Influence of HAART on Alternative Reading Frame Immune Responses over the Course of HIV-1 Infection

Background: Translational errors can result in bypassing of the main viral protein reading frames and the production of alternate reading frame (ARF) or cryptic peptides. Within HIV, there are many such ARFs in both sense and the antisense directions of transcription. These ARFs have the potential to generate immunogenic peptides called cryptic epitopes (CE). Both antiretroviral drug therapy and the immune system exert a mutational pressure on HIV-1. Immune pressure exerted by ARF CD8(+) T cells on the virus has already been observed in vitro. HAART has also been described to select HIV-1 variants for drug escape mutations. Since the mutational pressure exerted on one location of the HIV-1 genome can potentially affect the 3 reading frames, we hypothesized that ARF responses would be affected by this drug pressure in vivo. Methodology/Principal findings: In this study we identified new ARFs derived from sense and antisense transcription of HIV-1. Many of these ARFs are detectable in circulating viral proteins. They are predominantly found in the HIV-1 env nucleotide region. We measured T cell responses to 199 HIV-1 CE encoded within 13 sense and 34 antisense HIV-1 ARFs. We were able to observe that these ARF responses are more frequent and of greater magnitude in chronically infected individuals compared to acutely infected patients, and in patients on HAART, the breadth of ARF responses increased. Conclusions/Significance: These results have implications for vaccine design and unveil the existence of potential new epitopes that could be included as vaccine targets.

Noninvasive ventilation immediately after extubation improves weaning outcome after acute respiratory failure: a randomized controlled trial

Abstract Introduction Noninvasive ventilation (NIV), as a weaning-facilitating strategy in predominantly chronic obstructive pulmonary disease (COPD) mechanically ventilated patients, is associated with reduced ventilator-associated pneumonia, total duration of mechanical ventilation, length of intensive care unit (ICU) and hospital stay, and mortality. However, this benefit after planned extubation in patients with acute respiratory failure of various etiologies remains to be elucidated. The aim of this study was to determine the efficacy of NIV applied immediately after planned extubation in contrast to oxygen mask (OM) in patients with acute respiratory failure (ARF). Methods A randomized, prospective, controlled, unblinded clinical study in a single center of a 24-bed adult general ICU in a university hospital was carried out in a 12-month period. Included patients met extubation criteria with at least 72 hours of mechanical ventilation due to acute respiratory failure, after following the ICU weaning protocol. Patients were randomized immediately before elective extubation, being randomly allocated to one of the study groups: NIV or OM. We compared both groups regarding gas exchange 15 minutes, 2 hours, and 24 hours after extubation, reintubation rate after 48 hours, duration of mechanical ventilation, ICU length of stay, and hospital mortality. Results Forty patients were randomized to receive NIV (20 patients) or OM (20 patients) after the following extubation criteria were met: pressure support (PSV) of 7 cm H2O, positive end-expiratory pressure (PEEP) of 5 cm H2O, oxygen inspiratory fraction (FiO2) ≤ 40%, arterial oxygen saturation (SaO2) ≥ 90%, and ratio of respiratory rate and tidal volume in liters (f/TV) < 105. Comparing the 20 patients (NIV) with the 18 patients (OM) that finished the study 48 hours after extubation, the rate of reintubation in NIV group was 5% and 39% in OM group (P = 0.016). Relative risk for reintubation was 0.13 (CI = 0.017 to 0.946). Absolute risk reduction for reintubation showed a decrease of 33.9%, and analysis of the number needed to treat was three. No difference was found in the length of ICU stay (P = 0.681). Hospital mortality was zero in NIV group and 22.2% in OM group (P = 0.041). Conclusions In this study population, NIV prevented 48 hours reintubation if applied immediately after elective extubation in patients with more than 3 days of ARF when compared with the OM group. Trial Registration number ISRCTN: 41524441.

