Magnetische Multischalenpartikel für den Transport von siRNA

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Entwicklung eines nichtviralen, effizienten Transfektionsmittels mit einer Kern-Schale-Struktur in der Größenordnung bis 100 nm. Dafür werden magnetische, negativ geladene Eisenoxid-Nanopartikel mittels Thermolyse mit einem Durchmesser von 17 nm synthetisiert und in Wasser überführt. Diese Nanopartikel bilden den Kern des Erbgut-Trägers und werden mittels Layer-by-Layer –Verfahren (LbL) mit geladenen Polymeren, den bioabbaubaren Makromolekülen Poly-L-Lysin und Heparin, beschichtet. Dafür wird zunächst eine geeignete Apparatur aufgebaut. Diese wird zur Herstellung von Kern-Schale-Strukturen mit fünf Polyelektrolytschichten verwendet und liefert Partikel mit einem hydrodynamischen Durchmesser von 58 nm, die bei Abwesenheit von niedermolekularem Salz aggregatfrei sind. Das System wird gegen Salz stabilisiert, indem die letzte Poly-L-Lysin-Schicht mit Polyethylenglycol modifiziert wird. Die so entstandenen Multischalenpartikel zeigen weder im PBS-Puffer noch in humanem Serum Aggregation. Mittels winkelabhängiger dynamischer Lichtstreuung wird die Aggregatbildung kontrolliert, während ζ-Potential-Messungen die Kontrolle der Oberflächenladung erlauben.rnDa siRNA auf Grund ihres negativ geladenen Phosphat-Rückgrats ebenfalls ein Polyelektrolyt ist, wird sie aggregatfrei auf die positiv geladenen PLL-Nanopartikel aufgetragen. Die eingesetzte siRNA ist farbstoffmarkiert, um eine Detektion in vitro zu ermöglichen. Jedoch sind die entstandenen Komplexe mittels Fluoreszenzkorrelations-spektroskopie (FCS) nicht nachweisbar. Auch die Fluoreszenzmarkierung der PEGylierten Außenschale mittels kupferfreier Click-Chemie ist in der FCS nicht sichtbar, sodass eine Fluoreszenzauslöschung der Farbstoffe in den Multischalenpartikeln vermutet wird.rn

Synthese und Charakterisierung von Polymer-Wirkstoff-Antikörper-Konjugaten zur Anwendung in der Krebsimmuntherapie

