Effect of recombinant human nerve growth factor eye drops in patients with dry eye: a phase IIa, open label, multiple-dose study

Background: Dry eye disease (DED) affects more than 14% of the elderly population causing decrease of quality of life, high costs and vision impairment. Current treatments for DED aim at lubricating and controlling inflammation of the ocular surface. Development of novel therapies targeting different pathogenic mechanisms is sought-after. The aim of this study is to evaluate safety and efficacy of recombinant human nerve growth factor (rhNGF) eye drops in patients with DED. Methods: Forty consecutive patients with moderate to severe DED were included in a phase IIa, prospective, open label, multiple-dose, clinical trial to receive rhNGF eye drops at 20 μg/mL (Group 1: G1) or at 4 μg/mL (Group 2: G2) concentrations, two times a day in both eyes for 28 days (NCT02101281). The primary outcomes measures were treatment-emerged adverse events (AE), Symptoms Assessment in Dry Eye (SANDE) scale, ocular surface staining and Schirmer test. Results: Of 40 included patients, 39 completed the trial. Both tested rhNGF eye drop concentrations were safe and well tolerated. Twenty-nine patients experienced at least one AE (14 in G1 and 15 in G2), of which 11 had at least 1 related AE (8 in G1 and 3 in G2). Both frequency and severity of DED symptoms and ocular surface damage showed significant improvement in both groups, while tear function improved only in G1. Conclusions: The data of this study indicate that rhNGF eye drops in both doses is safe and effective in improving symptoms and signs of DED. Randomised clinical trials are ongoing to confirm the therapeutic benefit of rhNGF in DED. Trial registration number: NCT02101281

Enthalpies of Formation of (Cu,Ni)3_{3}Sn, (Cu,Ni)6_{6}Sn5_{5}-HT and (Ni,Cu)3_{3}Sn2_{2}-HT

Standard enthalpies of formation of ternary phases in the Cu-Ni-Sn system were determined along sections at 25, 41 and 45.5 at.% Sn applying tin solution drop calorimetry. Generally, the interaction of Ni with Sn is much stronger than that of Cu with Sn. Along all sections the enthalpy of formation changes almost linearly with the mutual substitution of Cu and Ni within the respective homogeneity ranges. Thus no additional ternary interaction promoting the formation of further Cu-Ni-Sn phases can be assumed. The results are discussed and compared with literature values relevant to this system

The high-temperature phase equilibria of the Ni–Sn–Zn system: Isothermal sections

AbstractIn this work three complete isothermal sections of the Ni–Sn–Zn system at 700, 800 and 900 °C are presented. They were constructed based on experimental investigation of more than 60 alloy samples. Powder XRD, single crystal XRD, EPMA, and DTA measurements on selected samples were carried out. Two new ternary compounds, designated as τ2 (Ni5Sn4Zn) and τ3 (Ni7Sn9Zn5), were identified and their homogeneity ranges and crystal structures could be described. Whereas τ3 is only present at 700 °C, the τ2-phase was found at both 700 and 800 °C. No truly ternary compound could be found in the isothermal section at 900 °C. A seemingly ternary compound at 20 at% Sn in the Ni-rich part of Ni–Sn–Zn was found at 800 and 900 °C. Our XRD results, however, indicate that this phase is a ternary solid solution of Ni3Sn-HT from constituent binary Ni–Sn. It is stabilized to lower temperatures by additions of Zn. These new experimental results will provide valuable information to the thermodynamic description of alloy systems relevant for high-temperature lead-free soldering

Modulation of allergen-specific T-cell responses using novel antigen-presenting platforms and transgenic regulatory T-cells