Studio dei meccanismi molecolari coinvolti nel determinismo sintomatologico di piante infette da virus e virus-satelliti

The aim of our work was to study the molecular mechanisms involved in symptoms appearance of plants inoculated either with a virus or with a virus-satellite complex. In the first case, we tried to set up a reliable method for an early identification of PVYNTN strains present in Italy and causing potato tuber necrosis. This, to prevent their spread in the field and to avoid severe yield losses, especially in seed potato production. We tried to localize the particular genomic region responsible for tuber necrosis. To this purpose, we carried out RT-PCR experiments using various primer combinations, covering PVY genomic regions larger than those previously used by other authors. As the previous researchers, though, we were not able to differentiate all NTN from others PVY strains. This probably because of the frequent virus variability, due to both genomic mutations and possible recombination events among different strains. In the second case, we studied the influence of Y-sat (CaRNA5 satellite) on symptoms of CMV (Cucumber mosaic virus) in Nicotiana benthamiana plants: strong yellowing appearance instead of simple mosaic. Wang et al (2004), inoculating the same infectious complex on tobacco plants transformed with a viral suppressor of plant silencing (HC-PRO), did not experience the occurrence of yellowing anymore and, therefore, hypotesized that changes in symptoms were due to plant post transcriptional gene silencing (PTGS) mechanism. In our case, inoculation of N. benthamiana plants transformed with another PTGS viral suppressor (p19), and other plants defective for RNA polymerase 6 (involved in systemic silencing), still resulted in yellowing appearance. This, to our opinion, suggests that in our system another possible mechanism is involved.

Netzwerke von Nervenzellen auf strukturierten Oberflächen charakterisiert mit optischen und elektrophysiologischen Methoden

Das Wachstum von Nervenzellen und deren Verbindungen im zentralen und peripheren Nervensystem wird durch Proteine der extrazellulären Matrix kontrolliert. In dieser Arbeit wurde das Matrixprotein Laminin verwendet, um Netzwerke von Nervenzellen auf künstlichen Substraten in vitro zu erzeugen. Zu diesem Zweck wurden Lamininstrukturen mit Mikrostempeln aus Polydimethylsiloxan auf Zellkultursubstrate übertragen. Die Mikrostempel wurden in einem mehrstufigen Verfahren durch Abformung von photolithographisch hergestellten Masken angefertigt. Nach Vorversuchen mit neuronal differenzierten Zellen der Zellinien MzN und P19 zur Identifizierung geeigneter Abmessungen der Mikrotrukturen, gelang die Realisierung von Linien- und Gitternetzwerken sowie von komplexeren Schaltungen. Eine morphologische Charakterisierung der erzeugten Netzwerke erfolgte durch Phasenkontrast- und Fluoreszenzmikroskopie.Elektrophysiologische Messungen wurden mit der Patch-Clamp Technik an einer Kultur von Nervenzellen aus primär isolierten Hirnschnitten durchgeführt. Der Erhalt des intakten Zellverbundes im Hirnschnitt sollte Bedingungen möglichst nahe zur Situation in vivo schaffen, um die Bildung von Synapsen zu begünstigen. In Patch-Clamp Messungen an bis zu drei Neuronen gleichzeitig, gelang der Nachweis synaptischer Kopplung in strukturierten Netzwerken solcher Hirnschnitt-Kulturen. Sowohl funktionale chemische Synapsen, als auch Ohm'sche Kopplung über Gap-Junctions wurde beobachtet. Es wurde ein elektrisches Kopplungsmodell abgeleitet. Die Signalleitung in den Nervenfasern erfolgt demnach wie in einem zylindrischen, durch die Zellmembran von der Umgebung isolierten Kabel.

Evaluation of a viral vector system, based on a defective interfering RNA of tomato bushy stunt virus, for protein expression and the induction of gene silencing

A viral vector system was developed based on a DI-RNA, a sub-viral particle derived from TBSV-BS3-statice. This newly designed vector system was tested for its applicability in protein expression and induction of gene silencing. Two strategies were pursued. The first strategy was replication of the DI-RNA by a transgenically expressed TBSV replicase and the second was the replication by a so called helper virus. It could be demonstrated by northern blot analysis that the replicase, expressed by the transgenic N. benthamiana plant line TR4 or supplied by the helper virus, is able to replicate DI-RNA introduced into the plant cells. Various genes were inserted into different DI constructs in order to study the vector system with regard to protein expression. However, independent of how the replicase was provided no detectable amounts of protein were produced in the plants. Possible reasons for this failure are identified: the lack of systemic movement of the DI-RNA in the transgenic TR4 plants and the occurrence of deletions in the inserted genes in both systems. As a consequence the two strategies were considered unsuitable for protein expression. The DI-RNA vector system was able to induce silencing of transgenes as well as endogenous genes. Several different p19 deficient helper virus constructs were made to evaluate their silencing efficiency in combination with our DI-RNA constructs. However, it was found that our vector system can not compete with other existing VIGS (virus induced gene silencing) systems in this field. Finally, the influence of DI sequences on mRNA stability on transient GUS expression experiments in GUS silenced plants was evaluated. The GUS reporter gene system was found to be unsuitable for distinguishing between expression levels of wild type plants and GUS silenced transgenic plants. The results indicate a positive effect of the DI sequences on the level of protein expression and therefore further research into this area is recommended.