Polymere Wirkstoffsysteme gewinnen im Bereich der biomedizinischen Forschung immer größeres Interesse. Vielversprechende Systeme für die Entwicklung von neuartigen Krebs-immun¬therapien stellen insbesondere Polymer-Konjugate dar. Das ideale Polymer-Konjugat besitzt eine Größe zwischen 10 nm und 100 nm, ist nicht zytotoxisch und zeigt keine Aggregation in humanem Blutserum. In der vorliegenden Arbeit wurde die Synthese und Charakterisierung von Polymer-Wirkstoff-Konjugaten zur Anwendung in der Krebsimmuntherapie behandelt. Erstes Ziel der Arbeit war es, geeignete polymere Trägersysteme für die in vivo Anwendung zu finden. Hierzu wurde zunächst die Stabilität verschiedener potentieller polymerer Träger-systeme (Nanohydrogele, Succinyliertes-Poly-L-Lysin (Bürste), ELP-Bürsten und Poly(2-oxazolin)bürsten) in humanem Serum untersucht. Weiterhin wurde die unspezifische Zellaufnahme in murinen dendritischen Zellen (DCs) analysiert. Es konnte gezeigt werden, dass vor allem neutrale bzw. zwitterionische Partikel eine hohe Serumstabilität sowie keine unspezifische Zellaufnahme zeigen. Um eine gezielte Adressierung der DCs des Immunsystems zu erreichen und dadurch eine Immunantwort gegenüber einem bestimmten Krebs Zelltyp zu induzieren, wurden Biokonjugate - auf Basis der Succinylierten-Poly-L-Lysin-(Bürste) sowie der Azid-funktionalisierten Poly(2-oxazolin)bürste (POx) – entwickelt, da diese Polymerbürsten keine bzw. kaum unspezifische Aufnahme in DCs zeigen. Hierbei diente der Antikörper aDEC205 der gezielten Adressierung von CD8+ DCs. Die weiteren bioaktiven Komponenten waren das tumorassoziierte Antigen (TAA) mit der Kernsequenz SIINFEKL zur Induktion einer spezifischen Immunantwort sowie der immunaktivierende TLR9 Ligand, CpG1826. Die Komponenten wurden nacheinander an die Fluoreszenz-markierten Polymere kon¬jugiert. Die Konjugation des Antikörpers erfolgte nach vorangegangener DIBO-Modifizierung über kupferfreie Click-Chemie. Mit einer optimierten Aufarbeitungsmethodik gelang es, aggregat-freie, unimere DIBO-modifizierte aDEC205 Antikörper zu isolieren. Für die succinylierten Poly-L-Lysine konnten keine eindeutigen sowie reproduzierbaren Ergebnisse erhalten werden, sodass sich im weiteren Verlauf der Arbeit auf die POx konzentriert wurde. Die Konjugation von aDEC205 an POx wurde mittels verschiedener physiko-chemischer Methoden (UV-VIS, SDS-PAGE, FCS, GPC, CLSM und FACS) gezeigt. Mit Hilfe von „Specific-Hybridization-Internalisation-Sensor“ Experimenten konnte eine spezifische Aufnahme des Konjugats in CD8+ DCs nachgewiesen werden. rnDie Konjugation von Antigen und CpG erfolgte ebenso nach entsprechender Modifizierung über kupferfreie Click-Chemie. SDS-PAGE, UV-VIS und FCS bestätigten eine erfolgreiche Kopplung. T-Zell-Proliferationsversuche ergaben für Antigen enthaltende Polymer-Konjugate eine CD8+ T-Zell-Aktivierung. Des Weiteren zeigten die POx keine bemerkenswerte Toxizität und deren Konjugate keine Aggregation in humanem Serum. rnrnDarüber hinaus wurde der Einfluss verschiedener Polymertopologien auf ihre Biodistribution sowie Blutzirkulation untersucht. Für die nach GPC-Fraktionierung erhaltenen verschiedenen Polymerfraktionen - hochmolekulare wurmartige Polymerbürsten, ellipsoidartige Polymer-bürsten und niedermolekulare kugelförmige Moleküle - konnten vielversprechende Ergebnisse erhalten werden.

