@phdthesis{Weis2024, author = {Weis, Philipp}, title = {Translationale Untersuchung zur Anwendung der durchflusszytometrischen Bestimmung \(Aspergillus\) \(fumigatus\) spezifischer T-Zellen in der Diagnostik von Aspergillosen}, doi = {10.25972/OPUS-37114}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-371145}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2024}, abstract = {Bei Patienten mit invasiver Aspergillose fanden sich gegen{\"u}ber gesunden Probanden deutlich erh{\"o}hte Werte A. fumigatus spezifischer CD154+/CD4+ Zellen. Die Anwendbarkeit dieses Assays im klinischen Routinebetrieb und bei gegen{\"u}ber A. fumigatus epxonierten Probanden und Patienten sollte in dieser translationalen Arbeit untersucht werden. F{\"u}r den vorbeschriebenen Assay zur Bestimmung CD154+/CD4+ Zellen aus aufgereinigten PBMCs zeigt diese Arbeit eine signifikant reduzierte Detektionsrate nach Blutprobenlagerung von {\"u}ber 2 Stunden. In der Literatur beschriebene Verfahren zur verl{\"a}ngerten Lagerungszeit von heparinisierten Blutproben mittels vorhergehender Dilution und Agitation erm{\"o}glichen keine Verl{\"a}ngerung pr{\"a}analytischer Lagerungszeiten {\"u}ber 6 Stunden. Die Kryokonservierung frisch aufbereiteter PBMCs bei -20 C vor Bestimmung A. fumigatus spezifischer T-Zellen wird als Versandm{\"o}glichkeit in einem multizentrischen Setting gezeigt. Um die klinische Anwendbarkeit zu verbessern, wird ein Vollblutprotokoll zur Detektion A. fumigatus spezifischer CD154+/CD4+ Zellen demonstriert, das die Verwendung von bettseitig mit Vollblut beimpften Blutmonovetten mit vorgelegtem A. fumigatus-Lysat erm{\"o}glicht. Die Anwendung des Assays zur Bestimmung A. fumigatus spezifischer T-Zellen wurde bei h{\"a}matoonkologischen Patienten vor und drei Monate nach Stammzelltransplantation untersucht. Insbesondere eine reduzierte Zellzahl der gemessenen Lymphozyten ist hier ein limitierender Faktor der erfolgreichen Messung. Aufgrund der generell nied- rigen Erfolgsrate von 20 \% bzw. 54 \% vor bzw. nach HSCT ist die Anwendbarkeit des Assays in diesem Kollektiv fraglich. Die Erhebung von Expositionsfaktoren gesunder Probanden gegen{\"u}ber A. fumigatus erm{\"o}glicht die Einteilung in eine schwach und stark gegen{\"u}ber A. fumigatus exponierte Gruppe mit signifikant erh{\"o}htem Anteil A. fumigatus spezifischer CD154+/CD4+ Zellen. Hierzu tr{\"a}gt insbesondere das Vorliegen antigenspezifischer T-Ged{\"a}chtniszellen als Korrelat einer langfristigen Exposition bei. Retrospektiv fand sich auch nach kurzfris- tiger beruflicher Exposition ein Anstieg CD154+/CD4+ spezifischer T-Zellen. Dies legt eine Verwendung CD154+/CD4+ spezifischer T-Zellen als Biomarker in Bereichen der umweltmedizinischen Abkl{\"a}rung von Schimmelpilzexposition oder der Diagnostik allergischer Erkrankungen nahe.}, subject = {Aspergillus fumigatus}, language = {de} } @article{WeissZieglerFliesseretal.2018, author = {Weiss, Esther and Ziegler, Sabrina and Fliesser, Mirjam and Schmitt, Anna-Lena and H{\"u}nniger, Kerstin and Kurzai, Oliver and Morton, Charles-Oliver and Einsele, Hermann and Loeffler, Juergen}, title = {First Insights in NK—DC Cross-Talk and the Importance of Soluble Factors During Infection With Aspergillus fumigatus}, series = {Frontiers in Cellular and Infection Microbiology}, volume = {8}, journal = {Frontiers in Cellular and Infection Microbiology}, doi = {10.3389/fcimb.2018.00288}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-233565}, year = {2018}, abstract = {Invasive aspergillosis (IA) is an infectious disease caused by the fungal pathogen Aspergillus fumigatus that mainly affects immunocompromised hosts. To investigate immune cell cross-talk during infection with A. fumigatus, we co-cultured natural killer (NK) cells and dendritic cells (DC) after stimulation with whole fungal structures, components of the fungal cell wall, fungal lysate or ligands for