Fakultät für Gesundheitswissenschaften
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Risikokommunikation spielt eine zentrale Rolle in Public-Health-Notlagen: Sie muss informierte Entscheidungen ermöglichen, schützendes bzw. lebenserhaltendes Verhalten fördern und das Vertrauen in öffentliche Institutionen bewahren. Zudem müssen Unsicherheiten über wissenschaftliche Erkenntnisse transparent benannt werden, irrationale Ängste und Gerüchte entkräftet werden. Risikokommunikation sollte die Bevölkerung partizipativ einbeziehen. Ihre Risikowahrnehmung und -kompetenz müssen kontinuierlich erfasst werden. In der aktuellen Pandemie der Coronavirus-Krankheit 2019 (COVID-19) ergeben sich spezifische Herausforderungen für die Risikokommunikation.
Der Wissensstand zu vielen wichtigen Aspekten, die COVID-19 betreffen, war und ist oftmals unsicher oder vorläufig, z. B. zu Übertragung, Symptomen, Langzeitfolgen und Immunität. Die Kommunikation ist durch wissenschaftliche Sprache sowie eine Vielzahl von Kennzahlen und Statistiken geprägt, was die Verständlichkeit erschweren kann. Neben offiziellen Mitteilungen und Einschätzungen von Expertinnen und Experten wird über COVID-19 in großem Umfang in sozialen Medien kommuniziert, dabei werden auch Fehlinformationen und Spekulationen verbreitet; diese „Infodemie“ erschwert die Risikokommunikation.
Nationale wie internationale Forschungsprojekte sollen helfen, die Risikokommunikation zu COVID-19 zielgruppenspezifischer und effektiver zu machen. Dazu gehören u. a. explorative Studien zum Umgang mit COVID-19-bezogenen Informationen, das COVID-19 Snapshot Monitoring (COSMO), ein regelmäßig durchgeführtes Onlinesurvey zu Risikowahrnehmung und Schutzverhalten sowie eine interdisziplinäre qualitative Studie, die die Konzeption, Umsetzung und Wirksamkeit von Risikokommunikationsstrategien vergleichend in 4 Ländern untersucht.
Background:
From birth to young adulthood, health and development of young people are strongly linked to their living situation, including their family's socioeconomic position (SEP) and living environment. The impact of regional characteristics on development in early childhood beyond family SEP has been rarely investigated. This study aimed to identify regional predictors of global developmental delay at school entry taking family SEP into consideration.
Method:
We used representative, population-based data from mandatory school entry examinations of the German federal state of Brandenburg in 2018/2019 with n=22,801 preschool children. By applying binary multilevel models, we hierarchically analyzed the effect of regional deprivation defined by the German Index of Socioeconomic Deprivation (GISD) and rurality operationalized as inverted population density of the children's school district on global developmental delay (GDD) while adjusting for family SEP (low, medium and high)
Results:
Family SEP was significantly and strongly linked to GDD. Children with the highest family SEP showed a lower odds for GDD compared to a medium SEP (female: OR=4.26, male: OR=3.46) and low SEP (female: OR=16.58, male: OR=12.79). Furthermore, we discovered a smaller, but additional and independent effect of regional socioeconomic deprivation on GDD, with a higher odds for children from a more deprived school district (female: OR=1.35, male: OR=1.20). However, rurality did not show a significant link to GDD in preschool children beyond family SEP and regional deprivation.
Conclusion:
Family SEP and regional deprivation are risk factors for child development and of particular interest to promote health of children in early childhood and over the life course.
The investigation of protein structures, functions and interactions often requires modifications to adapt protein properties to the specific application. Among many possible methods to equip proteins with new chemical groups, the utilization of orthogonal aminoacyl-tRNA synthetase/tRNA pairs enables the site-specific incorporation of non-canonical amino acids at defined positions in the protein. The open nature of cell-free protein synthesis reactions provides an optimal environment, as the orthogonal components do not need to be transported across the cell membrane and the impact on cell viability is negligible. In the present work, it was shown that the expression of orthogonal aminoacyl-tRNA synthetases in CHO cells prior to cell disruption enhanced the modification of the pharmaceutically relevant adenosine A2a receptor. For this purpose, in complement to transient transfection of CHO cells, an approach based on CRISPR/Cas9 technology was selected to generate a translationally active cell lysate harboring endogenous orthogonal aminoacyl-tRNA synthetase.
