Validität und Reliabilität bei der visuellen okklusalen Kariesdiagnostik mit ICDAS unter der Verwendung von unterschiedlichen dentalen Vergrösserungshilfen

Zielsetzung: Diese Studie untersuchte die Validität und Reliabilität von verschiedenen visuellen dentalen Vergrösserungshilfen in Bezug auf die okklusale Kariesdiagnostik mit Hilfe des International Caries Detection and Assessment System (ICDAS). Material und Methode: Die Okklusalflächen von 100 extrahierten Zähnen wurde an einer zuvor bestimmten Stelle von 10 Studenten (5 Studenten des 3. Jahreskurses (Bachelor-Studenten) und 5 Studenten des 4. Jahreskurses (Master-Studenten) der Zahnmedizinischen Kliniken der Universität Bern) und 4 Zahnärzten visuell untersucht und nach ICDAS auf das Vorhandensein und die Tiefe einer kariösen Läsion beurteilt. Die Beurteilung der Zähne erfolgte je zwei Mal von blossem Auge, mit einem Galilei-Lupensystem (2.5x Vergrösserung), mit einem Kepler-Lupensystem (4.5x Vergrösserung) und mit dem Operationsmikroskop (10x Vergrösserung) mit mindestens 24 Stunden Abstand zwischen den jeweiligen Untersuchungen. Als Goldstandard diente die Histologie. Die statistische Auswertung der Untersuchungen erfolgte mit der Berechnung der Kappa-Koeffizienten für die Intra- und Inter-Untersucher Reliabilität sowie einer Bayes-Analyse durch Ermittlung von Sensitivität, Spezifität und der Fläche unter der Receiver Operating Characteristic Kurve (AUC). Ergebnisse: Bei den Untersuchungsdurchläufen, welche mit dentalen Vergrösserungshilfen für die Diagnostik der okklusalen Zahnoberflächen durchgeführt wurden, sank die Anzahl der mit einem ICDAS-Code 0 (gesunde Zahnoberfläche) beurteilten Zähne, während die Quantität des Codes 3 (Schmelzeinbruch) mit höheren Vergrösserungen drastisch zunahm. Mit steigendem Vergrösserungsfaktor liessen sich sowohl mehr Schmelzkaries als auch Dentinkaries richtig erkennen (bessere Sensitivität), im Gegenzug sanken aber die Werte der Spezifität auf ein klinisch unakzeptables Niveau. Während der Abfall der Spezifität und AUC-Werte bei der Beurteilung von Schmelzkaries unter Verwendung von kleinen Vergrösserungen lediglich einen Trend darstellte, waren die Verschlechterungen in der Diagnostik bei der Dentinkaries unter der Zuhilfenahme von höheren Vergrösserungen häufig signifikant. So stiegen zum Beispiel bei den Zahnärzten die Werte der Sensitivität (Bandbreite) auf dem D3-Diagnostikniveau von 0.47 (0.17-0.79) bei dem Durchlauf von Auge auf 0.91 (0.83-1.00) bei der Benutzung des Operationsmikroskopes an, während jedoch die Spezifitätswerte (Bandbreite) von 0.78 (0.58-0.95) auf 0.30 (0.07-0.55) sanken. Ebenfalls einen negativen Einfluss von optischen Hilfsmitteln zeigte sich bei der Inter-Untersucher Reliabilität, während die Intra-Untersucher Reliabilität unbeeinflusst blieb. Die persönliche klinische Erfahrung scheint sowohl in Bezug auf das Mass der Übereinstimmung visueller Kariesdiagnostik als auch auf die Präferenz bei der Vergabe der ICDAS-Codes und somit auf die Werte der Validität einen wesentlichen Faktor auszumachen. Die Studenten erreichten die besten Werte der Sensitivität, indes die Zahnärzte dies bei der Spezifität erzielten. Schlussfolgerung: Insgesamt zeigte sich, dass ICDAS nicht für den zusätzlichen Gebrauch von optischen Vergrösserungen konzipiert wurde. Da es auf Grund von der Zuhilfenahme von dentalen Vergrösserungen zu mehr und unnötigen invasiven Behandlungsentscheidungen kommen könnte, ist von der Zuhilfenahme derselben für die okklusale Kariesdiagnostik mit ICDAS abzuraten.

Oxidized bases in the ribosome's peptidyl transferase center and their effects on translation

The ribosome is central to protein biosynthesis and the focus of extensive research. Recent biochemical and structural studies, especially detailed crystal structures and high resolution Cryo-EM in different functional states have broadened our understanding of the ribosome and its mode of action. However, the exact mechanism of peptide bond formation and how the ribosome catalyzes this reaction is not yet understood. Also, consequences of direct oxidative stress to the ribosome and its effects on translation have not been studied. So far, no conventional replacement or even removal of the peptidyl transferase center's bases has been able to affect in vitro translation. Significant contribution to the catalytic activity seems to stem from the ribose-phosphate backbone, specifically 2'OH of A2451. Using the technique of atomic mutagenesis, novel unnatural bases can be introduced to any desired position in the 23S rRNA, surpassing conventional mutagenesis and effectively enabling to alter single atoms in the ribosome. Reconstituting ribosomes in vitro using this approach, we replaced universally conserved PTC bases with synthetic counterparts carrying the most common oxidations 8-oxorA, 5-HOrU and 5-HOrC. To investigate the consequent effects on translation, the chemically engineered ribosomes were studied the in various functional assays. Incorporation of different oxidized bases into the 70S ribosome affected the ribosomes in different ways. Depending on the nucleobase modified, the reconstituted ribosomes exhibited radical deceleration of peptide bond formation, decrease of synthesis efficiency or even an increase of translation rate. These results may further our understanding of the residues involved in the peptide bond formation mechanism, as well as the disease-relevant effects of oxydative stress on the translation machinery.

Oxidized bases in the ribosome's peptidyl transferase center and their effects on translation

The ribosome is central to protein biosynthesis and the focus of extensive research. Recent biochemical and structural studies, especially detailed crystal structures and high resolution Cryo-EM in different functional states have broadened our understanding of the ribosome and its mode of action. However, the exact mechanism of peptide bond formation and how the ribosome catalyzes this reaction is not yet understood. Also, consequences of direct oxidative stress to the ribosome and its effects on translation have not been studied. So far, no conventional replacement or even removal of the peptidyl transferase center's bases has been able to affect in vitro translation. Significant contribution to the catalytic activity seems to stem from the ribose-phosphate backbone, specifically 2'OH of A2451. Using the technique of atomic mutagenesis, novel unnatural bases can be introduced to any desired position in the 23S rRNA, surpassing conventional mutagenesis and effectively enabling to alter single atoms in the ribosome. Reconstituting ribosomes in vitro using this approach, we replaced universally conserved PTC bases with synthetic counterparts carrying the most common oxidations 8-oxorA, 5-HOrU and 5-HOrC. To investigate the consequent effects on translation, the chemically engineered ribosomes were studied the in various functional assays. Incorporation of different oxidized bases into the 70S ribosome affected the ribosomes in different ways. Depending on the nucleobase modified, the reconstituted ribosomes exhibited radical deceleration of peptide bond formation, decrease of synthesis efficiency or even an increase of translation rate. These results may further our understanding of the residues involved in the peptide bond formation mechanism, as well as the disease-relevant effects of oxydative stress on the translation machinery.