Die beiden tabakspezifischen Nitrosamine (TSNA) 4 (Methylnitrosamino) 1-(3 pyridyl)-1-butanon (NNK) und N'-Nitrosonornicotin (NNN) sind kanzerogene Inhaltstoffe des Tabakrauchs. NNK erzeugt im Tierversuch vor allem Tumoren in Lunge, Leber, Bauchspeicheldrüse und der Nasenhöhle. NNN führt dagegen zu Ösophagustumoren, aber auch zu Tumoren der Nasenhöhle. Unter metabolischer Aktivierung bilden beide TSNA eine reaktive Zwischenstufe, die mit Biomolekülen reagiert und nach Hydrolyse 4-Hydroxy-(3-pyridyl)-1-butanon (HPB) abspaltet. Nach Extraktion und Derivatisierung kann das HPB mit hoher Nachweisempfindlichkeit mittels Gaschromatographie/Massenspektrometrie (GC/MS) bestimmt werden. Eine andere Quelle für diese Addukte stellt das Myosmin dar. Zwar ist es auch ein Nebenbestandteil der Alkaloidfraktion des Tabaks, aber unabhängig davon kommt es in einer Vielzahl von Nahrungsmitteln vor und kann in Plasma und Speichel des Menschen nachgewiesen werden. Myosmin bildet im sauren Milieu durch Nitrosierung bzw. Peroxidierung ebenfalls HPB-Addukte. Ähnliche Bedingungen liegen in der unteren Speiseröhre bei einer Refluxerkrankung vor. Bei einem Teil der Patienten kommt es zu einer Metaplasie der Speiseröhrenschleimhaut, dem Barrett-Ösophagus, der ein Präkanzerose darstellt, und aus dem sich pro Jahr bei 1-2% der Patienten ein ösophageales Adenokarzinoms (EAC) entwickelt. Das EAC zeigt vor allem in westlichen Industriestaaten eine stark steigende Inzidenzrate. Hauptrisikofaktoren für die Entstehung eines EAC sind neben dem Barrett-Ösophagus das männliche Geschlecht, Übergewicht und eine gemüse-/obstarme Ernährung bzw. der übermäßige Verzehr von tierischen Fetten. Ziel der vorliegenden Arbeit war die Untersuchung der Rolle von HPB-abspaltenden DNA-Addukten in Biopsien der unteren Speiseröhre für das Krankheitsbild, insbesondere der Sequenz Reflux, gastroösophageale Refluxkrankheit (GERD), Barrett, EAC und der mögliche Beitrag des Rauchens und der Myosminbelastung durch die Ernährung. Im Rahmen einer endoskopischen Untersuchung erhielten wir von nüchternen Patienten zwei Biopsien der Ösophagusschleimhaut oral and aboral der magennahen Läsion für die Bestimmung der DNA-Addukte und eine Blutprobe zur Bestimmung der Myosmin- und Cotininkonzentration. Zusätzlich wurden die Teilnehmer gebeten einen Fragebogen zu Lebens- und Ernährungsgewohnheiten auszufüllen. Vorrangiges Ziel war zunächst die Verbesserung der bestehenden analytischen Methoden. Bei der Bestimmung der Plasmakonzentration der Nicotinoide konnte durch Verwendung einer Mischpolymer-Festphase der Zeit- und Materialaufwand deutlich reduziert werden. Insgesamt nahmen 92 Patienten an der Studie teil, wobei von 84 Teilnehmern auch die HPB-Addukte und Plasmakonzentrationen bestimmt werden konnten. Die Konzentration der HPB-Addukte in Schleimhautbiopsien der unteren Speiseröhre war mit 4,75 pmol/mg deutlich höher als zuvor berichtete Adduktlevel von Gewebeproben, die im Rahmen von Autopsien gewonnen worden waren und auch untere Schichten der Ösophaguswand einschlossen. Insgesamt ergab sich keine Abhängigkeit der Adduktkonzentration vom Geschlecht oder Rauchstatus. In der Sequenz Reflux, GERD, Barrett, EAC zeigten Patienten mit Reflux eine deutliche Tendenz zu höheren Werten. Bei Patienten, die häufig unter Sodbrennen leiden, war die Konzentration der HPB-Addukte gegenüber symptomfreien Patienten signifikant erhöht. Diese Ergebnisse stützen die Hypothese der Bildung von HPB-Addukten aus Myosmin in der unteren Speiseröhre. Hinsichtlich der Ernährungsgewohnheiten zeigten sich wenige Auffälligkeiten. Lediglich bei häufigem Verzehr von scharfen Speisen und nusshaltigen Lebensmitteln und bei regelmäßigem Alkoholkonsum zeigte sich eine Tendenz zu höheren Adduktwerten. Beim Milchkonsum verhielt es sich umgekehrt, der häufigere Verzehr führte zu einer Erniedrigung der HPB-Konzentration an der DNA. Die Myosminkonzentration im Plasma der nüchternen Patienten hatte aufgrund der anzunehmenden kurzen Halbwertszeit von Myosmin nur eine geringe Aussagekraft. Es bestand keine Korrelation mit den HPB-Addukten und auch keine Abhängigkeit vom Rauchstatus, während regelmäßiger Alkoholkonsum die Konzentration von Myosmin signifikant erhöhte.

