Ulm, Univ. Diss., 2006.

Das severe acute respiratory syndrome Coronavirus (SARS-CoV) ist ein hochpathogenes Virus, dessen zoonotischer Eintrag in die Bevölkerung eine substantielle Gesundheitsgefahr darstellt. Die Identifizierung von Wirtszellfaktoren, die für die SARS-CoV-Ausbreitung und Pathogenese wichtig sind, könnte neue Ansatzpunkte für die Therapie liefern. Das SARS-CoV-Oberflächenprotein Spike (S) bindet an den zellulären Rezeptor angiotensin converting Enzyme 2 (ACE2) und vermittelt den viralen Eintritt in Zielzellen. Die Spaltung und Aktivierung des S Proteins durch Wirtszellproteasen ist für den infektiösen, S Protein-vermittelten Zelleintritt von SARS-CoV essentiell. Die Typ II Transmembranserinproteasen (TTSPs) TMPRSS2 und HAT spalten und aktivieren das S Protein, zumindest nach gerichteter Expression in Zelllinien. Ob diese Enzyme in der menschlichen Lunge, den Zielzellen der SARS-CoV-Infektion, exprimiert werden, war jedoch unklar und sollte im Rahmen der vorliegenden Arbeit untersucht werden. TMPRSS2 und HAT spalten auch den viralen Rezeptor ACE2 und es wurde postuliert, dass die ACE2-Spaltung den viralen Eintritt erhöht. Der zugrundeliegende Mechanismus war jedoch nicht bekannt und sollte innerhalb der vorliegenden Arbeit aufgeklärt werden. Es konnte gezeigt werden, dass TMPRSS2 und HAT zusammen mit ACE2 in Epithelzellen des Respirationstrakts exprimiert werden. Die Proteasen könnten daher die Ausbreitung von SARS-CoV im Lungenepithel fördern. Weiterhin wurde eine Aminosäuresequenz in ACE2 identifiziert, die für die Prozessierung durch TMPRSS2 und HAT essentiell ist. Die funktionelle Analyse von ACE2- Mutanten zeigte, dass die Spaltung in diesem Bereich infektionsverstärkend wirkt. Immunfluoreszenz-Studien erbrachten Hinweise darauf, dass die Verstärkung der Infektion auf eine erhöhte Aufnahme von Virus-Partikeln in die Zelle zurückzuführen ist. Schließlich konnte demonstriert werden, dass TMPRSS2 und eine weitere zelluläre Protease, A Disintegrin And Metalloproteinase 17 (ADAM17), um die ACE2-Spaltung konkurrieren und die ADAM17- Spaltstelle in ACE2 konnte kartiert werden. Die ACE2-Spaltung durch ADAM17 war jedoch für den S Protein-getriebenen Zelleintritt verzichtbar. Zusammenfassend zeigen diese Untersuchungen, dass TMPRSS2 und HAT die SARS-CoV-Infektion durch Spaltung von S Protein und Rezeptor fördern. Die Proteasen stellen daher mögliche Angriffspunkte für die antivirale Intervention dar.

Die Kaiserschnittrate erhöhte sich in den letzten Jahrzehnten in zahlreichen geburtshilflichen Kliniken. Diese Entwicklung ist problematisch, weil damit eine erhöhte pulmonale Morbidität der Neugeborenen verbunden sein kann. Die vor­ liegende Arbeit untersucht die Anpassung von späten Frühgeborenen (34,0–36,6 SSW) und 2 Gruppen von reifen Neugeborenen (37,0–37,6 und 40,6–40,6 SSW) in einem Level 1 Zentrum in Abhängigkeit vom Geburtsmodus. Eingeschlos­ sen wurden primär gesunde Kinder, die im Verlauf eines Jahres geboren wurden. Ausge­ schlossen wurden Kinder mit nachgewiesener angeborener Anomalie und Kinder mit einer schweren Anpassungsstörung (Apgar 5‘<6). Die Kaiserschnittrate lag bei 22% und war am höch­ sten bei späten Frühgeborenen (39%) im Ver­ gleich zu Kindern der 37. (30 %) und der 40. SSW (11%). Die Rate der Kinder, die mit CPAP behan­ delt werden mussten fiel von 88 % in der 34. SSW auf 17% in der 37. und 8% in der 40. SSW. Kinder nach Kaiserschnitt mussten im Vergleich zur spontan geborenen Kindern signifikant häufiger mit CPAP therapiert werden (50 vs. 12%). Dieser Unterschied war für späte Frühgeborene deutlich (82 vs. 36 %) und lag niedriger bei in der 37. (33 vs. 9 %) und 40. (26 vs. 6 %) SSW geborenen Kindern. Der deutlichste Unterschied fiel bei in der 36. SSW geborenen Kindern auf (66 vs. 9%). Die Ergebnisse der Analyse dokumentieren, dass ein Kaiserschnitt bei primär gesunden Kindern zu einer schlechteren respiratorischen Anpassung führt. Dies gilt besonders, jedoch nicht nur, für späte Frühgeborene und dort besonders für Kinder, die in der 36. SSW geboren werden. Die weltweit wachsende Rate von Kaiserschnittent­ bindungen sollte immer wieder kritisch hinter­ fragt werden. Eine Kaiserschnittentbindung