Funktionelle Analyse der onkologisch relevanten Protease Threonin-Aspartase 1

Krebs stellt eine der häufigsten Todesursachen in Europa dar. Grundlage für eine langfristige Verbesserung des Behandlungserfolgs ist ein molekulares Verständnis der Mechanismen, welche zur Krankheitsentstehung beitragen. In diesem Zusammenhang spielen Proteasen nicht nur eine wichtige Rolle, sondern stellen auch bei vielerlei Erkrankungen bereits anerkannte Zielstrukturen derzeitiger Behandlungsstrategien dar. Die Protease Threonin Aspartase 1 (Taspase1) spielt eine entscheidende Rolle bei der Aktivierung von Mixed Lineage Leukemia (MLL)-Fusionsproteinen und somit bei der Entstehung aggressiver Leukämien. Aktuelle Arbeiten unterstreichen zudem die onkologische Relevanz von Taspase1 auch für solide Tumore. Die Kenntnisse über die molekularen Mechanismen und Signalnetzwerke, welche für die (patho)biologischen Funktionen von Taspase1 verantwortlich sind, stellen sich allerdings noch immer als bruchstückhaft dar. Um diese bestehenden Wissenslücken zu schließen, sollten im Rahmen der Arbeit neue Strategien zur Inhibition von Taspase1 erarbeitet und bewertet werden. Zusätzlich sollten neue Einsichten in evolutionären Funktionsmechanismen sowie eine weitergehende Feinregulation von Taspase1 erlangt werden. Zum einen erlaubte die Etablierung und Anwendung eines zellbasierten Taspase1-Testsystem, chemische Verbindungen auf deren inhibitorische Aktivität zu testen. Überraschenderweise belegten solch zelluläre Analysen in Kombination mit in silico-Modellierungen eindeutig, dass ein in der Literatur postulierter Inhibitor in lebenden Tumorzellen keine spezifische Wirksamkeit gegenüber Taspase1 zeigte. Als mögliche Alternative wurden darüber hinaus Ansätze zur genetischen Inhibition evaluiert. Obwohl publizierte Studien Taspase1 als ααββ-Heterodimer beschreiben, konnte durch Überexpression katalytisch inaktiver Mutanten kein trans-dominant negativer Effekt und damit auch keine Inhibition des wildtypischen Enzyms beobachtet werden. Weiterführende zellbiologische und biochemische Analysen belegten erstmalig, dass Taspase1 in lebenden Zellen in der Tat hauptsächlich als Monomer und nicht als Dimer vorliegt. Die Identifizierung evolutionär konservierter bzw. divergenter Funktionsmechanismen lieferte bereits in der Vergangenheit wichtige Hinweise zur Inhibition verschiedenster krebsrelevanter Proteine. Da in Drosophila melanogaster die Existenz und funktionelle Konservierung eines Taspase1-Homologs postuliert wurde, wurde in einem weiteren Teil der vorliegenden Arbeit die evolutionäre Entwicklung der Drosophila Taspase1 (dTaspase1) untersucht. Obwohl Taspase1 als eine evolutionär stark konservierte Protease gilt, konnten wichtige Unterschiede zwischen beiden Orthologen festgestellt werden. Neben einem konservierten autokatalytischen Aktivierungsmechanismus besitzt dTaspase1 verglichen mit dem humanen Enzym eine flexiblere Substraterkennungs-sequenz, was zu einer Vergrößerung des Drosophila-spezifischen Degradoms führt. Diese Ergebnisse zeigen des Weiteren, dass zur Definition und Vorhersage des Degradoms nicht nur proteomische sondern auch zellbiologische und bioinformatische Untersuchungen geeignet und notwendig sind. Interessanterweise ist die differentielle Regulation der dTaspase1-Aktivität zudem auf eine veränderte intrazelluläre Lokalisation zurückzuführen. Das Fehlen von in Vertebraten hochkonservierten aktiven Kernimport- und nukleolären Lokalisationssignalen erklärt, weshalb dTaspase1 weniger effizient nukleäre Substrate prozessiert. Somit scheint die für die humane Taspase1 beschriebene Regulation von Lokalisation und Aktivität über eine Importin-α/NPM1-Achse erst im Laufe der Entwicklung der Vertebraten entstanden zu sein. Es konnte also ein bislang unbekanntes evolutionäres Prinzip identifiziert werden, über welches eine Protease einen Transport- bzw. Lokalisations-basierten Mechanismus zur Feinregulation ihrer Aktivität „von der Fliege zum Menschen“ nutzt. Eine weitere Möglichkeit zur dynamischen Funktionsmodulation bieten post-translationale Modifikationen (PTMs) der Proteinsequenz, zu welcher Phosphorylierung und Acetylierung zählen. Interessanterweise konnte für die humane Taspase1 über den Einsatz unabhängiger Methoden einschließlich massenspektrometrischer Analysen eine Acetylierung durch verschiedene Histon-Acetyltransferasen (HATs) nachgewiesen werden. Diese Modifikation erfolgt reversibel, wobei vor allem die Histon-Deacetylase HDAC1 durch Interaktion mit Taspase1 die Deacetylierung der Protease katalysiert. Während Taspase1 in ihrer aktiven Konformation acetyliert vorliegt, kommt es nach Deacetylierung zu einer Reduktion ihrer enzymatischen Aktivität. Somit scheint die Modulation der Taspase1-Aktivität nicht allein über intra-proteolytische Autoaktivierung, Transport- und Interaktionsmechanismen, sondern zudem durch post-translationale Modifikationen gesteuert zu werden. Zusammenfassend konnten im Rahmen dieser Arbeit entscheidende neue Einblicke in die (patho)biologische Funktion und Feinregulation der Taspase1 gewonnen werden. Diese Ergebnisse stellen nicht nur einen wichtigen Schritt in Richtung eines verbesserten Verständnis der „Taspase1-Biologie“, sondern auch zur erfolgreichen Inhibition und Bewertung der krebsrelevanten Funktion dieser Protease dar.

Ventricular enlargement due to acute hypernatremia in a patient with a ventriculoperitoneal shunt

Patients requiring CSF shunts frequently have comorbidities that can influence water and electrolyte balances. The authors report on a case involving a ventriculoperitoneal shunt in a patient who underwent intravenous hyperhydration and withdrawal of vasopressin substitution prior to scheduled high-dose chemotherapy regimen for a metastatic suprasellar germinoma. After acute neurological deterioration, the patient underwent CT scanning that demonstrated ventriculomegaly. A shunt tap revealed no flow and negative opening pressure. Due to suspicion of proximal shunt malfunction, the comatose patient underwent immediate surgical exploration of the ventricle catheter, which was found to be patent. However, acute severe hypernatremia was diagnosed during the procedure. After correction of the electrolyte disturbances, the patient regained consciousness and made a good recovery. Although rare, the effects of acute severe hypernatremia on brain volume and ventricular size should be considered in the differential diagnosis of ventriculoperitoneal shunt failure.