Genetische und funktionelle Analyse von Vesikelmembranprotein-Mutanten in Maus und Caenorhabditis elegans

Tetraspan vesicle membrane proteins (TVPs) sind konservierte, ubiquitär vorkommende Membranproteine synaptischer Vesikel und zytoplasmatischer Transportvesikel. Bei Säugetieren lassen sie sich in die Physine, Gyrine und SCAMPs (secretory carrier-associated membrane proteins) unterteilen, die im Nematoden C. elegans jeweils nur durch ein einzelnes Polypeptid vertreten sind (Synaptophysin-1 [SPH-1], Synaptogyrin-1 [SNG-1] und SCAMP-1 [SCM-1]). Obwohl den TVPs eine Beteiligung bei der Regulation des Vesikelzyklus zugesprochen wurde, sind Synaptophysin-1-Knockout-Mäuse und vollständig TVP-defiziente Würmer gesund und weisen nur geringgradige Veränderungen auf. In dieser Arbeit sollten daher zum einen genomweite komparative Transkriptomanalysen durchgeführt werden, um mögliche Kompensationsmechanismen in der Maus und C. elegans zu finden, zum anderen sollten mit Hilfe pharmakologischer Stressassays und genetischer Verfahren Schwachstellen und Redundanzen identifiziert werden. Erstaunlicherweise konnten durch Affymetrix GeneChip-Analysen der RNA in der Retina von Synaptophysin-1-/--Mäusen keine differenziell exprimierten Gene gefunden werden. Bei der Untersuchung der C. elegans-TVP-Dreifachmutante wurden hingegen 17 Gene mit erhöhter und 3 mit erniedrigter Transkription identifiziert. Die Befunde für 12 hochregulierte Gene wurden durch quantitative Real-Time RT-PCR bestätigt. Das am stärksten hochregulierte Gen arf-1.1 kodiert für eine GTPase, die vermutlich an der Regulation der Vesikelbildung beteiligt ist. Von den ebenso identifizierten Genen cdr-2, cdr-4 und pgp-9 ist bekannt, dass sie in Stresssituationen, z. B. in Gegenwart von Cadmium, verstärkt transkribiert werden. ugt-62 und ugt-19 kodieren für Glucuronosyltransferasen. Für arf-1.1, cdr-2, ugt-62 sowie für das Gen T16G1.6, das für eine coiled-coil-Domäne kodiert, wurden im Folgenden fluoreszierende Promoterkonstrukte hergestellt, um Koexpressionsmuster mit TVPs zu bestimmen. Es stellte sich heraus, dass alle vier Promoterkonstrukte im Darm zusammen mit SPH-1 und SCM-1 im Darm transkribiert werden. Mit fluoreszierenden Translationschimären konnte weiterhin gezeigt werden, dass ARF-1.1 und CDR-2 mit den Darm-spezifischen TVPs im apikalen Bereich der Darmzellen kolokalisieren. Um mehr über die Funktion von TVPs im Vesikelzyklus zu erfahren, wurden pharmakologische und genetische Analysen von Würmern durchgeführt, in denen die Expression des Neuronen-spezifischen SNG-1 verändert ist. Deletion oder Überexpression führte zu einer Resistenz gegenüber dem Acetylcholinesterase-Inhibitor Aldicarb und zu erhöhter Empfindlichkeit gegenüber dem GABA-Rezeptor-Antagonisten Pentylentetrazol. Auf genetischer Ebene zeigte sich, dass sng-1 synthetisch mit den Genen für Synaptotagmin-1, Endophilin A sowie Synaptojanin wirkt. Die beobachteten Effekte weisen auf alternative Funktionen in der synaptischen Übertragung hin und unterstützen zugleich die Hypothese, dass SNG-1 im synaptischen Vesikelzyklus eine wichtige Funktion erfüllt, die möglicherweise einem noch unbekannten redundanten Kompartiment-spezifischen Signalweg der synaptischen Transmission zuzuordnen ist.

