Ein biomolekularer Marker der Osteoarthritis des Kniegelenks

Fragestellung: Die Identifizierung von biomolekularen Markern der Osteoarthritis ist das wesentlichste aktuelle Ziel der internationalen Osteoarthritisforschung. Tiermodelle sind geeignet zur genaueren Charakterisierung der Osteoarthritis, speziell auch um den Nutzen biomolekularer Marker zu testen. Sowohl im Modell der kompletten medialen Meniskektomie wie auch der vorderen Kreuzbanddurchtrennung untersuchten wir das Cartilage Oligomeric Matrix Protein (COMP). Zwar ist die Funktion dieses Moleküls weiterhin unzureichend bekannt, aber es ist aufgrund einer höheren Menge im Knorpel ein potentieller Marker für Serumuntersuchungen, die ein wichtiger Fortschritt in Diagnostik und Therapie der Osteoarthritis sind. Methodik: Als Modell dienten die einseitige komplette mediale Meniskektomie des Kaninchens mittels Arthrotomie bzw. die vordere Kreuzbanddurchtrennung. Jeweils zu den Zeitpunkten 2, 4, 8 und 12 Wochen nach der Operation wurden im jeweiligen Tiermodell je 8 Kaninchen untersucht. Der makroskopische Befund der operierten und nichtoperierten Seite wurde mittels modifizierter Outerbridge-Skala und mittels des Lokalisationsschemas der International Cartilage Repair Society (ICRS) erhoben. Mikroskopisch wurde jeweils der Gelenkknorpel in der Hämatoxylin-Eosin- und der Safranin O-Färbung untersucht. In der Synovialflüssigkeit der Kniegelenke der operierten und kontralateralen Seite wurde COMP mittels Enzymimmunoassay bestimmt. Zudem wurden Serumanalysen mittels Enzymimmunoassay vorgenommen. Die statistische Analyse erfolgte mittels Wilcoxon-Test (SPSS, Chicago, Ill). Die Tierversuche waren von der Ethikommission der Universität und vom Regierungspräsidium genehmigt. Ergebnisse und Schlussfolgerungen: Die operierten Kniegelenke hatten zu allen Zeitpunkten nach kompletter medialer Meniskektomie und nach vorderer Kreuzbanddurchtrennung erhöhte Scorewerte im Vergleich mit der nichtoperierten Seite. Auch histologisch waren erhöhte Scores in beiden Tiermodellen nachweisbar. Bei Vergleich der operierten mit der kontralateralen, nichtoperierten Seite wurde nach der kompletten medialen Meniskektomie 2 Wochen nach der Operation COMP im operierten Kniegelenk signifikant erhöht gemessen. Im vordere Kreuzbanddurchtrennungsmodell war COMP zu allen Zeitpunkten erhöht. Allerdings war COMP im Serum in keinem der beiden Modelle im Verlauf signifikant erhöht. Mit den Untersuchungen wurde gezeigt, dass Cartilage Cartilage Oligomeric Matrix Protein beim Kaninchen sowohl in der Synovialflüssigkeit wie im Serum nachweisbar ist. Diese beiden Tiermodelle sind gut geeignet, Aspekte des Krankheitsprozesses zu imitieren. Die Bestimmung von COMP zur Verlaufsbeurteilung während des osteoarthritischen Prozesses erscheint in mindestens einem der beiden Kaninchenmodelle geeignet. Die speziell auch beim Einsatz am Menschen vorzuziehende Form der Bestimmung im Serum gab allerdings keine Werte, die für die Verlaufsbeurteilung hilfreich sind. Die Ergebnisse haben eine klare Relevanz für die Erforschung beim Menschen

Die Spontanheilungsversuche des vorderen Kreuzbands : eine experimentelle Untersuchung