Following stroke, neuronal death takes place both in the infarct region and in brain areas distal to the lesion site including the hippocampus. The hippocampus is critically involved in learning and memory processes and continuously generates new neurons. Dysregulation of adult neurogenesis may be associated with cognitive decline after a stroke lesion. In particular, proliferation of precursor cells and the formation of new neurons are increased after lesion. Within the first week, many new precursor cells die during development. How dying precursors are removed from the hippocampus and to what extent phagocytosis takes place after stroke is still not clear. Here, we evaluated the effect of a prefrontal stroke lesion on the phagocytic activity of microglia in the dentate gyrus (DG) of the hippocampus. Three-months-old C57BL/6J mice were injected once with the proliferation marker BrdU (250 mg/kg) 6 hr after a middle cerebral artery occlusion or sham surgery. The number of apoptotic cells and the phagocytic capacity of the microglia were evaluated by means of immunohistochemistry, confocal microscopy, and 3D-reconstructions. We found a transient but significant increase in the number of apoptotic cells in the DG early after stroke, associated with impaired removal by microglia. Interestingly, phagocytosis of newly generated precursor cells was not affected. Our study shows that a prefrontal stroke lesion affects phagocytosis of apoptotic cells in the DG, a region distal to the lesion core. Whether disturbed phagocytosis might contribute to inflammatory- and maladaptive processes including cognitive impairment following stroke needs to be further investigated.
Stunting
(2021)
Introduction Airway infection with pathogens and its associated pulmonary exacerbations (PEX) are the major causes of morbidity and premature death in cystic fibrosis (CF). Preventing or postponing chronic infections requires early diagnosis. However, limitations of conventional microbiology-based methods can hamper identification of exacerbations and specific pathogen detection. Analyzing volatile organic compounds (VOCs) in breath samples may be an interesting tool in this regard, as VOC-biomarkers can characterize specific airway infections in CF. Areas covered We address the current achievements in VOC-analysis and discuss studies assessing VOC-biomarkers and fingerprints, i.e. a combination of multiple VOCs, in breath samples aiming at pathogen and PEX detection in people with CF (pwCF). We aim to provide bases for further research in this interesting field. Expert opinion Overall, VOC-based analysis is a promising tool for diagnosis of infection and inflammation with potential to monitor disease progression in pwCF. Advantages over conventional diagnostic methods, including easy and non-invasive sampling procedures, may help to drive prompt, suitable therapeutic approaches in the future. Our review shall encourage further research, including validation of VOC-based methods. Specifically, longitudinal validation under standardized conditions is of interest in order to ensure repeatability and enable inclusion in CF diagnostic routine.
Kraft und Kognition
(2023)
Die in den letzten Jahren aus Querschnittstudien gewonnenen empirischen Erkenntnisse deuten auf einen Zusammenhang zwischen muskulärer Kraftleistungsfähigkeit und kognitiver Leistungsfähigkeit hin [10]. Diese Beobachtung wird von Längsschnittstudien gestützt, bei denen in Folge gezielter Krafttrainingsinterventionen, welche typischerweise zur Steigerung der muskulären Kraftleistungsfähigkeit führen, Verbesserungen der kognitiven Leistungsfähigkeit dokumentiert werden konnten [11]. Die zugrundeliegenden Mechanismen, die den Zusammenhang zwischen muskulärer Kraftleistungsfähigkeit und kognitiver Leistungsfähigkeit begründen, sind jedoch noch nicht vollständig bekannt und bedürfen weiterer Forschung [10,12]. Vor diesem Hintergrund hatten die im Rahmen dieser Dissertation durchgeführten Forschungsarbeiten das übergeordnete Ziel, die Mechanismen zu untersuchen, welche den Zusammenhang zwischen der muskulären Kraftleistungsfähigkeit und der kognitiven Leistungsfähigkeit erklären können. In dieser Arbeit wurden dazu unterschiedliche Populationen (junge Menschen und ältere Menschen ohne und mit leichten kognitiven Störungen) unter Anwendung verschiedener untersuchungsmethodischer Ansätze (systematische Literaturrecherche, Doppelaufgabenparadigma und funktionelle Nahinfrarotspektroskopie) untersucht. Aufgrund der im Rahmen dieser Dissertation durchgeführten Forschungsarbeiten, die konsekutiv aufeinander aufbauen, konnten folgende Haupterkenntnisse gewonnen werden:
• Um einen umfassenden Überblick über die aktuelle Evidenzlage zum Thema Kraftleistungsfähigkeit und kognitiver Leistungsfähigkeit sowie den zugrundeliegenden neuronalen Korrelaten zu erlangen, wurde eine systematische Literaturrecherche zu diesem Forschungsthema durchgeführt. Die Ergebnisse dieser systematischen Literaturrecherche dokumentieren, dass ein gezieltes Krafttraining neben der Steigerung der kognitiven Leistungsfähigkeit zu funktionellen und strukturellen Veränderungen des Gehirns, insbesondere in frontalen Gehirnregionen, führen kann [13]. Ferner zeigen die Ergebnisse dieser systematischen Literaturrecherche, bei der eine begrenzte Anzahl verfügbarer Studien (n = 18) identifiziert wurde, den Bedarf weiterer Forschungsarbeiten zu diesem Themenfeld an [13].
