Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2016-04-12T11:42:16Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) TESE DIGITAL COM FICHA SEM ASSINAT.pdf: 7130468 bytes, checksum: 91f192851345cb3030b04950f2f04c1e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-12T11:42:17Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) TESE DIGITAL COM FICHA SEM ASSINAT.pdf: 7130468 bytes, checksum: 91f192851345cb3030b04950f2f04c1e (MD5) Previous issue date: 2015-07-03 / INTRODUÇÃO: A avaliação dos limiares dolorosos em pacientes com neuropatias compressivas é de grande utilidade quando se tenta explicar a presença de sintomas generalizados. Sabe-se que no processo de sensibilização periférica a liberação de prostaglandina e bradicinina altera receptores específicos TRPV1 levando a redução do limiar de disparo da fibra nervosa. Essa repetição leva a uma ampliação no campo receptivo cerebral com consequente sensibilização central. A síndrome do túnel do carpo (STC) é a mononeuropatia mais frequentemente diagnosticada, porém os estudos de limiares dolorosos são escassos e não avaliam segundo o grau de comprometimento do nervo. MÉTODOS: Foram avaliadas 160 mulheres divididas em Grupo A) Controle (n=40) e grupo B) pacientes com quadro clínico de síndrome do túnel do carpo (n=120) subdivididas de acordo com o grau de comprometimento neurofisiológico do nervo mediano no punho seguindo a classificação de Pádua em Grupo I (n=20): pacientes com sintomas sugestivos, porém sem confirmação da neuropatia do nervo mediano no punho (NNMP); Grupo II (n=20): NNMP discreta; Grupo III (n=20): NNMP leve; Grupo IV (n= 20): NNMP moderada; Grupo V (n=20): NNMP acentuada; Grupo VI (n=20): NNMP extrema. Realizaram-se algometria de pressão, estudo de condução nervosa, sensibilidade discriminatória entre dois pontos e foi aplicado o questionário de gravidade de sintomas de Boston. A algometria foi realizada em território inervado pelo nervo mediano após a passagem através do túnel do carpo, na região inervada pelo nervo cutâneo palmar, em território inervado pelo nervo ulnar e em áreas proximais ao túnel do carpo. Os valores algométricos em um mesmo grupo seguiram padrão de normalidade (Kolmogorov-Smirnov p <0.05). As comparações entre os grupos foram não-paramétricos (Shapiro- Wilk p= 0.1955) e, portanto, o teste de Kruskal-Wallis foi utilizado e o poshoc de Dunn quando houve diferença significativa. RESULTADOS: Houve diferença extremamente significativa entre o grupo controle e os grupos com NNMP discreta, NNMP leve, NNMP moderada e NNMP acentuada (p<0,0001). Porém, não houve diferença significativa em alguns pontos tanto na presença dos sintomas sem NNMP como na NNMP extrema. Portanto, os limiares reduzem à medida que a patologia se inicia e progride até certo ponto. Quando já não são mais obtidos potenciais sensitivos ou motores nos estudos de condução nervosa, os limiares dolorosos retornam aos valores próximos da normalidade. Sugere-se esse resultado à provável destruição de fibras finas, na qual já pode haver hipoestesia em substituição da hiperalgesia. Quanto à sensibilidade discriminatória entre dois pontos foi observado que quanto mais acentuada a NNMP maiores os valores da sensibilidade discriminatória, havendo diferença significativa entre o controle e os grupos III, IV, V e VI (p<0,0001). Quanto à escala de gravidade de sintomas, as queixas relacionadas à dor e dormência ou formigamento foram mais evidentes nos grupos I, III, IV e V. Enquanto a incapacidade de realizar atividades cotidianas predominou nos grupos III, IV e V. CONCLUSÃO: O limiar para sensação dolorosa é menor em pacientes com síndrome do túnel do carpo, tanto em território inervado pelo nervo mediano como em outras áreas. / INTRODUCTION: Pain threshold evaluation in compressive neuropathy is very useful for explain generalized symptoms. About peripheral sensitization