The potential of direct cardiac reprogramming in cardiac regeneration

Heart failure is a major public health problem and a leading cause of mortality worldwide. The most common cause of heart failure is myocardial infarction. Following a myocardial infarction, a large number of cardiomyocytes die and cardiac muscle is replaced by fibrotic scar tissue. Since the adult heart has inadequate endogenous regenerative capacity, loss of muscle tissue often causes a progressive decrease in cardiac function eventually leading to heart failure. At the moment heart transplantation is the only curative treatment for heart failure, but the low number of donor hearts is limiting the use of this treatment option. As current drugs only slow down the progression of the disease, there is a great need for new regenerative treatments. Direct cardiac reprogramming is a new approach for generating cardiomyocytes for cardiac regeneration. Unlike pluripotent stem cell-based strategies, direct reprogramming enables conversion of a terminally differentiated cell type directly into another cell type without first producing a pluripotent intermediate. Due to their abundancy and role in the repair of myocardial injury, fibroblasts represent an attractive starting cell type for direct cardiac reprogramming. Fibroblasts have been directly reprogrammed to induced cardiomyocytes (iCMs) by overexpression of key cardiac transcription factors, microRNAs (miRNA) or by modulating specific signal transduction pathways with small-molecule compounds. Despite successful reports of direct reprogramming both in vitro and in vivo, the efficiency of direct reprogramming remains, however, too low for potential clinical applications. The aim of this M.Sc. thesis work was to establish direct reprogramming of mouse embryonic fibroblasts (MEFs) to iCMs by viral overexpression of cardiac transcription factors Hand2 (H), Nkx2.5 (N) Gata4 (G), Mef2c (M) and Tbx5 (T) and a small-molecule compound screening platform for identifying small-molecule compounds that could enhance the reprogramming efficiency and potentially replace cardiac transcription factors in direct cardiac reprogramming. In accordance with previous publications MEFs were successfully directly reprogrammed to iCMs using both HGMT and HNGMT cardiac transcription factor combinations. The screening platform was tested using the TGF-β inhibitor SB431542, which has recently been reported to increase the cardiac reprogramming efficiency. In line with previous publications, the reprogramming efficiency was significantly increased by treatment with SB431542. Initial tests with other small-molecule compounds did not have a positive effect on the reprogramming efficiency. The results of this M.Sc. thesis work verify previous publications and demonstrate a method for in vitro small-molecule compound screening, which can be used to identify compounds that increase the reprogramming efficiency in direct cardiac reprogramming. However, the results shown here are only preliminary and more replicates are needed in order to confirm the current results. Nonetheless, the results of this thesis work set a foundation for finding small-molecule compounds that in the future might be used to target direct cardiac reprogramming as a regenerative therapy for myocardial infarction and heart failure.Sydämen vajaatoiminta on merkittävä yhteiskuntaa kuormittava terveysongelma ja yksi yleisimpiä kuolinsyitä maailmassa. Sen taustalla on yleensä sydäninfarkti. Infarktin seurauksena osa sydämestä joutuu hapenpuutteen