distinct fungal receptors. Both cell types showed activation after stimulation with fungal components and were able to transfer activation signals to the counterpart not stimulated cell type. Interestingly, DCs recognized a broader spectrum of fungal components and thereby initiated NK cell activation when those did not recognize fungal structures. These experiments highlighted the supportive function of DCs in NK cell activation. Furthermore, we focused on soluble DC mediated NK cell activation and showed that DCs stimulated with the TLR2/Dectin-1 ligand zymosan could maximally stimulate the expression of CD69 on NK cells. Thus, we investigated the influence of both receptors for zymosan, Dectin-1 and TLR2, which are highly expressed on DCs but show only minimal expression on NK cells. Specific focus was laid on the question whether Dectin-1 or TLR2 signaling in DCs is important for the secretion of soluble factors leading to NK cell activation. Our results show that Dectin-1 and TLR2 are negligible for NK cell activation. We conclude that besides Dectin-1 and TLR2 other receptors on DCs are able to compensate for the missing signal.}, language = {en} } @phdthesis{Trinks2024, author = {Trinks, Nora Isabel}, title = {Super-resolution fluorescence microscopic visualization and analysis of interactions between human immune cells and \(Aspergillus\) \(fumigatus\)}, doi = {10.25972/OPUS-26640}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-266407}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2024}, abstract = {The mold Aspergillus fumigatus (A. fumigatus) is known as human pathogen and can cause life-threatening infections in humans with a weakened immune system. This is a known complication in patients receiving glucocorticoids, e.g. after hematopoietic stem cell transplantation or solid organ transplantation. Although research in the field of immune cell/fungus interaction has discovered key strategies how immune cells fight against infectious fungi, our knowledge is still incomplete. In order to develop effective treatment options against fungal infections, a detailed understanding of their interactions is crucial. Thus, visualization of immune cell and fungus is an excellent approach to gain further knowledge. For a detailed view of such interaction processes, a high optical resolution on nanometer scale is required. There is a variety of super resolution microscopy techniques, enabling fluorescence imaging beyond the diffraction limit. This work combines the use of three complementary super resolution microscopy techniques, in order to study immune cell/fungus interaction from different points of view. Aim of this work is the introduction of the recently invented imaging technique named expansion microscopy (ExM) for the study of immune cell/fungus interactions. The core aspect of this method is the physical magnification of the specimen, which increases the distance between protein structures that are close to each other and which can therefore be imaged separately. The simultaneous magnification of primary human natural killer (NK) cells and A. fumigatus hyphae was established in this work using ExM. Reorganization of cytoskeletal components of interacting NK cells was demonstrated here, by expansion of the immunological synapse (IS), formed between NK cells and A. fumigatus. In addition, reorganization of the microtubule-organizing center (MTOC) towards fungal hyphae and an accumulation of actin at the IS has been observed. Furthermore, ExM has been used to visualize lytic granules of NK cells after degranulation. After magnification of the specimen, lysosome associated protein 1 (LAMP1) was shown to surround perforin. In absence of the plasma membrane-exposed degranulation marker LAMP1, a "ring-shaped" structure was often observed for fluorescently labeled perforin. Volume calculation of lytic granules demonstrated the benefit of