Urokinase plasminogen activator released by alveolar epithelial cells modulates alveolar epithelial repair in vitro

Intra-alveolar fibrin is formed following lung injury and inflammation and may contribute to the development of pulmonary fibrosis. Fibrin turnover is altered in patients with pulmonary fibrosis, resulting in intra-alveolar fibrin accumulation, mainly due to decreased fibrinolysis. Alveolar type II epithelial cells (AEC) repair the injured alveolar epithelium by migrating over the provisional fibrin matrix. We hypothesized that repairing alveolar epithelial cells modulate the underlying fibrin matrix by release of fibrinolytic activity, and that the degree of fibrinolysis modulates alveolar epithelial repair on fibrin. To test this hypothesis we studied alveolar epithelial wound repair in vitro using a modified epithelial wound repair model with human A549 alveolar epithelial cells cultured on a fibrin matrix. In presence of the inflammatory cytokine interleukin-1beta, wounds increase by 800% in 24 hours mainly due to detachment of the cells, whereas in serum-free medium wound areas decreases by 22.4 +/- 5.2% (p < 0.01). Increased levels of D-dimer, FDP and uPA in the cell supernatant of IL-1beta-stimulated A549 epithelial cells indicate activation of fibrinolysis by activation of the plasmin system. In presence of low concentrations of fibrinolysis inhibitors, including specific blocking anti-uPA antibodies, alveolar epithelial repair in vitro was improved, whereas in presence of high concentrations of fibrinolysis inhibitors, a decrease was observed mainly due to decreased spreading and migration of cells. These findings suggest the existence of a fibrinolytic optimum at which alveolar epithelial repair in vitro is most efficient. In conclusion, uPA released by AEC alters alveolar epithelial repair in vitro by modulating the underlying fibrin matrix.

Taking action against ocean acidification: A review of management and policy options

Ocean acidification has emerged over the last two decades as one of the largest threats to marine organisms and ecosystems. However, most research efforts on ocean acidification have so far neglected management and related policy issues to focus instead on understanding its ecological and biogeochemical implications. This shortfall is addressed here with a systematic, international and critical review of management and policy options. In particular, we investigate the assumption that fighting acidification is mainly, but not only, about reducing CO2 emissions, and explore the leeway that this emerging problem may open in old environmental issues. We review nine types of management responses, initially grouped under four categories: preventing ocean acidification; strengthening ecosystem resilience; adapting human activities; and repairing damages. Connecting and comparing options leads to classifying them, in a qualitative way, according to their potential and feasibility. While reducing CO2 emissions is confirmed as the key action that must be taken against acidification, some of the other options appear to have the potential to buy time, e.g. by relieving the pressure of other stressors, and help marine life face unavoidable acidification. Although the existing legal basis to take action shows few gaps, policy challenges are significant: tackling them will mean succeeding in various areas of environmental management where we failed to a large extent so far.

Schmiede ─ Heiligtum ─ Wassermühle. Cham-Hagendorn (Kanton Zug) in römischer Zeit. Ausgrabungen 1944/45 und 2003/04