ohne klare Indikation führt zu einer erhöhten Rate an respiratorischen Anpassungsstörungen, zur neo­ natologischen Aufnahme der Kinder und damit verbunden zu einer Störung der Mutter­Kind­Bindung, sowie zu einer unnötigen finanziellen Belastung des Gesundheitssystems. Es ist zu wünschen, dass die Daten der Studie benutzt werden, um in der Diskussion zwischen Eltern, Geburtshelfern und Neo­ natologen immer den besten Geburtsweg für das Kind zu finden. / The rates of delivery by Cesarean section (CS) have been trending upwards in recent decades, perhaps leading to higher rates of dysfunction in respiratory adaptation in newborns. We present epidemiological data for pulmonary adaptation by mode of delivery for healthy late preterm and term infants born at a regional tertiary care center. The overall CS rate was 22 % with the lar­ gest proportion of these in late preterms (39%). This drops to 30% in infants born after 37 weeks gestation and to 11% for those born after 40 weeks. Infants needing respiratory support de­ creased significantly as gestational age increased: 88% at 34 weeks, 67% at 35 weeks, 28% at 36 weeks, 17% at 37 weeks and 8% at 40 weeks. The risk of respiratory morbidity following CS as compared to vaginal delivery (VD) was substan­ tially higher. 50% of infants born by CS needed respiratory support compared to only 12% fol­ lowing VD. 82% of all late preterm infants born by CS developed respiratory morbidity compared to 36 % following VD. Comparable data for infants born after 37 and 40 weeks gestation were 33% compared to 9 % and 26 % compared to 6 % respec­ tively. Late preterm infants born after 36 weeks gestation showed the most marked difference by mode of birth with 66 % needing respiratory sup­ port following CS as compared to only 9 % follow­ ing VD. Our data could be useful in counselling parents about risk associated with delivery by Cesarean section. A critical view should be taken of increasing CS rates worldwide because of a clear correlation in increased morbidity in infants, especially late preterm infants.

Die vorliegende Arbeit untersuchte die Entwicklung nieder-und hochfrequenter rhythmischer kardiorespiratorischer gesunder Säuglinge. An 15 Probanden erfolgten im Schlaf im ersten Lebenshalbjahr jeweils 13 Messungen mit EKG-Ableitung und induktionsplethysmographischer Registrierung der thorakalen Atemexkursion. Schlafstadienbezogen erfolgten: · die Messung der Amplitude der respiratorischen Sinusarrhythmie (RSA), · die Bestimmung der größten negativen Korrelation zwischen Atemsignal und Herzperiodendauer-Zeitreihe (Kreuzkorrelationskoeffizient, KKK) mit der dazugehörigen Phasenverschiebung mittels Berechnung der Kreuzkorrelationsfunktion und · die Auswertung der Kohärenzspektren von Atmung und Herzaktion. RSA und KKK im ruhigen Schlaf nehmen im Verlauf des ersten Lebenshalbjahres zu. Der Verlauf ist nicht geradlinig, sondern weist signifikante Minima in den ersten Lebenstagen und am Ende der dritten Lebenswoche auf. Die Phasenverschiebung zwischen Atmung und RSA zeigt im ruhigen Schlaf Maxima am 7. und 21. Lebenstag ohne deutlichen Trend innerhalb des Beobachtungszeitraumes. RSA und KKK sind vom ersten Lebenstag an mit Atemfrequenz und Herzfrequenz negativ korreliert. RSA und KKK sind schlafstadienabhängig. Im Gegensatz zum ruhigen Schlaf konnte im aktiven Schlaf weder eine meßbare RSA, noch ein signifikanter KKK gefunden werden. Im Kohärenzspektrum waren jedoch ab dem 150. Lebenstag auch im aktiven Schlaf signifikante gemeinsame Rhythmen im Atemfrequenzbereich nachweisbar. Mit Hilfe der Kohärenzspektren konnten gemeinsame niederfrequente Rhythmen in Atmung und Herzaktion nur in 5.1 % aller Messungen im ruhigen Schlaf und nur in 3.1 % im aktiven Schlaf nachgewiesen werden. Die untersuchten Parameter der Interaktion von Atmung und Herzfrequenz Neugeborener unterscheiden sich von denen Erwachsener in den Absolutwerten. Für RSA und Phasenverschiebung konnte zeigte sich jedoch, daß sich die Werte Erwachsener und Neugeborener nur an verschiedenen Punkten einer gemeinsamen "Arbeitskurve" befinden. Die Ergebnisse lassen auf eine schon zum Zeitpunkt der Geburt vorhandene Reife der kardiorespiratorischen