The role of the interplay between polymer architecture and bacterial surface properties on the microbial adhesion to polyoxazoline-based ultrathin films

Surface platforms were engineered from poly(L-lysine)-graft-poly(2-methyl-2-oxazoline) (PLL-g-PMOXA) copolymers to study the mechanisms involved in the non-specific adhesion of Escherichia coli (E. coli) bacteria. Copolymers with three different grafting densities (PMOXA chains/Lysine residue of 0.09, 0.33 and 0.56) were synthesized and assembled on niobia (Nb O ) surfaces. PLL-modified and bare niobia surfaces served as controls. To evaluate the impact of fimbriae expression on the bacterial adhesion, the surfaces were exposed to genetically engineered E. coli strains either lacking, or constitutively expressing type 1 fimbriae. The bacterial adhesion was strongly influenced by the presence of bacterial fimbriae. Non-fimbriated bacteria behaved like hard, charged particles whose adhesion was dependent on surface charge and ionic strength of the media. In contrast, bacteria expressing type 1 fimbriae adhered to the substrates independent of surface charge and ionic strength, and adhesion was mediated by non-specific van der Waals and hydrophobic interactions of the proteins at the fimbrial tip. Adsorbed polymer mass, average surface density of the PMOXA chains, and thickness of the copolymer films were quantified by optical waveguide lightmode spectroscopy (OWLS) and variable-angle spectroscopic ellipsometry (VASE), whereas the lateral homogeneity was probed by time-of-flight secondary ion mass spectrometry (ToF-SIMS). Streaming current measurements provided information on the charge formation of the polymer-coated and the bare niobia surfaces. The adhesion of both bacterial strains could be efficiently inhibited by the copolymer film only with a grafting density of 0.33 characterized by the highest PMOXA chain surface density and a surface potential close to zero.

Role of selective V2-receptor-antagonism in septic shock: a randomized, controlled, experimental study

ABSTRACT : INTRODUCTION : V2-receptor (V2R) stimulation potentially aggravates sepsis-induced vasodilation, fluid accumulation and microvascular thrombosis. Therefore, the present study was performed to determine the effects of a first-line therapy with the selective V2R-antagonist (Propionyl1-D-Tyr(Et)2-Val4-Abu6-Arg8,9)-Vasopressin on cardiopulmonary hemodynamics and organ function vs. the mixed V1aR/V2R-agonist arginine vasopressin (AVP) or placebo in an established ovine model of septic shock. METHODS : After the onset of septic shock, chronically instrumented sheep were randomly assigned to receive first-line treatment with the selective V2R-antagonist (1 g/kg per hour), AVP (0.05 g/kg per hour), or normal saline (placebo, each n = 7). In all groups, open-label norepinephrine was additionally titrated up to 1 g/kg per minute to maintain mean arterial pressure at 70 ± 5 mmHg, if necessary. RESULTS : Compared to AVP- and placebo-treated animals, the selective V2R-antagonist stabilized cardiopulmonary hemodynamics (mean arterial and pulmonary artery pressure, cardiac index) as effectively and increased intravascular volume as suggested by higher cardiac filling pressures. Furthermore, left ventricular stroke work index was higher in the V2R-antagonist group than in the AVP group. Notably, metabolic (pH, base excess, lactate concentrations), liver (transaminases, bilirubin) and renal (creatinine and blood urea nitrogen plasma levels, urinary output, creatinine clearance) dysfunctions were attenuated by the V2R-antagonist when compared with AVP and placebo. The onset of septic shock was associated with an increase in AVP plasma levels as compared to baseline in all groups. Whereas AVP plasma levels remained constant in the placebo group, infusion of AVP increased AVP plasma levels up to 149 ± 21 pg/mL. Notably, treatment with the selective V2R-antagonist led to a significant decrease of AVP plasma levels as compared to shock time (P < 0.001) and to both other groups (P < 0.05 vs. placebo; P < 0.001 vs. AVP). Immunohistochemical analyses of lung tissue revealed higher hemeoxygenase-1 (vs. placebo) and lower 3-nitrotyrosine concentrations (vs. AVP) in the V2R-antagonist group. In addition, the selective V2R-antagonist slightly prolonged survival (14 ± 1 hour) when compared to AVP (11 ± 1 hour, P = 0.007) and placebo (11 ± 1 hour, P = 0.025). CONCLUSIONS : Selective V2R-antagonism may represent an innovative therapeutic approach to attenuate multiple organ dysfunction in early septic shock.