T-Lymphozyten spielen eine wichtige Rolle in der Regulation von allergischen Immunantworten und tragen daher entscheidend sowohl zur Sofort-Typ Reaktion als auch zu den allergischen Spät-Phasen Reaktionen bei. Daher könnten Strategien, die darauf abzielen, die pathologische T Helfer 2 (Th2)- Antwort zu verändern von therapeutischem Wert für allergische Individuen sein. Dennoch fehlen bis heute Modell-Systeme für Allergen-spezifische T-Zell Antworten, die auf human-relevanten Allergenen und den dazugehörigen HLA Restriktionselementen und T-Zell Rezeptoren (TZR) basieren. Daher klonierten und charakterisierten wir solche relevanten Moleküle, die in Antigen-Präsentation und -Erkennung involviert sind (das sind die präsentierenden HLA-Moleküle und die dazu gehörigen TZR α and β Ketten) aus dem Blut von Beifusspollen und Birkenpollen Allergikern. Indem wir 293 Zellen mit den HLA Molekülen, den Allergenen und kostimulatorischen Molekülen transfezierten, und gleichzeitig durch retrovirale Transduktion von humanen T-Zellen mit dem dazugehörigen TZR allergen-spezifische T-Zellen herstellten, gelang es uns, die ‚Allergen-spezifische Synapse’ auf molekularer Ebene zu rekonstruieren. Dieses definierte in vitro Modellsystem erlaubte uns das Verhalten und die Plastizität von allergen-spezifischen T-Zellen nach Stimulation mit unterschiedlichen Konditionen zu untersuchen. Tatsächlich konnten wir zeigen, dass TZR transgene T-Zellen auf die Präsentation des korrekten Peptids und auf kostimulatorische Signale angewiesen waren, um ihre Effektor-Funktion initiieren zu können. In diesem System testeten wir zunächst, ob Virus-ähnlichen Partikeln (‚virus-like particles’; VLP), die wir in 293 Zellen produzierten und mit definierten Zusammensetzungen an HLA/Allergen Komplexen und accessorischen Molekülen ausstatteten, die Kapazität hatten, allergen-spezifische T-Zellen zu modulieren. In diesen Studien konnten wir beobachten, dass allergen-präsentierende VLP perfekt geeignet waren, die Rolle von antigen-präsentierenden Zellen zu übernehmen, und TZR transgene T-Zellen zu expandieren, zu anergisieren oder zu polarisieren, abhängig von der vordefinierten molekularen Ausstattung. Außerdem konnten VLP, die mit dem hochaffinen Interleukin-2 (IL-2) Rezeptor ausgestattet waren, dieses Zytokin in T-Zell Kulturen neutralisieren, womit sie eine wichtige Effektor-Funktion von regulatorischen T-Zellen (Treg) übernehmen konnten. In einem anderen Ansatz verfolgten wir die Hypothese, ob Transfer von Genen, die mit der Funktion von Treg assoziiert sind, uns erlauben würde, allergen-spezifische Treg zu generieren. Dafür verwendeten wir eine multicistronische Expressions Strategie, indem wir die α und β Kette eines Bet v 1 (Birkenpollen-Allergen)-spezifischen TZR über 2A Elemente mit Foxp3, dem Hauptregulator-Gen der Treg Funktion, verbanden. Diese Expressionskassette wurde gemeinsam mit einem IRES-GFP Element in einen retroviralen Expressionsvektor kloniert und in CD4+CD25- T-Zellen transduziert. Diese Foxp3/TZR transgenen T-Zellen zeigten das charakteristische phänotypische Profil von Treg und stark verminderte Proliferation nach allergen-spezifischer und polyklonaler Stimulation, und konnten Bet v 1-spezifische T-Zellen Aktivierungs-abhängig regulieren. Die Etablierung von solchen neuen