vuoksi kuolioon ja tuhoutunut sydänlihas korvautuu arpikudoksella. Aikuisen ihmisen sydämen uusiutumiskyky on rajallinen, minkä vuoksi sydänlihasvaurio yleensä johtaa etenevään sydämen pumppaustehon heikkenemiseen ja lopulta vajaatoimintaan. Sydämensiirto on toistaiseksi ainoa parantava hoitovaihtoehto sydämen vajaatoimintaa sairastaville, mutta elinluovuttajien vähäinen määrä rajoittaa sen käyttöä. Koska nykyiset käytössä olevat lääkkeet vain hidastavat taudin etenemistä, tarve uusille parantaville hoitomuodoille on suuri. Solujen suora uudelleenohjelmointi sydänlihassoluiksi (engl. direct cardiac reprogramming) on uusi menetelmä, jolla pystytään tuottamaan sydänlihassoluja muista solutyypeistä sydämen regeneraatiota varten. Toisin kuin monikykyisiin kantasoluihin perustuvat menetelmät, solujen suora uudelleenohjelmointi mahdollistaa jo erilaistuneen solutyypin muuntamisen suoraan toiseksi erilaistuneeksi solutyypiksi ilman, että se ensin muodostaa monikykyisen kantasoluvälituotteen. Fibroblastit ovat houkutteleva solutyyppi solujen suorassa uudelleenohjelmoinnissa sydänsoluiksi, johtuen niiden runsaasta määrästä sydämessä sekä niiden roolista sydänlihasvaurion korjautumisessa. Fibroblasteja on onnistuttu uudelleenohjelmoimaan suoraan sydänsoluiksi yli-ilmentämällä sydänsoluille tyypillisiä transkriptiotekijöitä tai mikro-RNA:ita (miRNA) tai vaikuttamalla tiettyihin signalointireitteihin pienmolekyyleillä. Siitä huolimatta, että solujen suora uudelleenohjelmointi sydänsoluiksi on onnistunut sekä in vitro että in vivo, menetelmän tehokkuus on edelleen liian heikko kliinisiä sovelluksia varten. Tämän pro gradututkimuksen ensimmäisenä tavoitteena oli onnistua hiiren alkion fibroblastien (MEF-solujen, mouse embryonic fibroblasts) suorassa uudelleenohjelmoinnissa indusoiduiksi sydänsoluiksi (iCMs) yli-ilmentämällä transkriptiotekijöitä (Hand2 (H), Nkx2.5 (N) Gata4 (G), Mef2c (M) ja Tbx5 (T)) virusvektoreilla. Toisena tavoitteena oli kehittää pienmolekyylien seulontamenetelmä, jonka avulla voitaisiin löytää pienmolekyylejä, jotka lisäävät suoran uudelleenohjelmoinnin tehokkuutta ja jotka voisivat mahdollisesti korvata transkriptiotekijöiden käytön suorassa solujen uudelleenohjelmoinnissa sydänsoluiksi. MEF-solujen uudelleenohjelmointi suoraan indusoiduksi sydänsoluiksi onnistui sekä HGMT- ja HNGMT- transkriptiotekijöiden yhdistelmillä. Nämä tulokset ovat linjassa aikaisempien tutkimustulosten kanssa. Pienmolekyylien seulontamenetelmää testattiin käyttämällä transformoivaa kasvutekijä-β (engl. tranforming growth factor beta, TGF-β)-estäjää SB431542:ta, jonka on hiljattain raportoitu lisäävän tehokkuutta solujen suorassa uudelleenohjelmoinnissa sydänsoluiksi. Aikaisempien tutkimustulosten kaltaisesti SB431542 lisäsi merkittävästi suoran uudelleenohjelmoinnin tehokkuutta. Alustavissa seulontakokeissa muut tutkittavat pienmolekyylit eivät lisänneet uudelleenohjelmoinnin tehokkuutta. Tämän tutkimuksen tulokset vahvistavat aikaisempia tutkimustuloksia. Työssä kehitettiin in vitro pienmolekyylien seulontamenetelmä, jonka avulla voidaan tunnistaa pienmolekyylejä, jotka lisäävät tehokkuutta suorassa solujen uudeleenohjelmoinnissa sydänsoluiksi. On kuitenkin huomioitava, että tässä työssä esitetyt tulokset ovat alustavia ja lisää tutkimuksia tarvitaan, jotta ne voidaan vahvistaa. Tutkimuksen tulokset luovat kuitenkin pohjaa uusien pienmolekyylien löytämiselle, joita tulvaisuudessa mahdollisesti voidaan käyttää solujen suorassa uudelleenohjelmoinnissa sydänsoluiksi sydäninfarktin tai sydämen vajaatoiminnan hoidossa