Copeptin concentration in cord blood in infants with early-onset sepsis, chorioamnionitis and perinatal asphyxia

Background Vasopressin is one of the most important physiological stress and shock hormones. Copeptin, a stable vasopressin precursor, is a promising sepsis marker in adults. In contrast, its involvement in neonatal diseases remains unknown. The aim of this study was to establish copeptin concentrations in neonates of different stress states such as sepsis, chorioamnionitis and asphyxia. Methods Copeptin cord blood concentration was determined using the BRAHMS kryptor assay. Neonates with early-onset sepsis (EOS, n = 30), chorioamnionitis (n = 33) and asphyxia (n = 25) were compared to a control group of preterm and term (n = 155) neonates. Results Median copeptin concentration in cord blood was 36 pmol/l ranging from undetectable to 5498 pmol/l (IQR 7 - 419). Copeptin cord blood concentrations were non-normally distributed and increased with gestational age (p < 0.0001). Neonates born after vaginal compared to cesarean delivery had elevated copeptin levels (p < 0.0001). Copeptin correlated strongly with umbilical artery pH (Spearman's Rho -0.50, p < 0.0001), umbilical artery base excess (Rho -0.67, p < 0.0001) and with lactate at NICU admission (Rho 0.54, p < 0.0001). No difference was found when comparing copeptin cord blood concentrations between neonates with EOS and controls (multivariate p = 0.30). The highest copeptin concentrations were found in neonates with asphyxia (median 993 pmol/l). Receiver-operating-characteristic curve analysis showed that copeptin cord blood concentrations were strongly associated with asphyxia: the area under the curve resulted at 0.91 (95%-CI 0.87-0.96, p < 0.0001). A cut-off of 400 pmol/l had a sensitivity of 92% and a specifity of 82% for asphyxia as defined in this study. Conclusions Copeptin concentrations were strongly related to factors associated with perinatal stress such as birth acidosis, asphyxia and vaginal delivery. In contrast, copeptin appears to be unsuitable for the diagnosis of EOS.

Synthesis, binding and cellular uptake properties of oligodeoxynucleotides containing cationic bicyclo-thymidine residues

The synthesis and incorporation into oligodeoxynucleotides of two novel derivatives of bicyclothymidine carrying a cationic diaminopropyl or lysine unit in the C(6′)-β position is described. Compared to unmodified DNA these oligonucleotides show Tm-neutral behavior when paired against complementary DNA and are destabilizing when paired against RNA. Unaided uptake experiments of a decamer containing five lys-bcT units into HeLa and HEK293T cells showed substantial internalization with mostly cytosolic distribution which was not observed in the case of an unmodified control oligonucleotide.

Cleavage of IgG1 in gingival crevicular fluid is associated with the presence of Porphyromonas gingivalis

BACKGROUND AND OBJECTIVES: Immunoglobulin (Ig) G1 plays an important role in the adaptive immune response. Kgp, a lysine-specific cysteine protease from Porphyromonas gingivalis, specifically hydrolyses IgG1 heavy chains. The purpose of this study was to examine whether cleavage of IgG1 occurs in gingival crevicular fluid (GCF) in vivo, and whether there is any association with the presence of Porphyromonas gingivalis and other periodontopathogens. MATERIAL AND METHODS: GCF was obtained from nine patients with aggressive periodontitis, nine with chronic periodontitis and five periodontally healthy individuals. The bacterial loads of Porphyromonas gingivalis, Aggregatibacter actinomycetemcomitans, Treponema denticola, Prevotella intermedia and Tannerella forsythia were analysed by real-time polymerase chain reaction, and the presence and cleavage of IgG1 and IgG2 were determined using Western blotting. Kgp levels were measured by ELISA. RESULTS: Cleaved IgG1 was identified in the GCF from 67% of patients with aggressive periodontitis and in 44% of patients with chronic periodontitis. By contrast, no cleaved IgG1 was detectable in healthy controls. No degradation of IgG2 was detected in any of the samples, regardless of health status. Porphyromonas gingivalis was found in high numbers in all samples in which cleavage of IgG1 was detected (P < 0.001 compared with samples with no IgG cleavage). Furthermore, high numbers of Tannerella forsythia and Prevotella intermedia were also present in these samples. The level of Kgp in the GCF correlated with the load of Porphyromonas gingivalis (r = 0.425, P < 0.01). The presence of Kgp (range 0.07-10.98 ng/mL) was associated with proteolytic fragments of IgG1 (P < 0.001). However, cleaved IgG1 was also detected in samples with no detectable Kgp. CONCLUSION: In patients with periodontitis, cleavage of IgG1 occurs in vivo and may suppress antibody-dependent antibacterial activity in subgingival biofilms especially those colonized by Porphyromonas gingivalis.

