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Concurrent administration of IFNα14 and cART in TKO-BLT mice enhances suppression of HIV-1 viremia but does not eliminate the latent reservoir
Authors: Sutter Kathrin , Lavender Kerry J. , Messer Ronald J. , Widera Marek , Williams Katie , Race Brent , Hasenkrug Kim J. , Dittmer Ulf 
Published: December 2019

AbstractCombination antiretroviral therapy (cART) prevents HIV-1 replication but does not eliminate the latent reservoir and cure the infection. Type I interferons (IFN) mediate antiviral effects through different mechanisms than cART. We previously showed that IFNα14 is the most potent IFNα subtype against HIV-1 and that it can significantly reduce the HIV-1 proviral reservoir. This study sought to determine whether combining cART with IFNα14 therapy would produce greater reductions in HIV-1 viral and proviral loads than ART alone. Immunodeficient Rag2−/−γc−/−CD47−/− C57BL/6 mice were humanized by the BLT method, infected with HIV-1JR-CSF and the in vivo efficacy of cART was compared with combined cART/IFNα14 therapy. Infection was allowed to establish for 6 weeks prior to 4 weeks of treatment with oral cART either with or without IFNα14. Plasma viral RNA and splenic CD4+ T cell viral DNA levels were measured immediately after treatment and after 2 weeks of therapy interruption. Augmentation of cART with IFNα14 resulted in significantly enhanced suppression of HIV-1 plasma viremia. However, no significant reduction in total viral DNA was detectable. Furthermore, virus rebounded after treatment interruption to similar levels in both groups. Thus, augmentation of cART with IFNα14 resulted in a more pronounced reduction of HIV viremia levels over cART alone, but the effect was not potent enough to be detected at the viral DNA level or to prevent virus rebound following therapy interruption in immune system-humanized mice.
Enhancing the corrosion resistance of reinforcing steel under aggressive operational conditions using behentrimonium chloride
Authors: Radwan A. Bahgat , Sliem Mostafa H. , Yusuf Noor S. , Alnuaimi Nasser A. , Abdullah Aboubakr M. 
Published: December 2019

AbstractAggressive operational conditions e.g. saline media and acidic gases, e.g., CO2can increase the corrosion rate of reinforcing steel. Accordingly, the necessity to protect the steel under the above conditions without affecting the mechanical properties of the concrete is growing. Herein, the inhibition efficiency of a new corrosion inhibitor, behentrimonium chloride (BTC, C25H54ClN), is explored in a simulated-concrete pore solution (SCP) with 3.5 wt.% NaCl at different pH using electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and polarization methods. Using only a 50 μmol L−1of BTC, we are able to measure an inhibition efficiency of 91, 79, and 71% in SCP solution with 3.5% NaCl at pH of 12.5, 10 and 7, respectively without showing any effect on the mechanical properties on the cured mortars. Temkin isotherm is used to describe the physisorption of BTC inhibitor on the steel surface. Also, the adsorption and influence of the inhibitor on the metal surface are characterized using the scanning electron microscopy, atomic force microscopy, and X-ray photoelectron spectroscopy. In conclusion, this new inhibitor shows high corrosion inhibition efficiencies under different aggressive conditions and can be used in concrete to reduce the corrosion rate of reinforcing steel without decreasing the mechanical properties of the concrete.
Plug-and-Play In Vitro Metastasis System toward Recapitulating the Metastatic Cascade
Authors: Ni Bing-Syuan , Tzao Ching , Huang Jen-Huang 
Published: December 2019

