Das GRADE-System: ein internationaler Ansatz zur Vereinheitlichung der Graduierung von Evidenz und Empfehlungen in Leitlinien. [The GRADE System: an international approach to standardize the graduation of evidence and recommendations in guidelines]

Clinical practice guidelines have become an important source of information to support clinicians in the management of individual patients. However, current guideline methods have limitations that include the lack of separating the quality of evidence from the strength of recommendations. The Grading of Recommendations, Assessment, Development and Evaluation (GRADE) working group, an international collaboration of guideline developers, methodologists, and clinicians have developed a system that addresses these shortcomings. Core elements include transparent methodology for grading the quality of evidence, the distinction between quality of the evidence and strength of a recommendation, an explicit balancing of benefits and harms of health care interventions, an explicit recognition of the values and preferences that underlie recommendations. The GRADE system has been piloted in various practice settings to ensure that it captures the complexity involved in evidence assessment and grading recommendations while maintaining simplicity and practicality. Many guideline organizations and medical societies have endorsed the system and adopted it for their guideline processes.

Persisting atypical and cystic forms of Borrelia burgdorferi and local inflammation in Lyme neuroborreliosis

BACKGROUND: The long latent stage seen in syphilis, followed by chronic central nervous system infection and inflammation, can be explained by the persistence of atypical cystic and granular forms of Treponema pallidum. We investigated whether a similar situation may occur in Lyme neuroborreliosis. METHOD: Atypical forms of Borrelia burgdorferi spirochetes were induced exposing cultures of Borrelia burgdorferi (strains B31 and ADB1) to such unfavorable conditions as osmotic and heat shock, and exposure to the binding agents Thioflavin S and Congo red. We also analyzed whether these forms may be induced in vitro, following infection of primary chicken and rat neurons, as well as rat and human astrocytes. We further analyzed whether atypical forms similar to those induced in vitro may also occur in vivo, in brains of three patients with Lyme neuroborreliosis. We used immunohistochemical methods to detect evidence of neuroinflammation in the form of reactive microglia and astrocytes. RESULTS: Under these conditions we observed atypical cystic, rolled and granular forms of these spirochetes. We characterized these abnormal forms by histochemical, immunohistochemical, dark field and atomic force microscopy (AFM) methods. The atypical and cystic forms found in the brains of three patients with neuropathologically confirmed Lyme neuroborreliosis were identical to those induced in vitro. We also observed nuclear fragmentation of the infected astrocytes using the TUNEL method. Abundant HLA-DR positive microglia and GFAP positive reactive astrocytes were present in the cerebral cortex. CONCLUSION: The results indicate that atypical extra- and intracellular pleomorphic and cystic forms of Borrelia burgdorferi and local neuroinflammation occur in the brain in chronic Lyme neuroborreliosis. The persistence of these more resistant spirochete forms, and their intracellular location in neurons and glial cells, may explain the long latent stage and persistence of Borrelia infection. The results also suggest that Borrelia burgdorferi may induce cellular dysfunction and apoptosis. The detection and recognition of atypical, cystic and granular forms in infected tissues is essential for the diagnosis and the treatment as they can occur in the absence of the typical spiral Borrelia form.

The Hydrophobic interaction: modeling hydrophobic interactions and aggregation of non-polar particles in aqueous solutions