1944/1945 wurde in Cham-Hagendorn eine Wassermühle ausgegraben, die dank ihrer aussergewöhnlich guten Holzerhaltung seit langem einen prominenten Platz in der Forschung einnimmt. 2003 und 2004 konnte die Kantonsarchäologie Zug den Platz erneut archäologisch untersuchen. Dabei wurden nicht nur weitere Reste der Wassermühle, sondern auch Spuren älterer und jüngerer Anlagen geborgen: eine ältere und eine jüngere Schmiedewerkstatt (Horizont 1a/Horizont 3) sowie ein zweiphasiges Heiligtum (Horizonte 1a/1b). All diese Anlagen lassen sich nun in das in den neuen Grabungen erkannte stratigraphische Gerüst einhängen (s. Beil. 2). Dank der Holzerhaltung können die meisten Phasen dendrochronologisch datiert werden (s. Abb. 4.1/1a): Horizont 1a mit Schlagdaten zwischen 162(?)/173 und 200 n. Chr., Horizont 1b um 215/218 n. Chr. und Horizont 2 um 231 n. Chr. Ferner konnten in den neuen Grabungen Proben für mikromorphologische und archäobotanische Untersuchungen entnommen werden (Kap. 2.2; 3.11). In der vorliegenden Publikation werden der Befund und die Baustrukturen vorgelegt, (Kap. 2), desgleichen sämtliche stratifizierten Funde und eine umfassende Auswahl der 1944/1945 geborgenen Funde (Kap. 3). Dank anpassender Fragmente, sog. Passscherben, lassen sich diese zum Teil nachträglich in die Schichtenabfolge einbinden. Die mikromorphologischen und die archäobotanischen Untersuchungen (Kap. 2.2; 3.11) zeigen, dass der Fundplatz in römischer Zeit inmitten einer stark vom Wald und dem Fluss Lorze geprägten Landschaft lag. In unmittelbarer Nähe können weder eine Siedlung noch einzelne Wohnbauten gelegen haben. Die demnach nur gewerblich und sakral genutzten Anlagen standen an einem Bach, der vermutlich mit jenem Bach identisch ist, der noch heute das Groppenmoos entwässert und bei Cham-Hagendorn in die Lorze mündet (s. Abb. 2.4/1). Der antike Bach führte wiederholt Hochwasser ─ insgesamt sind fünf grössere Überschwemmungsphasen auszumachen (Kap. 2.2; 2.4). Wohl anlässlich eines Seehochstandes durch ein Überschwappen der Lorze in den Bach ausgelöst, müssen diese Überschwemmungen eine enorme Gewalt entwickelt haben, der die einzelnen Anlagen zum Opfer fielen. Wie die Untersuchung der Siedlungslandschaft römischer Zeit rund um den Zugersee wahrscheinlich macht (Kap. 6 mit Abb. 6.2/2), dürften die Anlagen von Cham-Hagendorn zu einer in Cham-Heiligkreuz vermuteten Villa gehören, einem von fünf grösseren Landgütern in diesem Gebiet. Hinweise auf Vorgängeranlagen fehlen, mit denen die vereinzelten Funde des 1. Jh. n. Chr. (Kap. 4.5) in Verbindung gebracht werden könnten. Diese dürften eher von einer der Überschwemmungen bachaufwärts weggerissen und nach Cham-Hagendorn eingeschwemmt worden sein. Die Nutzung des Fundplatzes (Horizont 1a; s. Beil. 6) setzte um 170 n. Chr. mit einer Schmiedewerkstatt ein (Kap. 2.5.1). Der Fundanfall, insbesondere die Schmiedeschlacken (Kap. 3.9) belegen, dass hier nur hin und wieder Geräte hergestellt und repariert wurden (Kap. 