process in the release of bradykinin and prostaglandin alters specific TRPV1 receptors leading to reduction of nerve fiber firing threshold. This repetition leads to a brain receptive field expansion with consequent central sensitization. Carpal tunnel syndrome (CTS) is the most frequently diagnosed mononeuropathy, but painful thresholds studies are scarce and not evaluate according to nerve impairment degree. METHODS: We have evaluated 160 female divided into Group A) Control (n = 40), B) patients with symptoms suggestive of CTS (n = 120) subdivided according to the neurophysiologic impairment of median nerve at the wrist according to Padua classification into Group I (n = 20): patients with symptoms suggestive, but without confirmated wrist median nerve neuropathy (WMNN); Group II (n = 20): Discrete MNNW; Group III (n = 20): Light MNNW; Group IV (n = 20): Moderate MNNW; Group V (n = 20): Severe MNNW; Group VI (n = 20): Extreme MNNW. METHODS: Pressure algometry was held in 320 hands, as well as nerve conduction study and discriminatory sensitivity between two points. The Boston symptom severity questionnaire were applied to the patients. The algometry was held on areas innervated by the median nerve after crossing through the carpal tunnel, palmar cutaneous territory, ulnar cutaneous territory and proximal areas to the carpal tunnel. RESULTS: The algometry values within the same group were normal (Kolmogorov-Smirnov p <0.05). Comparisons between groups were non-parametric (Shapiro-Wilk p = 0.1955) and thus, the Kruskal-Wallis test was used and when there the significant difference pairwise comparisons were performed whit the Dunn test (poshoc). RESULTS: The comparison of algometry data showed extremely significant differences between control group and groups with discrete MNNW, light MNNW, moderate MNNW and severe MNNW (p <0.0001). However, there was no significant difference at some points both in the presence of symptoms without MNNW as in MNNW extreme. Therefore, pain thresholds showed direct relation to MNNW severity to a certain point. When sensory or motor potential were no longer obtained, painful thresholds returned close to normal values. We suggest this result could be due to small fibers destruction, when hyperalgesia would be replaced by hypoesthesia. As for discriminatory sensitivity between two points has been observed higher values were obtained as most affected by MNNW with a significant difference between control group and III, IV, V and VI groups (p <0.0001). As for the scale of severity of symptoms, the complaints with pain and numbness or tingling were more evident in I, III, IV and V groups. About the inability to perform daily activities predominated in III, IV and V groups. CONCLUSION: Pain threshold is lower in patients with carpal tunnel syndrome, either the median nerve innervated area or another areas.

L’oxaliplatine (OXA) est un anticancéreux couramment employé en oncologie, son efficacité étant reconnue en première ligne dans le traitement de nombreux cancers. Cependant, son utilisation est limitée par l’apparition de neuropathies impactant la qualité de vie du patient. Pour identifier et étudier des marqueurs cliniques, plasmatiques et électrochimiques de neuropathie chronique induite par l’oxaliplatine (NPIO), deux études pilotes (LIPIDOXA et CANALOXA) ont été réalisées. Les patients de l’étude LIPIDOXA ont été inclus avant traitement par OXA et ont été évalués avant traitement, tout au long du traitement et six mois après l’arrêt. Entre mai 2014 et juin 2016, 35 patients ont été inclus. L’apparition d’une hypoesthésie thermique a été mise en évidence six mois après arrêt de l’OXA, révélateur d’un processus neurotoxique qui se poursuit même après l’arrêt du traitement. L’étude des marqueurs plasmatiques a révélé, en fin de traitement, une augmentation de la production de prostaglandines