1s

Mar 25, 2009

Zwischen freiwilliger Teilnahme an qualitätssichernden Maßnahmen und erzwungenen Qualitätsnachweisen, zwischen gesetzlichen Auflagen und standesrechtlichen Vorschriften, zwischen völlig ungeregelten und bis ins Detail regulierten Bereichen befindet sich der Humangenetiker in einem Spannungsfeld, das durch die spezifischen ethischen, sozialen und juristischen Problemfelder, die sich aus genetischer Diagnostik und Beratung ergeben können, noch weiter aufgeladen wird. In dieser Arbeit soll dargestellt werden, wie sich das medizinisch-naturwissenschaftliche Fach Humangenetik diesen Anforderungen nach vermehrter Qualitätskontrolle und kontinuierlicher Qualitätsverbesserung stellt. Welche Aktivitäten sind bisher auf nationaler Ebene entwickelt worden? Welche Herausforderungen kommen auf die Humangenetiker zu: durch die Änderungen des Medizinproduktegesetzes, durch die neue Richtlinie zur Qualitätssicherung laboratoriumsmedizinischer Untersuchungen (RiLiBÄK)? Welche Erwartungen müsste ein bundesdeutsches Gendiagnostikgesetz erfüllen? Welche allgemeingültigen Standards und Direktiven können Orientierung geben und auch für deutsche Humangenetiker Geltung erlangen? An welchen Punkten können die europäischen Kollegen von den deutschen Humangenetikern lernen und umgekehrt? Humangenetiker müssen wie andere Ärzte in Deutschland ein einrichtungsinternes Qualitätsmanagement einführen. Gibt es unter der Vielzahl von Angeboten passende Verfahren? Welcher Aufwand, welche Kosten sind damit verbunden. Sind Humangenetiker hier bereits aktiv geworden? Mit welcher Einstellung gehen sie an dieses Thema heran und welche Erfahrungen haben sie bereits damit gemacht? Diese Fragen sind handlungsleitend für diese Arbeit. Anhand der Literaturauswertung und der Analyse bundesweiter Leistungs- und Strukturdaten wird die gegenwärtige Situation in Deutschland analysiert. Mit einer methodisch-kontrollierten Fragebogenaktion erhalten Humangenetiker die Möglichkeit, sich selbst zu diesem Thema zu äußern. Unter Berücksichtigung der internationalen Standards werden mögliche Strategien und Handlungsoptionen für die effektivste und beste Form der Qualitätssicherung skizziert.

