@phdthesis{Lauruschkat2023,
  author    = {Lauruschkat, Chris David},
  title     = {Entwicklung funktioneller Immunassays zur Detektion der humanen Immunantwort auf das opportunistische Pathogen \(Aspergillus\) \(fumigatus\)},
  doi       = {10.25972/OPUS-31983},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-319835},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2023},
  abstract  = {Aspergillus fumigatus ist ein opportunistisches fungales Humanpathogen, das ein breites Erkrankungsspektrum von der invasiven Aspergillose (IA) in immunkompromittierten Patienten bis zu einer Reihe von Hypersensitivit{\"a}tserkrankungen in immunkompetenten Individuen hervorrufen kann. Die Diagnostik f{\"u}r A. fumigatus assoziierte Krankheitsbilder beruht auf mehreren diagnostischen Tests, die auch in ihrer Kombination oft zu sp{\"a}ten und unzuverl{\"a}ssigen Diagnosen f{\"u}hren, was wiederum zu einer suboptimalen Patientenversorgung, erh{\"o}hter Mortalit{\"a}t und gesteigerten Kosten f{\"u}r das Gesundheitssystem f{\"u}hrt. Es besteht daher die unbedingte Notwendigkeit, neue und bessere diagnostische Tests zur Detektion von A. fumigatus zu entwickeln. T Zell Assays sind vielversprechende, innovative diagnostische Tests, die bereits f{\"u}r andere Infektionskrankheiten in der Routinediagnostik eingesetzt werden. Erste Versuche wurden bereits unternommen, diese Assays auch f{\"u}r A. fumigatus assoziierte Erkrankungen einzusetzen. Die g{\"a}ngigsten, auf mononukle{\"a}ren Zellen des peripheren Blutes (PBMC)-basierten T Zell Assays sind der Enzyme-linked Immunosorbent Assay (ELISA), Enzyme-linked Immuno Spot Assay (ELISPOT) und die Durchflusszytometrie. Das Ziel dieser Dissertation war die Entwicklung eines klinisch einsetzbaren T-Zell-Assays f{\"u}r A. fumigatus assoziierte Erkrankungen. Die in der Literatur beschriebenen Assays zeigten in unseren Experimenten bei der Anwendung f{\"u}r mykologische Fragestellungen eine hohe Suszeptibilit{\"a}t gegen{\"u}ber bereits kurzen pr{\"a}analytischen Lagerzeiten und Krykonservierung, was einen klinischen Einsatz erschwerte. Wir entwickelten deshalb einen Vollblut basierten ELISA (VB-ELISA) mit dualer Kostimulation (α-CD28 und α-CD49d), hoher Reproduzierbarkeit und verbesserter Robustheit gegen{\"u}ber pr{\"a}analytischen Einflussfaktoren. Der VB ELISA konnte hohe Differenzen zwischen Typ 1 T Helferzellen (Th1) , Th2 und Th17 Zytokinkonzentrationen bei Patienten mit Aspergillus assoziierten Hypersensitivit{\"a}tskrankheitsbildern und Kontrollpatienten feststellen. Um zu testen, ob dieser Anstieg auf die Erkrankung zur{\"u}ckzuf{\"u}hren ist oder auch bei hoher Aspergillus-Umweltexposition vorzufinden ist, wurde der Assay in Aspergillus exponierten gesunden {\"o}kologischen Landwirten getestet. In dieser Gruppe fanden wir ebenfalls eine erh{\"o}hte Th1 und Th2 Expansion und Zytokinsekretion gegen{\"u}ber gesunden Kontrollspendern, jedoch wurde nur ein geringer Anstieg des Th17 Signalzytokines IL-17 detektiert. Die Detektion von IL-17 im VB-ELISA in Kombination mit anderen Zytokinmarkern ist daher ein vielversprechender Biomarker f{\"u}r die Diagnose von A. fumigatus assoziierten Hypersensitivit{\"a}tserkrankungen. Neben diesen Hypersensitivit{\"a}tserkrankungen haben wir den VB-ELISA auch in immunkompromittierten Patienten nach allogener Stammzelltransplantation (alloSZT), einer Hochrisikogruppe f{\"u}r die IA und die durch das humane Cytomegalovirus (HCMV) ausgel{\"o}ste Zytomegalie, evaluiert. W{\"a}hrend in unserer monozentrischen Pilotstudie aufgrund der geringen Inzidenz keine Evaluation an IA-Patienten erfolgen konnte, wurde mittels VB-ELISA eine hohe Konkordanz der