T-Zell modulierenden Strategien basierend auf artifiziellen Antigen-präsentierenden Plattformen und regulatorischen T-Zellen könnte zur Entwicklung von neuen Therapien für die Behandlung von Allergien, aber auch von Autoimmunerkrankungen und Episoden von Transplantatabstossung, führen.T-lymphocytes play a pivotal role in the orchestration of allergic immune responses and thus critically contribute to immediate phase reactions as well as late phase allergic reactions. Consequently, strategies to modulate the pathological T helper 2 (Th2)-biased response might be of therapeutic benefit for allergic individuals. However, until today model systems for allergic T-cell responses based on human-relevant allergens and the corresponding human restriction elements and T-cell receptors (TCR) are still missing. For that reason we cloned and functionally characterized such relevant molecules involved in antigen-presentation and recognition (i.e. the HLA restriction elements and the corresponding TCR alpha and beta chains) from mugwort pollen and birch pollen allergic individuals. By generation of artificial antigen-presenting ells (APC) based on transfection of 293 cells with the HLA molecules, allergenic peptides and costimulatory molecules in concert with retroviral transduction of human T-cells with corresponding TCR we succeeded in rebuilding the ‘allergen-specific synapse’. This defined in vitro model system allowed us to study signal requirements and plasticity of allergen-specific T-cells. In fact, we could show that TCR transgenic T-cells were strictly dependent on presentation of cognate peptide and costimulatory signals to mount their effector functions. Using this system we tested the capacity of 293 cell-derived virus-like particles (VLP) with distinct compositions of HLA/allergen complexes and accessory molecules to modulate allergen specific T-cell responses. In this context we could demonstrate that allergen-presenting VLP were perfectly suited to assume the role of antigen-presenting cells and to expand, anergize or polarize TCR transgenic T-cells depending on their pre-defined set-up. Similarly, decoration of VLP with the high affinity interleukin-2 receptor allowed for the depletion of IL-2 from T-cell cultures thus mimicking an important effector mechanism of regulatory T-cells (Treg). In a different approach we hypothesized that ectopic expression of transgenes associated with Treg function would enable us to develop also allergen-specific Treg. To that end we applied a multicistronic expression strategy, putting the α and β chains of a Bet v 1 (birch pollen allergen)-specific TCR plus Foxp3, the master regulator of Treg function, along with an IRES-GFP cassette under the control of a retroviral to transduce CD4+CD25- T-cells. These TCR/Foxp3 transgenic T-cells displayed the typical phenotypic profile of Treg, showed hyporesponsiveness in response to polyclonal and allergen-specific stimulation and were able to suppress the effector function of Bet v 1-specific T-cells in an activation-dependent manner. The establishment of such novel T-cell modulatory strategies based on artificial antigen-presenting platforms and regulatory T-cells could possibly lead to novel therapeutic applications in allergic diseases and other immune-mediated disorders