1s

Mar 19, 2009

Background. Both epilepsy surgery and surgery close to functionally significant cortical areas have challenged neurosurgeons in the last two decades. With this work we wanted to illustrate the current status of epilepsy surgery close to language cortex in our clinic (Neurosurgery Clinic, University of Munich) and to evaluate our tactic of repeated intra-operative language mapping after initial extra-operative language mapping in cases, where language areas lie very close to or overlaps with the epileptogenic zone. First part of this work describes the process of decision making in epilepsy surgery – patient admission criteria, gradual investigational process from non-invasive to invasive. The main emphasis is put to the analysis of invasive language mapping (extra- and intra-operative) as this is the current gold standard of language localization in neurosurgery. Here the historical development of language mapping, together with its physical and physiological concerns is discussed. The next part of this work is devoted to the analysis of two different invasive language mapping tactics – extra-operative versus combined extra- and intra-operative mapping. Methods. Group of retrospective (19) and prospective (3) patients, operated in our clinic in time period from 1997 to 2007, was gathered. Among these 22 patients were 11 male and 11 women with a mean age of 31,9 years and mean epilepsy duration of 16,3 years. Only those patients, by whom either by extra-, intra-operative or both stimulation methods a language cortex close to or overlapping with epileptogenic zone was found, were included in our study. The patients were divided in 2 groups, basing on the language mapping tactic, used during the investigation. Only extra-operative language mapping was used in cases, where rather safe distance (more than 10 mm) between language sites and epileptogenic zone was seen (Ex-M group). The necessity for additional intra-operative language mapping was seen in cases, where rather small (less than 10 mm) distance between language sites and epileptogene cortex or overlapping of both zones was seen (Co-M group). Results. Only extra-operative language mapping was used for 8 patients and the combination of both language mapping techniques was used in 12 cases. In 1 case language was mapped by functional magnetic resonance and in 1 case – only intra-operatively. All patients underwent resective operations. Immediate post-operative language deterioration was seen only in 10 (45,4 %) cases (6 (75%) cases in Ex-M sub-group and 4 (33,3%) in Co-M sub-group) out of the whole group. In 2 cases (1 in each group) the language deterioration was permanent (detectable also 6 months after surgery). The patient in the Co-M sub-group had permanent language deterioration already pre-operatively. Thus the only new permanent post-operative language deterioration was seen in 1 case of Ex-M sub-group, where rather safe distance between language and epileptogenic zone was thought pre-operatively. Regarding seizure outcome, patients were evaluated for at least 2 years (mean follow up 46,6 months). The results were gathered from 18 patients (only retrospective patients) and were as follows: Engel I – 9 cases (50%), Engel II – none, Engel III – 2 (11,1%) cases, Engel IV – 7 (38,9%) cases. In 9 unfavourable seizure outcome cases (combination of Engel class III and IV cases) apparently no full resection of the epileptogene zone was achieved. In 5 cases this was known already intra-operatively, in the remaining 4 cases it was noted during the follow up period. In 8 of these cases the reason for incomplete resection of the epileptogene zone was its close relationship or overlapping with speech cortex and/or difficult localization of the epileptogenic zone. In 1 case complete resection could not be done due to intra-operative complications. In the Co-M sub-group (n=9) the results were following: Engel I – 3 (33,3%) cases, Engel II – none, Engel III – 1 (11,1,%) case and Engel IV – 5 (55,6%) cases. In the Ex-M sub-group (n=7), the results were following: Engel I – 4 (57,1%), Engel II-none, Engel III – 1 (14,2%), Engel IV – 2 (28,7%) cases. No statistically significant differences were observed between both groups regarding immediate post-operative language deterioration, new persistent language deterioration and Engel class I outcome.

