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Conventional 2D cultures are commonly used in cancer research though they come with limitations such as the lack of microenvironment or reduced cell heterogeneity. In this study, we investigated in what respect a scaffold-based (Matrigel™) 3D culture technique can ameliorate the limitations of 2D cultures. NGS-based bulk and single-cell sequencing of matched pairs of 2D and 3D models showed an altered transcription of key immune regulatory genes in around 36% of 3D models, indicating the reoccurrence of an immune suppressive phenotype. Changes included the presentation of different HLA surface molecules as well as cellular stressors. We also investigated the 3D tumor organoids in a co-culture setting with tumor-infiltrating lymphocytes (TILs). Of note, lymphocyte-mediated cell killing appeared less effective in clearing 3D models than their 2D counterparts. IFN-γ release, as well as live cell staining and proliferation analysis, pointed toward an elevated resistance of 3D models. In conclusion, we found that the scaffold-based (Matrigel™) 3D culture technique affects the transcriptional profile in a subset of GBM models. Thus, these models allow for depicting clinically relevant aspects of tumor-immune interaction, with the potential to explore immunotherapeutic approaches in an easily accessible in vitro system.

Medizinstudierende sind bereits in der Vorklinik häufig mit Situationen konfrontiert, in denen medizinische Notfälle passieren, die unter anderem wegen der Lage des Universitätscampus und den damit verbundenen Kontakt zu Patientinnen und Patienten oder in den Pflegepraktika. Tritt in diesen Situationen ein medizinischer Notfall ein, müssen sie Erste Hilfe leisten können. Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist daher die Erfassung notfallmedizinischer Basiskompetenzen von Medizinstudierenden der Vorklinik und die Frage, ob diese ausreichend sind, um den Anforderungen ihres Umfeldes gerecht zu werden. Des Weiteren wurde ein Erste-Hilfe-Kurs speziell für Vorklinikstudierende basierend auf dem ABCDE-Schema konzipiert, implementiert und evaluiert, ob die erfassten Kompetenzdefizite behoben werden konnten. In einem Pre-Post-Design wurde die theoretische Kompetenz anhand eines 10 Items Multiple-Choice-Tests und die praktischen Kompetenzen anhand von 3 OSCE-/OSPE-Stationen (je 5 min) erfasst. Sowohl der MC-Test als auch die OSCE-/OSPE-Stationen wurden in Probeläufen getestet und überarbeitet. Soziodemographische Daten wurden mittels Fragebogen erhoben. Der entwickelte Kurs umfasst 9 UE (davon 6 UE praktische Übungen) in denen die zu erlernenden Erste-Hilfe-Maßnahmen strukturiert und in logischer Reihenfolge anhand des etablierten ABCDE-Schemas vermittelt werden. Jeweils 8 Teilnehmende werden von zwei geschulten Peer-Dozierenden unterrichtet. Im Anschluss an das Training erfolgte eine erneute Erhebung der theoretischen und praktischen Kompetenzen. Die Eingabe der Rohdaten erfolgte in Microsoft Excel (Microsoft Inc., Redmond, WA, USA). Die weitere Auswertung erfolgte mittels SPSS (SPSS Inc., Chicago, IL, USA). 160 Studierende aus den ersten beiden Studienjahren konnten in die Studie eingeschlossen werden. Im Basis-Assessment demonstrierten nur 25% der Studierenden zwei Minuten lang eine suffiziente Kompression mit richtiger Frequenz und Drucktiefe, nur 29% überstreckten am Ende der Seitenlage den Kopf des Patienten und öffneten den Mund. Im Anschluss an das Training erzielten die Studierenden an allen OSCE/OSPE-Stationen signifikant bessere Ergebnisse: Bei der stabilen Seitenlage steigerten sie sich durchschnittlich um 5,3 Punkte (max. 14), bei der Reanimation um 6,8 Punkte (max. 18). Während sich vor dem Kurs 33% der Studierenden in der Lage fühlten, Wiederbelebungsmaßnahmen durchzuführen, waren dies nach dem Kurs 98%. Die Kursevaluation war durchweg positiv. Die Erfassung notfallmedizinischer Basiskompetenzen von Medizinstudierenden der Vorklinik zeigte, dass diese nicht ausreichend geschult sind, um Notfallsituationen adäquat zu bewältigen. Vor diesem Hintergrund muss eine dem Anforderungsprofil entsprechende Ausbildung in Erster Hilfe bereits in der Vorklinik an der Universität gewährleistet werden. Die vorliegenden Ergebnisse zeigen, dass mithilfe eines speziell auf Medizinstudierende ausgerichteten Erste-Hilfe-Kurs eine deutliche Steigerung notfallmedizinischer Basiskompetenzen erfolgen kann.

