A characterization of heaps and its applications

AbstractIn this paper we present a new view of a classical data structure, the heap. We view a heap on n elements as an ordered collection of ⌜log2(n + 1)⌝ substructures of sizes 2i with i in {0, …, ⌈log2(n)⌉}. We use the new view in the design of an algorithm for splitting a heap on n elements into two heaps on k and n − k elements, respectively. The algorithm requires O(log2(n)) comparisons, improving the previous bound of O(k) comparisons for all but small values of k, i.e., for k log2(n). We also present a new and conceptually simple algorithm for merging heaps of sizes n and k into one heap of size n + k in O(log(n) ∗ log(k)) comparisons

Klinische Verlaufsdokumentation der Enzymersatztherapie mit Alglucosidase alfa über ein Jahr bei 44 adulten Patienten mit Glykogenose Typ II

Hintergrund: Die Glykogenose Typ II (Morbus Pompe) vom adulten Typ ist eine autosomal rezessiv vererbte, progressive, lysosomale Glykogenspeicherkrankheit, die durch den Mangel des lysosomalen Enzyms saure α-1,4-Glukosidase, durch Mutationen im Gen für dieses Enzym verursacht, geprägt ist. Klinisch ist sie charakterisiert durch eine Schwäche und Atrophie der Skelett- und Atemmuskulatur, resultierend in motorischer, v.a. Gehschwäche bis Rollstuhlpflichtigkeit und respiratorischer Einschränkung bis Insuffizienz. 2006 wurde das rekombinante humane Enzym alglucosidose alfa der Firma Genzyme zur Enzymersatztherapie (EET) für alle Formen des Morbus Pompe zugelassen. Methoden: In einer multizentrischen, offenen klinischen Beobachtungsstudie wurde die Wirksamkeit und Verträglichkeit der EET mit alglucosidase alfa in einem Patientenkollektiv von 44 adulten Morbus Pompe Patienten mit variablen Krankheitsausprägungen untersucht. Die zehn Untersuchungen bestanden aus einem Arm Function Test (AFT), dem Walton Gardner Medwin Scale (WGMS), den vier Timed Funktion Tests 10 Meter gehen, 4 Stufen Steigen, 6 Minuten Gehen und Aufstehen aus dem Liegen, der Erfassung des MRC-Summenscores, der Messung der Vitalkapazität in der Lungenfunktion, der Messung des CK-Serumlevels sowie dem selbstauszufüllenden Fragenbogen SF-36. Alle diese Tests wurden vor Beginn der EET sowie alle drei Monate und nach Abschluss eines Jahres der Therapie durchgeführt. Ergebnisse: Unter der EET kam es bei ca. 10 % der Patienten zu geringeren allergischen Reaktionen, die erfolgreich mit Antihistaminika und Kortikosteroiden behandelt werden konnten. Es traten keine schwerwiegenden Nebenwirkungen auf. Kein Patient brach die Therapie ab, kein Patient verstarb und kein Patient wurde neu beatmungspflichtig. Bei den meisten Tests zeigten sich keine signifikanten Veränderungen nach einem Jahr EET im Vergleich zur Anfangszeitpunkt. Ausnahmen waren das CK-Serumlevel, das sich signifikant in der Gesamtgruppe sowie besonders in der Untergruppe der Frauen verringerte, sowie die beiden Timed Funktion Tests Aufstehen aus dem Liegen und 6 Minuten Gehen, bei denen sich signifikant die Zeit verringerte bzw. die Gehstrecke verlängerte. Letzteres traf besonders auf eine Untergruppe von fünf gehfähigen Patienten zu, die während der EET auf einem Fahrradergometer trainierten. Fazit: Alglucosidase alfa stellt sich bisher als sichere Therapie für Patienten mit Glykogenose Typ II vom adulten Typ dar. Die klinischen Testergebnisse aus dieser 1-Jahres-Studie sowie aus anderen Studien deuten auf eine Stabilisierung der neuromuskulären Funktion mit milden funktionellen Verbesserungen, v.a. unter begleitendem Training, hin [Angelini et al., 2009; Van der Ploeg et al., 2010; Bembi et al., 2010]. Trotz der hohen Jahrestherapiekosten von ca. 500.000,- EUR sollte die EET bei Patienten mit gesicherter Glykogenose Typ II daher fortgeführt werden. Ausblick: In weiteren, länger angelegten Studien sind die langfristige Verträglichkeit sowie klinische Wirksamkeit über einen längeren Zeitraum als ein bis zwei Jahre hinaus zu untersuchen. Außerdem ist die Rolle der Ernährung sowie des körperlichen Trainings unter EET bisher nicht bekannt. Ausblickend werden schließlich neue Therapieformen wie Chaperon-Therapie oder Gentherapie erforscht

Hearing loss in Pompe disease revisited: results from a study of 24 children

Little information is available regarding the auditory function in Pompe patients. Hearing loss has been reported in classic infantile patients, but it is still unknown whether central nervous system involvement interferes with auditory function and whether enzyme replacement therapy can improve hearing. Audi

Fiber Type Conversion by PGC-1α Activates Lysosomal and Autophagosomal Biogenesis in Both Unaffected and Pompe Skeletal Muscle

PGC-1α is a transcriptional co-activator that plays a central role in the regulation of energy metabolism. Our interest in this protein was driven by its ability to promote muscle remodeling. Conversion from fast glycolytic to slow oxidative fibers seemed a promising therapeutic approach in Pompe disease, a severe myopathy caused by deficiency of the lysosomal enzyme acid alpha-glucosidase (GAA) which is responsible for the degradation of glycogen. The recently approved enzyme replacement therapy (ERT) has only a partial effect in skeletal muscle. In our Pompe mouse model (KO), the poor muscle response is seen in fast but not in slow muscle and is associated with massive accumulation of autophagic debris and ineffective autophagy. In an attempt to turn the therapy-resistant fibers into fibers amenable to therapy, we made transgenic KO mice expressing PGC-1α in muscle (tgKO). The successful switch from fast to slow fibers prevented the formation of autophagic buildup in the converted fibers, but PGC-1α failed to improve the clearance of glycogen by ERT. This outcome is likely explained by an unexpected dramatic increase in muscle glycogen load to levels much closer to those observed in patients, in particular infants, with the disease. We have also found a remarkable rise in the number of lysosomes and autophagosomes in the tgKO compared to the KO. These data point to the role of PGC-1α in muscle glucose metabolism and its possible role as a master regulator for organelle biogenesis - not only for mitochondria but also for lysosomes and autophagosomes. These findings may have implications for therapy of lysosomal diseases and other disorders with altered autophagy