E2, un niveau moins élevé de stress oxydant chez les patients souffrant d’une neuropathie de grade 2 ainsi qu’une diminution de la concentration des triglycérides polyinsaturés associée à une tendance à l’augmentation des acides gras libres polyinsaturés. Les patients de l’étude CANALOXA, tous neuropathiques, ont été inclus en cours de traitement par OXA et évalués une seule fois. Entre avril 2016 et mars 2017, 36 patients ont été inclus. Les valeurs des conductances électrochimiques de la peau (ESC) étaient pathologiques pour un tiers des patients. Les valeurs d’ESC étaient bien corrélées avec le score de douleur neuropathique.Ces marqueurs sont cependant peu spécifiques et semblent d’apparition tardive. Aussi, ils sont difficilement utilisables en pratique clinique pour un éventuel suivi de la tolérance neurologique au traitement. Au-delà de l’apport clinique et thérapeutique modéré, ce travail renforce la compréhension de la physiopathologie de la NPIO dans le domaine de la neuropathie à petites fibres, les processus inflammatoires associés et la perturbation du métabolisme lipidique chez le patient traité par oxaliplatine.La complémentarité et les similarités de ces travaux rappellent que la prise en charge du patient doit être globale et conjuguer des éléments variés au sein desquels le patient doit rester au cœur de la gestion de la NPIO. Ce projet de recherche s’inscrit dans une dynamique d’amélioration continue et les résultats des études pilotes constituent une base pour approfondir les travaux. / Oxaliplatin (OXA) is an anti-cancer drug widely used in oncology, its effectiveness is recognized in first-line chemotherapy regimen in many cancers. However, its use is limited by an onset of a disabling peripheral neuropathy with a negative association with quality of life. To identify and study clinical, plasma and electrochemical markers of oxaliplatin-induced chronic neuropathy (OIPN), two pilot studies (LIPIDOXA and CANALOXA) were conducted.Patients in the LIPIDOXA study were included prior to OXA treatment and were evaluated before treatment, during treatment, and six months after discontinuation. Between May 2014 and June 2016, 35 patients were included. The onset of thermal hypoaesthesia was highlighted six months after OXA completion, revealing a neurotoxic process that extends beyond treatment. The study of plasma markers revealed, at the end of treatment, an increase of prostaglandins E2 release, a lower level of oxidative stress in patients suffering from grade-2 neuropathy as well as a decrease in the concentration of polyunsaturated triglycerides associated with a tendency in polyunsaturated free fatty acids increase. The patients in the CANALOXA study, all neuropathic, were included during treatment with OXA and evaluated once. Between April 2016 and March 2017, 36 patients were included. The values of the electrochemical conductances of the skin (ESC) were pathological for one third of patients. ESC values were well correlated with the neuropathic pain score.However, these markers are sparsely specific and seem to be of late onset. Thus, they are are not suitable for a possible monitoring of the neurological tolerance of the treatment in the current care practice. Beyond the moderate clinical and therapeutic contribution, this work strengthens the understanding of the pathophysiology of OIPN in the field of small-fiber neuropathy, the associated inflammatory processes and the disruption of lipid metabolism in the patient treated with oxaliplatin.The complementarity and similarity of this work remind us that the patient care must be global and combine various elements in which the patient must remain at the heart of the management of the OIPN. This project takes part in a dynamic of continuous improvement and the results of these pilot studies constitute the basis for further research in this field.

