Computer aided mechanogenesis of skeletal muscle organs from single cells in vitro

Complex mechanical forces generated in the growing embryo play an important role in organogenesis. Computerized application of similar forces to differentiating skeletal muscle myoblasts in vitro generate three dimensional artificial muscle organs. These organs contain parallel networks of long unbranched myofibers organized into fascicle-like structures. Tendon development is initiated and the muscles are capable of performing directed, functional work. Kinetically engineered organs provide a new method for studying the growth and development of normal and diseased skeletal muscle

Insulin and insulin-like growth factor-1 induce pronounced hypertrophy of skeletal myofibers in tissue culture

Skeletal myofibers differentiated from primary avian myoblasts in tissue culture can be maintained in positive nitrogen balance in a serum-free medium for at least 6 to 7 days when embedded in a three dimensional collagen gel matrix. The myofibers are metabolically sensitive to physiological concentrations of insulin but these concentrations do not stimulate cell growth. Higher insulin concentrations stimulate both cell hyperplasia and myofiber hypertrophy. Cell growth results from a long term 42 percent increase in total protein synthesis and a 38 percent increase in protein degradation. Myofiber diameters increase by 71 to 98 percent after 6 to 7 days in insulin-containing medium. Insulin-like growth factor-1 but not insulin-like growth factor-2, at 250 ng/ml, is as effective as insulin in stimulating cell hyperplasia and myofiber hypertrophy. This model system provides a new method for studying the long-term anabolic effects of insulin and insulin-like growth factors on myofiber hypertrophy under defined tissue culture conditions

Role of PDE3 on cGMP/cAMP crosstalk in mice deficient in NO-sensitive guanylyl cyclase

Die NO-sensitive Guanylyl-Cyclase (NO-GC) ist der wichtigste Rezeptor für das freigesetzte Signalmolekül NO und katalysiert die Bildung des second Messenger cGMP. Die NO/cGMP Signalkaskade ist im kardiovaskulären System essentiell für die Hemmung der Thrombozytenaggregation und des Tonus der glatten Gefäßmuskulatur und trägt damit zur Regulation des Blutdrucks bei. In der Arbeitsgruppe wurden Mauslinien generiert, bei denen die NO-GC ubiquitär (GCKO) oder spezifisch in glatten Muskelzellen (SM-GCKO) ausgeschaltet ist. Beide Mausstämme zeigen eine arterielle Hypertonie mit einem Anstieg des systolischen Blutdrucks um 30 mmHg im Vergleich zu den jeweiligen Kontrolltieren. Neben cGMP ist auch cAMP als weiterer second messenger in einer Reihe von Regulationsprozessen im kardiovaskulären System involviert. Die Intensität und Dauer eines cAMP-Signals wird zum einen durch seine Synthese durch die Adenylyl-Cyclasen, zum anderen durch seine Hydrolyse durch die Phosphodiesterasen (PDE) bestimmt. Dabei spielt die PDE3 als cGMP-inhibierte, cAMP-abbauende PDE eine wichtige Rolle im sogenannten cGMP/cAMP-Crosstalk. Ein wichtiges Instrument zur Untersuchung PDE3-abhängiger Prozesse ist der spezifische Hemmstoff Milrinon. Innerhalb dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass die PDE3-Expression abhängig ist von der Expression des cGMP-produzierenden Enzyms NO-GC: So zeigte sich in Thrombozyten wie auch in glatten Gefäßmuskelzellen nach Deletion der NO-GC im Vergleich zu den Kontrolltieren eine Reduktion der PDE3 um die Hälfte. Diese Reduktion der PDE3-Expression war sowohl in den glatten Muskelzellen von GCKO wie auch von SM-GCKO-Mäusen zu finden. Weiterhin konnte dargestellt werden, dass die Down-Regulation der PDE3 in glatter Gefäßmuskulatur in SM-GCKO-Mäusen parallel zur Reduktion der NO-GC und nicht parallel zum daraus resultierenden Anstieg des Blutdrucks verläuft. Die Reduktion der PDE3-Expression ging mit einer Verminderung der Aktivität in den Thrombozyten und glatten Muskelzellen des GCKOs einher. In Herzmuskelgewebe dagegen änderten sich Expression und Aktivität der PDE3 nicht. Der spezifische PDE3-Hemmstoff Milrinon führte zu einem weiteren Anstieg des systolischen Blutdrucks in den KO-Linien, nicht aber in Kontrolltieren. Zusammenfassend spielt die PDE3 eine wichtige Rolle im cGMP/cAMP-Crosstalk sowohl in Thrombozyten als auch in glatten Gefäßmuskelzellen von Mäusen.Role of PDE3 on cGMP/cAMP crosstalk in mice deficient in NO-sensitive guanylyl cyclas

Auswirkungen von TRAIL und Taurolidin auf Apoptose und Proliferation von humanen Rhabdomyosarkomen, Leiomyosarkomen und Epitheloidzellsarkomen

Weichgewebssarkome sind seltene Malignome, die Anzahl wirksamer Chemotherapeutika ist begrenzt. Wir untersuchten die Auswirkungen von TRAIL und Taurolidin auf Zellen von Rhabdomyosarkomen (A-204), Leiomyosarkomen (SK-LMS-1) und Epitheloidzellsarkomen (VA-ES-BJ). Verwendete Methoden: Lichtmikroskopie, Immunhistochemie (TUNEL), Durchflusszytometrie (FACS), BrdU-ELISA, RNA-Microarray, rtPCR, Western-Blot. TRAIL und Taurolidin wirken apotoseinduzierend und proliferationshemmend, zum Teil verstärken sie sich synergistisch in ihrer Wirkung. Auf molekularer Ebene wurden viele Veränderungen hervorgerufen, welche weiter untersucht werden können, um die Wirkungsweise zu klären. TRAIL und Taurolidin sind potentielle Kandidaten für neue Chemotherapiekonzepte der Weichgewebssarkome. Die einzelnen Zelllinien reagieren sehr unterschiedlich. In Zukunft sollte dies in Studien und der Therapie stärker berücksichtigen werden

Sustainability lessons from practice : How flow intensification can trigger sustainability and modular plant technology in EU projects

Life cycle assessment (LCA) and life cycle cost analysis are two prime tools that have been used to evaluate the sustainability of novel EU projects, which investigated new strategies to improve product yields and reduce costs, while ensuring a good ecological footprint and cost efficiency. These include EU projects focussed on developing modular, compact production platforms with intensified reactors-such as the F3 Factory, COPIRIDE (combining process intensification-driven manufacture of microstructured reactors and process design regarding to industrial dimensions and environment), POLYCAT (modern polymer-based catalysts and microflow conditions as key elements of innovations in fine chemical synthesis) and SYNFLOW (Innovative Synthesis in Continuous-flow Processes for Sustainable Chemical Production). New projects such as the MAPSYN (Microwave, Acoustic and Plasma assisted SYNtheses) and BIOGO (Catalytic Partial Oxidation of Bio Gas and Reforming of Pyrolysis Oil (Bio Oil) for an Autothermal Synthesis Gas Production and Conversion into Fuels) continue this, but by using alternative energy and a biomass-based, heat-integrated process, respectively. Thus, this paper is a review of EU projects that have carried out LCA and cost analyses and used the results to aid decision-making in the context of process intensification, flow chemistry and modular plants