ExM. Compared to pre-expansion images, analyses of post-expansion images showed two volume distributions for degranulated and non-degranulated NK cells. In addition, this work emphasizes the importance of determining the expansion factor for a structure in each species, as variations of expansion factors have been observed. This factor, as well as possible sample distortions should be considered, when ExM is used in order to analyze the interaction between two species. A second focus of this work is the visualization of a chimeric antigen receptor (CAR), targeting an epitope on the cell wall of A. fumigatus. Structured illumination microscopy (SIM) revealed that the CAR is part of the immunological synapse of primary human CAR T cells and CAR-NK-92 cells. At the interaction site, an accumulation of the CAR was observed, as well as the presence of perforin. CAR accumulation at fungal hyphae was further demonstrated by automated live cell imaging of interacting CAR-NK-92 cells, expressing a fluorescent fusion protein. Additionally, the use of direct stochastic optical reconstruction microscopy (dSTORM) gave first insights in CAR expression levels on the basal membrane of CAR-NK-92 cells, with single molecule sensitivity. CAR cluster analyses displayed a heterogeneous CAR density on the basal membrane of transfected NK 92 cells. In summary, this work provides insights into the application of ExM for studying the interaction of primary human NK cells and A. fumigatus for the first time. Furthermore, this thesis presents first insights regarding the characterization of an A. fumigatus-targeting CAR, by applying super-resolution fluorescence microscopy, like SIM and dSTORM.}, subject = {Mikroskopie}, language = {en} } @phdthesis{Etter2024, author = {Etter, Sonja}, title = {Einfluss von beruflicher \(Aspergillus\) \(fumigatus\)-Exposition auf die adaptive Immunantwort via ELISpot und Western Blot}, doi = {10.25972/OPUS-34858}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-348582}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2024}, abstract = {Bereits in Vorstudien konnte dargelegt werden, dass eine signifikante Korrelation zwischen der T-Zell-Zytokin-Antwort und der berufs- bzw. umweltbedingten Schimmelpilzbelastung besteht. Ziel der vorliegenden Studie war, eine m{\"o}gliche Kombination von Biomarkern ausfindig zu machen, die ver{\"a}nderte T-Zell-Antworten auf A. fumigatus- Antigene bei beruflich Exponierten im Vergleich zu Kontrollprobanden/-innen vorhersagen kann. Um geeignete Marker f{\"u}r das Bio-Monitoring zu finden, wurden zur T-Zell-Aktivierung ein myzeliales A. fumigatus - Lysat und 12 proteinogene Antigene in ELISpot-Versuchen f{\"u}r die Signaturzytokine IFN-γ (TH1), IL-5 (TH2) und IL-17A (TH17) der Haupt-TH-Subpopulationen getestet. Es zeigten sich bei den Biolandwirten/-innen erwartungsgem{\"a}ß erh{\"o}hte TH1- und TH2-Antworten auf die Mehrzahl der verwendeten spezifischen A. fumigatus-Antigene, die m{\"o}glicherweise eine Schimmelpilzbelastung serologisch nachweisbar machen. Insbesondere die spezifischen A. fumigatus-Antigene Aspf22, CatB und CipC konnten eine Trennsch{\"a}rfe zwischen den beiden Kohorten hinsichtlich ihrer IFN-γ- und IL-5-Zytokinantwort erzielen. Unterschiede in der TH17-Antwort aufgrund chronischer beruflicher Sporenbelastung ohne Krankheitskorrelat konnten nicht explizit festgestellt werden. Weiterhin ergab sich, dass erh{\"o}hte TH2-Immunreaktionen, sofern sie mit einer ad{\"a}quaten TH1-gerichteten Immunantwort einhergehen und damit eine ausgeglichene TH2/TH1-Balance besteht, nicht zwangsl{\"a}ufig zu Hypersensitivit{\"a}tserkrankungen f{\"u}hren. Im Vergleich zu Langzeitexponierten wurden teilweise {\"u}berlappende TH-Zellfrequenzen bei beruflich exponierten Biolandwirten/-innen ermittelt. Welche entscheidende Rolle Treg-Zellen bei der Eind{\"a}mmung {\"u}berschießender Immunantworten einnehmen, kann hieraus erahnt werden.