AbstractMicrofluidic-based tumor models that mimic tumor culture environment have been developed to understand the cancer metastasis mechanism and discover effective antimetastatic drugs. These models successfully recapitulated key steps of metastatic cascades, yet still limited to few metastatic steps, operation difficulty, and small molecule absorption. In this study, we developed a metastasis system made of biocompatible and drug resistance plastics to recapitulate each metastasis stage in three-dimensional (3D) mono- and co-cultures formats, enabling the investigation of the metastatic responses of cancer cells (A549-GFP). The plug-and-play feature enhances the efficiency of the experimental setup and avoids initial culture failures. The results demonstrate that cancer cells tended to proliferate and migrate with circulating flow and intravasated across the porous membrane after a period of 3 d when they were treated with transforming growth factor-beta 1 (TGF-β1) or co-cultured with human pulmonary microvascular endothelial cells (HPMECs). The cells were also observed to detach and migrate into the circulating flow after a period of 20 d, indicating that they transformed into circulating tumor cells for the next metastasis stage. We envision this metastasis system can provide novel insights that would aid in fully understanding the entire mechanism of tumor invasion.
OPN promotes the aggressiveness of non-small-cell lung cancer cells through the activation of the RON tyrosine kinase
Authors: Hao Chengcheng , Cui Yuxin , Chang Siyuan , Huang Jing , Birkin Emily , Hu Mu , Zhi Xiuyi , Li Wenbin , Zhang Lijian , Cheng Shan , Jiang Wen G. 
Published: December 2019

AbstractOsteopontin (OPN) is identified as a diagnostic and prognostic biomarker of tumor progression and metastasis. In non-small-cell lung cancer (NSCLC), the functions of OPN have not been well characterized. The current study sought to investigate the clinical implications of OPN expression in NSCLC and the role of OPN in the aggressiveness of the lung cancer cells. Using a proteomics approach, we identified that phospho-RON (p-RON) was one of the most remarkably up-regulated proteins in OPN-overexpressing cells. The levels of OPN and RON transcripts were unveiled as independent prognostic indicators of survival in NSCLC (p = 0.001). Higher levels of OPN, RON and p-RON proteins were observed in tumor tissues. Knock down of the OPN gene suppressed the migration and invasion abilities of the A549 lung cancer cells which endogenously expresses OPN. While ectopic expression of OPN in the SK-MES-1 lung cancer cells increased levels of cellular invasion and migration. In addition, these changes were accompanied by a phosphorylated activation of RON. Small-molecule inhibition of RON or siRNA silencing of RON significantly reduced OPN-induced migration and invasion of lung cancer cells and had an inhibitory effect on the OPN-mediated cell epithelial-mesenchymal transition. Our study suggests that in NSCLC, the aberrant expression of OPN can be considered as an independent survival indicator and is associated with disease progression. OPN plays a crucial role in promoting migration and invasion properties of lung cancer cells through its phosphorylation activation of the RON signaling pathway, implying its potential as a therapeutic target in the treatment of NSCLC.
Regulatory networks of circRNAs related to transcription factors in Populus euphratica Oliv. heteromorphic leaves
Authors: Bao Lianghong , Qin Shaowei , Li CaiLin , Guo Zhongzhong , Zhao Lifeng 
Published: December 2019

Abstract
Circular RNAs (circRNAs) are a novel class of non-coding RNAs that are characterized by a covalently closed circular structure. They have been widely found in Populus euphratica Oliv. heteromorphic leaves (P. hl). To study the role of circRNAs related to transcription factors (TFs) in the morphogenesis of P. hl, the expression profiles of circRNAs in linear, lanceolate, ovate, and broad-ovate leaves of P. euphratica were elucidated by strand-specific sequencing. We identified and characterized 22 circRNAs related to TFs in P. hl at the four developmental stages. Using the competing endogenous RNAs hypothesis as a guide, we constructed circRNA–miRNA–TF mRNA regulatory networks, which indicated that circRNAs antagonized microRNAs (miRNAs), thereby influencing the expression of the miRNA target genes and playing a significant role in transcriptional regulation. Gene ontology annotation of the target TF genes predicted that these circRNAs were associated mainly with the regulation of leaf development, leaf morphogenesis, signal transduction, and response to abiotic stress. These findings implied that the circRNAs affected the size and number of cells in P. hl by regulating the expression of TF mRNAs. Our results provide a basis for further studies of leaf development in poplar trees.
Calibration and orientation of industrial online photogrammetry systems in situ
Authors: Sun Peng , Lu Naiguang , Dong Mingli , Wang Jun , Yan Bixi 
Published: December 2019