HCMV-spezifischen T Zell Antwort mit der HCMV Serologie sowie eine vergleichbare Leistung zum ELISPOT, dem am h{\"a}ufigsten eingestetzen Assay f{\"u}r diese Fragestellung, festgestellt. Zusammenfassend haben wir mit dem VB ELISA einen vielversprechenden und breitfl{\"a}chig im Spektrum A. fumigatus assoziierter Erkrankungen einsetzbaren T Zell Assay entwickelt, der in der Zukunft in großen Studien mit klar definierten Patientenkohorten getestet werden sollte. Auf Grund von Daten aus Folgestudien, die auf dieser Arbeit basieren, ist des Weiteren davon auszugehen, dass der VB-ELISA auf Grund seiner St{\"a}rken potenziell in einer Vielzahl von Anwendungsgebieten und Pathogenen (eine Folgestudie mit SARS-CoV-2 wurde vor kurzem ver{\"o}ffentlicht) universell eingesetzt werden kann. Neben der Immundiagnostik f{\"u}r diverse Infektionserkrankungen k{\"o}nnte der Assay außerdem f{\"u}r T Zell Antworten auf Vakzinierungen und Immuntherapien, in vivo Experimente und in vitro Toxizit{\"a}tstests verwendet werden.},
  subject      = {Immunologie},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Gulde2022,
  author    = {Gulde, Tobias Simon},
  title     = {Die molekulare Grundlage f{\"u}r die h{\"o}here Sensitivit{\"a}t regulatorischer CD4\(^+\) T-Zellen im Vergleich zu konventionellen CD4\(^+\) T-Zellen gegen{\"u}ber der Stimulation mit CD28 Superagonisten},
  doi       = {10.25972/OPUS-28396},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-283962},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2022},
  abstract  = {In Ratten und M{\"a}usen aktiviert der superagonistische anti-CD28 monoklonale Antik{\"o}rper (CD28SA) vorzugsweise regulatorische T-Zellen. In niedriger Dosierung f{\"u}hrt CD28SA zu einer fast ausschließlichen Aktivierung von regulatorischen T-Zellen (Tregs). Diese Beobachtung konnte inzwischen auch f{\"u}r menschliche Zellen in Zellkultur best{\"a}tigt werden. In gesunden und freiwilligen Testpersonen deutet die Zytokin-Antwort nach Applikationen von niedrigen CD28SA-Dosen darauf hin, dass sich diese Beobachtung auch in-vivo bewahrheitet. Eine Gabe von CD28SA in niedriger Dosierung, die zu einer exklusiven Aktivierung von regulatorischen T-Zellen f{\"u}hrt, k{\"o}nnte somit in der Behandlung von Autoimmunkrankheiten oder von entz{\"u}ndlichen Erkrankungen eingesetzt werden. Eine mechanistische Erkl{\"a}rung f{\"u}r dieses Ph{\"a}nomen blieb lange Zeit unklar. Die CD28SA-vermittelte T-Zell-Aktivierung ist abh{\"a}ngig von der Verst{\"a}rkung von basalen tonischen Signalen, die T-Zellen {\"u}ber ihren T-Zell-Rezeptor erhalten. Diese Tatsache f{\"u}hrte zu der Hypothese, dass die schwachen, tonischen Signale, die konventionelle CD4+ T-Zellen in Abwesenheit ihrer spezifischen Antigene {\"u}ber den T-Zell-Rezeptor erhalten, ein st{\"a}rkeres CD28 Signal f{\"u}r ihre Aktivierung ben{\"o}tigen als die selbstreaktiven regulatorischen T-Zellen, die ein st{\"a}rkeres Selbstpeptid-TCR Signal erhalten. In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass die Blockade von MHC-Klasse-II-Molek{\"u}len in M{\"a}usen, in-vitro und in-vivo, den Vorteil der regulatorischen T-Zellen gegen{\"u}ber den konventionellen T-Zellen bez{\"u}glich der Antwort auf niedrige CD28SA Dosierungen, aufhebt.},
  subject      = {Regulatorischer T-Lymphozyt},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Langenhorst2013,
  author    = {Langenhorst, Daniela},
  title     = {Induktion und Aktivierung regulatorischer T-Zellen durch superagonistische Stimulation des CD28 Molek{\"u}ls},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-96700},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2013},