}, subject = {Schimmelpilzallergie}, language = {de} } @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} } @article{GuptaSrivastavaOsmanogluetal.2021, author = {Gupta, Shishir K. and Srivastava, Mugdha and Osmanoglu, {\"O}zge and Xu, Zhuofei and Brakhage, Axel A. and Dandekar, Thomas}, title = {Aspergillus fumigatus versus genus Aspergillus: conservation, adaptive evolution and specific virulence genes}, series = {Microorganisms}, volume = {9}, journal = {Microorganisms}, number = {10}, issn = {2076-2607}, doi = {10.3390/microorganisms9102014}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-246318}, year = {2021}, abstract = {Aspergillus is an important fungal genus containing economically important species, as well as pathogenic species of animals and plants. Using eighteen fungal species of the genus Aspergillus, we conducted a comprehensive investigation of conserved genes and their evolution. This also allows us to investigate the selection pressure driving the adaptive evolution in the pathogenic species A. fumigatus. Among single-copy orthologs (SCOs) for A. fumigatus and the closely related species A. fischeri, we identified 122 versus 50 positively selected genes (PSGs), respectively. Moreover, twenty conserved genes of unknown function were established to be positively selected and thus important for adaption. A. fumigatus PSGs interacting with human host proteins show over-representation of adaptive, symbiosis-related, immunomodulatory and virulence-related pathways, such as the TGF-β pathway, insulin receptor signaling, IL1 pathway and interfering with phagosomal GTPase signaling. Additionally, among the virulence factor coding genes, secretory and membrane protein-coding genes in multi-copy gene families, 212 genes underwent positive selection and also suggest increased adaptation, such as fungal immune evasion mechanisms (aspf2), siderophore biosynthesis (sidD), fumarylalanine production (sidE), stress tolerance (atfA) and thermotolerance (sodA). These genes presumably contribute to host adaptation strategies. Genes for the biosynthesis of gliotoxin are shared among all the close relatives of A. fumigatus as an ancient defense mechanism. Positive selection plays a crucial role in the adaptive evolution of A. fumigatus. The genome-wide profile of PSGs provides valuable targets for further research on the mechanisms of immune evasion, antimycotic targeting and understanding fundamental virulence processes.}, language = {en} } @phdthesis{Zoran2022, author = {Zoran, Tamara}, title = {Multilevel analysis of the human immune response to \(Aspergillus\) \(fumigatus\) infection: Characteristic molecular signatures and individual risk factors}, doi = {10.25972/OPUS-29851}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-298512}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2022}, abstract = {Although the field of fungal infections advanced tremendously, diagnosis of invasive pulmonary aspergillosis (IPA) in immunocompromised patients continues to be a challenge. Since IPA is a multifactorial disease, investigation from different aspects may provide new insights, helpful for improving IPA diagnosis. This work aimed to characterize the human immune response to Aspergillus fumigatus in a multilevel manner to identify characteristic molecular candidates and risk factors indicating IPA, which may in the future support already established diagnostic assays. We combined in vitro studies using myeloid cells infected with A. fumigatus and longitudinal case-control studies investigating patients post allogeneic stem cell transplantation (alloSCT) suffering from IPA and their match controls. Characteristic miRNA and mRNA signatures indicating A. fumigatus-infected monocyte-derived dendritic cells (moDCs) demonstrated the potential to differentiate between A. fumigatus and Escherichia coli infection. Transcriptome