Efficient Narrow Spectral Width Soft X-Ray Discharge Sources

Methods for making pulsed and continuous discharge plasma light sources for extreme ultraviolet(EUV) projection lithography and soft-x-ray microscopy as well as other applications are disclosed. A first light source of doubly ionized lithium ions emits over a narrow bandwidth of approximately 13.5 nm. A second light source of beryllium ions radiates at approximately 7.60 nm. A third light source of boron ions radiates at approximately 4.86 nm, and a fourth light source of carbon ions radiates at approximately 3.38 nm. Preferred embodiments of apparatus for generating pulsed and continuous discharge sources are disclosed

Adjustable Bore Capillary Discharge

An emitting capillary discharge light source is modified by means to provide for constant, capillary discharge chamber diameter despite interior surface erosion during operation of the light source in order to maintain capillary bore size. The emissions are generated within the capillary discharge chamber and discharged from its outlet. The emission also carries debris generated from within the capillary discharge chamber by erosion of its inner walls reducing its initial inner diameter. The debris is deleterious to the mirrors and other components positioned in the emission stream whereas the erosion distorts the plasma beam. This increase in the initial inner diameter of the discharge chamber leads rapidly to poor imaging of the light stream. By keeping the inner bore diameter of the capillary discharge chamber constant, i.e., 110%, and preferably 105%, of the initial inner bore diameter, the imaging problem is overcome

Discharge Lamp Sources Apparatus and Methods

Capillary discharge extreme ultraviolet lamp sources for EUV microlithography and other applications. The invention covers operating conditions for a pulsed capillary discharge lamp for EUVL and other applications such as resist exposure tools, microscopy, interferometry, metrology, biology and pathology. Techniques and processes are described to mitigate against capillary bore erosion, pressure pulse generation, and debris formation in capillary discharge-powered lamps operating in the EUV. Additional materials are described for constructing capillary discharge devices fore EUVL and related applications. Further, lamp designs and configurations are described for lamps using gasses and metal vapors as the radiating species

Capillary Discharge Extreme UV Lamp Sources for EUV Micrography and other related Applications

Capillary discharge extreme ultraviolet lamp sources for EUV microlithography and other applications. The invention covers operating conditions for a pulsed capillary discharge lamp for EUVL and other applications such as resist exposure tools, microscopy, interferometry, metrology, biology and pathology. Techniques and processes are described to mitigate against capillary bore erosion, pressure pulse generation, and debris formation in capillary discharge-powered lamps operating in the EUV. Additional materials are described for constructing capillary discharge devices fore EUVL and related applications. Further, lamp designs and configurations are described for lamps using gasses and metal vapors as the radiating species

Prehospital on-scene anaesthetist treating severe traumatic brain injury patients is associated with lower mortality and better neurological outcome

Background: Patients with isolated traumatic brain injury (TBI) are likely to benefit from effective prehospital care to prevent secondary brain injury. Only a few studies have focused on the impact of advanced interventions in TBI patients by prehospital physicians. The primary end-point of this study was to assess the possible effect of an on-scene anaesthetist on mortality of TBI patients. A secondary end-point was the neurological outcome of these patients. Methods: Patients with severe TBI (defined as a head injury resulting in a Glasgow Coma Score of Results: The mortality data for 651 patients and neurological outcome data for 634 patients were available for primary and secondary analysis. In the primary analysis higher age (OR 1.06 CI 1.05-1.07), lower on-scene GCS (OR 0.85 CI 0.79-0.92) and the unavailability of an on-scene anaesthetist (OR 1.89 CI 1.20-2.94) were associated with higher mortality together with hypotension (OR 3.92 CI 1.08-14.23). In the secondary analysis lower age (OR 0.95 CI 0.94-0.96), a higher on-scene GCS (OR 1.21 CI 1.20-1.30) and the presence of an on-scene anaesthetist (OR 1.75 CI 1.09-2.80) were demonstrated to be associated with good patient outcomes while hypotension (OR 0.19 CI 0.04-0.82) was associated with poor outcome. Conclusion: Prehospital on-scene anaesthetist treating severe TBI patients is associated with lower mortality and better neurological outcome.Peer reviewe

Does the prehospital National Early Warning Score predict the short-term mortality of unselected emergency patients?