Interaktion schließen. / In the present paper the development of rhythmic cardiorespiratory interactions in low and high frequency ranges were investigated in healthy infants. Data come from a longitudinal study of 14 infants, who were examined for 13 times during sleep during the first 6 months of live. The electrocardiogram and the thoracic respiratory effort were recorded. For quiet and active sleep the following parameters of cardiorespiratory interaction were analysed: · the amplitude of respiratory sinus arrhythmia (RSA), · the highest negative correlation (KKK) and the corresponding phase delay between respiratory signal and time series of heart period duration by means of calculating the cross correlation function and · the coherence in the low and high frequency range. RSA and KKK increase in the first 6 months of live. The course is not linear and has maxima in the first days and at the end of third week. The phase delay shows maxima at 7 th and 21 st day. RSA and KKK are negatively correlated with the respiratory rate and the heart rate from the first day of life up to the 6 th month of life. RSA and KKK depend on sleep state. In opposition to quiet sleep in active sleep neither a measurable RSA nor a significant KKK were found. Contrary, the coherence spectra showed common rhythms in the frequency range of the respiratory rate in the 5 th and 6 th month during active sleep. In the low frequency range common rhythms were observed only seldom, i.e. in 5.1 % of all measurements during quiet sleep and in 3.1 % during active sleep. The analysed parameters of cardiorespiratory interaction of newborns are different from that of adults regarding the absolute values. However the data suggest that the values of newborns and adults represent only different adjustments of a comparable control system. The results indicate a mature cardiorespiratory interaction in healthy newborns.

In dieser Arbeit wurden Vektorimpfstoffe auf der Basis rekombinanter Vacciniaviren hinsichtlich ihrer Eignung zur Immunisierung gegen Infektionen mit Respiratorischen Synzytialviren (RSV) untersucht. Hierfür standen genetisches Material und Viruspräparationen des Respiratorischen Synzytialvirus des Rindes (BRSV, Stamm Odijk) sowie des Respiratorischen Synzytialvirus des Menschen (HRSV, Subtyp A2) sowie rekombinante Vacciniaviren MVA-HRSV-F bzw. MVA-HRSV-G zur Verfügung. Rekombinante MVA-Viren, welche die Gene der BRSV-Oberflächenproteine G und F (MVA-BRSV-F, MVA-BRSV-G, MVA-BRSV-Gneu), sowie Viren in welchen die Fremdgensequenzen durch Deletion wieder entfernt sind (Revertante Viren MVA-∆BRSV-F und MVA-∆BRSV-G), wurden gentechnologisch hergestellt. Alle rekombinanten MVA-Viren wurden molekular-virologisch charakterisiert und dienten zur Gewinnung und Prüfung von Testimpfstoffen im Tiermodell. Die Untersuchungen zeigen: 1. Alle neu konstruierten rekombinanten MVA-BRSV-Viren produzierten nach Infektion von Zellkulturen die erwünschten Zielantigene, die BRSV-Glykoproteine F und G. Für das durch MVA-Expression hergestellte BRSV-F-Glykoprotein konnte außerdem die biologische Funktionalität in einem Fusionstest in infizierten HeLa-Zellen nachgewiesen werden. 2. Die Charakterisierung der Genome aller MVA-BRSV- sowie MVA-HRSV-Vektorviren bestätigte die exakte Insertion der Fremdgensequenzen im anvisierten Genombereich und zeigte die genetische Stabilität der Virusisolate nach Passagierung. 3. Bei der Untersuchung des Wachstumsverhaltens von MVA-BRSV-F und MVA-BRSV-G zeigte sich die eingeschränkte Vermehrungsfähigkeit des Virus MVA-BRSV-G. Die Konstruktion und Untersuchung der revertanten Viren MVA-∆BRSV-F und MVA-∆BRSV-G belegte die Koproduktion des G-Proteins als Ursache des verminderten Replikationsvermögens. Dieser für ein mögliches Impfvirus erhebliche Nachteil konnte durch die Verwendung eines moderateren Vacciniavirus-Promotors zur Fremdgenexpression (rekombinantes Virus MVA-BRSV-Gneu) behoben werden. 