This study proposes an analytical method for calibrating and orienting online photogrammetric systems using a scale bar. The primary idea is building control lengths in the measurement volume by moving and rotating the scale bar and then conducting a self‐calibration bundle adjustment using images of the control lengths. In this study, the five‐point relative orientation method is used to provide estimations of the exterior camera parameters. Additionally, this study elaborates the model of the lengths constrained self‐calibration bundle adjustment, the block computation algorithm and the accuracy assessment. This method obtains both the interior and the exterior orientation parameters of the two cameras, and provides spatial bar length reconstruction precision as the performance evaluation. Simulations are conducted to analyze the calibration accuracy and the results show that the method achieves comparable accuracy and precision against the state‐of‐the‐art method. However, the method does not need steady and well distributed 3D points and is easy to operate. Real data experimental results show that the maximum length measurement error of this method in a volume of 5 m × 4 m × 2 m is <0.4 mm.
Update ESC-Leitlinie: Kardiovaskuläre Erkrankungen während der Schwangerschaft – Worauf kommt es an?
Authors: Klein Kathrin , Karathanos Athanasios , Heinen Yvonne 
Published: December 2019

Was ist neu?
Frühzeitige Beratung schon vor der Schwangerschaft Alle herzkranken Patientinnen sollten vor einer Schwangerschaft entsprechend ihrem Risikoprofil anhand der mWHO-Klassifizierung (modifizierte World Health Organization) für mütterliches Risiko beraten werden, im besten Fall von einem Schwangerschafts-Herz-Team.
Diagnostik vor und während der Schwangerschaft Bei Verdacht auf eine pulmonale Hypertonie hat die Rechtsherzkatheteruntersuchung nach entsprechender Risiko-Nutzen-Abwägung eine IC-Empfehlung, auch während der Schwangerschaft. Für Rhythmusstörungen wurden Überwachungsstufen für die Geburt abhängig vom Arrhythmierisiko definiert.
Spezielle Krankheitsbilder Zur Thromboseprophylaxe und -therapie ist körpergewichtsadaptiert niedermolekulares Heparin mit wöchentlichen Anti-Xa-Spiegel-Kontrollen oder unfraktioniertes Heparin mit regelmäßigen aPTT-Kontrollen empfohlen. Eine orale Antikoagulation darf bei niedriger Dosierung neu auch schon während des 1. Trimenons eingesetzt werden. Bei hochgradiger Mitralklappenstenose wird nun eine Behandlung vor der Schwangerschaft empfohlen. Die Empfehlung zur Katheterablation von symptomatischen supraventrikulären Tachykardien wurde von IIbC auf IIaC hochgestuft. Bromocriptin erhielt eine Empfehlung bei postpartaler Kardiomyopathie (IIbB). Bei herzkranken Patientinnen sollte ab der 40. Schwangerschaftswoche eine Geburtseinleitung erwogen werden.
Medikamente – Welche sind wann sicher? In der PLLR (Pregnancy and Lactation Rule) hat die neue Leitlinie 150 Medikamente mit ihrem Gefährdungspotenzial aufgeführt. Darüber hinaus können die Webseiten www.safefetus.com oder www.embryotox.de genutzt werden.
Mikrobiom und metabolische/bariatrische Chirurgie
Authors: Seyfried Florian , Hering Ilona , Hankir Mohamed 
Published: December 2019