Fragestellung Spontanheilungen von Rupturen des vorderen Kreuzbandes (VKB) wurden wiederholt mittels MRT beschrieben. In grundlegenden tierexperimentellen Untersuchungen wird geschlussfolgert, dass es keine Regeneration gäbe. Die Morphologie der Spontanheilung des VKB wurde im Tiermodell des Kaninchens untersucht. Methoden 32 männliche Kaninchen wurden medial arthrotomiert und das VKB durchtrennt. Die Durchtrennung erfolgte unter Sicht mittels Nr. 15 Skalpell, zusätzlich wurde die vollständige Trennung der Stümpfe durch mehrfache Instrumentenpassage kontrolliert. Eine Resektion von Fasern erfolgte nicht. Je 8 Tiere wurden 2, 4, 8 und 12 Wochen nach dem Eingriff getötet. Die Morphologie der Heilungsverläufe wurde nach Lo et al. [1] klassifiziert, neue Typen der Klassifikation hinzugefügt. Typ B (intrasynoviale Ruptur) und Typ C (knöcherner Ausriss) waren studienbedingt nicht möglich. Die Studie war vom Regierungspräsidium genehmigt. Ergebnisse Die untersuchten Tiere hatten einen unauffälligen postoperativen Verlauf. Bei unterschiedlicher Ausprägung hatten alle Tiere makroskopisch eine Knorpelschädigung. Nach chirurgischer Durchtrennung waren die VKBenden durchschnitten (mop ended Typ A). Dieser Typ wurde bei der Dissektion nicht mehr vorgefunden. Die VKBstümpfe waren bei Dissektion: retrahiert (Typ D), mit dem hinteren Kreuzband verwachsen (E), resorbiert (F), miteinander verbunden = narbengeheilt (G), oder es lag eine Kombination (H) verschiedener Typen vor. Als neue Typen wurden Verwachsungen mit dem Meniskus (I) oder mit der Gelenkkapsel bzw. dem Fettkörper (K) beschrieben. Die VKBstümpfe waren gering (G 1 = 7), deutlich (G2 = 3 bzw. 4 insges. bei zusätzlicher Verwachsung mit dem Innenmeniskus) oder hypertroph (G 3 = 3) miteinander verwachsen. [Tab. 1] Schlussfolgerungen Der VKBriss führt häufig zur Kniegelenksinstabilität und Osteoarthrose. Nach Durchtrennung des VKB wird in Studien der Osteoarthroseforschung im Kaninchenmodell der Befund nie detailliert. In einem systematischen Vergleich der Regenerationsfähigkeit von partiell und komplett durchtrennten VKBs fanden Hefti et al. [2] weder bei skeletall unreifen noch bei jungen erwachsenen Kaninchen eine Regeneration nach kompletter Durchtrennung. Sie berichteten als Regelfall die Resorption nach 3 Monaten, in 2 Fällen Verwachsungen mit dem hinteren Kreuzband. Die hier berichteten Daten sind im Gegensatz zu Hefti's Untersuchungen. Sie stimmen aber gut mit humanen MRT-Untersuchungen und Arthroskopien nach Kreuzbandverletzungen überein. Das VKB versucht durch Verwachsung eine Heilung der VKBstümpfe zu erzielen oder Anschluss an andere Kniegelenksstrukturen zu gewinnen. Somit besteht auch im Tiermodell des Kaninchens eine gewisse Spontanheilungsaktivität des VKB, deren biomechanische Stabilität allerdings oft unzureichend erschien. Eine Kniegelenksarthrose entwickelte sich in den untersuchten Gelenken

Biochemisches Monitoring nach Meniskektomie

Fragestellung Die Schädigung des Kollagennetzwerks ist ein frühes Ereignis der Arthrose (OA). Wir untersuchten ein Kollagen Typ II -Neoepitop (CTX) in der Synovialflüssigkeit (SF) nach kompletter medialer Meniskektomie (ME). Methoden 32 NZW-Kaninchen hatten eine ME des rechten Kniegelenks. Kontrolle: 11 shamoperierte, 8 unoperierte Kaninchen. Die ME-Kaninchen wurden nach 2 (n = 8), 4 (n = 8) , 8 (n = 8) und 12 (n = 8) Wochen getötet, SF-lavagen beider Kniegelenke durchgeführt. Der ELISA misst ein Kollagen Typ II - Neoepitop, das nach Spaltung der C-telopeptide cross-linking Domaine entsteht. Makroskopisch: Grading beider Kniegelenke mit einem 9 Felder-Schema: Einzelflächen und Gesamtsummen von Tibia, Femur (jeweils medial und lateral) und Patella Histologisch: Grading mit H&E und Safranin O Schnitten (u.a. Proteoglykangehalt, Matrixstruktur, Zellularität, Tidemark und Osteophyten) Statistik: Wilcoxon - und Mann - Whitney U Test. Ergebnisse Makroskopisch: signifikante Veränderungen von medialer Tibia und Femur ab 2 Wochen nach ME, im Vergleich mit Gegenseite und mit nichtoperierten Kaninchen. Histologisch: beginnende OA zu allen Zeitpunkten. ME Knie: CTX Werte in der SF deutlich erhöht, zum kontralateralen Knie für 2, 4, 8 und 12 Wochen signifikant. Nichtoperierte Tiere: keine Unterschiede linkes vs. rechtes Knie, im Vergleich zur ME zu allen Zeitpunkten signifikant niedriger. Schlussfolgerungen Knorpelmarker sind Parameter der OA. Die Metalloproteinasen 1, 8 und 13 erzeugen ein Kollagen Typ II - Neoepitop, das zum Monitoring der arthrotischen Veränderungen geeignet erscheint