Malgré son importance dans notre vie de tous les jours, certaines propriétés de l?eau restent inexpliquées. L'étude des interactions entre l'eau et les particules organiques occupe des groupes de recherche dans le monde entier et est loin d'être finie. Dans mon travail j'ai essayé de comprendre, au niveau moléculaire, ces interactions importantes pour la vie. J'ai utilisé pour cela un modèle simple de l'eau pour décrire des solutions aqueuses de différentes particules. Récemment, l?eau liquide a été décrite comme une structure formée d?un réseau aléatoire de liaisons hydrogènes. En introduisant une particule hydrophobe dans cette structure à basse température, certaines liaisons hydrogènes sont détruites ce qui est énergétiquement défavorable. Les molécules d?eau s?arrangent alors autour de cette particule en formant une cage qui permet de récupérer des liaisons hydrogènes (entre molécules d?eau) encore plus fortes : les particules sont alors solubles dans l?eau. A des températures plus élevées, l?agitation thermique des molécules devient importante et brise les liaisons hydrogènes. Maintenant, la dissolution des particules devient énergétiquement défavorable, et les particules se séparent de l?eau en formant des agrégats qui minimisent leur surface exposée à l?eau. Pourtant, à très haute température, les effets entropiques deviennent tellement forts que les particules se mélangent de nouveau avec les molécules d?eau. En utilisant un modèle basé sur ces changements de structure formée par des liaisons hydrogènes j?ai pu reproduire les phénomènes principaux liés à l?hydrophobicité. J?ai trouvé une région de coexistence de deux phases entre les températures critiques inférieure et supérieure de solubilité, dans laquelle les particules hydrophobes s?agrègent. En dehors de cette région, les particules sont dissoutes dans l?eau. J?ai démontré que l?interaction hydrophobe est décrite par un modèle qui prend uniquement en compte les changements de structure de l?eau liquide en présence d?une particule hydrophobe, plutôt que les interactions directes entre les particules. Encouragée par ces résultats prometteurs, j?ai étudié des solutions aqueuses de particules hydrophobes en présence de co-solvants cosmotropiques et chaotropiques. Ce sont des substances qui stabilisent ou déstabilisent les agrégats de particules hydrophobes. La présence de ces substances peut être incluse dans le modèle en décrivant leur effet sur la structure de l?eau. J?ai pu reproduire la concentration élevée de co-solvants chaotropiques dans le voisinage immédiat de la particule, et l?effet inverse dans le cas de co-solvants cosmotropiques. Ce changement de concentration du co-solvant à proximité de particules hydrophobes est la cause principale de son effet sur la solubilité des particules hydrophobes. J?ai démontré que le modèle adapté prédit correctement les effets implicites des co-solvants sur les interactions de plusieurs corps entre les particules hydrophobes. En outre, j?ai étendu le modèle à la description de particules amphiphiles comme des lipides. J?ai trouvé la formation de différents types de micelles en fonction de la distribution des regions hydrophobes à la surface des particules. L?hydrophobicité reste également un sujet controversé en science des protéines. J?ai défini une nouvelle échelle d?hydrophobicité pour les acides aminés qui forment des protéines, basée sur leurs surfaces exposées à l?eau dans des protéines natives. Cette échelle permet une comparaison meilleure entre les expériences et les résultats théoriques. Ainsi, le modèle développé dans mon travail contribue à mieux comprendre les solutions aqueuses de particules hydrophobes. Je pense que les résultats analytiques et numériques obtenus éclaircissent en partie les processus physiques qui sont à la base de l?interaction hydrophobe.<br/><br/>Despite the importance of water in our daily lives, some of its properties remain unexplained. Indeed, the interactions of water with organic particles are investigated in research groups all over the world, but controversy still surrounds many aspects of their description. In my work I have tried to understand these interactions on a molecular level using both analytical and numerical methods. Recent investigations describe liquid water as random network formed by hydrogen bonds. The insertion of a hydrophobic particle at low temperature breaks some of the hydrogen bonds, which is energetically unfavorable. The water molecules, however, rearrange in a cage-like structure around the solute particle. Even stronger hydrogen bonds are formed between water molecules, and thus the solute particles are soluble. At higher temperatures, this strict ordering is disrupted by thermal movements, and the solution of particles becomes unfavorable. They minimize their exposed surface to water by aggregating. At even higher temperatures, entropy effects become dominant and water and solute particles mix again. Using a model based on these changes in water structure I have reproduced the essential phenomena connected to hydrophobicity. These include an upper and a lower critical solution temperature, which define temperature and density ranges in which aggregation occurs. Outside of this region the solute particles are soluble in water. Because I was able to demonstrate that the simple mixture model contains implicitly many-body interactions between the solute molecules, I feel that the study contributes to an important advance in the qualitative understanding of the hydrophobic effect. I have also studied the aggregation of