Objectives: The prehospital research field has focused on studying patient survival in cardiac arrest, as well as acute coronary syndrome, stroke, and trauma. There is little known about the overall short-term mortality and its predictability in unselected prehospital patients. This study examines whether a prehospital National Early Warning Score (NEWS) predicts 1-day and 30-day mortalities. Methods: Data from all emergency medical service (EMS) situations were coupled to the mortality data obtained from the Causes of Death Registry during a six-month period in Northern Finland. NEWS values were calculated from first clinical parameters obtained on the scene and patients were categorized to the low, medium and high-risk groups accordingly. Sensitivities, specificities, positive predictive values (PPVs), negative predictive values (NPVs), and likelihood ratios (PLRs and NLRs) were calculated for 1-day and 30-day mortalities at the cut-off risks. Results: A total of 12,426 EMS calls were included in the study. The overall 1-day and 30-day mortalities were 1.5 and 4.3%, respectively. The 1-day mortality rate for NEWS values = 13 higher than 20%. The high-risk NEWS group had sensitivities for 1-day and 30-day mortalities 0.801 (CI 0.74-0.86) and 0.42 (CI 0.38-0.47), respectively. Conclusion: In prehospital environment, the high risk NEWS category was associated with 1-day mortality well above that of the medium and low risk NEWS categories. This effect was not as noticeable for 30-day mortality. The prehospital NEWS may be useful tool for recognising patients at early risk of death, allowing earlier interventions and responds to these patients.Peer reviewe

Tonårskärlekens risker : sambandet mellan flickors sällskapande och droganvändning

Only abstract. Paper copies of master’s theses are listed in the Helka database (http://www.helsinki.fi/helka). Electronic copies of master’s theses are either available as open access or only on thesis terminals in the Helsinki University Library.Vain tiivistelmä. Sidottujen gradujen saatavuuden voit tarkistaa Helka-tietokannasta (http://www.helsinki.fi/helka). Digitaaliset gradut voivat olla luettavissa avoimesti verkossa tai rajoitetusti kirjaston opinnäytekioskeilla.Endast sammandrag. Inbundna avhandlingar kan sökas i Helka-databasen (http://www.helsinki.fi/helka). Elektroniska kopior av avhandlingar finns antingen öppet på nätet eller endast tillgängliga i bibliotekets avhandlingsterminaler.Denna studie har haft som mål att undersöka sambandet mellan sällskapande och droganvändning, till den del som det handlar om cannabisbruk och läkemedelsmissbruk bland flickor i grundkolans nionde klass.Tidigare forskning om drogmissbrukare har visat att flickors och kvinnors initation i droganvändning ofta sker via romantiska partners. Det är däremot öppet om dessa resultat även gäller flickor i grundskolor och deras experiment med droger. Hypotesen, som bygger på inlärningsteorin, är att sällskapande ökar risken att en flicka experimenterar med droger. Tidigare forskning har inte heller i någon högre grad beaktat den selektionsprocess som kan frambringa ett skenbart samband mellan dessa två variabler. Den alternativa hypotesen i undersökningen utgick från teorin om sociala band respektive självkontrollsteorin. Enligt den leder en selektionsprocess till att flickor med större benägenhet för droganvändning med större sannolikhet sällskapar. Låg självkontroll och svaga sociala band till familjen och utbildningssystemet antogs utgöra faktorer som kunde förklara sambandet. Ett ytterligare mål var att svara på frågan om en tidig debutålder och en äldre partner medför en ökad risk för användning av droger. Mitt material består av 2504 flickors svar på en skolundersökning om självdeklarerad brottslighet och är samlat in av Rättspolitiska forskningsinstitutet år 2004. I den bivariata analysen konstaterades ett positivt samband mellan sällskapande och båda formerna av droganvändning. För att erhålla närmare kunskap om detta sambands kausala natur elaborerades det med logistisk regressionsanalys varvid variabler för självkontroll och sociala band kontrollerades. När dessa variabler, i synnerhet självkontroll, beaktas försvagades detta samband. De variabler för sociala band som tydligast förklarade sambandet var familjeförhållanden och skolframgång, vilka minskade skillnaderna för cannabisbrukets del. Men även efter att dessa variabler kontrollerats kvarstod ett statistiskt signifikant samband mellan sällskapande och droganvändning. Resultaten påvisade en tendens att en tidig debutålder för sällskapande i kombination med en äldre partner ökar risken för cannabisbruk. Däremot kunde hypotesen om debutålderns och åldersskillnadens betydelse helt förkastas till den del det gällde risken för läkemedelsmissbruk. Sammanfattningsvis kunde man konstatera att faktorer som självkontroll och sociala band endast delvis kunde förklara sällskapandets samband med droganvändning