5.2). Diese Werkstatt war vermutlich schon aufgelassen und dem Verfall preisgegeben, als man 200 n. Chr. (Kap. 4.2.4) auf einer Insel zwischen dem Bach und einem Lorzearm ein Heiligtum errichtete (Kap. 5.3). Beleg für den sakralen Status dieser Insel ist in erster Linie mindestens ein eigens gepflanzter Pfirsichbaum, nachgewiesen mit Pollen, einem Holz und über 400 Pfirsichsteinen (Kap. 3.11). Die im Bach verlaufende Grenze zwischen dem sakralen Platz und der profanen Umgebung markierte man zusätzlich mit einer Pfahlreihe (Kap. 2.5.3). In diese war ein schmaler Langbau integriert (Kap. 2.5.2), der an die oft an Temenosmauern antiker Heiligtümer angebauten Portiken erinnert und wohl auch die gleiche Funktion wie diese gehabt hatte, nämlich das Aufbewahren von Weihegaben und Kultgerät (Kap. 5.3). Das reiche Fundmaterial, das sich in den Schichten der ersten Überschwemmung fand (s. Abb. 5./5), die um 205/210 n. Chr. dieses Heiligtum zerstört hatte, insbesondere die zahlreiche Keramik (Kap. 3.2.4), und die zum Teil auffallend wertvollen Kleinfunde (Kap. 3.3.3), dürften zum grössten Teil einst in diesem Langbau untergebracht gewesen sein. Ein als Glockenklöppel interpretiertes, stratifiziertes Objekt spricht dafür, dass die fünf grossen, 1944/1945 als Stapel aufgefundenen Eisenglocken vielleicht auch dem Heiligtum zuzuweisen sind (Kap. 3.4). In diesen Kontext passen zudem die überdurchschnittlich häufig kalzinierten Tierknochen (Kap. 3.10). Nach der Überschwemmung befestigte man für 215 n. Chr. (Kap. 4.2.4) das unterspülte Bachufer mit einer Uferverbauung (Kap. 2.6.1). Mit dem Bau eines weiteren, im Bach stehenden Langbaus (Kap. 2.6.2) stellte man 218 n. Chr. das Heiligtum auf der Insel in ähnlicher Form wieder her (Horizont 1b; s. Beil. 7). Von der Pfahlreihe, die wiederum die sakrale Insel von der profanen Umgebung abgrenzte, blieben indes nur wenige Pfähle erhalten. Dennoch ist der sakrale Charakter der Anlage gesichert. Ausser dem immer noch blühenden Pfirsichbaum ist es ein vor dem Langbau aufgestelltes Ensemble von mindestens 23 Terrakottafigurinen (s. Abb. 3.6/1), elf Veneres, zehn Matres, einem Jugendlichen in Kapuzenmantel und einem kindlichen Risus (Kap. 3.6; s. auch Kap. 2.6.3). In den Sedimenten der zweiten Überschwemmung, der diese Anlage um 225/230 n. Chr. zum Opfer gefallen war, fanden sich wiederum zahlreiche Keramikgefässe (Kap. 3.2.4) und zum Teil wertvolle Kleinfunde wie eine Glasperle mit Goldfolie (Kap. 3.8.2) und eine Fibel aus Silber (Kap. 3.3.3), die wohl ursprünglich im Langbau untergebracht waren (Kap. 5.3.2 mit Abb. 5/7). Weitere Funde mit sicherem oder möglichem sakralem Charakter finden sich unter den 1944/1945 geborgenen Funden (s. Abb. 5/8), etwa ein silberner Fingerring mit Merkurinschrift, ein silberner Lunula-Anhänger, eine silberne Kasserolle (Kap. 3.3.3), eine Glasflasche mit Schlangenfadenauflage (Kap. 3.8.2) und einige Bergkristalle (Kap. 3.8.4). Im Bereich der Terrakotten kamen ferner mehrere Münzen (Kap. 3.7) zum Vorschein, die vielleicht dort niedergelegt worden waren. Nach der zweiten Überschwemmung errichtete man um 231 n. Chr. am Bach eine Wassermühle (Horizont 2; Kap. 2.7; Beil. 8; Abb. 2.7/49). Ob das Heiligtum auf der Insel wieder aufgebaut oder aufgelassen wurde, muss mangels Hinweisen offen bleiben. Für den abgehobenen Zuflusskanal der Wassermühle verwendete man mehrere stehen gebliebene Pfähle der vorangegangenen Anlagen der Horizonte 1a und 1b. Obwohl die Wassermühle den 28 jährlichen Überschwemmungshorizonten (Kap. 2.2) und den Funden (Kap. 4.3.2; 4.4.4; 45) zufolge nur bis um 260 n. Chr., während gut einer Generation, bestand, musste sie mindestens zweimal erneuert werden – nachgewiesen sind drei Wasserräder, drei Mühlsteinpaare und vermutlich drei Podeste, auf denen jeweils das Mahlwerk ruhte. Grund für diese Umbauten war wohl der weiche, instabile Untergrund, der zu Verschiebungen geführt hatte, so dass das Zusammenspiel von Wellbaum bzw. Sternnabe und Übersetzungsrad nicht mehr funktionierte und das ganze System zerbrach. Die Analyse von Pollen aus dem Gehhorizont hat als Mahlgut Getreide vom Weizentyp nachgewiesen (Kap. 3.11.4). Das Abzeichen eines Benefiziariers (Kap. 3.3.2 mit Abb. 3.3/23,B71) könnte dafür sprechen, dass das verarbeitete Getreide zumindest zum Teil für das römische Militär bestimmt war (s. auch Kap. 6.2.3). Ein im Horizont 2 gefundener Schreibgriffel und weitere stili sowie eine Waage für das Wägen bis zu 35-40 kg schweren Waren aus dem Fundbestand von 1944/1945 könnten davon zeugen, dass das Getreide zu wägen und zu registrieren war (Kap. 3.4.2). Kurz nach 260 n. Chr. fiel die Wassermühle einem weiteren Hochwasser zum Opfer. Für den folgenden Horizont 3 (Beil. 9) brachte man einen Kiesboden ein und errichtete ein kleines Gebäude (Kap. 2.8). Hier war wohl wiederum eine Schmiede untergebracht, wie die zahlreichen Kalottenschlacken belegen (Kap. 3.9), die im Umfeld der kleinen Baus zum Vorschein kamen. Aufgrund der Funde (Kap. 4.4.4; 4.5) kann diese Werkstatt nur kurze Zeit bestanden haben, höchstens bis um 270 n. Chr., bevor sie einem weiteren Hochwasser zum Opfer fiel. Von der jüngsten Anlage, die wohl noch in römische Zeit datiert (Horizont 4; Beil. 10), war lediglich eine Konstruktion aus grossen Steinplatten zu fassen (Kap. 2.9.1). Wozu sie diente, muss offen bleiben. Auch der geringe Fundanfall spricht dafür, dass die Nutzung des Platzes, zumindest für die römische Zeit, allmählich ein Ende fand (Kap. 4.5). Zu den jüngsten Strukturen gehören mehrere Gruben (Kap. 2.9.2), die vielleicht der Lehmentnahme dienten. Mangels Funden bleibt ihre Datierung indes ungewiss. Insbesondere wissen wir nicht, ob sie noch in römische Zeit datieren oder jünger sind. Spätestens mit der fünften Überschwemmung, die zur endgültigen Verlandung führte und wohl schon in die frühe Neuzeit zu setzen ist, wurde der Platz aufgelassen und erst mit dem Bau der bestehenden Fensterfabrik Baumgartner wieder besetzt.