4. Die Prüfung von Testimpfstoffen auf der Grundlage der rekombinanten MVA-HRSV-Viren in einem Maus-HRSV-Infektionsmodell zeigte, dass MVA-HRSV-Impfstoffe, im Gegensatz zu Impfstoffen aus mit Formalin-inaktiviertem HRSV, Immunantworten mit einem ausgewogenen TH1/TH2-assoziierten Zytokinprofil induzierten. Eine infolge von Immunisierung verstärkte Einwanderung eosinophiler Zellen (Marker für Immunpathogenese) in die Lungen HRSV-infizierter Tiere, konnte nach MVA-Impfung nicht beziehungsweise in nur sehr geringem Ausmaß festgestellt werden (OLSZEWSKA et al. 2004). 5. Wichtige erste Daten hinsichtlich der Verträglichkeit, Immunogenität und Schutzwirkung rekombinanter Impfstoffe auf der Basis von MVA-BRSV-F und MVA-BRSV-G konnten in einem Kälber BRSV-Infektionsmodell erhoben werden. Die zweimalige Immunisierung mit MVA-Impfstoff verlief bei allen Tieren ohne feststellbare Nebenwirkungen und die Anregung Vaccinia- bzw. BRSV-F-spezifischer Antikörper bestätigte die Immunogenität der Vektorvakzinen. Schließlich belegten klinische Daten, insbesondere die fehlende Fieberreaktion bei Impflingen nach BRSV-Belastungsinfektion, die Schutzwirkung der MVA-BRSV-Impfstoffe. Insgesamt unterstützen die erzielten Ergebnisse dieser Arbeiten die weitere präklinische und klinische Untersuchung von MVA-Vektorimpfstoffen zur wirksameren und sichereren Bekämpfung von Infektionen mit Respiratorischen Synzytialviren. / This study investigated vector vaccines based on recombinant vaccinia virus MVA for their suitability to immunize against infections with respiratory syncytial viruses. Genetic material and virus stocks of bovine respiratory syncytial virus (BRSV, Strain Odijk) and human respiratory syncytial virus (HRSV, Strain A2) and recombinant vaccinia viruses MVA-HRSV-F and MVA-HRSV-G were provided and used in this study. The project work included the genetical engineering of recombinant MVA expressing gene sequences encoding the BRSV surface proteins G and F (MVA-BRSV-F, MVA-BRSV-G, MVA-BRSV-Gneu) and the secondary generation of mutant viruses in which recombinant gene sequences have been removed (revertant viruses MVA-∆BRSV-F, MVA-∆BRSV-G). All recombinant MVA were carefully characterized in in vitro experiments and served for generation of vaccine preparations being tested in animal model systems. The investigations demonstrate: 1. All recombinant MVA-BRSV viruses produced the target antigens (BRSV-F and -G proteins) upon tissue culture infections. Functional activity of BRSV-F protein was demonstrated in a cell fusion assay using virus-infected HeLa cells. 2. The characterization of the genomes of all MVA recombinant viruses confirmed the correct insertion of foreign gene sequences into the target site of the MVA genome and demonstrated the genetic stability of the vector viruses upon tissue culture passage. 3. In vitro studies on virus growth revealed a reduced replicative capacity of the recombinant virus MVA-BRSV-G. Construction and growth analysis of revertant viruses MVA-∆BRSV-F and MVA-∆BRSV-G demonstrated that over expression of BRSV-G protein caused this replication deficiency which could be avoided by using a more moderate vaccinia virus promoter for transcriptional control of recombinant gene expression (recombinant virus MVA-BRSV-Gneu). 4. Upon characterization in a mouse-HRSV challenge model candidate vaccines based on recombinant MVA-HRSV viruses, in contrast to formalin inactivated HRSV, and induced a well balanced TH1 and TH2 cytokine profile. In addition, none of the MVA-HRSV-F vaccinated animals and only two of the MVA-HRSV-G immunized mice showed low-level eosinophilia in the lungs after HRSV challenge infection (OLSZEWSKA et al. 2004). 5. Vaccination experiments in the calf-BRSV challenge model generated first relevant data on safety, immunogenicity and protective capacity of MVA-BRSV recombinant vaccines. The repeated application of MVA vaccine was well tolerated by all vaccinated animals and the induction of vaccinia- and BRSV-F-specific antibody responses confirmed the immunogenicity of the MVA vector vaccines. Moreover, clinical data (lack of fever response in vaccines) suggested the protective capacity of MVA-BRSV immunization upon BRSV challenge. The obtained results from these studies clearly support further preclinical and clinical evaluation of recombinant MVA candidate vaccines to immunize against disease caused by RSV infections in cattle and humans.