Prehospital therapeutic hypothermia after cardiac arrest - from current concepts to a future standard

Therapeutic hypothermia has been shown to improve survival and neurological outcome after prehospital cardiac arrest. Existing experimental and clinical evidence supports the notion that delayed cooling results in lesser benefit compared to early induction of mild hypothermia soon after return of spontaneous circulation. Therefore a practical approach would be to initiate cooling already in the prehospital setting

"La danza che cura" : Dancers' Perceptions of Southern Italian Tarantella

Tutkielmani käsittelee Etelä-Italian perinteistä tanssia tarantellaa, jonka suosio on lisääntynyt huomattavasti viimeisen 20 vuoden aikana. Tarantella on yleisnimitys musiikille ja tansseille, joille yhteistä on 6/8 rytmi ja tamburello-rumpu. Tarantella on piirissä tai pareittain tanssittavaa. Tarantella tarkoittaa pientä hämähäkkiä . Nimi antaa viitteitä sen yhteydestä tarantismiin, musiikilla ja tanssilla parantamisen rituaaliin, jota harjoitettiin 1950-luvulle asti Etelä-Italian Salenton seudulla. Tutkimusaineistoni koostuu 11 teemahaastattelusta, jotka toteutin kahdella kenttätyömatkalla vuonna 2013. Haastattelin tanssijoita, jotka toimivat esiintyjinä, opettajina ja perinteenvälittäjinä Italiassa ja eri puolilla Eurooppaa. Haastattelujen lisäksi osallistuin tanssityöpajoihin sekä musiikki- ja tanssitapahtumiin. Tiedonhankintaani helpotti italian kielen taito ja teatteriharrastustaustani. Tutkimukseni tavoitteena on tarkastella erilaisia diskursseja, joita liitetään tarantellaan nykypäivänä. Pohdin tutkimuksessani käsitystä tarantellasta parantavana tanssina. Analysoin, miten perinteen (tradizione) ja rituaalin (rituale) käsitteet ymmärretään ja miten nämä tulkinnat vaikuttavat tanssijoiden työskentelyssä. Tarkastelen, millä tavoin tanssijat vahvistavat ja haastavat sukupuolirooleja sekä historiallisia narratiiveja. Tutkimuksessani tanssi ei vain heijasta ympäröivää kulttuuria vaan myös luo sitä uudelleen. Akateemisen tutkimuksen ja tanssin välinen yhteys on tässä kontekstissa vahva, sillä tanssiperinteiden elvyttäminen lähti liikkeelle antropologi Ernesto De Martinon tarantismia käsittelevästä tutkimuksesta La terra del Rimorso (1961). Paikallisia tarantellatansseja on useita. Tarantellainnostuksen keskiössä on Salenton alueen pizzica, joka on pitkälti rekonstruoitu tanssi. Tarkastelen, miten tanssijat ymmärtävät perinteen käsitteen suhteessa omaan tanssijuuteensa. Suurin osa haastateltavistani ei ole kasvanut perinteisen tanssin ja musiikin parissa, vaan on tutustunut tarantellaan sen suosion kasvun myötä. Tarantellan tanssijoista useimmat ovat naisia, jotka