Colorectal tumors with complete obstruction – Endoscopic recovery of passage replacing emergency surgery? A report of two cases

BACKGROUND: Incomplete or complete obstructive ileus due to colorectal cancer is generally treated by emergency surgery that has higher morbidity and mortality than elective surgery. CASE PRESENTATION: Here we describe an endoscopic technique by which a safe bowel decompression was performed instead of emergency surgery in two patients with complete tumorous obstruction of the colon. By means of a polypectomy snare, a soft wire, an ERCP catheter, a set of endoscopes with different diameters (baby endoscope, gastroscope) and of argon plasma coagulation the tumor mass was reduced and the tumor stenosis was passed. The patients recovered from symptoms of colon obstruction, no procedure-associated complications were observed. One patient had surgery of the sigmoid tumor one week later (UICC-stage III), the other patient (UICC-stage IV) received systemic chemotherapy starting one week after endoscopic decompression. CONCLUSION: Complete tumorous obstruction of the colon may be managed by endoscopic tumor debulking avoiding high risk emergency surgery and allowing immediate medical treatment of the primary tumor and of metastases

Reaction of a polar gravel‐spit system to atmospheric warming and glacier retreat as reflected by morphology and internal sediment geometries (South Shetland Islands, Antarctica)

Sedimentary architecture and morphogenetic evolution of a polar bay-mouth gravel-spit system are revealed based on topographic mapping, sedimentological data, radiocarbon dating and ground-penetrating radar investigations. Data document variable rates of spit progradation in reaction to atmospheric warming synchronous to the termination of the last glacial re-advance (LGR, 0.45–0.25 ka BP), the southern hemisphere equivalent of the Little Ice Age cooling period. Results show an interruption of spit progradation that coincides with the proposed onset of accelerated isostatic rebound in reaction to glacier retreat. Spit growth resumed in the late 19th century after the rate of isostatic rebound decreased, and continues until today. The direction of modern spit progradation, however, is rotated northwards compared with the growth axis of the early post-LGR spit. This is interpreted to reflect the shift and strengthening in the regional wind field during the last century. A new concept for the interplay of polar gravel-spit progradation and glacio-isostatic adjustment is presented, allowing for the prediction of future coastal evolution in comparable polar settings

Molecular analysis of vector‐borne pathogens in Eurasian badgers (Meles meles) from continental Europe

Abstract Background Vector-borne pathogens (VBPs) are increasing in significance in veterinary medicine and public health settings, with wildlife playing a potentially crucial role in their transmission. Eurasian badgers (Meles meles) are widely distributed across Europe. However, information currently available on the prevalence of VBPs in badgers is limited. The objective of the current study was to investigate the occurrence of Anaplasmataceae, Bartonella spp., Mycoplasma spp., Rickettsia spp., Piroplasmida, Trypanosomatida and Filarioidea in badgers and subsequently, based on the results, assess the potential risk to domestic animals, other wildlife and humans. Methods Between 2017 and 2021, blood or spleen samples from 220 badgers were collected in nine continental European countries: Austria (n = 7), Bosnia and Herzegovina (n = 2), Croatia (n = 22), France (n = 44), Germany (n = 16), Hungary (n = 7), Italy (n = 16), Romania (n = 80) and Serbia (n = 26). VBPs were identified by performing PCR analysis on the samples, followed by Sanger sequencing. Additionally, to distinguish between different Babesia lineages we performed restriction fragment length polymorphism (RFLP) analysis on piroplasm-positive samples, using HinfI as restriction enzyme. A phylogenetic analysis was performed on Mycoplasma spp. Results The pathogens identified were Babesia sp. badger type A (54%), B (23%), and C (37%); Trypanosoma pestanai (56%); Mycoplasma sp. (34%); Candidatus Mycoplasma haematomelis (8%); Candidatus Mycoplasma haematominutum (0.5%); and Ehrlichia spp. (2%). Rickettsia spp., Bartonella spp. and filarioid nematodes were not detected among the tested samples. Conclusions The large sample size and diverse study populations in this study provide valuable insights into the distribution and epidemiology of the analyzed pathogens. Some of the VBPs identified in our study show high similarity to those found in domestic animals, such as dogs. This finding suggests that badgers, as potential reservoirs for these pathogens, may pose a threat not only to other wildlife but also to domestic animals in close vicinity. Continuous surveillance is essential to monitor VBPs in wildlife as a means to enable the assessment of their impact on other wildlife species, domestic animals and human health