• Zur Überprüfung der Hypothese, dass zur Ausführung von Krafttrainingsübungen höhere kognitive Prozesse benötigt werden, wurde in einer experimentellen Studie bei jüngeren gesunden Erwachsenen das Doppelaufgabenparadigma bei der Krafttrainingsübung Knie-beuge angewendet. Die in dieser Studie beobachteten Doppelaufgabenkosten bei der Ausführung der Krafttrainingsübung Kniebeuge (im Vergleich zur Kontrollbedingung Stehen) deuten auf die Beteiligung höherer kognitiver Prozesse zur Lösung dieser Bewegungsaufgabe hin und bestätigen die aufgestellte Hypothese [14].
• Um die Hypothese zu untersuchen, dass spezifische neuronale Korrelate (funktionelle Gehirnaktivität) den Zusammenhang zwischen muskulärer Kraftleistungsfähigkeit und kognitiver Leistungsfähigkeit vermitteln, wurde bei jungen gesunden Erwachsenen der Zusammenhang zwischen der Ausprägung der maximalen Handgriffkraft (normalisiert auf den Body-Mass-Index) und der kortikalen hämodynamischen Antwortreaktion untersucht, die bei der Durchführung eines standardisierten kognitiven Tests mittels funktioneller Nahinfrarotspektroskopie in präfrontalen Gehirnarealen gemessen wurde. Im Rahmen dieser Querschnittsstudie konnte die initiale Hypothese nicht vollständig bestätigt werden, da zwar Zusammenhänge zwischen maximaler Handgriffkraft und kognitiver Leistungsfähigkeit mit Parametern der hämodynamischen Antwortreaktion beobachtet wurden, aber die Ausprägung der maximalen Handgriffkraft nicht im Zusammenhang mit der Kurzeitgedächtnisleistung stand [16].
• Zur Untersuchung der Annahme, dass eine vorliegende neurologische Erkrankung (im Speziellen eine leichte kognitive Störung), die typischerweise mit Veränderungen von spezifischen neuronalen Korrelaten (z.B. des Hippokampus‘ [17-19] und des präfrontalen Kortex‘ [20,21]) einhergeht, einen Einfluss auf die Assoziation zwischen muskulärer Kraftleistungsfähigkeit und kognitiver Leistungsfähigkeit hat, wurde in einer Querschnittsstudie der Zusammenhang zwischen der Ausprägung der maximalen Handgriffkraft (normalisiert auf den Body-Mass-Index) und der Ausprägung der exekutiven Funktionen bei älteren Erwachsenen mit amnestischem und nicht-amnestischem Subtyp der leichten kognitiven Störung sowie gesunden älteren Erwachsenen untersucht. In dieser Querschnittsstudie wurde nur bei älteren Erwachsenen mit dem amnestischen Subtyp der leichten kognitiven Störung ein Zusammenhang zwischen maximaler Handgriffkraft und exekutiven Funktionen beobachtet. Solch eine Korrelation existiert jedoch nicht bei älteren Erwachsenen mit dem non-amnestischen Subtyp der leichten kognitiven Störung oder bei gesunden älteren Erwachsenen [24].