In-vitro synthesis and reconstitution of cytochrome bo 3 ubiquinol oxidase in artificial membranes

Forschung über Membranenproteine stellt strenge Hindernisse, seit ruhigem gerade wenige Beispiele der Membranenproteinsorten sind gekennzeichnet worden in den verwendbaren experimentellen Plattformen gegenüber. Die Hauptherausforderung ist, ihre ausgezeichnete entworfene strukturelle Vollständigkeit zu konservieren, während die Ausdruck-, Lokalisierungs- und Wiederherstellungprozesse auftreten. In-vitro übersetzungssysteme können Vorteile über auf Zellenbasisgenausdruck zum Beispiel haben, wenn das über-ausgedrückte Produkt zur Wirtszelle giftig ist oder wenn fehlende Pfosten-Übersetzungsänderung in den bakteriellen Ausdrucksystemen die Funktionalität der Säugetier- Proteine oder Mangel an vorhandenem Membranenraum verdirbt, Funktionsausdruck verbieten.rn Der Nachahmer von biologische Membranen wie feste gestützte Lipidmembranen sind als Plattform am meisten benutzt, Proteinmembraneninteraktionen nachzuforschen. Wir sind in der Lage, Membranenproteinsorte, da wir eine Plattform für Membranenproteinsynthese vorstellen, nämlich die in-vitrosynthese der Membranenproteine in ein Peptid gestütztes Membranensystem zu adressieren. Die Wiederherstellung der Membranenproteine in den Lipid bilayers resultiert im Allgemeinen mit verschiedenen Proteinanpassungen. Als Alternative erforschen wir dieses System zum ersten Mal, um genaueres Modell zu den zellularen Membranen zu verursachen und ihre Funktion, wie Proteineinfügung, Proteinfunktion und Ligandinteraktionen nachzuahmen.rn In dieser Arbeit ist unser Ziel, komplizierte Transmembraneproteine, wie des Cytochrome bo3-ubiquinol Oxydase (Cyt-bo3) direkt innerhalb der biomimetic vorbildlichen Membrane zu synthetisieren. In unserem System wird festes gestütztes tBLM wie, P19/DMPE/PC als Plattform benutzt. Dieses künstliche Membranensystem mimiks die amphiphile Architektur eines Zelle-abgeleiteten Membranensystems.rn

Targeting the p53–MDM2 interaction by the small-molecule MDM2 antagonist Nutlin-3a: a new challenged target therapy in adult Philadelphia positive acute lymphoblastic leukemia patients

The human p53 tumor suppressor, known as the “guardian of the genome”, is one of the most important molecules in human cancers. One mechanism for suppressing p53 uses its negative regulator, MDM2, which modulates p53 by binding directly to and decreasing p53 stability. In testing novel therapeutic approaches activating p53, we investigated the preclinical activity of the MDM2 antagonist, Nutlin-3a, in Philadelphia positive (Ph+) and negative (Ph-) leukemic cell line models, and primary B-Acute lymphoblastic leukemia (ALL) patient samples. In this study we demonstrated that treatment with Nutlin-3a induced grow arrest and apoptosis mediated by p53 pathway in ALL cells with wild-type p53, in time and dose-dependent manner. Consequently, MDM2 inhibitor caused an increase of pro-apoptotic proteins and key regulators of cell cycle arrest. The dose-dependent reduction in cell viability was confirmed in primary blast cells from Ph+ ALL patients with the T315I Bcr-Abl kinase domain mutation. In order to better elucidate the implications of p53 activation and to identify biomarkers of clinical activity, gene expression profiling analysis in sensitive cell lines was performed. A total of 621 genes were differentially expressed (p < 0.05). We found a strong down-regulation of GAS41 (growth-arrest specific 1 gene) and BMI1 (a polycomb ring-finger oncogene) (fold-change -1.35 and -1.11, respectively; p-value 0.02 and 0.03, respectively) after in vitro treatment as compared to control cells. Both genes are repressors of INK4/ARF and p21. Given the importance of BMI in the control of apoptosis, we investigated its pattern in treated and untreated cells, confirming a marked decrease after exposure to MDM2 inhibitor in ALL cells. Noteworthy, the BMI-1 levels remained constant in resistant cells. Therefore, BMI-1 may be used as a biomarker of response. Our findings provide a strong rational for further clinical investigation of Nutlin-3a in Ph+ and Ph-ALL.