FimH Adhesin of Type 1 Fimbriae Is a Potent Inducer of Innate Antimicrobial Responses Which Requires TLR4 and Type 1 Interferon Signalling

Components of bacteria have been shown to induce innate antiviral immunity via Toll-like receptors (TLRs). We have recently shown that FimH, the adhesin portion of type 1 fimbria, can induce the innate immune system via TLR4. Here we report that FimH induces potent in vitro and in vivo innate antimicrobial responses. FimH induced an innate antiviral state in murine macrophage and primary MEFs which was correlated with IFN-β production. Moreover, FimH induced the innate antiviral responses in cells from wild type, but not from MyD88−/−, Trif−/−, IFN−α/βR−/− or IRF3−/− mice. Vaginal delivery of FimH, but not LPS, completely protected wild type, but not MyD88−/−, IFN-α/βR−/−, IRF3−/− or TLR4−/− mice from subsequent genital HSV-2 challenge. The FimH-induced innate antiviral immunity correlated with the production of IFN-β, but not IFN-α or IFN-γ. To examine whether FimH plays a role in innate immune induction in the context of a natural infection, the innate immune responses to wild type uropathogenic E. coli (UPEC) and a FimH null mutant were examined in the urinary tract of C57Bl/6 (B6) mice and TLR4-deficient mice. While UPEC expressing FimH induced a robust polymorphonuclear response in B6, but not TLR4−/− mice, mutant bacteria lacking FimH did not. In addition, the presence of TLR4 was essential for innate control of and protection against UPEC. Our results demonstrate that FimH is a potent inducer of innate antimicrobial responses and signals differently, from that of LPS, via TLR4 at mucosal surfaces. Our studies suggest that FimH can potentially be used as an innate microbicide against mucosal pathogens

Correction to:A two million year record of low-latitude aridity linked to continental weathering from the Maldives (Progress in Earth and Planetary Science, (2018), 5, 1, (86), 10.1186/s40645-018-0238-x)

In the original version of this article (Kunkelova et al. 2018), published on 18 December 2018, there was 1 error in the author name of Dr. Yu

NEXAFS Sensitivity to Bond Lengths in Complex Molecular Materials: A Study of Crystalline Saccharides

Detailed analysis of the C K near-edge X-ray absorption fine structure (NEXAFS) spectra of a series of saccharides (fructose, xylose, glucose, galactose, maltose monohydrate, α-lactose monohydrate, anhydrous β-lactose, cellulose) indicates that the precise determination of IPs and σ* shape resonance energies is sensitive enough to distinguish different crystalline saccharides through the variations in their average C–OH bond lengths. Experimental data as well as FEFF8 calculations confirm that bond length variations in the organic solid state of 10–2 Å can be experimentally detected, opening up the possibility to use NEXAFS for obtaining incisive structural information for molecular materials, including noncrystalline systems without long-range order such as dissolved species in solutions, colloids, melts, and similar amorphous phases. The observed bond length sensitivity is as good as that originally reported for gas-phase and adsorbed molecular species. NEXAFS-derived molecular structure data for the condensed phase may therefore be used to guide molecular modeling as well as to validate computationally derived structure models for such systems. Some results indicate further analytical value in that the σ* shape resonance analysis may distinguish hemiketals from hemiacetals (i.e., derived from ketoses and aldoses) as well as α from β forms of otherwise identical saccharides