  abstract  = {Regulatorische T-Zellen (Tregs) spielen eine ntscheidende Rolle beim Erhalt der Immunhom{\"o}ostase und bei der Kontrolle {\"u}berschießender Immunantworten. Sie k{\"o}nnen anhand ihres Entstehungsortes in im Thymus generierte nat{\"u}rliche Tregs (nTregs) und in der Peripherie generierte induzierte Tregs (iTregs) unterteilt werden. Ihr Ph{\"a}notyp wie auch ihre Funktion werden zu einem großen Teil durch den transkriptionellen Masterregulator Foxp3 kontrolliert. Das kostimulatorische Molek{\"u}l CD28 wird von nTregs f{\"u}r die Differenzierung ben{\"o}tigt und von Tregs und konventionellen T-Zellen (Tkons) f{\"u}r ihre Aktivierung. Superagonistische CD28 spezifische monoklonale Antik{\"o}rper (CD28SA) aktivieren T-Zellen im Gegensatz zu konventionellen anti-CD28 Antik{\"o}rpern ohne zus{\"a}tzliche Ligation des T-Zellrezeptors. Die in vivo Applikation des CD28SA bewirkt eine starke Aktivierung der Tregs und eine pr{\"a}ferentielle Expansion der Tregs gegen{\"u}ber Tkons. Dies erkl{\"a}rt die pr{\"a}ventive und therapeutische Wirkung der CD28SA Behandlung in verschiedenen Krankheitsmodellen bei Nagern. Die erste Anwendung des humanisierten CD28SA TGN1412 f{\"u}hrte in den Testpersonen jedoch zu einem unerwarteten „Cytokine-Release Syndrom". Daher wurde hier am Mausmodell der Zusammenhang zwischen Treg Aktivierung und systemischer Zytokinaussch{\"u}ttung n{\"a}her untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass die CD28SA vermittelte Proliferation der T-Zellen abh{\"a}ngig vom CD28 Signal und von parakrinem Interleukin (IL)-2 ist. Durch die in vivo Depletion der Tregs vor der CD28SA Injektion wurde deutlich, dass es auch in M{\"a}usen nach CD28SA Stimulation zu einer systemischen Aussch{\"u}ttung pro-inflammatorischer Zytokine kommt, die jedoch, im Gegensatz zum humanen System, von Tregs effektiv kontrolliert werden kann. Um die ussch{\"u}ttung pro-inflammatorischer Zytokine zu verhindern, w{\"a}re eine zus{\"a}tzliche prophylaktische Behandlung mit Corticosteroiden m{\"o}glich, da diese auch in hohen Dosen die CD28SA vermittelte Aktivierung und Expansion der Tregs nicht beeinflussen. Neben der Expansion wird durch die Stimulation mit CD28SA auch die Produktion des anti-inflammatorischen Zytokins IL-10 in Tregs induziert und so eine genauere Untersuchung des Ursprungs und des Schicksals IL-10 produzierender Tregs erm{\"o}glicht. Diese Tregs exprimieren im Vergleich zu IL-10 negativen Tregs ein h{\"o}heres Niveau an Molek{\"u}len, die mit einer supprimierenden Aktivit{\"a}t verbunden sind. Zudem werden IL-10 Produzenten aufgrund der Ver{\"a}nderung im Expressionsmuster der Migrationsrezeptoren nach der Stimulation von einem lymphknotensuchenden CCR7+CCR5-CCR6- zu einem entz{\"u}ndungssuchenden CCR7-CCR5+CCR6+ Ph{\"a}notyp verst{\"a}rkt in Bereiche mit stattfindender Immunantwort rekrutiert. Schließlich sind IL-10 produzierende Tregs von CD28SA stimu2 lierten M{\"a}usen in vitro st{\"a}rker apoptoseanf{\"a}llig als die IL-10 negativen Tregs. Die Aktivierung der Tregs scheint somit die terminale Differenzierung zu einem IL-10 produzierenden Effektorph{\"a}notyp mit begrenzter Lebensdauer zu induzieren. Dies f{\"u}hrt auch zur Beendigung der Immunsuppression. Die Kombination aus schwachem TZR und starkem CD28 Signal, die die CD28SA Stimulation in naiven T-Zellen ausl{\"o}st, induziert zumindest in vitro abh{\"a}ngig von IL-2 und TGFβ effizient die Expression von Foxp3. Die so generierten iTregs haben, {\"a}hnlich wie konventionell in vitro erzeugte iTregs, in Bezug auf die Expression von Oberfl{\"a}chenmolek{\"u}len und den Methylierungsstatus bestimmter Regionen des Foxp3 Gens einen Ph{\"a}notyp, der zwischen dem