Interaction of Sn-based solders with Ni(P)-substrates

Die Elektronikindustrie vertraut heutzutage auf komplexe Produktionsabläufe (z.B. BGA Aufbauten, SMT) und auf hohe Anschlussdichten bei gleichzeitig hohen Qualitätsansprüchen. Die Qualität von Lötverbindungen ist ein zentrales Thema, und daher ist es unerlässlich, die Bildung intermetallischer Verbindungen in einer Lötstelle zu verstehen und zu beherrschen. Das System Ni-P-Sn hat große technologsiche Bedeutung, da es die wissenschaftliche Grundlage für das Verständnis, die Interpretation und Beherrschung der Verbindungsbildung zwischen Ni(P)/Au Oberflächen und Sn-basierten Loten liefert. Durch die Umstellung auf bleifreie Lote hat dieses System nochmals an Bedeutung gewonnen, da die verwendeten bleifreien Lote einen weit höheren Sn-Gehalt haben. In der vorliegenden Arbeit wurden die Systeme Ni-P und Ni-P-Sn mittels Röntgenbeugung, Elektronenmikroskopie (mit Elektronenstrahlmikrosonde) und Differenzthermoanalyse untersucht. Das Ni-P Phasendiagramm erfuhr zwar keine grundlegenden Änderungen, wurde aber in Bezug auf zahlreiche Details gemäß den neuen Daten gründlich überarbeitet. Für die Verbindungen Ni5P2 HT und Ni12P5 HT wurden signifikante Phasenbreiten gefunden, und im Gegensatz zur vorhandenen Literatur wurde Ni12P5 HT als kongruent schmelzende Verbindung interpretiert. Dies muss jedoch allein auf Daten aus DTA-Messungen beruhen, da keine der beiden HT-Phasen durch Abschrecken bei Raumtemperatur stabilisiert werden kann, was gut mit Berichten aus der Literatur übereinstimmt. Weiters wurde eine peritektische Bildung von Ni5P4 gemäß L + Ni2P = Ni5P4 gefunden, was eine Änderung gegenüber der Literatur bedeutet. Im Mittelteil des Phasendiagramms wurden außerdem die Temperaturen von invarianten Reaktionen mittels DTA bestimmt. Im ternären System Ni-P-Sn wurden ausgehend von den XRD und EPMA Daten vier Isothermen bei 200, 550, 700 und 850 °C erstellt. Invariante Reaktionen und die Reaktionstemperaturen wurden aus den DTA Messungen abgeleitet. Drei Isoplethen (vertikale Schnitte), die Liquidus-Oberfläche und das Scheil-Diagramm für den Ni-reichen Teil wurden unter Berücksichtigung aller Ergebnisse erstellt. Fünf ternäre Verbindungen existieren im Ni-P-Sn System, von denen vier in der Literatur beschrieben worden sind. Ni21P6Sn2 wurde während der Arbeit am ternären Phasendiagramm entdeckt. Die Kristallstruktur dieser Verbindung wurde mittels Einkristallröntgenbeugung als ein weiterer Vertreter des C6Cr23 Strukturtyps identifiziert. Damit gehört Ni21P6Sn2 zu einer ganzen Familie von ternären Boriden, Carbiden und Phosphiden. Ihre Zusammensetzung unterscheidet sich von der benachbarten Phase Ni10P3Sn nur um ein Atomprozent im P-Gehalt. Erwartungsgemäß gibt es daher mehrere Gemeinsamkeiten zwischen den beiden Strukturen, z.B. in der Anordnung der Sn- und P-Atome, und in der kompletten Abschirmung von P und Sn durch Ni-Atome. Für beide Verbindungen, Ni10P3Sn und Ni21P6Sn2, wurde kongruentes Schmelzverhalten gefunden. Der Großteil der invarianten Reaktionen im Ni-reichen Teil des Phasendiagramms liegt in einem vergleichsweise engen Temperaturbereich von 861 bis 1010 °C, d.h. bei Temperaturen oberhalb der höchsten untersuchten Isotherme (850 °C). Im Scheil Diagramm ist die gefundene konsistente Abfolge dieser Reaktionen dargestellt. In Summe wurden bis jetzt 28 invariante Reaktionen allein im Ni-reichen Teil identifiziert, wobei aber der Übergang von Ni3Sn2 HT in die zahlreichen Tieftemperaturphasen nicht im Detailaufgeklärt werden konnte. Aus der Literatur is bekannt, dass Phasenübergänge in Phasen vom NiAs-Typ kristallographisch sehr komplex sind, was sich auch stets im Phasendiagramm manifestiert. Wie erwartet, erschwerte die Anwesemheit von Phosphor die Probenherstellung und auch die Interpretation der Ergebnisse. Ab einem P-Gehalt von 40 at.% konnten Verdampfung / Sublimation und der Verlust von Phosphor aus der Probe nicht verhindert werden, was anfänglich zu Explosionen der verwendeten Quartzgefäße während der Probenherstellung führte. Außerdem wurden auch nach langem Gleichgewichtsglühen häufig Proben erhalten, die das thermodynamsiche Gleichgewicht nicht erreicht hatten, was auf das Vorhandensein einer P-haltigen Gasphase vor allem im (P,Sn)-reichen Bereich zurückzuführen ist. Auch eine metastabile Reaktion im binären Ni-P dürfte eine Entsprechung im ternären System haben, wodurch widersprüchliche Phasendiagramminformation von Proben erhalten wurde, die bei 200 °C geglüht worden waren. Trotz dieser experimentellen Schwierigkeiten konnte eine konsistente Version des Ni-P-Sn Phasendiagramms erstellt werden. Dieses Phasendiagramm wird nützlich sein für die Interpretation der Bildung von intermetallischen Verbindungen in einer Lötstelle durch chemische Reaktion, sowie auch für die Entwicklung von neuen Materialien und Techniken für die Elektronikindustrie (z.B. Diffusionslöten). Abgesehen davon sollten die experimentellen Daten auch Ausgangspunkt für eine CALPHAD-Modellierung