1s

Mar 12, 2009

Die Behandlung ausgedehnter knöcherner Substanzdefekte stellt in der Unfall- und Wiederherstellungschirurgie sowie auch in der Orthopädie nach wie vor ein nur unbefriedigend gelöstes Problem dar. Die Transplantation autogener Spongiosa wie auch die Kallusdistraktion als derzeitge Standardverfahren sind mit erheblichen verfahrensimmantenten Nachteilen verbunden, so daß seit Jahrzehnten nach geeigneten Alternativen gesucht wird. Durch die Methoden der Gentechnologie eröffnete sich schließlich die Möglichkeit, osteoinduktive Wachstumsfaktoren kommerziell herzustellen und therapeutisch einzusetzen, wobei sich im Kleintierversuch das rekombinante humane Osteogenic Protein-1 (Bone Morphogenetic Protein-7) bereits als sehr vielversprechend erwiesen hat. Allerdings spiegelten die verwendeten Versuchsmodelle bisher keine der Humansituation vergleichbaren klinisch-realistischen Problemdefekte wieder. Anhand eines überkritischen Extremmodells sollte daher in der vorliegenden Studie versucht werden, die Möglichkeiten bzw. Grenzen des klinischen Einsatzes von rekombinantem humanem Osteogenic Protein-1 als Bestandteil von Bioimplantaten zur Überbrückung langstreckiger segmentaler Knochendefekte aufzuzeigen. Um die Konkurrenzfähigkeit des Wachstumsfaktors gegenüber den Standard-verfahren zu beschreiben diente als relevanter Parameter die Knochenneubildung in qualitativer, quantitativer und zeitlicher Hinsicht. Dabei sollte der getestete Wachstumsfaktor zumindest vergleichbare oder bessere Ergebnisse erzielen als das Standardverfahren der autogenen Spongiosatransplantation. Um eventuelle Unterschiede der Verfahren möglichst deutlich erkennen zu können wurde gezielt eine überkritische Defektsituation gewählt, in der auch durch aufwändige autogene Spongiosatransplantation keine regelmäßige Ausheilung mehr erzielt werden kann. Dazu wurde bei insgesamt 15 weiblichen Merinoschafen an der linken Tibia ein 5,0 cm langer segmentaler Knochendefekt mit einem Defektvolumen von 20 ml geschaffen und mit einem aufgebohrten Marknagel unter einer beabsichtigten Rotationsinstabilität von 10° osteosynthetisch versorgt. Der Defekt wurde mit folgenden Implantaten aufgefüllt: In Gruppe 1 mit 5 mg Osteogenic Protein-1 kombiniert mit inaktivierter demineralisierter Knochenmatrix als Kollagenträger, in Gruppe 2 mit autogener Spongiosa und in Gruppe 3 nur mit inaktivierter demineralisierter Knochenmatrix zum Ausschluß bzw. zur Beurteilung einer eventuellen Eigenaktivität des Kollagenträgers. Die Auswertung erfolgte anhand von seriellen Röntgenverlaufskontrollen im Abstand von 2 Wochen bis zum Versuchsende nach 12 Wochen, anschließender quantitativer Bestimmung der Knochenneubildung innerhalb des Defektbereiches durch 3D-CT-Volumetrie, biomechanischer Testung im 4-Punkt-Biegeversuch sowie durch unentkalkte Knochenhistologie und Histomorphometrie mittels Mikroradiographie. In den Röntgenverlaufskontrollen zeigten vier von fünf mit Osteogenic Protein-1 behandelten Versuchstieren deutliche Anzeichen einer Implantat-induzierten Knochenneubildung innerhalb des Defektbereiches, allerdings konnte 12 Wochen postoperativ lediglich in zwei von fünf Fällen der Defekt als ausreichend überbrückt und damit als geheilt bezeichnet werden. Nach Transplantation von autogener Spongiosa kam es in allen vier Fällen zu einer Defektüberbrückung bis hin zur knöchernen Defektkonsolidierung in ebenfalls zwei Fällen. Durch Implantation der Trägersubstanz alleine konnte keine Defektüberbrückung erzielt werden. Im zeitlichen Verlauf der Knochenneubildung zeigten sich keine relevanten Unterschiede. Auffällig war dagegen eine mitunter erhebliche Dislokation des osteoinduktiven Implantates aus dem Defektbereich heraus mit Entwicklung ausgeprägter heterotoper Ossifikationen in vier von fünf Fällen nach Implantation von Osteogenic Protein-1. Dieser Effekt konnte in den anderen Gruppen nicht beobachtet werden. Während in der Auswertung des Röntgenverlaufs somit durch Implantation von Osteogenic Protein-1 annähernd gleich gute Resultate hinsichtlich der qualitativen Defektüberbrückung im zeitlichen Verlauf erzielt werden konnten wie durch autogene Spongiosatransplantation, so zeigte sich in der quantitativen Knochenvolumen-bestimmung innerhalb des Defektbereiches mittels 3D-CT-Scan eine eindeutige Überlegenheit der autogenen