joutuvat altavastaavan asemaan miesvaltaisessa kansanmusiikkikentässä. Tarantellan opettaminen on verrattain tuore ilmiö, jota ei ole aiemmin tutkittu. Kiinnitän tutkimuksessani huomiota kansainvälistyvään tarantellan harjoittamisen kenttään. Luen aineistoani narratiivisella otteella. Perehdyn kertomuksiin, joissa nousevat esille tanssille annetut henkilökohtaiset merkitykset. Haastateltavilleni tanssiminen on vuorovaikutusta, jossa perinteinen liikekieli ja sen kulttuuriset merkitykset kohtaavat autenttisen, jaetun tunneilmaisun. Ritualisoinnin käsitteen kautta analysoin, miten tanssijat kuvailevat tarantellaa rituaalina. Tanssityöpajoissa luodaan yhteisöllinen tila, jossa astutaan yhteyteen omien syvimpien tunteiden ja menneiden sukupolvien kokemusten kanssa. Tähän liittyy Etelä-Italian historiallisten todellisuuksien tiedostaminen, kuten aiempien sukupolvien naisten alistettu asema. Tarkastelen myös haastateltavien ymmärryksiä tarantismista. Tarantismi liittää Etelä-Italian Välimeren alueeseen ja Pohjois-Afrikkaan, jossa on vastaavia tanssirituaalin perinteitä. Aiemmin marginaalisessa asemassa ollut rituaali on viime vuosikymmeninä nostettu näkyväksi representaatioksi tarantella-musiikkin ja tanssin suosion myötä. Tarantismi leimattiin viime vuosisadalla häpeälliseksi, primitiiviseksi toiseudeksi, joten sen muisto on edelleen vahvasti jännitteinen. Jotkut haastateltavistani tutkivat tarantismia taiteellisesti ja rituaalisesti. Tähän työskentelyyn liitetään mm. toiseuden kohtaaminen itsessä ja erilaisten käsitteellisten vastakkainasettelujen purkaminen. Tarantismin ympärillä käytävät ristiriitaiset keskustelut heijastavat osaltaan muutosta eteläitalialaisuuden kulttuurisessa arvostuksessa. Tutkielmani osoittaa, että tarantella koetaan autenttisena vuorovaikutuksen muotona ja yhteisöllisyyttä uudelleen rakentavana toimintana. Tanssi on ruumiillinen kieli ja tapa olla yhdessä. Tarantellan kautta luodaan yhteyttä perinteisiin ja luontoon. Tanssijat arvostavat ensikäden kokemuksia perinteisistä tavoista tanssia ja painottavat tiedon lisäämisen tärkeyttä. Kun tuntee perinteen, on oikeus taiteelliseen kokeiluihin. Tarantellaan liitetään taiteellisia ja terapeuttisia mahdollisuuksia ja se koetaan universaaliksi kieleksi, joka yhdistää ihmisiä yli kulttuurirajojen. Haastateltavani suhtautuvat tarantellaan taiteellisella kunnianhimolla ja haluavat edistää tarantellan asemaa ei-kulttuurisidonnaisena tanssitaiteena. Tarantellassa rakennetaan suhdetta menneisyyteen sekä luodaan uusia kulttuurisia kertomuksia eteläitalialaisuudesta. Tarantismin muisto elää tietoisuutena tanssin ja musiikin parantavasta voimasta, joka on vahvasti läsnä tanssijoiden kertomuksissa