sein, denn die gewonnenen Erfahrungen haben gezeigt, dass eigentlich nur durch die Kombination von experimentellen Methoden und Modellrechnungen die Unklarheiten in solch einem komplexen System gelöst werden können.Today’s electronics industry faces complex production chains (e.g. BGA assemblies, SMT), a high lead density on their circuit boards and high demands in reliability. Thus the quality of the solder joints has become the central issue. IMC formation in the joint during soldering therefore needs to be precisely controlled. The system Ni-P-Sn has high technological relevance as it provides the scientific basis for the understanding, interpretation and subsequent control for the IMC formation between common ENIG (electroless Ni(P)-Au) surfaces and Sn-based solders. Within the transition to lead-free solders this has become particularly important due to the much higher Sn-content in the solders now in use. In this thesis the Ni-P and Ni-P-Sn systems have been investigated by X-ray diffraction, electron microscopy including electron probe microanalysis and differential thermal analysis. While the basic outline of the binary Ni-P phase diagram was not changed too much, many details were altered based on the new results. Significant homogeneity ranges were introduced for the Ni5P2 and Ni12P5 HT-phases, and in contrast to the literature reports Ni12P5 HT was interpreted to be a congruently melting compound. However, in agreement with the literature, it was found that none of these two phases can be retained by quenching, so that this high temperature area had to be exclusively based on DTA data. Furthermore, Ni5P4 was found to be formed by the peritectic reaction L + Ni2P = Ni5P4, which contradicts the literature, and invariant reaction temperatures in the middle part of the phase diagram were determined by DTA. In the Ni-P-Sn system four partial isothermal sections at 200, 550, 700 and 850 °C were established based on the primary XRD and EPMA data. Invariant reactions and their reaction temperatures were deduced from the DTA data. Three (partial) isopleths (vertical sections) in the Ni-rich corner, a liquidus surface and the reaction scheme (Scheil Diagram) were drawn from the combined data. Five ternary compounds exist in the Ni-rich part of the Ni-P-Sn system, of which four have been described in the literature. Ni21P6Sn2 was found during work on the ternary phase diagram. Its crystal structure was determined by single crystal X-ray diffraction to be a C6Cr23 type structure, and its composition differs from neighbouring Ni10P3Sn by only one atomic per cent phosphorus. It is therefore not surprising that there exist several similarities between the two crystal structures, e.g. in the arrangement of the Sn- and P-networks and the complete separation of P and Sn by Ni-atoms. Both Ni21P6Sn2 and Ni10P3Sn were included as congruently melting compounds. Furthermore, Ni21P6Sn2 is part of a family of isotypic ternary borides, carbides and phosphides. In the Ni-rich part most invariant reactions were found in the temperature interval from 861 to 1010 °C, i.e. at temperatures above the highest investigated isotherm. A consistent description of the phase equilibria could be established and is represented by the Scheil Diagram. A total of 28 invariant reactions have so far been identified in this region, whereas the detailed transition from the ternary solid solution based on the Ni3Sn2 HT-phase to the various phases forming out of it at lower temperatures has not been elucidated in detail. Phase transitions in such NiAs-type phases are known from literature to be crystallographically complex, which is is usually reflected in the phase diagram, too. As expected, P caused a number of serious experimental problems during sample preparation and interpretation. At P-contents higher than 40 at.% the evaporation and loss of P could not be avoided, which resulted in explosions of the employed quartz capsules during the initial production runs. Furthermore, non-equilibrium samples were frequently obtained even after prolonged annealing due to the influence of the gas phase, which plays a significant role on the (P,Sn)-rich side. A metastable reaction from the binary Ni-P appears to have a counterpart in the ternary system, too. As a result, inconsistent phase field information was obtained from samples annealed and quenched from 200 °C. Despite all experimental difficulties a consistent version of the Ni-P-Sn phase diagram could be compiled. Information from this phase diagram will be helpful in interpreting the reactive phase formation in solder joints and for the development of new materials and techniques for the electronics industry (e.g. transient liquid phase bonding). In addition, the experimental information from this work should be used as input for CALPHAD modelling, because our experiences showed that a combination of experimental work and theoretical and semi empirical modelling will be required to solve this system