Der Einsatz von Ex-vivo-Modellen ermöglicht die experimentelle Untersuchung isolierter Organe, die vom Gesamtorganismus unbeeinflusst sind. Für viele Spezies und Organe sind solche Modelle bereits beschrieben. Wird das Organ dabei perfundiert, stehen flusskonstante und druckkonstante Perfusion zur Auswahl. Für den Larynx des Pferdes existiert in der Literatur bisher nur ein einziges flusskonstant perfundiertes Modell. Im Bereich der Pferdemedizin können solche Modelle helfen, neue Behandlungsoptionen der sogenannten recurrent laryngeal neuropathy (RLN) zu entwickeln, bei der es zu einer Atrophie des Musculus cricoarytaenoideus dorsalis (CAD) kommt. Die Studie hatte zum Ziel, ein druckkonstant perfundiertes Ex-vivo-Modell des equinen Larynx zu etablieren, in dessen Fokus insbesondere die Funktionalität des CAD stand. Hierzu wurden in zwei Vorversuchsphasen verschiedene Parameter auf ihre Eignung als Marker für die Vitalität des entnommenen Kehlkopfes getestet. Die ermittelten Parameter wurden dann in den Hauptversuchen verwendet, um die Vitalität des perfundierten Kehlkopfes zu Beginn und am Ende der Perfusion zu untersuchen. Für die Untersuchungen wurden Kehlköpfe von 16 Pferden verwendet. Diese wurden im direkten Anschluss an die Euthanasie frisch entnommen und im Labor an einen Perfusionskreislauf angeschlossen. Hierzu wurde eine modifizierte Tyrode-Lösung beidseits über die Arteria thyroidea cranialis perfundiert. Die Lösung wurde über den gesamten Versuchszeitraum mit Carbogen begast und somit ein pH-Wert von 7,35 bis 7,45 gehalten. Es wurde ein konstanter Perfusionsdruck von 9,81 kPA eingestellt. Im Anschluss an die Adaptationsphase wurden die Vitalitätsparameter zur Überprüfung der Unversehrtheit und Funktionalität der arteriellen Gefäßversorgung und des CAD getestet. Neben der myogenen Autoregulation wurde die Reaktion der Gefäße auf die Zugabe von Noradrenalin (NA), Nitroprussid (NO) und Papaverin (Papa) als Vasokonstriktor (NA) und Vasodilatatoren (NO, Papa) ermittelt. Des Weiteren wurde die Kontraktilität und Funktionalität des CAD durch Messung des intramuskulären Druckes nach elektrischer Stimulation überprüft. Zusätzlich wurden aus dem Perfusat Proben zur Messung von Laktat und der Aktivität der Laktat-Dehydrogenase (LDH) zu drei Zeitpunkten entnommen. Für die statistische Auswertung wurden eine einfache ANOVA mit wiederholten Messungen sowie der Holm-Sidak-Test als Post-hoc-Test im Falle signifikanter Unterschiede verwendet. Dabei wurde eine Wahrscheinlichkeit von p < 0,05 als statistisch signifikant angenommen. Im Hauptversuch konnten an n = 5 Kehlköpfen Perfusionen über einen Zeitraum von 352 ± 18,59 Minuten durchgeführt werden. Die myogene Autoregulation zu Beginn der Perfusion war bei drei Kehlköpfen und zum Ende der Perfusion bei vier Kehlköpfen sichtbar. Auf die Zugabe von NA reagierten am Beginn der Perfusion vier Kehlköpfe und am Ende der Perfusion alle fünf Kehlköpfe mit einer Vasokonstriktion. NO erzeugte am Versuchsbeginn bei vier Kehlköpfen eine Vasodilatation. Die Zugabe von NO und Papa führte am Versuchsende in allen Fällen zu einer Vasodilatation. Die Kontraktilität des CAD nach elektrischer Stimulation konnte in allen Fällen am Versuchsbeginn und Versuchsende gemessen werden. Bei Überprüfung der Funktionalität des CAD zeigten sich insgesamt heterogene Messergebnisse. Im Verlauf der Perfusion stiegen sowohl die Konzentration des Laktats als auch die Aktivität der LDH statistisch signifikant an, lagen aber beide im Bereich der für das Pferd in der Literatur beschriebenen Normwerte. Die vorliegende Arbeit beschreibt erstmalig die Etablierung eines druckkonstant perfundierten Ex-vivo-Modells des equinen Larynx. Über verschiedene Vitalitätstests wurde die Intaktheit und Funktionalität des perfundierten Kehlkopfes überprüft. Die myogene Autoregulation hat sich als sinnvoller aber störanfälliger Test erwiesen. Die Applikation vasoaktiver Substanzen zur Überprüfung der Funktionalität der arteriellen Gefäße hat sich als sehr zuverlässig gezeigt. Der Test auf Kontraktilität des CAD hat sich als Vitalitätsparameter mit geringer Aussagekraft gezeigt. Der Test auf Funktionalität des CAD hingegen hatte eine höhere Aussagekraft über die Vitalität des entnommenen Kehlkopfes, zeigte aber auch interindividuelle Schwankungen. Das in der vorliegenden Arbeit beschriebene Ex-vivo-Modell stellt eine solide Grundlage für weitere Untersuchungen auf dem Gebiet der Kehlkopflähmung dar.