hydrophobic particles in aqueous solutions in the presence of cosolvents. Here I have demonstrated that the important features of the destabilizing effect of chaotropic cosolvents on hydrophobic aggregates may be described within the same two-state model, with adaptations to focus on the ability of such substances to alter the structure of water. The relevant phenomena include a significant enhancement of the solubility of non-polar solute particles and preferential binding of chaotropic substances to solute molecules. In a similar fashion, I have analyzed the stabilizing effect of kosmotropic cosolvents in these solutions. Including the ability of kosmotropic substances to enhance the structure of liquid water, leads to reduced solubility, larger aggregation regime and the preferential exclusion of the cosolvent from the hydration shell of hydrophobic solute particles. I have further adapted the MLG model to include the solvation of amphiphilic solute particles in water, by allowing different distributions of hydrophobic regions at the molecular surface, I have found aggregation of the amphiphiles, and formation of various types of micelle as a function of the hydrophobicity pattern. I have demonstrated that certain features of micelle formation may be reproduced by the adapted model to describe alterations of water structure near different surface regions of the dissolved amphiphiles. Hydrophobicity remains a controversial quantity also in protein science. Based on the surface exposure of the 20 amino-acids in native proteins I have defined the a new hydrophobicity scale, which may lead to an improvement in the comparison of experimental data with the results from theoretical HP models. Overall, I have shown that the primary features of the hydrophobic interaction in aqueous solutions may be captured within a model which focuses on alterations in water structure around non-polar solute particles. The results obtained within this model may illuminate the processes underlying the hydrophobic interaction.<br/><br/>La vie sur notre planète a commencé dans l'eau et ne pourrait pas exister en son absence : les cellules des animaux et des plantes contiennent jusqu'à 95% d'eau. Malgré son importance dans notre vie de tous les jours, certaines propriétés de l?eau restent inexpliquées. En particulier, l'étude des interactions entre l'eau et les particules organiques occupe des groupes de recherche dans le monde entier et est loin d'être finie. Dans mon travail j'ai essayé de comprendre, au niveau moléculaire, ces interactions importantes pour la vie. J'ai utilisé pour cela un modèle simple de l'eau pour décrire des solutions aqueuses de différentes particules. Bien que l?eau soit généralement un bon solvant, un grand groupe de molécules, appelées molécules hydrophobes (du grecque "hydro"="eau" et "phobia"="peur"), n'est pas facilement soluble dans l'eau. Ces particules hydrophobes essayent d'éviter le contact avec l'eau, et forment donc un agrégat pour minimiser leur surface exposée à l'eau. Cette force entre les particules est appelée interaction hydrophobe, et les mécanismes physiques qui conduisent à ces interactions ne sont pas bien compris à l'heure actuelle. Dans mon étude j'ai décrit l'effet des particules hydrophobes sur l'eau liquide. L'objectif était d'éclaircir le mécanisme de l'interaction hydrophobe qui est fondamentale pour la formation des membranes et le fonctionnement des processus biologiques dans notre corps. Récemment, l'eau liquide a été décrite comme un réseau aléatoire formé par des liaisons hydrogènes. En introduisant une particule hydrophobe dans cette structure, certaines liaisons hydrogènes sont détruites tandis que les molécules d'eau s'arrangent autour de cette particule en formant une cage qui permet de récupérer des liaisons hydrogènes (entre molécules d?eau) encore plus fortes : les particules sont alors solubles dans l'eau. A des températures plus élevées, l?agitation thermique des molécules devient importante et brise la structure de cage autour des particules hydrophobes. Maintenant, la dissolution des particules devient défavorable, et les particules se séparent de l'eau en formant deux phases. A très haute température, les mouvements thermiques dans le système deviennent tellement forts que les particules se mélangent de nouveau avec les molécules d'eau. A l'aide d'un modèle qui décrit le système en termes de restructuration dans l'eau liquide, j'ai réussi à reproduire les phénomènes physiques liés à l?hydrophobicité. J'ai démontré que les interactions hydrophobes entre plusieurs particules peuvent être exprimées dans un modèle qui prend uniquement en compte les liaisons hydrogènes entre les molécules d'eau. Encouragée par ces résultats prometteurs, j'ai inclus dans mon modèle des substances fréquemment utilisées pour stabiliser ou déstabiliser des solutions aqueuses de particules hydrophobes. J'ai réussi à reproduire les effets dûs à la présence de ces substances. De plus, j'ai pu décrire la formation de micelles par des particules amphiphiles comme des lipides dont la surface est partiellement hydrophobe et partiellement hydrophile ("hydro-phile"="aime l'eau"), ainsi que le repliement des protéines dû à l'hydrophobicité, qui garantit le fonctionnement correct des processus biologiques de notre corps. Dans mes études futures je poursuivrai l'étude des solutions aqueuses de différentes particules en utilisant les techniques acquises pendant mon travail de thèse, et en essayant de comprendre les propriétés physiques du liquide le plus important pour notre vie : l'eau.