Die Kaiserschnittrate erhöhte sich in den letzten Jahrzehnten in zahlreichen geburtshilflichen Kliniken. Diese Entwicklung ist problematisch, weil damit eine erhöhte pulmonale Morbidität der Neugeborenen verbunden sein kann. Die vor­ liegende Arbeit untersucht die Anpassung von späten Frühgeborenen (34,0–36,6 SSW) und 2 Gruppen von reifen Neugeborenen (37,0–37,6 und 40,6–40,6 SSW) in einem Level 1 Zentrum in Abhängigkeit vom Geburtsmodus. Eingeschlos­ sen wurden primär gesunde Kinder, die im Verlauf eines Jahres geboren wurden. Ausge­ schlossen wurden Kinder mit nachgewiesener angeborener Anomalie und Kinder mit einer schweren Anpassungsstörung (Apgar 5‘<6). Die Kaiserschnittrate lag bei 22% und war am höch­ sten bei späten Frühgeborenen (39%) im Ver­ gleich zu Kindern der 37. (30 %) und der 40. SSW (11%). Die Rate der Kinder, die mit CPAP behan­ delt werden mussten fiel von 88 % in der 34. SSW auf 17% in der 37. und 8% in der 40. SSW. Kinder nach Kaiserschnitt mussten im Vergleich zur spontan geborenen Kindern signifikant häufiger mit CPAP therapiert werden (50 vs. 12%). Dieser Unterschied war für späte Frühgeborene deutlich (82 vs. 36 %) und lag niedriger bei in der 37. (33 vs. 9 %) und 40. (26 vs. 6 %) SSW geborenen Kindern. Der deutlichste Unterschied fiel bei in der 36. SSW geborenen Kindern auf (66 vs. 9%). Die Ergebnisse der Analyse dokumentieren, dass ein Kaiserschnitt bei primär gesunden Kindern zu einer schlechteren respiratorischen Anpassung führt. Dies gilt besonders, jedoch nicht nur, für späte Frühgeborene und dort besonders für Kinder, die in der 36. SSW geboren werden. Die weltweit wachsende Rate von Kaiserschnittent­ bindungen sollte immer wieder kritisch hinter­ fragt werden. Eine Kaiserschnittentbindung ohne klare Indikation führt zu einer erhöhten Rate an respiratorischen Anpassungsstörungen, zur neo­ natologischen Aufnahme der Kinder und damit verbunden zu einer Störung der Mutter­Kind­Bindung, sowie zu einer unnötigen finanziellen Belastung des Gesundheitssystems. Es ist zu wünschen, dass die Daten der Studie benutzt werden, um in der Diskussion zwischen Eltern, Geburtshelfern und Neo­ natologen immer den besten Geburtsweg für das Kind zu finden. / The rates of delivery by Cesarean section (CS) have been trending upwards in recent decades, perhaps leading to higher rates of dysfunction in respiratory adaptation in newborns. We present epidemiological data for pulmonary adaptation by mode of delivery for healthy late preterm and term infants born at a regional tertiary care center. The overall CS rate was 22 % with the lar­ gest proportion of these in late preterms (39%). This drops to 30% in infants born after 37 weeks gestation and to 11% for those born after 40 weeks. Infants needing respiratory support de­ creased significantly as gestational age increased: 88% at 34 weeks, 67% at 35 weeks, 28% at 36 weeks, 17% at 37 weeks and 8% at 40 weeks. The risk of respiratory morbidity following CS as compared to vaginal delivery (VD) was substan­ tially higher. 50% of infants born by CS needed respiratory support compared to only 12% fol­ lowing VD. 82% of all late preterm infants born by CS developed respiratory morbidity compared to 36 % following VD. Comparable data for infants born after 37 and 40 weeks gestation were 33% compared to 9 % and 26 % compared to 6 % respec­ tively. Late preterm infants born after 36 weeks gestation showed the most marked difference by mode of birth with 66 % needing respiratory sup­ port following CS as compared to only 9 % follow­ ing VD. Our data could be useful in counselling parents about risk associated with delivery by Cesarean section. A critical view should be taken of increasing CS rates worldwide because of a clear correlation in increased morbidity in infants, especially late preterm infants.