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Die Charcot Marie Tooth Erkrankung Typ 1A (CMT1A) stellt die häufigste Unterform aller hereditären Neuropathien dar (Skre, 1974). Es handelt sich hierbei um eine autosomal- dominant vererbte Erkrankung beruhend auf einer Duplikation des Abschnittes auf Chromosom 17, welche das Gen für das periphere Myelinprotein 22kDa beinhaltet. Diese Duplikation resultiert in einer erhöhten Gendosis des pmp22, durch welche es zu einer verstärkten Bildung des Peripheren Myelin Proteins 22kDa unter anderem in Schwannzellen kommt. Es ist noch nicht abschließend geklärt in wieweit diese erhöhte Expression zu der fortschreitenden Demyelinisierung und einer fehlgesteuerten Remyelinisierung peripherer Nerven führt. Die zugrundeliegenden Pathomechanismen sind Gegenstand aktueller Forschung. Bei der CMT1A sind sowohl die efferenten als auch die afferenten Nerven betroffen. Durch die im Anschluss an demyelinisierende Prozesse stattfindende fehlgesteuerte Remyelinisierung zur Kompensation der Schädigung kommt es zu einer Verdickung der Nerven mit einer typischen Bildung von Zwiebelschalen. Diese entstehen durch die konzentrische Anlagerung überzähliger, Promyeliniserenden Schwannzellen. Im Verlauf kommt es bei einer demyelinisierenden Erkrankung auch zu einem Untergang der zugehörigen Neuronen. Klinisch imponieren diese neurodegenerativen Veränderungen als eine distal betonte, langsam progrediente Muskelschwäche und - atrophie mit variabler Ausprägung. Zusätzlich können bei den Patienten sensible Ausfälle und Schmerzen auftreten. Die klinische Manifestation ist durch das Ausmaß der Demyelinisierung und des darauffolgenden Axonverlusts bestimmt. Die Duplikation des Genes PMP22 führt bei unterschiedlichen Patienten trotz identischer genetischer Ursache zu einer starken Variabilität der Ausprägung der klinischen Symptome. Diese, und ebenfalls Unterschiede in Erstmanifestationsalter und Krankheitsverlauf, zeigen sich sogar innerhalb von Familien und bei eineiigen Zwillingen. Der ursächliche Pathomechanismus dieser Variabilität ist unbekannt. Aktuell wird der Schweregrad der Erkrankung eines Patienten meist anhand des CMT Neuropathie Scores ermittelt und abgebildet. In der klinischen Beurteilung ist eine schleichende Verschlechterung zu beobachten. Diese langsame Progression der Erkrankung zeigte sich, auch im Rahmen klinischer Studien, in einer Veränderung des CMTNS von ca. 0,23- 0,68 Punkten pro Jahr (Verhamme et al., 2009, Shy et al., 2008, Micallef et al., 2009, Pareyson et al., 2011). Durch die Erkrankung hervorgerufene motorische Einschränkungen äußern sich im Alltag durch eine verminderte Feinmotorik. Die verstärkte Atrophie der Extensoren im Vergleich zu den Flexoren führen zu einem Steppergang oder einem Schleifen der Füße, resultieren aber nur selten in einer absoluten Gehbehinderung. Die Erkrankung verläuft nicht letal. Aktuelle Studien zeigten allerdings bei CMT1A Patienten/innen mit einem langen Krankheitsverlauf eine verminderte Lebenserwartung (Vaeth et al., 2017). Die Ursache hierfür konnte aktuell noch nicht geklärt werden. Trotz intensiver