Zusammenfassung﻿Derzeit ist die metabolische/bariatrische Chirurgie die einzige evidenzbasierte Therapie, die bei einem Großteil der morbid adipösen Patienten zu einer relevanten und nachhaltigen Gewichtsabnahme und Verbesserung der Adipositas-assoziierten Morbidität führt. Das historische Konzept, dass die dominanten zugrundeliegenden Mechanismen der bariatrischen/metabolischen Chirurgie eine Nahrungsrestriktion (durch Verkleinerung des Magens) und eine Malabsorption von Makronährstoffen (durch einen intestinalen Bypass der oralen Dünndarmabschnitte) sind, ist mittlerweile widerlegt.Grundlagenwissenschaftliche Studien konnten zeigen, dass der Darm als physiologische Schaltzentrale dient und nach anatomischer Umstellung, wie beispielsweise nach einer Magenbypass-Operation, veränderte neuronale und endokrine Signale an unterschiedliche Organsysteme aussendet.Es existiert eine robuste, spezies-übergreifende Datenlage, dass es nach metabolischer/bariatrischer Chirurgie zu einer nachhaltigen Veränderung des Mikrobioms kommt. Insgesamt ist eine erhöhte Vielfältigkeit der Bakterienstämme mit einer häufigen Reduktion von Firmicutes und Bacteroidetes und eine Erhöhung von Proteobakterien beschrieben. Dabei scheint die Veränderung des Mikrobioms Chirurgie- und Prozeduren-spezifisch und nicht Folge der erreichten Gewichtsabnahme zu sein. Die biologische Relevanz konnte mehrfach experimentell in konzeptionellen Beweisstudien (Mikrobiomtransfer) gezeigt werden. Experimentelle Daten legen nahe, dass die Zusammensetzung des Mikrobioms nicht nur durch die Operation selbst verändert wird und damit unterschiedliche Systeme (entero-endokrin, Darmbarriere, Konjugation von Gallensäuren) maßgeblich beeinflusst, sondern auch einen Einfluss auf den Wirkungsgrad der Operation selbst zu haben scheint. Trotzdem sind die verfügbaren Daten meist nur beschreibend und zeigen Assoziationen auf. Den Einfluss des veränderten Mikrobioms auf das gesamte Metabolom und vice versa ist bisher nur unzureichend verstanden und muss in weiterführenden Studien weiter untersucht werden.
Entstauungstherapie bei Lymphödem
Authors: Finkenrath M. 
Published: December 2019

ZusammenfassungAnhand des nachfolgenden Fallberichtes soll gezeigt werden, welche Möglichkeiten in der Praxis bei einem häufig auftretendem lymphologischen Krankheitsbild, dem postoperativ nach Lymphknotenexstirpation entstandenen Lymphödem Grad II der Beine durchführbar sind und welche Leiden dieses Krankheitsbild für die Patienten (bis hin zur Immobilität) mit sich bringt. Der Ablauf von der Diagnostik (Eruieren der Ursache) über die Einleitung der initial standardisierten Therapie soll erläutert werden. Im weiteren Verlauf muss diese Therapie – auch das soll dargestellt werden – regelmäßig individuell angepasst werden. Darüber hinaus wird gezeigt, wie wichtig die Patientenaufklärung und -compliance bei diesem Krankheitsbild sind.
Arteriell bedingte Beinschmerzen
Authors: Kalka Christoph 
Published: December 2019

ZusammenfassungIn der differentialdiagnostischen Abwägung von Beinschmerzen spielen arterielle Gefäßerkrankungen eine wichtige Rolle. Nicht selten allerdings werden in der täglichen Arztpraxis zunächst orthopädische und neurologische Ursachen in Erwägung gezogen. Ein Grund ist sicher die facettenreiche Symptomatik und die Heterogenität arterieller Durchblutungsstörungen.Obwohl arteriell bedingte Schmerzen der Beine überwiegend arteriosklerotischer Genese sind, sollte das Vorliegen nicht-arteriosklerotischer Ursachen wie die Embolie, die Gefäßdissektion, Kompressionssyndrome und inflammatorische Erkrankungen immer in Erwägung gezogen werden. Prognoseentscheidend ist das Erkennen einer arteriell bedingten Problematik, die Abschätzung des Schweregrades der Durchblutungsstörung und dadurch auch des Amputationsrisikos der Extremität sowie ein zügiges Management.
Beinschmerz – dermatologische Ursachen
Authors: Kahle Birgit 
Published: December 2019