Verschiedene Ursachen erfordern rekonstruktive Maßnahmen an der Trachea zur Erhaltung eines suffizienten Luftweges. Häufig treten im Rahmen dieser Eingriffe Infektionen und Schädigungen auf, die die Bildung von Granulationsgewebe nach sich ziehen und zu Stenosen führen können. Der Einsatz von epithelialisierten autogenen oder auch allogenen Transplantaten, die mit der Methode des Tissue Engineering hergestellt werden, bietet einen neuen Lösungsansatz, um Stenosen zu vermeiden. Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Isolierung, Kultivierung und Charakterisierung von humanem respiratorischen Epithelzellen (hREC), sowie deren Einsatz in Co-Kulturen mit humanen Chondrozyten als einen ersten Schritt zur Transplantatherstellung. Die hREC wurden sowohl in nativem Gewebe als auch in Monolayerkultur und in verschiedenen Differenzierungkulturen histologisch und immunhistochemisch analysiert. Zusätzlich wurde die Ziliogenense mit der Elektronenmikroskop untersucht. Eine weitere Charakterisierung erfolgte durch die Genexpressionsanalyse einiger Cytokeratine auf RNA-Ebene mit der semiquantitativen real-time RT-PCR. Mittels Durchflusszytometrie konnten Basalzellen, die auch als Vorläuferzellen des humanen respiratorischen Epithels gelten, mit den Antikörpern CD49f und CD104 detektiert und analysiert und unter Verwendung der fluoreszenzaktivierten Zellsortierung (FACS) separiert werden. Es zeigte sich, dass die hREC in den Proliferationskulturen dedifferenzierten und durch spezielle Basalzellmarker angefärbt wurden. Die Differenzierungskulturen und ALI-Kulturen gaben erste Hinweise auf die Differenzierung der Zellen. In den Co-Kulturen konnte unter dem Einfluß eines Air-Liquid-Inteface ebenfalls eine Re-differenzierung der Zellen beobachtet werden. Die Ergebnisse zeigen, dass es möglich ist, eine Epithelialisierung von kollagenbeschichteten Biomaterialien oder auch autologem Knorpel zu erreichen, um diese Konstrukte für das Trachea Tissue Engineering einzusetzen. / The replacement of extensive tracheal defects resulting from intensive care medicine, trauma, or large resections is still challenged by the re-epithelialization of an autologous or alloplastic trachea replacement. Therefore, this thesis was performed to investigate the potential of culture expanded human respiratory epithelial cells (hREC) to regenerate a functional epithelium for trachea tissue engineering.hREC from nasal turbinates were freshly isolated, expanded and subsequently cultured in high-density multilayers to allow epithelial differentiation. Composition of epithelial cells in native respiratory epithelial tissue and culture expanded hREC were analyzed by histological staining and by immunohistochemical staining with the specific antibodies. Differentiation of culture expanded hREC was further characterized by gene expression analysis of a cytokeratin pattern using semi-quantitative real-time RT-PCR technique. Furthermore, basal cells known as progenitors of the respiratory epithelium were seperated by Fluorescense Activated Cell Sorting with the basal cell specific antibodies CD49f and CD104. Co-cultures of hREC and human chondrocytes (hCHO) or human cartilage respectively were compared to Air-Liquid-Interface cultures containing hREC and hCHO.Histological and immunohistochemical staining and Scanning Electron Microscopy pictures of hREC in differentiation cultures demonstrated basal cells covering the collagenous matrix. These cells formed a cellular multilayer, which is composed of a basal layer of undifferentiated basal cells and an upper layer of cells differentiating along the squamous metaplasia and ciliated cell lineage. Lineage development of cultured hREC was further documented by the induction of specific cytokeratins. Our results suggest that culture expanded hREC have the potential to colonize collagen coated biomaterials as well as autologous cartilage grafts and to regenerate epithelial cell types for trachea tissue engineering.

Die Belastung des Energiestoffwechsels der Hochleistungskuh ist in der peripartalen Phase am größten. Die Regulation der Futteraufnahme und des Energiestoffwechsels durch den Nucleus arcuatus (ARC) des Hypothalamus spielt eine entscheidende Rolle während dieser Phase. Zahlreiche Metabolite und Hormone, wie z.B. das Peptidhormon Ghrelin, beeinflussen die Expression des orexigenen (futteraufnahmesteigernden) Neuropeptids Agouti-related Protein (AgRP) im ARC des Hypothalamus. Das Ziel dieser Arbeit war es, den Zusammenhang zwischen Körperfettmobilisierung und orexigenen Signalen im peripartalen Zeitraum der Hochleistungskuh näher zu untersuchen. Hierfür wurden 20 multipare Hochleistungskühe der Rasse Deutsch-Holstein (2.