and protein profiling of alloSCT patients suffering from IPA and their matched controls revealed a distinctive IPA signature consisting of MMP1 induction and LGAL2 repression in combination with elevated IL-8 and caspase-3 levels. Both, in vitro and case-control studies, suggested cytokines, matrix-metallopeptidases and galectins are important in the immune response to A. fumigatus. Identified IPA characteristic molecular candidates are involved in numerous processes, thus a combination of these in a distinctive signature may increase the specificity. Finally, low monocyte counts, severe GvHD of the gut (grade ≥ 2) and etanercept administration were significantly associated with IPA diagnosis post alloSCT. Etanercept in monocyte-derived macrophages (MDM) infected with A. fumigatus downregulates genes involved in the NF-κB and TNF-α pathway and affects the secretion of CXCL10. Taken together, identified characteristic molecular signatures and risk factors indicating IPA may in the future in combination with established fungal biomarkers overcome current diagnostic challenges and help to establish tailored antifungal therapy. Therefore, further multicentre studies are encouraged to evaluate reported findings.}, subject = {Aspergillus fumigatus}, language = {en} } @article{RufBrantlWagener2018, author = {Ruf, Dominik and Brantl, Victor and Wagener, Johannes}, title = {Mitochondrial Fragmentation in \(Aspergillus\) \(fumigatus\) as Early Marker of Granulocyte Killing Activity}, series = {Frontiers in Cellular and Infection Microbiology}, volume = {8}, journal = {Frontiers in Cellular and Infection Microbiology}, number = {128}, doi = {10.3389/fcimb.2018.00128}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-227133}, year = {2018}, abstract = {The host's defense against invasive mold infections relies on diverse antimicrobial activities of innate immune cells. However, studying these mechanisms in vitro is complicated by the filamentous nature of such pathogens that typically form long, branched, multinucleated and compartmentalized hyphae. Here we describe a novel method that allows for the visualization and quantification of the antifungal killing activity exerted by human granulocytes against hyphae of the opportunistic pathogen Aspergillus fumigatus. The approach relies on the distinct impact of fungal cell death on the morphology of mitochondria that were visualized with green fluorescent protein (GFP). We show that oxidative stress induces complete fragmentation of the tubular mitochondrial network which correlates with cell death of affected hyphae. Live cell microscopy revealed a similar and non-reversible disruption of the mitochondrial morphology followed by fading of fluorescence in Aspergillus hyphae that were killed by human granulocytes. Quantitative microscopic analysis of fixed samples was subsequently used to estimate the antifungal activity. By utilizing this assay, we demonstrate that lipopolysaccharides as well as human serum significantly increase the killing efficacy of the granulocytes. Our results demonstrate that evaluation of the mitochondrial morphology can be utilized to assess the fungicidal activity of granulocytes against A. fumigatus hyphae.}, language = {en} } @phdthesis{Hellmann2022, author = {Hellmann, Anna-Maria}, title = {Vergleichende Untersuchung der Interaktion humaner und muriner Immunzellen mit \(Aspergillus\) \(fumigatus\)}, doi = {10.25972/OPUS-26564}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-265642}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2022}, abstract = {Aspergillus fumigatus (A. fumigatus) ist der h{\"a}ufigste Erreger der invasiven Aspergillose, welche vornehmlich immunsupprimierte Patientinnen und Patienten betrifft und mit einer hohen Letalit{\"a}t einhergeht. Zur Entwicklung neuer diagnostischer sowie therapeutischer Ans{\"a}tze ist ein besseres Verst{\"a}ndnis der