Zusammenfassung
Einleitung Als Grund für akute oder chronische Beinschmerzen werden oft vaskuläre Erkrankungen vermutet. Es stellt sich die Frage, ob auch dermatologische Krankheiten mit Beinschmerzen einhergehen.
Methode Dermatologische Krankheitsbilder werden hinsichtlich einer begleitenden oder kausalen Schmerzhaftigkeit systematisch dargestellt.
Ergebnisse Bei Infektionserkrankungen der Haut steht der Schmerz im Vordergrund, allergische oder toxische Kontaktdermatitiden, Juckreizerkrankungen sowie kutane Autoimmunerkrankungen gehen mit Schmerzen einher.
Zusammenfassung Bei unklaren Beinschmerzen sollte auch an eine zugrundeliegende dermatologische Erkrankung gedacht werden. Der Schmerz kann als Prodromalsymptom bei Herpes zoster auftreten.
Laparoskopische Hemikolektomie rechts mit kompletter mesokolischer Exzision (CME)
Authors: Brunner Maximilian , Weber Georg F. , Wiesmüller Felix , Weber Klaus , Maak Matthias , Kersting Stephan , Grützmann Robert , Krautz Christian 
Published: December 2019

Zusammenfassung
Einleitung Die komplette mesokolische Exzision (CME) gehört laut der deutschen S3-Leitlinie bei onkologischen Kolonresektionen zur Guten Klinischen Praxis (GCP, Good Clinical Practice). Diese Empfehlung basiert auf der Evidenz, dass die Entfernung des onkologisch relevanten Mesokolons ohne Verletzung der strukturellen Integrität sowie die zentrale vaskuläre Ligatur mit radikaler Lymphknotendissektion im Rahmen von CME-Kolonresektionen mit besseren histopathologischen Qualitätskriterien und besseren onkologischen Ergebnissen im Vergleich zu konventionellen Kolonresektionen einhergehen. Allerdings weisen Kolonresektionen mit CME besonders im rechten Hemikolon durch die anatomische Nähe zu Magen, Duodenum und Pankreas und einer hohen Variabilität der Gefäßstrukturen (z. B. des Truncus Henle) eine höhere Komplexität auf. Um die Sicherheit von laparoskopischen Hemikolektomien rechts mit CME zu erhöhen und die Weiterbildung dieses Eingriffes sicher und strukturiert zu ermöglichen, wurde von einer deutschen Expertengruppe für die laparoskopische Hemikolektomie rechts ein standardisiertes Vorgehen mit Sicherheitsblicken entwickelt. Im folgenden Video wird die Durchführung einer Hemikolektomie rechts mit CME gemäß dem von der Deutschen Expertengruppe Lap-CME erstbeschriebenen Konzept dargestellt.
Indikation Karzinom des Colon ascendens.
Prozedur Laparoskopische Hemikolektomie rechts mit kompletter mesokolischer Exzision (CME).
Schlussfolgerung Die vorgeschlagene Standardisierung der laparoskopischen Hemikolektomie rechts mit CME nimmt die erhöhte Komplexität der Operation auf und strukturiert sie in wohldefinierte Schritte mit kritischen Sicherheitsblicken als Kontrollinstanzen, was zu einer Minimierung intraoperativer Komplikationen und einer erhöhten Sicherheit für den Patienten sowie zu einer Verbesserung der strukturierten Weiterbildung führen dürfte.
Dynamic calibration method for reactive gases
Authors: Sari Saxholm , Timo Rajamäki , Jussi Hämäläinen , Panu Hildén 
Published: December 2019