Energetics and mechanics of walking in patients with chronic low back pain and healthy matched controls.

PURPOSE: Walking in patients with chronic low back pain (cLBP) is characterized by motor control adaptations as a protective strategy against further injury or pain. The purpose of this study was to compare the preferred walking speed, the biomechanical and the energetic parameters of walking at different speeds between patients with cLBP and healthy men individually matched for age, body mass and height. METHODS: Energy cost of walking was assessed with a breath-by-breath gas analyser; mechanical and spatiotemporal parameters of walking were computed using two inertial sensors equipped with a triaxial accelerometer and gyroscope and compared in 13 men with cLBP and 13 control men (CTR) during treadmill walking at standard (0.83, 1.11, 1.38, 1.67 m s(-1)) and preferred (PWS) speeds. Low back pain intensity (visual analogue scale, cLBP only) and perceived exertion (Borg scale) were assessed at each walking speed. RESULTS: PWS was slower in cLBP [1.17 (SD = 0.13) m s(-1)] than in CTR group [1.33 (SD = 0.11) m s(-1); P = 0.002]. No significant difference was observed between groups in mechanical work (P ≥ 0.44), spatiotemporal parameters (P ≥ 0.16) and energy cost of walking (P ≥ 0.36). At the end of the treadmill protocol, perceived exertion was significantly higher in cLBP [11.7 (SD = 2.4)] than in CTR group [9.9 (SD = 1.1); P = 0.01]. Pain intensity did not significantly increase over time (P = 0.21). CONCLUSIONS: These results do not support the hypothesis of a less efficient walking pattern in patients with cLBP and imply that high walking speeds are well tolerated by patients with moderately disabling cLBP.

Evidence for daily and weekly rhythmicity but not lunar or seasonal rhythmicity of physical activity in a large cohort of individuals from five different countries.

Background Biological rhythmicity has been extensively studied in animals for many decades. Although temporal patterns of physical activity have been identified in humans, no large-scale, multi-national study has been published, and no comparison has been attempted of the ubiquity of activity rhythms at different time scales (such as daily, weekly, monthly, and annual). Methods Using individually worn actigraphy devices, physical activity of 2,328 individuals from five different countries (adults of African descent from Ghana, South Africa, Jamaica, Seychelles, and the United States) was measured for seven consecutive days at different times of the year. Results Analysis for rhythmic patterns identified daily rhythmicity of physical activity in all five of the represented nationalities. Weekly rhythmicity was found in some, but not all, of the nationalities. No significant evidence of lunar rhythmicity or seasonal rhythmicity was found in any of the groups. Conclusions These findings extend previous small-scale observations of daily rhythmicity to a large cohort of individuals from around the world. The findings also confirm the existence of modest weekly rhythmicity but not lunar or seasonal rhythmicity in human activity. These differences in rhythm strength have implications for the management of health hazards of rhythm misalignment. Key Messages Analysis of the pattern of physical activity of 2,328 individuals from five countries revealed strong daily rhythmicity in all five countries, moderate weekly rhythmicity in some countries, and no lunar rhythmicity or seasonal rhythmicity in any of the countries.