Interaktion von A. fumigatus mit dem humanen Immunsystem zwingend erforderlich. Zur Erforschung dieser Interaktion werden h{\"a}ufig Mausmodelle herangezogen, welche aufgrund der unterschiedlichen Biologie des Wirts jedoch nicht direkt {\"u}bertragbar sind. Ziel dieser Studie war es, einen funktionellen in vitro Vergleich zwischen humanen und murinen Makrophagen, neutrophilen Granulozyten (PMNs) und dendritischen Zellen (DCs) in ihrer Interaktion mit A. fumigatus Konidien, Keimschl{\"a}uchen sowie depletiertem Zymosan zu erstellen, um eine bessere Beurteilung und {\"U}bertragbarkeit des Mausmodells bei der invasiven Aspergillose zu erm{\"o}glichen. Dabei wurden die verschiedenen Zellen des Immunsystems auf standardisierte und reproduzierbare Weise generiert und Stimulationsversuche durchgef{\"u}hrt. Hierbei zeigten humane und murine Zellen in vitro eine unterschiedliche Antwort auf die Stimulation mit A. fumigatus: Murine Makrophagen und neutrophile Granulozyten zeigten im Vergleich zu den humanen Zellen eine st{\"a}rkere prim{\"a}re Immunantwort mit einer vermehrten Aussch{\"u}ttung reaktiver Sauerstoffspezies (ROS). Humane DCs hingegen, welche als Bindeglied zwischen angeborenem und adaptivem Immunsystem fungieren, zeigten nach Stimulation mit A. fumigatus eine vermehrte Oberfl{\"a}chenexpression von Maturationsmarkern sowie eine h{\"o}here Phagozytoserate als die murinen DCs. Weiterhin konnte eine inverse Dectin-1-Expression auf humanen und murinen DCs nach Stimulation mit A. fumigatus nachgewiesen werden. Es konnte gezeigt werden, dass es f{\"u}r alle untersuchten Zelltypen Unterschiede zwischen humanen und murinen Zellen in der basalen und der Zytokinaussch{\"u}ttung nach Stimulation mit A. fumigatus gab. In Zusammenschau der Ergebnisse dieser Arbeit zeigt das murine Immunsystem eine st{\"a}rkere angeborene Immunantwort mit vermehrter ROS-Aussch{\"u}ttung, jedoch auch eine anti-inflammatorische Zytokinantwort, um m{\"o}glicherweise eine {\"u}berschießende Inflammation zu verhindern. Dies k{\"o}nnte durch die st{\"a}rkere Exposition der Maus gegen{\"u}ber A. fumigatus durch den bodennahen Lebensraum sowie ihrer kurzen Lebensdauer bedingt sein. Im humanen System kommt hingegen der Aktivierung des adaptiven Immunsystems {\"u}ber die DCs eine {\"u}bergeordnete Rolle zu. So zeigen beide Spezies distinkte Unterschiede in ihrer in vitro Immunantwort gegen{\"u}ber A. fumigatus, welche bei der {\"U}bertragung von experimentellen Daten von der Maus auf den Menschen beachtet werden sollten.}, subject = {Aspergillus fumigatus}, language = {de} } @article{SchmidtEbnerRosenetal.2020, author = {Schmidt, Stefanie and Ebner, Friederike and Rosen, Kerstin and Kniemeyer, Olaf and Brakhage, Axel A. and L{\"o}ffler, J{\"u}rgen and Seif, Michelle and Springer, Jan and Schlosser, Josephine and Scharek-Tedin, Lydia and Scheffold, Alexander and Bacher, Petra and K{\"u}hl, Anja A. and R{\"o}sler, Uwe and Hartmann, Susanne}, title = {The domestic pig as human-relevant large animal model to study adaptive antifungal immune responses against airborne Aspergillus fumigatus}, series = {European Journal of Immunology}, volume = {50}, journal = {European Journal of Immunology}, number = {11}, doi = {10.1002/eji.201948524}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-216085}, pages = {1712 -- 1728}, year = {2020}, abstract = {Pulmonary mucosal immune response is critical for preventing opportunistic Aspergillus fumigatus infections. Although fungus-specific CD4\(^{+}\) T cells in blood are described to reflect the actual host-pathogen interaction status, little is known about Aspergillus-specific pulmonary T-cell responses. Here, we exploit the domestic pig as human-relevant large animal model and introduce antigen-specific T-cell enrichment in pigs to address Aspergillus-specific T cells in the lung compared to peripheral blood. In healthy, environmentally Aspergillus-exposed