Charakterisierung einer pflanzlichen Variante des Cytoskelettproteins gamma-Tubulin durch Strukturmodellierung, Überexpression und Analyse der Interaktionspartner

Wie alle Eukaryoten besitzen auch höhere Pflanzen ein mikrotubuläres Cytoskelett. Einige Funktionen dieses Cytoskeletts sind relativ stark konserviert, andere dagegen scheinen sehr pflanzenspezifisch zu sein. Dies betrifft insbesondere charakteristische mikrotubuläre Netzwerke, die bei der Neubildung und der Verstärkung der Zellwände wichtige Rollen übernehmen. Wie der Aufbau dieser Netzwerke kontrolliert wird, ist bisher relativ unklar. Typische Mikrotubuli organisierende Zentren (MTOC), insbesondere Centrosomen oder Spindelpolkörper, sind bei höheren Pflanzen nicht beobachtet worden. Von pilzlichen und tierischen Organismen weiß man, dass gamma-Tubulin (gTUB) mit seinen assoziierten Proteinen in den MTOC bei der Nukleation von Mikrotubuli eine Schlüsselfunktion hat. Dieses Mitglied der Tubulin-Superfamilie wird aber auch in Pflanzen gefunden, dessen genaue Funktion bisher unbekannt ist. Zu Beginn der Arbeit wurden mittels in silico Berechnungen Strukturmodelle des pflanzlichen gTUBs aus Nicotiana tabacum erarbeitet, da die Struktur, die zu einem Verständnis der pflanzlichen Wachstumsregulation beitragen könnte, bisher unbekannt ist. Auf Grundlage der bioinformatischen Daten konnte für weitere Studien eine notwendige gTUB-Deletionsmutante entwickelt werden. Für Röntgendiffraktionsstudien und gTUB-Interaktionspartneranalysen war die Verfügbarkeit verhältnismäßig großer Proteinmengen notwendig. Die Expression der gTUB-Volllängensequenz in gelöster und aktiver Form stellte einen immanent wichtigen Zwischenschritt dar. Das Escherichia coli T7/lacO-Expressionssystem lieferte, trotz vielversprechender Erfolge in der Vergangenheit, kein gelöstes rekombinantes gTUB. So wurden zwar verhältnismäßig hohe Expressionsraten erzielt, aber das rekombinante gTUB lag quantitativ als Inclusion bodies vor. Eine Variationen der Expressionsparameter sowie umfangreiche Versuche mittels verschiedenster Konstrukte sowie potentiell die Löslichkeit erhöhenden Tags gTUB in gelöster Form in E. coli zu exprimieren blieben erfolglos. Eine Denaturierung der Inclusion bodies und Rückfaltung wurde aufgrund der wohl bei der Tubulinfaltung notwendigen komplexeren Chaperone sowie thermodynamischer Überlegungen ausgeschlossen. Die höher evolvierte Chaperonausstattung war ein Hauptgrund für die Verwendung der eukaryotischen Hefe-Expressionssysteme K. lactis und des S. cerevisiae-Stammes FGY217 zur gTUB-Expression. So konnten nach der Selektion nur transgene Hefe-Zellen dokumentiert werden, die die gTUB-Expressionskassette nachweislich an der vorgesehenen Zielposition in ihrem Genom integrierten, aber keine dokumentierbare Expression zeigten. Die wahrscheinlichste Begründung hierfür ist, dass ein erhöhter intrazellulärer gTUB-Titer mit dem Zellwachstum und der Zellteilung dieser eukaryotischen Organismen interferierte und durch Rückkopplungen die rekombinante gTUB-CDS aus N. tabacum ausgeschaltet wurde. Der Versuch einer transienten gTUB-Überexpression in differenzierten Blattgeweben höherer Pflanzen war eine logische Konsequenz aus den vorherigen Ergebnissen und lieferte, wenn auch nicht die für eine Proteinkristallisation notwendigen Mengen, gelöstes gTUB. Bestrebungen einer stabilen Transfektion von A. thaliana oder BY-2-Zellkulturen mit einer gTUB-CDS lieferten keine transgenen Organismen, was starke Interferenzen der rekombinanten gTUB-CDS in den Zellen vermuten lies. Transfektionsversuche mit nur GFP tragenden Konstrukten ergaben hingegen eine hohe Anzahl an transgenen Organismen, die auch verhältnismäßig starke Expressionsraten zeigten. Die erzielten Proteinmengen bei der transienten gTUB-Überexpression in N. benthamiana Blattgeweben, in Co-Expression mit dem Posttransriptional Gene Silencing-Suppressorprotein p19, waren für einen Pull-Down sowie eine massenspektroskopische Analyse der Interaktionspartner ausreichend und ergaben Befunde. Eine abschließende Auswertung des erarbeiteten massenspektroskopischen Datensatzes wird jedoch erst dann möglich sein, wenn das Tabak-Proteom vollständig sequenziert ist. Die Erweiterung der bestehenden pflanzlichen Vergleichsdatenbanken um das bisher bekannte Tabak-Proteom vervielfachte die Anzahl der in dieser Studie identifizierten gTUB-Interaktionspartner. Interaktionen mit dem TCP1-Chaperon untermauern die Hypothese der zur Faltung pflanzlichen gTUBs notwendigen Chaperone. Beobachtete gTUB-Degradationsmuster in Verbindung mit Interaktionen des 26S-Proteasoms deuten auf eine Gegenregulationen bei erhöhtem gTUB-Titer auf Proteinebene hin. Da Blattgewebe selbst nur noch über eine sehr geringe und inhomogene Teilungsaktivität verfügen ist diese Regulation hoch spannend. Auch konnte durch Co-Expression des PTGS-Suppressorproteins p19 gezeigt werden, dass bei der gTUB-Expression eine Regulation auf RNA-Ebene erfolgt.