von Tkons und Tregs liegt. Da auch die supprimierende Aktivit{\"a}t der iTregs geringer ist als die der ex vivo Tregs bedarf es einer weiteren Optimierung des Stimulationsprotokolls, um diese Zellen f{\"u}r therapeutische Zwecke verwenden zu k{\"o}nnen. Zusammenfassend zeigt diese Arbeit, dass die superagonistische Stimulation des CD28 Molek{\"u}ls ein vielseitig einsetzbares Instrument ist. Einerseits k{\"o}nnen durch die CD28SA Stimulation Tregs polyklonal aktiviert und f{\"u}r therapeutische Zwecke mobilisiert werden und andererseits kann die besondere Art der T-Zellstimulation auch dazu genutzt werden, neue Aspekte von nTregs und iTregs zu untersuchen.},
  subject      = {Antigen CD28},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Vaeth2011,
  author    = {V{\"a}th, Martin},
  title     = {Regulation der peripheren immunologischen Toleranz durch die Transkriptionsfaktoren ICER, NFAT und Foxp3},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-67527},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2011},
  abstract  = {Die Unterscheidung zwischen k{\"o}rpereigenen und k{\"o}rperfremden Strukturen ist eine grundlegende Herausforderung der spezifischen Immunantwort. Pathologische Ver{\"a}nderungen dieser Abgrenzung k{\"o}nnen zu schwerwiegenden Autoimmunerkrankungen wie beispielsweise Diabetes Mellitus, Rheumatischer Arthritis oder Multipler Sklerose f{\"u}hren. Um unerw{\"u}nschte (Auto-) Immunreaktionen zu verhindern, existieren verschiedene Formen von peripheren Toleranzmechanismen, die durch viele Transkriptionsfaktoren wie z. B. ICER (inducible cAMP early repressor), NFAT (nuclear factor of activated T cells) und Foxp3 (forkhead box protein p3) kontrolliert werden. Foxp3+ regulatorische T-Zellen (Tregs) sind spezialisierte immun-suppressive Lymphozyten, welche die Aktivierung anderer Immunzellen unterdr{\"u}cken k{\"o}nnen. Einer der m{\"o}glichen Mechanismen ist der Transfer zyklischen Adenosin-Monophosphats (cAMP) von Tregs in konventionelle T- und B-Lymphozyten. Die erh{\"o}hte intrazellul{\"a}re Konzentration an cAMP f{\"u}hrt in Effektorzellen zur Induktion und Kerntranslokation von ICER. Der transkriptionelle Repressor ICER supprimiert die Expression vieler NFAT-regulierter Gene und hemmt dar{\"u}ber hinaus die Induktion der NFATc1/αA-Isoform selbst. Diese Isoform wird speziell in pro-inflammatorischen Effektorzellen hochreguliert und ist maßgeblich an deren spezifischem transkriptionellen Programm beteiligt. Foxp3 ist ein zentraler Faktor f{\"u}r die Bildung und Funktion sowohl Thymus-generierter nTregs als auch peripher (TGFβ-) induzierter iTregs. Die Kontrolle des Foxp3-Gens wird in iTregs - {\"u}berraschenderweise aber nicht in nTregs - durch NFAT-Faktoren reguliert. Allerdings hemmt Foxp3 durch eine negative R{\"u}ckkopplung wiederum die Induktion und Aktivit{\"a}t von NFATc1/αA. Dies stellt somit ein weiteres Regulativ dar, wobei Foxp3 nicht nur die Plastizit{\"a}t, sondern auch die Funktion von immun-suppressiven T-Zellen steuert. Zus{\"a}tzlich regulieren die verschiedenen NFAT-Faktoren auch die Antigen pr{\"a}sentierenden dendritischen Zellen (DCs). W{\"a}hrend NFATc1 und NFATc2 die Differenzierung und Proliferation von DCs beeinflussen, reguliert NFATc3 deren Zytokinexpression und steuert indirekt auch die nachfolgende T-Zell-Immunantwort. Die Kontrolle der Genregulation in Immunzellen durch die Transkriptionsfaktoren ICER, NFAT und Foxp3 erf{\"u}llt somit spezifische Funktionen der Immunit{\"a}t, reguliert aber gleichzeitig wichtige Aspekte der peripheren Toleranz, um sch{\"a}dliche (Auto-) Immunreaktionen zu verhindern.},
  subject      = {Immunologie},
  language  = {de}
}