pigs, the fungus-specific T cells are detectable in blood in similar frequencies as observed in healthy humans and exhibit a Th1 phenotype. Exposing pigs to 10\(^{6}\) cfu/m\(^{3}\) conidia induces a long-lasting accumulation of Aspergillus-specific Th1 cells locally in the lung and also systemically. Temporary immunosuppression during Aspergillus-exposure showed a drastic reduction in the lung-infiltrating antifungal T-cell responses more than 2 weeks after abrogation of the suppressive treatment. This was reflected in blood, but to a much lesser extent. In conclusion, by using the human-relevant large animal model the pig, this study highlights that the blood clearly reflects the mucosal fungal-specific T-cell reactivity in environmentally exposed as well as experimentally exposed healthy pigs. But, immunosuppression significantly impacts the mucosal site in contrast to the initial systemic immune response.}, language = {en} } @phdthesis{Weiss2021, author = {Weiß, Esther}, title = {Host-pathogen interactions of natural killer cells and Aspergillus fumigatus: Relevance of immune cell cross-talk and fungal recognition receptors}, doi = {10.25972/OPUS-20607}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-206077}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2021}, abstract = {The human pathogen Aspergillus (A.) fumigatus is a fungal mold that can cause severe infections in immunocompromised hosts. Pathogen recognition and immune cell cross-talk are essential for clearing fungal infections efficiently. Immune cell interactions in particular may enhance individual cell activation and cytotoxicity towards invading pathogens. This study analyzed the reciprocal cell activation of natural killer (NK) cells and monocyte-derived dendritic cells (moDCs) after stimulation with A. fumigatus cell wall fractions and whole-cell lysates. Furthermore, the impact of the on moDCs expressed fungal receptors Dectin-1 and TLR-2 on NK cell activation was analyzed. Stimulation of moDCs with ligands for Dectin-1 and TLR-2 and transfer of soluble factors on autologous NK cells showed that moDCs could induce NK cell activation solely by secreting factors. In summary, both cell types could induce reciprocal cell activation if the stimulated cell type recognized fungal morphologies and ligands. However, moDCs displayed a broader set of A. fumigatus receptors and, therefore, could induce NK cell activation when those were not activated by the stimulus directly. Consequently, new fungal receptors should be identified on NK cells. The NK cell characterization marker CD56 was reduced detected in flow cytometry after fungal co-culture. Notably, this decreased detection was not associated with NK cell apoptosis, protein degradation, internalization, or secretion of CD56 molecules. CD56 was shown to tightly attach to hyphal structures, followed by its concentration at the NK-A. fumigatus interaction site. Actin polymerization was necessary for CD56 relocalization, as pre-treatment of NK cells with actin-inhibitory reagents abolished CD56 binding to the fungus. Blocking of CD56 suppressed fungal mediated NK cell activation and secretion of the immune-recruiting chemokines MIP-1α, MIP-1β, and RANTES, concluding that CD56 is functionally involved in fungal recognition by NK cells. CD56 binding to fungal hyphae was inhibited in NK cells obtained from patients during immune-suppressing therapy after allogeneic stem cell transplantation (alloSCT). Additionally, reduced binding of CD56 correlated with decreased actin polymerization of reconstituting NK cells challenged with the fungus. The immune-suppressing therapy with corticosteroids negatively influenced the secretion of MIP-1α, MIP-1β, and RANTES in NK cells after fungal stimulation ex vivo. Similar results were obtained when NK cells from healthy donors were treated with corticosteroids prior to fungal co-culture. Thus, corticosteroids were identified to have detrimental effects on NK cell function during infection with A. fumigatus.