Being Open, Being Faithful: The Journey of Interreligious Dialogue

What does Christian identity mean in the face of religious pluralism? In some ways, the frontier of global Christianity lies not in repairing its past divisions so much as bravely facing its future in a world of many other faiths and conflicting convictions. Being Open, Being Faithful is a brief history, astute analysis, and trustworthy guide for Christian encounters in this pluralistic environment. A central argument of this perceptive book is that interreligious dialogue has moved so far as to fundamentally change the attitudes and openness of world religious traditions to each other, promising a future more open and less hostile than one might otherwise think. The book presents and reflects on the recent history of interreligious encounter and dialogue, and it traces the manifold difficulties involved, especially as they are experienced in Roman Catholic and World Council of Churches' engagements with other faiths. Yet, it goes even further: along with the history of such encounters, Being Open, Being Faithful examines the issue of Christian discipleship in the context of interfaith engagement, the operative models, the thorny issue of core theological commitments, and what might be the shape of Christian identity in light of such encounters.

A unified approach to architecture conformance checking

Architectural decisions can be interpreted as structural and behavioral constraints that must be enforced in order to guarantee overarching qualities in a system. Enforcing those constraints in a fully automated way is often challenging and not well supported by current tools. Current approaches for checking architecture conformance either lack in usability or offer poor options for adaptation. To overcome this problem we analyze the current state of practice and propose an approach based on an extensible, declarative and empirically-grounded specification language. This solution aims at reducing the overall cost of setting up and maintaining an architectural conformance monitoring environment by decoupling the conceptual representation of a user-defined rule from its technical specification prescribed by the underlying analysis tools. By using a declarative language, we are able to write tool-agnostic rules that are simple enough to be understood by untrained stakeholders and, at the same time, can be can be automatically processed by a conformance checking validator. Besides addressing the issue of cost, we also investigate opportunities for increasing the value of conformance checking results by assisting the user towards the full alignment of the implementation with respect to its architecture. In particular, we show the benefits of providing actionable results by introducing a technique which automatically selects the optimal repairing solutions by means of simulation and profit-based quantification. We perform various case studies to show how our approach can be successfully adopted to support truly diverse industrial projects. We also investigate the dynamics involved in choosing and adopting a new automated conformance checking solution within an industrial context. Our approach reduces the cost of conformance checking by avoiding the need for an explicit management of the involved validation tools. The user can define rules using a convenient high-level DSL which automatically adapts to emerging analysis requirements. Increased usability and modular customization ensure lower costs and a shorter feedback loop.

Genetically engineered silk and genipin-enhanced fibrin hydrogel for annulus fibrosus repair

INTRODUCTION: Around 80% of people are affected by low back pain at least once in their life, often caused by trauma provoking intervertebral disc (IVD) herniation and/or IVD degeneration. Apart from some promising approaches for nucleus pulposus repair, so far no treatment or repair is available for the outer fibrous tissue, annulus fibrosus (AF). We aimed for sealing and repairing an AF injury in a bovine IVD organ culture model in vitro over 14 days under different loading conditions. For this purpose, a silk fleece composite from Bombyx mori silk was combined with genipin-enhanced fibrin hydrogel [1]. METHODS: Bovine IVDs of 12-17 months old animals were isolated by first removing all surrounding tissue, followed by cutting out the IVDs [2]. Culturing of discs occurred in high glucose Dulbecco's Modified Eagle Medium (HG-DMEM) supplemented with 5% serum as previously described. On the next day, injury was induced using a 2mm biopsy punch (Polymed, Switzerland). The formed cavity was filled with (0.4%) genipin-enhanced human based fibrin hydrogel (35- 55mg/mL human fibrinogen, Baxter, Austria) and sealed with a silk fleece-membrane composite (Spintec Engineering, Germany). Different culture conditions were applied: free swelling, static diurnal load of 0.2MPa for 8h/d and complex loading at 0.2MPa compression combined with ± 2° torsion at 0.2Hz for 8h/d. Complex loading was applied by a custom built 2 degree of freedom bioreactor [3]. After 14 days of culture cell activity was determined with resazurin assay. Additionally, glycosaminoglycan (dimethyl-methylene blue), DNA (Hoechst) and collagen content (hydroxy-proline) were determined. Finally, real-time qPCR of major IVD marker genes was performed. RESULTS: The silk seal closing the injury site could successfully withstand the forces of all three loading conditions with no misplacement over the two weeks’ culture. Nevertheless, disc height of the repaired discs did not significantly differ from the injured group. The disc phenotype could be maintained as demonstrated by biochemical analysis of gene expression, cell activity, DNA-, collagen- and GAG content. The silk itself was evaluated to be highly biocompatible for hMSC, as revealed by cytotoxicity assays. DISCUSSION & CONCLUSIONS: The silk can be considered a highly-elastic and biocompatible material for AF closure and the genipin-enhanced fibrin hydrogel has also good biomechanical properties. However, the cyto-compatibility of genipin seems rather poor and other hydrogels and/or cross-linkers should be looked into. REFERENCES: 1 C.C. Guterl et al. (2014) Characterization of Mechanics and Cytocompatibility of Fibrin Genipin Annulus Fibrosus Sealant with the Addition of Cell Adhesion Molecules, Tissue Eng Part A 2 S.C. Chan, B. Gantenbein-Ritter (2012) Preparation of intact bovine tail intervertebral discs for organ culture, J Vis Exp 3 B Gantenbein et al. (2015) Organ Culture Bioreactors - Platforms to Study Human Intervertebral Disc Degeneration and Regenerative Therapy, Curr Stem Cell Res Ther [epub ahead of print] ACKNOWLEDGEMENTS: This project is supported by the Gebert Rüf Stiftung project # GRS-028/13.