Abstract
In this study an evaporation method is applied to dynamically generate reference gas mixtures with an accurately known concentration of reactive compounds. As a representative application, the method is used to generate several reference gas mixtures for oxidized mercury. The reliability of online monitoring of gases is dependent on the availability of accurate and metrologically traceable calibration standards. For reactive gases this is a challenge since these sticky gases easily adsorb to surfaces, which complicates and can even prevent the use of traditional static tools. In the evaporation method, a solution with well-known concentration is dosed using, e.g. an automatic syringe pump or a peristaltic pump, and mixed with the carrier gas flow. Mixing and evaporation are key parts of this process, along with temperatures and materials in different parts of the system and gas flow rate, which play an important role in the response time optimization. To estimate the applicability of this method we test its operation in the case of oxidized mercury by investigating the key operational parameters: calibrator response time and stability, possible non-linear behaviour of selected molecules, and also sensitivity to interference caused by other reactive gas compounds. We also compare its outcome to a traceable source for Hg0. Based on the achieved results the evaporation method technique is both a potential and feasible tool for the dynamic preparation of calibration gas mixtures for reactive components, in both laboratory and field conditions.
Composite stacks for reliable > 17 T trapped fields in bulk superconductor magnets
Authors: Huang Kai Yuan , Shi Yunhua , Srpčič Jan , Ainslie Mark D , Namburi Devendra K , Dennis Anthony R , Zhou Difan , Boll Martin , Filipenko Mykhaylo , Jaroszynski Jan , Hellstrom Eric E , Cardwell David A , Durrell John H 
Published: December 2019

Abstract
Trapped fields of over 20 T are, in principle, achievable in bulk, single-grain high temperature cuprate superconductors. The principle barriers to realizing such performance are, firstly, the large tensile stresses that develop during the magnetization of such trapped-field magnets as a result of the Lorentz force, which lead to brittle fracture of these ceramic-like materials at high fields and, secondly, catastrophic thermal instabilities as a result of flux movement during magnetization. Moreover, for a batch of samples nominally fabricated identically, the statistical nature of the failure mechanism means the best performance (i.e. trapped fields of over 17 T) cannot be attained reliably. The magnetization process, particularly to higher fields, also often damages the samples such that they cannot repeatedly trap high fields following subsequent magnetization. In this study, we report the sequential trapping of magnetic fields of ∼ 17 T, achieving 16.8 T at 26 K initially and 17.6 T at 22.5 K subsequently, in a stack of two Ag-doped GdBa2Cu3O7-δ bulk superconductor composites of diameter 24 mm reinforced with (1) stainless-steel laminations, and (2) shrink-fit stainless steel rings. A trapped field of 17.6 T is, in fact, comparable with the highest trapped fields reported to date for bulk superconducting magnets of any mechanical and chemical composition, and this was achieved using the first composite stack to be fabricated by this technique. These post-melt-processing treatments, which are relatively straightforward to implement, were used to improve both the mechanical properties and the thermal stability of the resultant composite structure, providing what we believe is a promising route to achieving reliably fields of over 20 T.
Fading channel estimation for free-space continuous-variable secure quantum communication
Authors: Ruppert László , Peuntinger Christian , Heim Bettina , Günthner Kevin , Usenko Vladyslav C , Elser Dominique , Leuchs Gerd , Filip Radim , Marquardt Christoph 
Published: December 2019

Abstract
We investigate estimation of fluctuating channels and its effect on security of continuous-variable quantum key distribution. We propose a novel estimation scheme which is based on the clusterization of the estimated transmittance data. We show that uncertainty about whether the transmittance is fixed or not results in a lower key rate. However, if the total number of measurements is large, one can obtain using our method a key rate similar to the non-fluctuating channel even for highly fluctuating channels. We also verify our theoretical assumptions using experimental data from an atmospheric quantum channel. Our method is therefore promising for secure quantum communication over strongly fluctuating turbulent atmospheric channels.