• In einem Perspektivenartikel wurde aufgezeigt, wie durch die theoriegeleitete Nutzung physiologischer Effekte, die bei einer speziellen Krafttrainingsmethode durch die Moderation des peripheren Blutflusses mittels Manschetten oder Bändern auftreten, insbesondere Populationen mit niedriger mechanischer Belastbarkeit von den positiven Effekten des Krafttrainings auf die Gehirngesundheit profitieren könnten [25].
Insgesamt deuten die Ergebnisse der in dieser Dissertation zusammengeführten und aufeinander aufbauenden Forschungsarbeiten auf das Vorhandensein von gemeinsamen neuronalen Korrelaten (z.B. frontaler Kortex) hin, die sowohl für die muskuläre Kraftleistungsfähigkeit als auch für höhere kognitive Prozesse eine wichtige Rolle spielen [26]. Betrachtet man die in der vorliegenden Dissertation gewonnenen Erkenntnisse im Verbund mit den bereits in der Literatur existieren-den empirischen Belegen, unterstützen sie die Sichtweise, dass eine relativ hohe muskuläre Kraftleistungsfähigkeit und deren Erhalt durch gezielte Krafttrainingsinterventionen über die Lebenspanne positive Effekte auf die (Gehirn-)Gesundheit haben können [27].
Objective
For an effective control of the SARS-CoV-2 pandemic with vaccines, most people in a population need to be vaccinated. It is thus important to know how to inform the public with reference to individual preferences–while also acknowledging the societal preference to encourage vaccinations. According to the health care standard of informed decision-making, a comparison of the benefits and harms of (not) having the vaccination would be required to inform undecided and skeptical people. To test evidence-based fact boxes, an established risk communication format, and to inform their development, we investigated their contribution to knowledge and evaluations of COVID-19 vaccines.
Methods
We conducted four studies (1, 2, and 4 were population-wide surveys with N = 1,942 to N = 6,056): Study 1 assessed the relationship between vaccination knowledge and intentions in Germany over three months. Study 2 assessed respective information gaps and needs of the population in Germany. In parallel, an experiment (Study 3) with a mixed design (presentation formats; pre-post-comparison) assessed the effect of fact boxes on risk perceptions and fear, using a convenience sample (N = 719). Study 4 examined how effective two fact box formats are for informing vaccination intentions, with a mixed experimental design: between-subjects (presentation formats) and within-subjects (pre-post-comparison).
Results
Study 1 showed that vaccination knowledge and vaccination intentions increased between November 2020 and February 2021. Study 2 revealed objective information requirements and subjective information needs. Study 3 showed that the fact box format is effective in adjusting risk perceptions concerning COVID-19. Based on those results, fact boxes were revised and implemented with the help of a national health authority in Germany. Study 4 showed that simple fact boxes increase vaccination knowledge and positive evaluations in skeptics and undecideds.
Conclusion
Fact boxes can inform COVID-19 vaccination intentions of undecided and skeptical people without threatening societal vaccination goals of the population
Nonparametric goodness-of-fit testing for parametric covariate models in pharmacometric analyses
(2021)
The characterization of covariate effects on model parameters is a crucial step during pharmacokinetic/pharmacodynamic analyses. Although covariate selection criteria have been studied extensively, the choice of the functional relationship between covariates and parameters, however, has received much less attention. Often, a simple particular class of covariate-to-parameter relationships (linear, exponential, etc.) is chosen ad hoc or based on domain knowledge, and a statistical evaluation is limited to the comparison of a small number of such classes. Goodness-of-fit testing against a nonparametric alternative provides a more rigorous approach to covariate model evaluation, but no such test has been proposed so far. In this manuscript, we derive and evaluate nonparametric goodness-of-fit tests for parametric covariate models, the null hypothesis, against a kernelized Tikhonov regularized alternative, transferring concepts from statistical learning to the pharmacological setting. The approach is evaluated in a simulation study on the estimation of the age-dependent maturation effect on the clearance of a monoclonal antibody. Scenarios of varying data sparsity and residual error are considered. The goodness-of-fit test correctly identified misspecified parametric models with high power for relevant scenarios. The case study provides proof-of-concept of the feasibility of the proposed approach, which is envisioned to be beneficial for applications that lack well-founded covariate models.