Untersuchung der Pharmakokinetik von Ciprofloxacin und Piperacillin bei Intensivpatienten mit kontinuierlichen Hämodialyseverfahren

Infektionen zählen bei hämodialysepflichtigen Intensivpatienten zu den häufigsten Todesursachen. Um die Wirksamkeit und Sicherheit der Antibiotikatherapie zu verbessern, müssen verschiedene Faktoren, zum Beispiel die Pharmakodynamik und Pharmakokinetik des Antibiotikums, die Art des Hämodialyseverfahrens, die Art des Dialysefilters und der Zustand des Patienten berücksichtigt werden. Im Rahmen einer klinischen Studie wurde die antibiotische Wirkung von Piperacillin und Ciprofloxacin bei kontinuierlichen Hämodialyseverfahren mittels pharmakokinetischer Methoden bestimmt.Für die klinische Studie wurde eine HPLC-Methode mit kombinierter Festphasenextraktion (SPE) entwickelt und nach den Grenzwerten der EMA Guideline on Bioanalytical Method Validation validiert. Die Methode erwies sich für die gleichzeitige Bestimmung von Piperacillin und Ciprofloxacin in Plasma- und Dialysatproben als valide und zuverlässig. Die ermittelten Konzentrationen der beiden Antibiotika wurden für die Berechnung der pharmakokinetischen Parameter verwendet.In der klinischen Studie wurden bei 24 Intensivpatienten mit kontinuierlicher venovenöser Hämodialyse (CVVHD) bzw. kontinuierlicher venovenöser Hämodiafiltration (CVVHDF), bei denen Piperacillin/Tazobactam, Ciprofloxacin oder eine Kombination dieser Antibiotika indiziert war, die Antibiotikakonzentrationen im Plasma und Dialysat im Steady State gemessen. Unmittelbar vor einer Antibiotikainfusion (0 min) wurde ein Volumen von sechs Milliliter Blut entnommen. Weitere Blutentnahmen erfolgten 30 Minuten nach der Infusion sowie nach 1, 2, 3, 4, 8, 12 und 24 Stunden. Sobald ein Filtratbeutel ausgetauscht wurde, wurden parallel zu den Blutproben Dialysatproben entnommen. Die Konzentrationen von Piperacillin und Ciprofloxacin wurden nach der Festphasenextraktion aus den Plasmaproben mit der validierten HPLC-Methode innerhalb von 15 Minuten zuverlässig bestimmt. Neben den gemessenen Plasmakonzentrationen (Cmax, Cmin) wurden pharmakokinetische Parameter wie t0,5, VdSS, AUC, Cltot, ClCRRT und Clextrarenal berechnet. Für Piperacillin wurde untersucht, ob die Plasmaspiegel der Patienten für das gesamte Dosierungsintervall oberhalb der geforderten vierfachen MHK von 64 mg/l liegen. Für Ciprofloxacin wurde untersucht, ob die aus gemessenen Plasmaspiegeln berechnete AUC den Quotienten aus AUC und MHK (=AUIC) ≥ 125 h erfüllt.Bei zehn der 21 mit Piperacillin behandelten Patienten lagen die Plasmaspiegel unterhalb der angestrebten Konzentration von 64 mg/l für das gesamte Dosierungsintervall. Das Patientenkollektiv wies eine große interindividuelle Variabilität auf. Mit einer Wahrscheinlichkeit von 95 % waren 26 - 70 % der Patienten unterdosiert. In der Gruppe der mit Ciprofloxacin behandelten Patienten wurde die angestrebte AUIC von 125 h nur bei neun der 20 Patienten erreicht. Mit einer Wahrscheinlichkeit von 95 % waren 29 - 76 % der Patienten unterdosiert. Die kontinuierlichen Nierenersatzverfahren hatten nur einen geringen Anteil an der totalen Clearance der untersuchten Antibiotika. Während die Clearance des kontinuierlichen Nierenersatzverfahren bei Piperacillin für ein Drittel der Arzneistoffelimination verantwortlich war, trug diese im Fall von Ciprofloxacin lediglich zu 16 % zur Arzneistoffelimination bei.Die Dosierung von Piperacillin/Tazobactam bzw. Ciprofloxacin sollte bei kritisch kranken Intensivpatienten mit kontinuierlicher Hämodialyse mindestens 4 mal 4/0,5 g pro Tag bzw. 2 mal 400 mg pro Tag betragen. Diese Empfehlungen sind insbesondere für die verwendeten Dialyseverfahren und -bedingungen zutreffend. Zur weiteren Optimierung der Antibiotikatherapie ist ein Therapeutisches Drug Monitoring empfehlenswert.