Evaluation of chemically modified SLA implants (modSLA) biofunctionalized with integrin (RGD)- and heparin (KRSR)-binding peptides

Enhancing osseointegration through surface immobilization of multiple short peptide sequences that mimic extracellular matrix (ECM) proteins, such as arginine-glycine-aspartic acid (RGD) and lysine-arginine-serine-arginine (KRSR), has not yet been extensively explored. Additionally, the effect of biofunctionalizing chemically modified sandblasted and acid-etched surfaces (modSLA) is unknown. The present study evaluated modSLA implant surfaces modified with RGD and KRSR for potentially enhanced effects on bone apposition and interfacial shear strength during early stages of bone regeneration. Two sets of experimental implants were placed in the maxillae of eight miniature pigs, known for their rapid wound healing kinetics: bone chamber implants creating two circular bone defects for histomorphometric analysis on one side and standard thread configuration implants for removal torque testing on the other side. Three different biofunctionalized modSLA surfaces using poly-L-lysine-graft-poly(ethylene glycol) (PLL-g-PEG) as a carrier minimizing nonspecific protein adsorption [(i) 20 pmol cm⁻² KRSR alone (KRSR); or in combination with RGD in two different concentrations; (ii) 0.05 pmol cm⁻² RGD (KRSR/RGD-1); (iii) 1.26 pmol cm⁻² RGD (KRSR/RGD-2)] were compared with (iv) control modSLA. Animals were sacrificed at 2 weeks. Removal torque values (701.48-780.28 N mm), bone-to-implant contact (BIC) (35.22%-41.49%), and new bone fill (28.58%-30.62%) demonstrated no significant differences among treatments. It may be concluded that biofunctionalizing modSLA surfaces with KRSR and RGD derivatives of PLL-g-PEG polymer does not increase BIC, bone fill, or interfacial shear strength.

Caprine PRNP polymorphisms at codons 171, 211, 222 and 240 in a Greek herd and their association with classical scrapie

The association between PRNP variation and scrapie incidence was investigated in a highly affected Greek goat herd. Four mutations were identified at codons 171Q/R, 211R/Q, 222Q/K and 240P/S. Lysine at codon 222 was found to be associated with the protection from natural scrapie (P=0.0111). Glutamine at codon 211 was observed in eight animals, all of them being scrapie-negative, indicating a possible protective role of this polymorphism although statistical analysis failed to support it (P=0.1074). A positive association (P=0.0457) between scrapie-affected goats and the wild-type Q(171)R(211)Q(222)S(240) allele is presented for the first time. In addition, a novel R(171)RQS allele, which is identical to the A(136)R(154)R(171) allele that has been associated with resistance to classical scrapie in sheep, was observed in low frequency. Resistant alleles that include K(222) and Q(211) are absent or rare in sheep and can provide the basis for the development of a feasible breeding programme for scrapie eradication in goats.

Review of the fibrinolytic system: comparison of different antifibrinolytics used during cardiopulmonary bypass

Antifibrinolytic agents are often used in different clinical situations, especially in cardiac surgery. During several years, aprotinin was the drug of choice because more than antifibrinolytic properties, aprotinin offers a direct effect on kallikrein and inflammatory pathways. In 2008, The Blood Conservation Using Antifibrinolytics in a Randomized Trial (BART) initiated a discussion about real risks associated with aprotinin administration. Tranexamic acid and epsilon-aminocaproic acid appear to be interesting alternatives in our daily practice. The exact mechanism of action, the pharmacokinetic parameters, the efficacy, and the safety profile need to be clarified for lysine analogs. In this review, the different antifibrinolytics will be described with a special interest into the route of work, and recent patents. Current studies about the pharmacokinetic and the pharmacodynamic profile will be described, and finally the benefit-to-risk balance in patients undergoing cardiac surgery with cardiopulmonary bypass will be discussed.