A Deep Learning Approach to Denoise Optical Coherence Tomography Images of the Optic Nerve Head

Purpose: To develop a deep learning approach to de-noise optical coherence tomography (OCT) B-scans of the optic nerve head (ONH). Methods: Volume scans consisting of 97 horizontal B-scans were acquired through the center of the ONH using a commercial OCT device (Spectralis) for both eyes of 20 subjects. For each eye, single-frame (without signal averaging), and multi-frame (75x signal averaging) volume scans were obtained. A custom deep learning network was then designed and trained with 2,328 "clean B-scans" (multi-frame B-scans), and their corresponding "noisy B-scans" (clean B-scans + gaussian noise) to de-noise the single-frame B-scans. The performance of the de-noising algorithm was assessed qualitatively, and quantitatively on 1,552 B-scans using the signal to noise ratio (SNR), contrast to noise ratio (CNR), and mean structural similarity index metrics (MSSIM). Results: The proposed algorithm successfully denoised unseen single-frame OCT B-scans. The denoised B-scans were qualitatively similar to their corresponding multi-frame B-scans, with enhanced visibility of the ONH tissues. The mean SNR increased from $4.02 \pm 0.68$ dB (single-frame) to $8.14 \pm 1.03$ dB (denoised). For all the ONH tissues, the mean CNR increased from $3.50 \pm 0.56$ (single-frame) to $7.63 \pm 1.81$ (denoised). The MSSIM increased from $0.13 \pm 0.02$ (single frame) to $0.65 \pm 0.03$ (denoised) when compared with the corresponding multi-frame B-scans. Conclusions: Our deep learning algorithm can denoise a single-frame OCT B-scan of the ONH in under 20 ms, thus offering a framework to obtain superior quality OCT B-scans with reduced scanning times and minimal patient discomfort

Azithromycin inhibits IL-1 secretion and non-canonical inflammasome activation

Deregulation of inflammasome activation was recently identified to be involved in the pathogenesis of various inflammatory diseases. Although macrolide antibiotics display well described immunomodulatory properties, presumably involved in their clinical effects, their impact on inflammasome activation has not been investigated. We compared the influence of macrolides on cytokine induction in human monocytes. The role of intracellular azithromycin- accumulation was examined by interference with Ca++-dependent uptake. We have also analysed the signalling cascades involved in inflammasome activation, and substantiated the findings in a murine sepsis model. Azithromycin, but not clarithromycin or roxithromycin, specifically inhibited IL-1α and IL-1β secretion upon LPS stimulation. Interference with Ca++-dependent uptake abolished the cytokine-modulatory effect, suggesting a role of intracellular azithromycin accumulation in the modulatory role of this macrolide. Azithromycin’s inhibiting effects were observed upon LPS, but not upon flagellin, stimulation. Consistent with this observation, we found impaired induction of the LPS-sensing caspase-4 whereas NF-κB signalling was unaffected. Furthermore, azithromycin specifically affected IL-1β levels in a murine endotoxin sepsis model. We provide the first evidence of a differential impact of macrolides on the inflammasome/IL-1β axis, which may be of relevance in inflammasome-driven diseases such as chronic obstructive pulmonary disease or asthma