Lymphangiogenesis is upregulated in kidneys of patients with multiple myeloma

Neolymphangiogenesis has recently been demonstrated in transplanted kidneys as well as in chronic interstitial nephritis and IgA nephropathy. However, its significance in kidney disease remains to be defined and a systematic study of renal lymphangiogenesis is warranted. We investigated patients with multiple myeloma (MM) presenting in the great majority with acute renal insufficiency. Controls were allograft kidney donors and patients with renal insufficiency due to acute renal failure (ARF). Lymph vessel length density (LVD) was quantified immunohistochemically by means of antipodoplanin staining followed by computer-assisted stereology. The mean LVD in kidneys of patients with MM (23.19 mm(-2)) was higher when compared with allograft donors (7.42 mm(-2), P = 0.0003) and patients with ARF (6.78 mm(-2), P = 0.0002). The higher LVD was significantly associated with interstitial inflammation, and the newly formed lymph vessels were accompanied by diffuse and nodular interstitial infiltrates composed mainly of CD20(+) B cells and CD27(+) plasma cells. The infiltrates in patients with MM also displayed a higher expression of the B-cell chemoattractant CXCL13. These results demonstrate for the first time that lymphangiogenesis is a prominent feature in MM kidneys and that it is associated with a significant accumulation of macrophages, CD20(+) and CD27(+) B lymphocytes. Further studies should clarify whether these changes represent a beneficial or detrimental factor in the progression of the myeloma-related kidney damage.

Perception of non-invasive ventilation in adult Swiss intensive care units

The real utilisation scenario of non-invasive ventilation (NIV) in Swiss ICUs has never been reported. Using a survey methodology, we developed a questionnaire sent to the directors of the 79 adult ICUs to identify the perceived pattern of NIV utilisation. We obtained a response rate of 62%. The overall utilisation rate for NIV was 26% of all mechanical ventilations, but we found significant differences in the utilisation rates among different linguistic areas, ranging from 20% in the German part to 48% in the French part (p <0.01). NIV was mainly indicated for the acute exacerbations of COPD (AeCOPD), acute cardiogenic pulmonary edema (ACPE) and acute respiratory failure (ARF) in selected do-not-intubate patients. In ACPE, CPAP was much less used than bi-level ventilation and was still applied in AeCOPD. The first line interface was a facial mask (81%) and the preferred type of ventilator was an ICU machine with an NIV module (69%). The perceived use of NIV is generally high in Switzerland, but regional variations are remarkable. The indications of NIV use are in accordance with international guidelines. A high percentage of units consider selected do-not-intubate conditions as an important additional indication.