Spongiosatransplantation gegenüber der Implantation des Wachstumsfaktors. Durch autogene Spongiosatransplantation wurde mit durchschnittlich 21,45  9,20 ml mehr als doppelt so viel neuer Knochen gebildet als durch Osteogenic Protein-1 (durchschnittlich 9,35  2,48 ml). Durch den Einsatz von Osteogenic Protein-1 konnte aber immerhin um 50% mehr neuer Knochen gebildet werden als durch die Trägersubstanz alleine (6,28  1,94 ml). Das primäre Einbringen von mineralischer Substanz bei autogener Spongiosatransplantation scheint dabei keinen Einfluß auf eine falsch-positive Verzerrung der Ergebnisse zu haben, da die Relationen der Fraktionen unterschiedlich dichten Knochens dabei in allen Gruppen vergleichbar waren. Das vermeintlich relativ gute Ergebnis nach Implantation der Trägersubstanz alleine ist durch die Miterfassung der Defektkanten und der von diesen ausgehenden Spontanregeneration zu erklären. Biomechanisch konnten alle vier Tibiae nach Spongiosatransplantation und eine mit Osteogenic Protein-1 behandelte Tibia untersucht werden. Dabei reflektierten alle getesteten Tibiae lediglich Charakteristika bindegewebig organisierter Pseudarthrosen mit einer relativen Bruchlast von 9,6-18,4 % gegenüber der jeweiligen unversehrten kontralateralen Tibia. In der Kontrollgruppe (nur Kollagenträger) war keine operierte Tibia ausreichend stabil für die biomechanische Auswertung. Histologisch zeigten sich in der Färbung nach Laczko-Levai im Gruppenvergleich keine qualitativen Unterschiede des neu gebildeten Knochens. In allen Fällen handelte es sich um noch ungerichteten Geflechtknochen mit allen typischen Bestandteilen. In der Alizarin-Toluidin-Färbung sowie in der Färbung nach Laczko-Levai war bei vier von fünf mit Osteogenic Protein-1 behandelten Versuchstieren eine lokalisations-abhängige Ausbildung von gelenktypischem Knorpelgewebe am Interface zwischen Marknagel und neu gebildetem Knochen auffällig. Dieser neugebildete Knorpel fand sich nur an Lokalisationen, wo in unmittelbarer Nähe auch neuer Knochen gebildet wurde. Wie bei einer regelrechten synovialen Gelenkfläche befand sich der neugebildete Knorpel an der Oberfläche zum mobilen Marknagel hin und stand über eine subchondrale Platte in fester Verbindung mit dem darunter liegenden simultan gebildeten Knochen. Dieser Effekt konnte in den anderen beiden Gruppen jeweils nur in einem Fall und auch nur in deutlich geringerem Ausmaß beobachtet werden. Dieses in der vorliegenden Studie beobachtete Phänomen einer simultanen Knochen- und Knorpelbildung durch rekombinantes humanes OP-1 in Abhängigkeit einer unterschiedlich ausgeprägten mechanischen Belastungsstruktur wurde bislang noch nicht im Rahmen eines extraartikulären Modells beschrieben. Mikroradiographisch wurden im Gruppenvergleich ebenfalls keine qualitativen Unterschiede des neu gebildeten Knochens festgestellt. Die quantitativen Messungen korrelieren gut mit denen der 3D-CT-Volumetrie. In allen Gruppen erfolgte die Knochenneubildung ferner erwartungsgemäß lokalisationsabhängig verstärkt im ersatzstarken Lager. Zusammenfassend kann dem rekombinanten humanen Wachstumsfaktor Osteogenic Protein-1 auch im großen segmentalen Problemdefekt eine ausgeprägte lokale osteogenetische Potenz zugeschrieben werden, allerdings erscheint eine humanmedizinische Anwendung der gegenwärtig angebotenen Applikationsform im langstreckigen segmentalen Kontinuitätsdefekt der lasttragenden unteren Extremität aufgrund noch ungelöster Probleme hinsichtlich Applikation, Dislokation, Dosierung und Releasing aus der Trägersubstanz derzeit noch nicht gerechtfertigt. Diese Studie zeigt aber ferner, daß Osteogenic Protein-1 bei entsprechenden biochemischen und insbesondere biomechanischen Milieubedingungen das Potential zur Generierung von gelenktypischem Knorpel haben kann. Interessant erscheint dabei vor allem die wohl von der lokal unterschiedlichen Belastungsstruktur abhängige simultane Induktion sowohl von Knochen- als auch von Knorpelgewebe durch Osteogenic Protein-1. Damit eröffnet sich ein weiteres Forschungsfeld im Zusammenhang mit diesem Wachstumsfaktor im Hinblick auf die Regeneration von osteochondralen Defekten. Diese Tatsache bekräftigt aber auch die unabdingbare Notwendigkeit einer stabilen Osteosynthese bei Anwendung von Osteogenic Protein-1 mit dem Ziel der reinen Osteoinduktion.

