. Kun for Antsjøen er den angitte tilstanden vurdert som ganske sikker. Fra denne innsjøen finnes det data fra totalt fem år, og det er godt samsvar mellom år og alle kvalitetselementer gir enten god eller svært god tilstand

Surveillance monitoring of selected lakes 2017. Monitoring and classification of ecological status.

Basisovervåkingen ‘ØKOFERSK – delprogram Nord’ omfattet fem innsjøer i 2017, hvorav en BIOLOK- og fire REFERANSE-sjøer. Resultatene viser at kun én av de antatte referansesjøene, Smalfjordvannet, var i svært god tilstand, mens Kapervatnet og Storvatnet var i god tilstand og Magistervatnet i moderat tilstand. Dalvatnet, som er forsuret, var i moderat tilstand. Samlet tilstand er angitt som nokså usikkert for fire innsjøer, fordi datagrunnlaget er begrenset til ett år eller fordi det er stort sprik i tilstanden gitt for ulike kvalitetselementer/ parametere som er følsomme for samme type påvirkning. En innsjø, Smalfjordvannet, er angitt med ganske sikker økologisk tilstand, til tross for kun ett år med data, fordi det er godt samsvar mellom kvalitetselementer