Tumor suppressor genes in myeloid differentiation and leukemogenesis

Tumor suppressor genes, such as p53, RB, the INK4-ARF family and PML, suppress malignant transformation by regulating cell cycle progression, ensuring the fidelity of DNA replication and chromosomal segregation, or by inducing apoptosis in response to potentially deleterious events. In myeloid leukemia, hematopoietic differentiation resulting from highly coordinated, stage-wise expression of myeloid transcription and soluble signaling factors is disrupted leading to a block in terminal differentiation and uncontrolled proliferation. This virtually always involves functional inactivation or genetic disruption of one or several tumor suppressor genes in order to circumvent their checkpoint control and apoptosis-inducing functions. Hence, reactivation of tumor suppressor gene function has therapeutic potential and can possibly enhance conventional cytotoxic chemotherapy. In this review, we focus on the role of different tumor suppressor genes in myeloid differentiation and leukemogenesis, and discuss implications for therapy.

Treatment of acute renal failure in the intensive care unit: lower costs by intermittent dialysis than continuous venovenous hemodiafiltration

Intermittent and continuous renal replacement therapies (RRTs) are available for the treatment of acute renal failure (ARF) in the intensive care unit (ICU). Although at present there are no adequately powered survival studies, available data suggest that both methods are equal with respect to patient outcome. Therefore, cost comparison between techniques is important for selecting the modality. Expenditures were prospectively assessed as a secondary end point during a controlled, randomized trial comparing intermittent hemodialysis (IHD) with continuous venovenous hemodiafiltration (CVVHDF). The outcome of the primary end points of this trial, that is, ICU and in-hospital mortality, has been previously published. One hundred twenty-five patients from a Swiss university hospital ICU were randomized either to CVVHDF or IHD. Out of these, 42 (CVVHDF) and 34 (IHD) were available for cost analysis. Patients' characteristics, delivered dialysis dose, duration of stay in the ICU or hospital, mortality rates, and recovery of renal function were not different between the two groups. Detailed 24-h time and material consumption protocols were available for 369 (CVVHDF) and 195 (IHD) treatment days. The mean daily duration of CVVHDF was 19.5 +/- 3.2 h/day, resulting in total expenditures of Euro 436 +/- 21 (21% for human resources and 79% for technical devices). For IHD (mean 3.0 +/- 0.4 h/treatment), the costs were lower (Euro 268 +/- 26), with a larger proportion for human resources (45%). Nursing time spent for CVVHDF was 113 +/- 50 min, and 198 +/- 63 min per IHD treatment. Total costs for RRT in ICU patients with ARF were lower when treated with IHD than with CVVHDF, and have to be taken into account for the selection of the method of RRT in ARF on the ICU.

E2F1 AND TUMOR SUPPRESSION: THE ROLE OF p21, miRNAS, AND THE DNA DAMAGE RESPONSE

E2F1 is a multi-faceted protein that has roles in a number of important cellular processes including cell cycle regulation, apoptosis, proliferation, and the DNA damage response (DDR). Moreover, E2F1 has opposing roles in tumor development, acting as either a tumor suppressor or an oncogene depending on the context. In human cancer, E2F1 is often deregulated through aberrations in the Rb-p16INK4a-cyclin D1 pathway. In these studies we examined three mechanisms by which E2F1 might mediate its tumor suppressive properties: p21-induced senescence, miRNAs, and the DNA damage response. We found that E2F1 acts as a tumor suppressor in response to ras activation through a non-apoptotic mechanism requiring ARF and p53, but not p21. However, p21-loss inhibited two-stage chemical carcinogenesis in FVB mice. In response to E2F1 overexpression, we found that 22 miRNAs are differentially regulated in mouse epidermis, including let-7a, let-7c, and miR-301. Additionally, regulation of miR-301 involves binding of E2F1 to its promoter. Finally, our data indicate a role for E2F1 at sites of DNA damage requiring E2F1’s phosphorylation at serine 31 which may involve DNA repair. Further, this role in the DDR may affect tumor aggressiveness and multiplicity. In all, we have explored three mechanisms for E2F1-induced tumor suppression and identified E2F1’s role in the DNA damage response as a likely contributor to this phenomenon.