Membrane disrupting antimicrobial peptide dendrimers with multiple amino termini

Antimicrobial peptide dendrimer H1 Leu8(Lys-Leu)4(Lys-Phe)2Lys-LysNH2 (Lys = branching lysine) was identified by screening a 6750-membered combinatorial library by the bead-diffusion assay. Sequence variations also revealed dendrimer bH1 Leu8(Dap-Leu)4(Dap-Phe)2Dap-LysNH2 (Dap = branching 2,3-diaminopropanoic acid) as a more potent analog. H1 and bH1 showed good antimicrobial activities mediated by membrane disruption (MIC = 2–4 μg mL−1 on Bacillus subtilis and Escherichia coli) but low hemolytic activity (MHC = 310 μg mL−1 respectively >2000 μg mL−1).

Severe signs of hyponatremia secondary to desmopressin treatment for enuresis: A systematic review

OBJECTIVE: Dilutional hyponatremia is a serious adverse effect of desmopressin, a vasopressin analog that is widely prescribed to manage monosymptomatic enuresis. The presentation of hyponatremia, largely related to cerebral dysfunction, can include severe signs like altered mental status and seizures. METHODS: We reviewed the literature dealing with altered mental status or seizures in enuretic subjects on desmopressin. The retained publications included patients who were described individually, revealing data on mode of administration, further identifiable factors predisposing to hyponatremia, presentation and clinical course. RESULTS: We found 54 cases of hyponatremia secondary to desmopressin treatment presenting with altered mental status or seizures. In most cases the complication developed 14 days or less after starting desmopressin. An intranasal formulation had been used in 47 patients. Excess fluid intake was documented as a contributing factor in at least 22 cases. In 6 cases severe signs of hyponatremia developed in the context of intercurrent illnesses. CONCLUSION: Altered mental status or seizures are very rare but recognized complications of desmopressin in enuresis. This complication mostly develops in subjects managed with the intranasal formulation 14 days or less after starting the medication, following excess fluid intake and during intercurrent illnesses.

Hint2, a mitochondrial apoptotic sensitizer down-regulated in hepatocellular carcinoma

BACKGROUND ; AIMS: Hints, histidine triad nucleotide-binding proteins, are adenosine monophosphate-lysine hydrolases of uncertain biological function. Here we report the characterization of human Hint2. METHODS: Tissue distribution was determined by real-time quantitative polymerase chain reaction and immunoblotting, cellular localization by immunocytochemistry, and transfection with green fluorescent protein constructs. Enzymatic activities for protein kinase C and adenosine phosphoramidase in the presence of Hint2 were measured. HepG2 cell lines with Hint2 overexpressed or knocked down were established. Apoptosis was assessed by immunoblotting for caspases and by flow cytometry. Tumor growth was measured in SCID mice. Expression in human tumors was investigated by microarrays. RESULTS: Hint2 was predominantly expressed in liver and pancreas. Hint2 was localized in mitochondria. Hint2 hydrolyzed adenosine monophosphate linked to an amino group (AMP-pNA; k(cat):0.0223 s(-1); Km:128 micromol/L). Exposed to apoptotic stress, fewer HepG2 cells overexpressing Hint2 remained viable (32.2 +/- 0.6% vs 57.7 +/- 4.6%), and more cells displayed changes of the mitochondrial membrane potential (87.8 +/- 2.35 vs 49.7 +/- 1.6%) with more cleaved caspases than control cells. The opposite was observed in HepG2 cells with knockdown expression of Hint2. Subcutaneous injection of HepG2 cells overexpressing Hint2 in SCID mice resulted in smaller tumors (0.32 +/- 0.13 g vs 0.85 +/- 0.35 g). Microarray analyses revealed that HINT2 messenger RNA is downregulated in hepatocellular carcinomas (-0.42 +/- 0.58 log2 vs -0.11 +/- 0.28 log2). Low abundance of HINT2 messenger RNA was associated with poor survival. CONCLUSION: Hint2 defines a novel class of mitochondrial apoptotic sensitizers down-regulated in hepatocellular carcinoma.