Identification and quantification of a new family of peptide endocannabinoids (Pepcans) showing negative allosteric modulation at CB1 receptors

The α-hemoglobin-derived dodecapeptide RVD-hemopressin (RVDPVNFKLLSH) has been proposed to be an endogenous agonist for the cannabinoid receptor type 1 (CB(1)). To study this peptide, we have raised mAbs against its C-terminal part. Using an immunoaffinity mass spectrometry approach, a whole family of N-terminally extended peptides in addition to RVD-Hpα were identified in rodent brain extracts and human and mouse plasma. We designated these peptides Pepcan-12 (RVDPVNFKLLSH) to Pepcan-23 (SALSDLHAHKLRVDPVNFKLLSH), referring to peptide length. The most abundant Pepcans found in the brain were tested for CB(1) receptor binding. In the classical radioligand displacement assay, Pepcan-12 was the most efficacious ligand but only partially displaced both [(3)H]CP55,940 and [(3)H]WIN55,212-2. The data were fitted with the allosteric ternary complex model, revealing a cooperativity factor value α < 1, thus indicating a negative allosteric modulation. Dissociation kinetic studies of [(3)H]CP55,940 in the absence and presence of Pepcan-12 confirmed these results by showing increased dissociation rate constants induced by Pepcan-12. A fluorescently labeled Pepcan-12 analog was synthesized to investigate the binding to CB(1) receptors. Competition binding studies revealed K(i) values of several Pepcans in the nanomolar range. Accordingly, using competitive ELISA, we found low nanomolar concentrations of Pepcans in human plasma and ∼100 pmol/g in mouse brain. Surprisingly, Pepcan-12 exhibited potent negative allosteric modulation of the orthosteric agonist-induced cAMP accumulation, [(35)S]GTPγS binding, and CB(1) receptor internalization. Pepcans are the first endogenous allosteric modulators identified for CB(1) receptors. Given their abundance in the brain, Pepcans could play an important physiological role in modulating endocannabinoid signaling.

Gesundheitsökonomie

Nicht alle gesundheitlichen Ziele und Maßnahmen, die grundsätzlich wünschenswert wären, sind auch finanzierbar. Die Frage, wie begrenzte Ressourcen eingesetzt werden sollen, ist eine zentrale Herausforderung für die Gesundheitssysteme weltweit. Um hier Antworten zu finden, wendet die Gesundheitsökonomie wirtschaftswissenschaftliche Theorien und Methoden auf das Gesundheitssystem an. Zu den wichtigsten Aufgaben gehört dabei die Kosten-Nutzen-Bewertung gesundheitsbezogener Leistungen. In diesem Abschnitt beschreiben wir zuerst die zentralen gesundheitsökonomischen Studientypen und gehen dabei insbesondere der Frage nach, wie man den Nutzen medizinischer Maßnahmen quantifizieren kann. Anschließend erläutern wir, wie man Ergebnisse gesundheitsökonomischer Studien ausdrückt und interpretiert. Am Ende kommen wir dann zu unserer zentralen Frage: Wie viele Ressourcen wollen Gesellschaften für zusätzliche Gesundheit aufwenden? Schweizerische Lernziele: CPH 1, CPH 17, CPH 27

Patientensicherheit

Ein zentraler Aspekt im Hinblick auf die Qualität der Gesundheitssysteme ist die Patientensicherheit. Untersuchungen aus Europa und den USA zeigen, dass es bei ca. 5–10 % der Patienten im Krankenhaus zu einem unerwünschten Ereignis kommt, das zu einem Schaden bei dem Patienten führt. Etwa die Hälfte dieser Ereignisse wird als vermeidbar angesehen. Besonders dramatisch ist, dass ca. 0,1 % der in ein Krankenhaus aufgenommenen Patienten aufgrund vermeidbarer unerwünschter Ereignisse versterben. In Deutschland sind dies jährlich etwa 17.000 und in der Schweiz ca. 1.200 PatientInnen, die auf diese Weise ihr Leben verlieren. Es handelt sich hierbei nicht um dramatische Einzelfälle, sondern um ein Systemproblem. In diesem Abschnitt erläutern wir, welche Begriffe im Bereich der Patientensicherheit eine zentrale Rolle spielen und zeigen Maßnahmen auf, mittels derer Fortschritte erzielt werden können. Schweizerische Lernziele: GME 35, GME 37, GMA 15

Excessive erythrocytosis in adult mice overexpressing erythropoietin leads to hepatic, renal, neuronal, and muscular degeneration

To investigate the consequences of inborn excessive erythrocytosis, we made use of our transgenic mouse line (tg6) that constitutively overexpresses erythropoietin (Epo) in a hypoxia-independent manner, thereby reaching hematocrit levels of up to 0.89. We detected expression of human Epo in the brain and, to a lesser extent, in the lung but not in the heart, kidney, or liver of tg6 mice. Although no acute cardiovascular complications are observed, tg6 animals have a reduced lifespan. Decreased swim performance was observed in 5-mo-old tg6 mice. At about 7 mo, several tg6 animals developed spastic contractions of the hindlimbs followed by paralysis. Morphological analysis by light and electron microscopy showed degenerative processes in liver and kidney characterized by increased vascular permeability, chronic progressive inflammation, hemosiderin deposition, and general vasodilatation. Moreover, most of the animals showed severe nerve fiber degeneration of the sciatic nerve, decreased number of neuromuscular junctions, and degeneration of skeletal muscle fibers. Most probably, the developing demyelinating neuropathy resulted in muscular degeneration demonstrated in the extensor digitorum longus muscle. Taken together, chronically increased Epo levels inducing excessive erythrocytosis leads to multiple organ degeneration and reduced life expectancy. This model allows investigation of the impact of excessive erythrocytosis in individuals suffering from polycythemia vera, chronic mountain sickness, or in subjects tempted to abuse Epo by means of gene doping.