1s

Mar 12, 2009

Bei Patienten mit atopischen Erkrankungen ist das Th1-Th2-Gleichgewicht in Richtung Th2-Immunantwort verschoben. Für die Ausreifung und Differenzierung von Th2-Zellen wird IL-4 benötigt. Es besteht die Hypothese, dass NKT-Zellen als Produzenten von IL-4 mitverantwortlich für die Verschiebung des Th1-Th2-Gleichgewichts in Richtung Th2-Immunantwort sind. Diese Arbeit untersucht molekulare Unterschiede von NKT-Zellen zwischen Atopikern und Nicht-Atopikern im ersten Lebensjahr. Unter den 57 Probanden befanden sich 14 Atopiker; bei zwölf von ihnen wurde innerhalb der ersten drei Lebensjahre eine atopische Dermatitis diag-nostiziert, bei zwei Kindern lag allergisches Asthma bronchiale vor. Alle Probanden sind Teil-nehmer der GINI-Studie aus München und stellen eine sehr gut definierte Probandengruppe mit strikten Diagnosekriterien für atopische Erkrankungen dar. Bestimmt wurde die Frequenz von AV24-AJ18 Transkripten im Nabelschnurblut und in Blut-proben, die im 4. sowie 12. Lebensmonat entnommen wurden. Hierbei wurden Unterschiede zwischen Atopikern und Nicht-Atopikern bezüglich des Vorhandenseins einer N-Region, d. h. von inserierten, nicht-informativen Nukleotidsequenzen, untersucht. Außerdem wurde über-prüft, ob longitudinal konservierte Aminosäuremuster der N-Region existieren. Die Ergebnisse zeigen, dass sich die Häufigkeit von AV24-AJ18 Transkripten bei Atopikern und Nicht-Atopikern im Nabelschnurblut und in Blutproben, die nach dem 4. sowie 12. Lebensmonat abgenommen wurden, nicht unterscheidet. Jedoch kommt es im Verlauf des ersten Lebensjahres zu einer Abnahme der AV24-AJ18 Transkripte bei Atopikern sowie Nicht-Atopikern. Auch die Häufigkeit von AV24-AJ18 Transkripten mit N-Region bei Atopikern und Nicht-Atopikern unterscheidet sich im ersten Lebensjahr nicht. Ein Zusammenhang zwischen dem Atopiestatus der Eltern und der Frequenz der AV24-AJ18 Transkripte beziehungsweise dem Vorhandensein von AV24-AJ18 Transkripten mit N-Region bei Kindern im ersten Le-bensjahr konnte nicht festgestellt werden. Nur bei einem gesunden Probanden konnte im ersten Lebensjahr eine konservierte Sequenz der N-Region gezeigt werden. Die Sequenz der N-Region lautet CCC CCT CAC und kodiert für die Aminosäurefolge Prolin–Prolin–Histidin. In zukünftigen Studien könnten NKT-Zell-Subpopulationen von Atopikern und Nicht-Atopikern untersucht werden. Auch funktionelle Studien von NKT-Zellen bei Atopikern und Nicht-Analysen und Untersuchungen in verschiedenen Geweben bieten sich an, um den Einfluss von NKT-Zellen bei atopischen Erkrankungen zu klären.

1s

Mar 12, 2009