Forschung gibt es noch keine wirksame kausale Therapie. Einige Substanzen (z.B. Ascorbinsäure, Onapriston, Neurotrophin-3 oder PXT3003) zeigten in Tiermodellen vielversprechende Ergebnisse. Teilweise fand bereits eine Erprobung der Substanz in humanen Studien statt. Leider erreichte bisher keine der untersuchten Substanzen ausreichend gute Ergebnisse bei einer vertretbaren klinischen Sicherheit, um eine Zulassung für die Behandlung von CMT1A zu erlangen. Eine Studie mit Ascorbinsäure, welche im Tiermodell zur Verbesserung der Myelinisierung führen konnte, zeigte bei klinischen Studien am Menschen keine signifikanten Veränderungen des klinischen Krankheitsverlaufs. Einige weitere Substanzen, welche bereits in Voruntersuchungen gute Resultate zeigten, befinden sich zurzeit in klinischer Erprobung bei CMT1A Patienten. Es könnte postuliert werden, dass eine fehlende Signifikanz in klinischen Studien auch durch die Schwierigkeiten bei der Zusammenstellung einer geeigneten Patientenkohorte, begründet liegt. Einerseits steht auf Grund der geringen Prävalenz der Neuropathie jedem Zentrum nur ein kleines Patientenkollektiv zur Verfügung. Andererseits besteht durch die beschriebene Variabilität der Erkrankung eine weitere Herausforderung darin, homogene und vergleichbare Kohorten zu bilden. Hinzu kommt, dass der bislang in der klinischen Routine verwendete CMTNS, in der Auswertung von durchgeführten Studien teilweise eine geringe Sensitivität zeigte und die einzelnen Parameter Ceiling Effekte im oberen und unteren Bereich der Skala aufwiesen. All diese Parameter einzeln und in Kombination ergeben erschwerte Rahmen- bedingungen für eine erfolgreiche Erforschung von wirksamen Therapien für die CMT1A. Wie auch beim Menschen zeigte sich auch bei dem am häufigsten verwendeten Tiermodell der CMT Ratte (Sereda et al., 1996) eine Variabilität der Krankheitsausprägung und des Manifestationszeitpunktes. Bei anderen Erkrankungen werden bereits erfolgreich Biomarker zur genauere Beurteilung der Erkrankungsschwere eingesetzt. Für CMT1A existieren bisher keine derartigen Biomarker in der klinischen Routine. Daher wurden zur Identifikation in einer ersten Studie Hautbiopsien von CMT1A Ratten untersucht. Mittels mRNA Genexpressions- analysen konnten hierbei sechs potenzielle Biomarker gefunden werden, welche sich auch in einer kleinen Kohorte von humanen CMT1A Patienten/innen für die Eignung als diagnostisches Mittel bestätigen ließen (Fledrich et al., 2012). In der vorliegenden Forschungsarbeit wurde eine weitere Validierung der potenziellen Biomarker zur Diagnostik der Krankheitsschwere durchgeführt. Zusätzlich wurden weitere Marker analysiert, die Hinweise auf den Verlauf der Progression liefern können. Die Validierung erfolgte in einem ersten Schritt an einer paneuropäischen und amerikanischen Kohorte von insgesamt 266 genetisch gesicherten, klinisch gut charakterisierten Patienten mit CMT1A. Für die mRNA Expressionsanalyse wurden Gene analysiert, welche in einer, dieser Dissertation vorangegangenen Untersuchung bei CMT1A Patienten und im Tiermodell eine signifikant veränderte Expressionen aufwiesen (ANPEP, BGN, CDA, CTSA, CRISP3, ENPP1, FN1, FN3KRP, GRIA1, GSTT1, GSTT2, GSTA4, MUCL1, PPARG, SPRR1A und NRG1-I). Den für diese Studie ausgewählten Patienten wurde eine Hautbiopsie an der Fingerkuppe entnommen, mRNA extrahiert, aufbereitet und mithilfe quantitativer Realtime- PCR analysiert. Die Ergebnisse der Expressionsanalysen wurden mittels stabiler Housekeeping Gene und Kallibratoren normalisiert und bezüglich der klinischen Parameter wie Alter, BMI, Geschlecht und untersuchendes Zentrum kontrolliert ausgewertet. Die Expressionsergebnisse wurde mit den aktuell verwendeten klinischen Scores als Marker für die Krankheitsschwere korreliert. Dabei wurden sowohl der ursprüngliche Neuropathie Score für CMT, seine Erweiterungen und Subscores sowie weitere klinische Parameter, wie beispielweise der 9HPT oder der T10MW verwendet. In vorherigen Untersuchungen hatten sich variierende Sensitivitäten der einzelnen Parameter der Scores gezeigt. Daher wurden die Untersuchungsparameter einzeln und in unterschiedlichen Kombination analysiert. Von den 16 untersuchten potenziellen Biomarker zeigten acht Gene (CDA, CTSA, GRIA1, ENPP1, ANPEP, FN3KRP, GSTT2 und PPARG) eine signifikante Korrelation mit der Erkrankungsschwere. Mit einer Sensitivität von 90% und einer Spezifität von 76,1% kann die Kombination dieser acht Gene die Patienten anhand ihres Schweregrades in mild, moderat und schwer betroffen einteilen. Um anschließend die Biomarker für eine Progressionsdetektion zu validieren, erfolgte in einer kleineren Patientenkohorte nach einem Zeitraum von zwei bis drei Jahren eine zweite klinische Untersuchung und erneute Biopsieentnahme. Die klinische Progression der Patienten/innen wurde auch hier durch einen erhöhten CMTNS Punktwert oder die Veränderung von sekundären Parametern ermittelt. Sechs Gene (CDA, CTSA, ENPP1, GSTT2, PPARG und NRG1-I) zeigten eine signifikante Veränderung Ihrer Expression über den untersuchten Zeitraum. Die Kombination dieser sechs Gene korreliert signifikant mit der Veränderung der Erkrankungsschwere, welche durch die Veränderung des CMTNS abgebildet wird. Es zeigte sich eine Sensitivität von 63,2% und eine Spezifität von 100%. Insgesamt konnte bestätigt werden, dass Genexpressionsanalysen aus Hautbiopsien und die daraus identifizierten Biomarker für die Bestimmung der Krankheitsschwere geeignet sind. Gleichzeitig konnte gezeigt werden, dass die kutane Expression von individuellen Genen über den definierten Zeitraum eine signifikante Veränderung aufweist, welche mit dem Verlauf der Erkrankung korreliert und damit ebenfalls einen geeigneten Marker für die Progression der Erkrankung bilden kann. Die fünf Gene (CDA, CTSA, ENPP1, GSTT2, PPARG), die sowohl bei der Erkrankungsschwere- als auch bei der Progressionsbeurteilung identifiziert werden konnten, stellen damit ein aussichtsreiches Set von Biomarkern dar, welche im Verlauf im klinischen Alltag und in Studien weiter validiert werden sollten. In Zukunft kann die Implementierung geeigneter Biomarker in klinische Studien entscheidend dazu beitragen, die Entwicklung von erfolgreichen Therapien zu ermöglichen und weiter voranzutreiben.