-4. Laktation) 7 Wochen ante partum (ap) bis 6 Wochen post partum (pp) untersucht. Die Tiere wurden in Anbindehaltung aufgestallt und entsprechend der jeweiligen Produktionsperiode bedarfsgerecht energetisch versorgt. Die ad libitum Futteraufnahme und Milchleistung wurden täglich gemessen und die Milchzusammensetzung wöchentlich analysiert. Das Körpergewicht und die Rückenfettdicke (RFD) wurden ebenfalls wöchentlich bestimmt. Einmal wöchentlich wurden Blutproben genommen, um die Konzentration von nicht-veresterten Fettsäuren (NEFA), Triglyceriden (TG) und Aminosäuren zu bestimmen. Eine Leberbiopsie wurde am 34. Tag ap und am 3., 18. und 30. Tag pp entnommen. In der 5. Woche ap und in der 2. Woche pp wurden die Tiere in eine Respirationskammer eingestallt und darin jeweils am 1. Tag ad libitum versorgt, während ihnen am 2. Tag das Futter für 10 h entzogen wurde. Die Futteraufnahme bzw. die kompensatorische Futteraufnahme nach Futterentzug wurden ebenfalls gemessen. Mit Hilfe der indirekten Kalorimetrie wurden der Sauerstoffverbrauch, die Bildung von Kohlenstoffdioxid und Methan gemessen, und der Respiratorische Quotient (RQ), die Fettoxidation (FOX) und die Kohlenhydratoxidation (KOX) berechnet. An beiden Tagen des Aufenthaltes in der Respirationskammer wurden stündlich Blutproben entnommen und die Konzentration von Acyl- und Gesamtghrelin, NEFA und TG bestimmt. Am 40. Tag pp wurden die Tiere geschlachtet und der ARC entnommen. In Studie 1 wurden 16 Tiere, basierend auf ihren Leberfettgehalt (LFC) am 18. Tag pp in eine Gruppe mit hohem LFC (H, n=8) und eine mit niedrigem LFC (L, n=8) eingeteilt. Für die Studie 2 wurden 18 Kühe entsprechend ihrer NEFA-Blutplasmakonzentration am Schlachttag in eine Gruppe mit hoher NEFA- (H, n=9) und eine mit niedriger NEFA-Plasmakonzentration (L, n=9) eingeteilt. In Studie 1 konnte gezeigt werden, dass die Acyl- und Gesamtghrelin- Plasmakonzentrationen nicht mit der pp Futteraufnahmesteigerung von Hochleistungskühen korrelierten. H-Kühe, die im Vergleich zu L-Kühen einen höheren Leber- und Milchfettgehalt, eine größere RFD und einen geringeren RQ aufwiesen, zeigten während des 10-stündigen Futterentzuges den größeren Anstieg der Acylghrelinkonzentration sowie ein größeres Acyl- und Gesamtghrelin-Verhältnis. Signifikante Korrelationen zwischen dem präprandialen Acyl:Gesamtghrelin- Verhältnis und zahlreichen Parametern des Fettstoffwechsels, wie bspw. LFC, Milchfettgehalt, RQ und RFD, lassen einen Zusammenhang zwischen Ghrelin, dem Fettstoffwechsel und der Fettverteilung erkennen. In Studie 2 konnte nachgewiesen werden, dass die in der Frühlaktation auftretende unterschiedliche Aktivierung hypothalamischer AgRP-Neurone von H- und L-Kühen nicht mit deren Futteraufnahme assoziiert ist. Die höhere NEFA-Plasmakonzentration, die höhere RFD, die höhere FOX und der höhere Sauerstoffverbrauch der H-Kühe waren jeweils signifikant mit der geringeren Aktivierung hypothalamischer AgRP-Neurone korreliert. Diese Korrelationen belegen einen Zusammenhang zwischen dem prozentualen Anteil aktivierter AgRP-Neurone und dem Sauerstoffverbrauch sowie der Substratverstoffwechselung während der Frühlaktation. Zusammenfassend lässt sich schlussfolgern, dass die untersuchten Signale des orexigenen Systems im peripartalen Zeitraum der Hochleistungskuh nicht mit der Futteraufnahme, jedoch mit dem Fett- und Energiestoffwechsel assoziiert waren. Ferner lassen die Resultate den Schluss zu, dass die Futteraufnahme bereits vor der Kalbung durch den Körperfettgehalt determiniert ist, und dass die Fettmobilisierung per se kaum einen Einfluss auf die Futteraufnahmesteigerung in der Frühlaktation besitzt.

Abstract Background: The world population is aging and the number of older adults with bipolar disorder is increasing. Digital technologies are viewed as a framework to improve care of older adults with bipolar disorder. This analysis quantifes Internet use by older adults with bipolar disorder as part of a larger survey project about information seeking. Methods: A paper-based survey about information seeking by patients with bipolar disorder was developed and translated into 12 languages. The survey was anonymous and completed between March 2014 and January 2016 by 1222 patients in 17 countries. All patients were diagnosed by a psychiatrist. General estimating equations were used to account for correlated data. Results: Overall, 47% of older adults (age 60 years or older) used the Internet versus 87% of younger adults (less than 60 years). More education and having symptoms that interfered with regular activities increased the odds of using the Internet, while being age 60 years or older decreased the odds. Data from 187 older adults and 1021 younger adults were included in the analysis excluding missing values. Conclusions: Older adults with bipolar disorder use the Internet much less frequently than younger adults. Many older adults do not use the Internet, and technology tools are suitable for some but not all older adults. As more health services are only available online, and more digital tools are developed, there is concern about growing health disparities based on age. Mental health experts should participate in determining the appropriate role for digital tools for older adults with bipolar disorder.