Die Humane Afrikanische Trypanosomiasis (HAT), die auch als Schlafkrankheit bekannt ist, wird durch Infektion mit Protozoen der Artengruppe Trypanosoma brucei hervorgerufen. Diese einzelligen Parasiten werden durch Tse-Tse-Fliegen übertragen. Die HAT betrifft Menschen in den tropischen Regionen Afrikas und dort insbesondere die ländlichen und wirtschaftlich armen Gebiete. Trotz erheblicher Fortschritte in der Medizin ist die medikamentöse Therapie der HAT nicht zufriedenstellend. Für die langwierigen und invasiven Therapien fehlt es an Infrastruktur und medizinischem Personal. Zudem erfüllen die vorhandenen Medikamente nicht die gängigen Sicherheitsstandards und sind mit ernsthaften Nebenwirkungen verbunden. Die Entwicklung neuer Wirkstoffe ist für Pharmaunternehmen unrentabel. Dennoch werden neue, suffiziente und problemlos zu verabreichende Medikamente dringend benötigt. Um diese Entwicklung voranzutreiben und um neue Zielstrukturen zu finden, ist die Untersuchung der molekularen Mechanismen der Trypanosomen unerlässlich. Die trypanosomale Major surface protease B (TbMSP-B) spielt eine wichtige Rolle beim Wechsel der Oberflächenproteine während der Differenzierung und ist möglicherweise auch beim Verlassen der Blutgefäße und der Ausbreitung der Trypanosomen in andere Kompartimente des Wirts von Bedeutung. Um diesen Sachverhalt weiterführend untersuchen zu können, wurde in der vorliegenden Arbeit ein Konstrukt konzipiert und kloniert, welches durch die Anwendung eines Luciferase-Assays Rückschlüsse auf die Expressionsverhältnisse der TbMSPs zulässt. Der Luciferase-Assay ist äußerst sensitiv und die Ergebnisse sind von der Aktivität der TbMSPs unabhängig. Das Konzept wurde an rekombinanten Trypanosomen der monomorphen Art MiTat1.2 in vitro erfolgreich getestet und beinhaltet die notwendigen Voraussetzungen für eine Anwendung in pleomorphen Trypanosomen und Tiermodellen. Das befähigt zum Erlangen neuer Erkenntnisse und eröffnet möglicherweise Perspektiven für fortschrittliche HAT-Therapien

Nonalcoholic fatty liver disease (NAFLD) covers a spectrum from simple steatosis to nonalcoholic steatohepatitis (NASH) and cirrhosis. Free fatty acids (FFA) induce steatosis and lipo-toxicity and correlate with severity of NAFLD. In this study we aimed to investigate the role of exogenous and endogenous ALR (augmenter of liver regeneration) for FFA induced ER (endoplasmatic reticulum) - stress and lipoapoptosis. Primary human hepatocytes or hepatoma cells either treated with recombinant human ALR (rhALR, 15kDa) or expressing short form ALR (sfALR, 15kDa) were incubated with palmitic acid (PA) and analyzed for lipo-toxicity, -apoptosis, activation of ER-stress response pathways, triacylglycerides (TAG), mRNA and protein expression of lipid metabolizing genes. Both, exogenous rhALR and cytosolic sfALR reduced PA induced caspase 3 activity and Bax protein expression and therefore lipotoxicity. Endogenous sfALR but not rhALR treatment lowered TAG levels, diminished activation of ER-stress mediators C-Jun N-terminal kinase (JNK), X-box binding protein-1 (XBP1) and proapoptotic transcription factor C/EBP-homologous protein (CHOP), and reduced death receptor 5 protein expression. Cellular ALR exerts its lipid lowering and anti-apoptotic actions by enhancing FABP1, which binds toxic FFA, increasing mitochondrial beta-oxidation by elevating the mitochondrial FFA transporter CPT1 alpha, and decreasing ELOVL6, which delivers toxic FFA metabolites. We found reduced hepatic mRNA levels of ALR in a high fat diet mouse model, and of ALR and FOXA2, a transcription factor inducing ALR expression, in human steatotic as well as NASH liver samples, which may explain increased lipid deposition and reduced beta-oxidation in NASH patients. Present study shows that exogenous and endogenous ALR reduce PA induced lipoapoptosis. Furthermore, cytosolic sfALR changes mRNA and protein expression of genes regulating lipid metabolism, reduces ER-stress finally impeding progression of NASH.

Heat Map representing fold-changes in gene expression levels of starch genes in leaf vs. tuber samples. (PDF 114Â kb)

Phylogenetic analysis of gene families involved in starch metabolism. Tree calculation was based on a global alignment with free end gaps, BLOSUM62 cost matrix and Jukes-Cantor genetic distance model. The tree was built by the Geneious 5.5.6 Tree Builder module employing a neighbour-joining method. a) alpha-amylases, b) beta-amylases, c) phosphoglucomutases, d) starch synthases, e) sucrose synthases, f) glucose-6-phosphate-phosphate translocators, g) starch branching enzymes, h) ADP-glucose pyrophosphorylases, i) isoamylases. The scale bar at the bottom represents the average substitutions per amino acid site. (PDF 110Â kb)