yes / Confocal microscopy is employed as a fast and non-invasive way to capture a sequence of images from different layers and membranes of the cornea. The captured images are used to extract useful and helpful clinical information for early diagnosis of corneal diseases such as, Diabetic Peripheral Neuropathy (DPN). In this paper, an automatic corneal subbasal nerve registration system is proposed. The main aim of the proposed system is to produce a new informative corneal image that contains structural and functional information. In addition a colour coded corneal image map is produced by overlaying a sequence of Cornea Confocal Microscopy (CCM) images that differ in their displacement, illumination, scaling, and rotation to each other. An automatic image registration method is proposed based on combining the advantages of Fast Fourier Transform (FFT) and phase correlation techniques. The proposed registration algorithm searches for the best common features between a number of sequenced CCM images in the frequency domain to produce the formative image map. In this generated image map, each colour represents the severity level of a specific clinical feature that can be used to give ophthalmologists a clear and precise representation of the extracted clinical features from each nerve in the image map. Moreover, successful implementation of the proposed system and the availability of the required datasets opens the door for other interesting ideas; for instance, it can be used to give ophthalmologists a summarized and objective description about a diabetic patient’s health status using a sequence of CCM images that have been captured from different imaging devices and/or at different times

Chemotherapy Induced Peripheral Neuropathy (CIPN) is known to impact negatively on patients' quality of life. It has been reported that these patients tend to have sensitivity thresholds to stimuli, such as pain and temperature, that are different from those of normal subjects. The effect of chemotherapeutic agents on the central nervous system (CNS) has been observed; however, most of the mechanisms involved are not exactly understood. A quantitative investigation into the temperature sensitivity changes in the spinal cords and brains of chemotherapy patients would provide important information in understanding the side effects of this treatment modality. In the first part of the project, the temperature perceptional changes in terms of brain activation patterns of the chemotherapy patients with CIPN are studied using brain function MRI. In the second part of the project, the structural changes of the brain and spinal cord of chemotherapy patients with CIPN are studied using diffusion tensor imaging (DTI). High b-value (b = 1500 s/mm2) and low b-value (b=650 s/mm2) settings will be use during the spinal cord DTI scans. Due to the sample size limitation, no comparison between healthy volunteers and CIPN patients can be done based on the existing temperature fMRI data. However, the developed temperature fMRI protocol shows good reliability in detecting temperature response. Based on the spinal cord DTI result using b = 1500 s/mm2, decrease in FA value has been observed. The corresponding FA values of CIPN patient and healthy volunteers are 0.28±0.10 and 0.41±0.02 , respectively. (t-test = 2.63 >2.447, p=0.05 level of significant) However, no significant difference is observed in other diffusion parameters. This results also suggests that application of high b-value setting is more suitable as it is better at detecting diffusion at microstructure. / Thesis / Doctor of Philosophy (PhD)

Treatment-induced neuropathy in diabetes (TIND) is defined by the occurrence of an acute neuropathy within 8 weeks of an abrupt decrease in glycated hemoglobin-A1c (HbA1c). The underlying pathogenic mechanisms are still incompletely understood with only one mouse model being explored to date. The aim of this study was to further explore the hypothesis that an abrupt insulin-induced fall in HbA1c may be the prime causal factor of developing TIND. BB/OKL (bio breeding/OKL, Ottawa Karlsburg Leipzig) diabetic rats were randomized in three groups, receiving insulin treatment by implanted subcutaneous osmotic insulin pumps for 3 months, as follows: Group one received 2 units per day; group two 1 unit per day: and group three 1 unit per day in the first month, followed by 2 units per day in the last two months. We serially examined blood glucose and HbA1c levels, motor- and sensory/mixed afferent conduction velocities (mNCV and csNCV) and peripheral nerve morphology, including intraepidermal nerve fiber density and numbers of Iba-1 (ionized calcium binding adaptor molecule 1) positive macrophages in the sciatic nerve. Only in BB/OKL rats of group three, with a rapid decrease in HbA1c of more than 2%, did we find a significant decrease in mNCV in sciatic nerves (81% of initial values) after three months of treatment as compared to those group three rats with a less marked decrease in HbA1c <2% (mNCV 106% of initial values, p 0.01). A similar trend was observed for sensory/mixed afferent nerve conduction velocities: csNCV were reduced in BB/OKL rats with a rapid decrease in HbA1c >2% (csNCV 90% of initial values), compared to those rats with a mild decrease <2% (csNCV 112% of initial values, p 0.01). Moreover, BB/OKL rats of group three with a decrease in HbA1c >2% showed significantly greater infiltration of macrophages by about 50% (p 0.01) and a decreased amount of calcitonin gene related peptide (CGRP) positive nerve fibers as compared to the animals with a milder decrease in HbA1c. We conclude that a mild acute neuropathy with inflammatory components was induced in BB/OKL rats as a consequence of an abrupt decrease in HbA1c caused by high-dose insulin treatment. This experimentally induced neuropathy shares some features with TIND in humans and may be further explored in studies into the pathogenesis and treatment of TIND.

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