Die Belastung des Energiestoffwechsels der Hochleistungskuh ist in der peripartalen Phase am größten. Die Regulation der Futteraufnahme und des Energiestoffwechsels durch den Nucleus arcuatus (ARC) des Hypothalamus spielt eine entscheidende Rolle während dieser Phase. Zahlreiche Metabolite und Hormone, wie z.B. das Peptidhormon Ghrelin, beeinflussen die Expression des orexigenen (futteraufnahmesteigernden) Neuropeptids Agouti-related Protein (AgRP) im ARC des Hypothalamus. Das Ziel dieser Arbeit war es, den Zusammenhang zwischen Körperfettmobilisierung und orexigenen Signalen im peripartalen Zeitraum der Hochleistungskuh näher zu untersuchen. Hierfür wurden 20 multipare Hochleistungskühe der Rasse Deutsch-Holstein (2.-4. Laktation) 7 Wochen ante partum (ap) bis 6 Wochen post partum (pp) untersucht. Die Tiere wurden in Anbindehaltung aufgestallt und entsprechend der jeweiligen Produktionsperiode bedarfsgerecht energetisch versorgt. Die ad libitum Futteraufnahme und Milchleistung wurden täglich gemessen und die Milchzusammensetzung wöchentlich analysiert. Das Körpergewicht und die Rückenfettdicke (RFD) wurden ebenfalls wöchentlich bestimmt. Einmal wöchentlich wurden Blutproben genommen, um die Konzentration von nicht-veresterten Fettsäuren (NEFA), Triglyceriden (TG) und Aminosäuren zu bestimmen. Eine Leberbiopsie wurde am 34. Tag ap und am 3., 18. und 30. Tag pp entnommen. In der 5. Woche ap und in der 2. Woche pp wurden die Tiere in eine Respirationskammer eingestallt und darin jeweils am 1. Tag ad libitum versorgt, während ihnen am 2. Tag das Futter für 10 h entzogen wurde. Die Futteraufnahme bzw. die kompensatorische Futteraufnahme nach Futterentzug wurden ebenfalls gemessen. Mit Hilfe der indirekten Kalorimetrie wurden der Sauerstoffverbrauch, die Bildung von Kohlenstoffdioxid und Methan gemessen, und der Respiratorische Quotient (RQ), die Fettoxidation (FOX) und die Kohlenhydratoxidation (KOX) berechnet. An beiden Tagen des Aufenthaltes in der Respirationskammer wurden stündlich Blutproben entnommen und die Konzentration von Acyl- und Gesamtghrelin, NEFA und TG bestimmt. Am 40. Tag pp wurden die Tiere geschlachtet und der ARC entnommen. In Studie 1 wurden 16 Tiere, basierend auf ihren Leberfettgehalt (LFC) am 18. Tag pp in eine Gruppe mit hohem LFC (H, n=8) und eine mit niedrigem LFC (L, n=8) eingeteilt. Für die Studie 2 wurden 18 Kühe entsprechend ihrer NEFA-Blutplasmakonzentration am Schlachttag in eine Gruppe mit hoher NEFA- (H, n=9) und eine mit niedriger NEFA-Plasmakonzentration (L, n=9) eingeteilt. In Studie 1 konnte gezeigt werden, dass die Acyl- und Gesamtghrelin- Plasmakonzentrationen nicht mit der pp Futteraufnahmesteigerung von Hochleistungskühen korrelierten. H-Kühe, die im Vergleich zu L-Kühen einen höheren Leber- und Milchfettgehalt, eine größere RFD und einen geringeren RQ aufwiesen, zeigten während des 10-stündigen Futterentzuges den größeren Anstieg der Acylghrelinkonzentration sowie ein größeres Acyl- und Gesamtghrelin-Verhältnis. Signifikante Korrelationen zwischen dem präprandialen Acyl:Gesamtghrelin- Verhältnis und zahlreichen Parametern des Fettstoffwechsels, wie bspw. LFC, Milchfettgehalt, RQ und RFD, lassen einen Zusammenhang zwischen Ghrelin, dem Fettstoffwechsel und der Fettverteilung erkennen. In Studie 2 konnte nachgewiesen werden, dass die in der Frühlaktation auftretende unterschiedliche Aktivierung hypothalamischer AgRP-Neurone von H- und L-Kühen nicht mit deren Futteraufnahme assoziiert ist. Die höhere NEFA-Plasmakonzentration, die höhere RFD, die höhere FOX und der höhere Sauerstoffverbrauch der H-Kühe waren jeweils signifikant mit der geringeren Aktivierung hypothalamischer AgRP-Neurone korreliert. Diese Korrelationen belegen einen Zusammenhang zwischen dem prozentualen Anteil aktivierter AgRP-Neurone und dem Sauerstoffverbrauch sowie der Substratverstoffwechselung während der Frühlaktation. Zusammenfassend lässt sich schlussfolgern, dass die untersuchten Signale des orexigenen Systems im peripartalen Zeitraum der Hochleistungskuh nicht mit der Futteraufnahme, jedoch mit dem Fett- und Energiestoffwechsel assoziiert waren. Ferner lassen die Resultate den Schluss zu, dass die Futteraufnahme bereits vor der Kalbung durch den Körperfettgehalt determiniert ist, und dass die Fettmobilisierung per se kaum einen Einfluss auf die Futteraufnahmesteigerung in der Frühlaktation besitzt.