}, subject = {Nat{\"u}rliche Killerzelle}, language = {en} } @phdthesis{Wallstein2021, author = {Wallstein, Marion Alice}, title = {Einfluss von Hypoxie auf die Interaktion von moDCs und T-Zellen mit \(Aspergillus\) \(fumigatus\)}, doi = {10.25972/OPUS-23854}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-238543}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2021}, abstract = {Die invasive Aspergillose ist eine gef{\"u}rchtete Erkrankung besonderes bei immunsupprimierten Patienten, die eine Stammzelltransplanation erhalten sollen. Diese Patienten leiden in der Regel an einer h{\"a}matologischen Grunderkrankung wie einer Leuk{\"a}mie oder einem Lymphom. Das Prinzip der Stammzelltransplanatation ist es, das kranke Knochenmark mittels Chemotherapie und Bestrahlung zu zerst{\"o}ren und es dann mit gesunden Stammzellen zu ersetzen. W{\"a}hrend dieser Konditionierung ist der Patient also ohne eigene Abwehrzellen. In dieser Phase gestaltet sich die rechtzeitige Diagnose h{\"a}ufig als schwierig, weil die konventionellen Diagnosemethoden von der Anwesenheit von neutrophilen Granulozyten abh{\"a}ngen. H{\"a}ufig ist die Infektion bei der Entwicklung von unspezifischen Symptomen wie Fieber oder Dyspnoe schon weit fortgeschritten. Hat sich der Pilz in der Lunge ausgebreitet, so kommt es zur Ausbildung einer Hypoxie und im Verlauf auch zu einer Hypox{\"a}mie aufgrund einer Diffusionsst{\"o}rung in den entz{\"u}ndeten Lungenabschnitten. Ziel dieser Arbeit war es, den Einfluss von Hypoxie auf die Interaktion zwischen dendritischen Zellen und T-Zellen besser zu verstehen. Dendritische Zellen spielen eine entscheidende Rolle bei der Immunabwehr von Pilzinfektion und bilden das Verbindungsst{\"u}ck zwischen angeborenen und erworbenen Immunsystem. T-Zellen {\"u}bernehmen ebenfalls wichtige Aufgaben bei der Abwehr von Pilzinfektionen, indem sie Interferon gamma produzieren. Zudem sollte die Funktion verschiedener Botenstoffe in Signalkaskaden n{\"a}her untersucht werden. Es konnte gezeigt werden, dass die Infektion von dendritischen Zellen mit Aspergillus fumigatus unter Hypoxie, die dendritischen Zellen anschließend unter Normoxie dazu bef{\"a}higt, eine verst{\"a}rkte adaptive Immunantwort hervorzurufen. Hypoxie k{\"o}nnte somit als zus{\"a}tzlicher Faktor verwendet werden, um dendritische Zellen als effektive Adjuvantien in einer Impfung gegen Aspergillus fumigatus zu verwenden. Urs{\"a}chlich f{\"u}r die verst{\"a}rkte F{\"a}higkeit naive T-Zellen zu aktivieren, scheint zum einen die Apoptose und zum anderen eine verst{\"a}rkte Produktion von Interleukin 12p70 zu sein.}, subject = {Dendritische Zelle}, language = {de} } @article{CzakaiLeonhardtDixetal.2016, author = {Czakai, Kristin and Leonhardt, Ines and Dix, Andreas and Bonin, Michael and Linde, Joerg and Einsele, Hermann and Kurzai, Oliver and Loeffler, J{\"u}rgen}, title = {Kr{\"u}ppel-like Factor 4 modulates interleukin-6 release in human dendritic cells after in vitro stimulation with Aspergillus fumigatus and Candida albicans}, series = {Scientific Reports}, volume = {6}, journal = {Scientific Reports}, doi = {10.1038/srep27990}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-181185}, year = {2016}, abstract = {Invasive fungal infections are associated with high mortality rates and are mostly caused by the opportunistic fungi Aspergillus fumigatus and Candida albicans. Immune responses against these fungi are still not fully understood. Dendritic cells (DCs) are crucial players in initiating innate and adaptive immune responses against fungal infections. The immunomodulatory effects of fungi were compared to the bacterial stimulus LPS to determine key players in the immune response to fungal infections. A genome wide study of the gene regulation of human monocyte-derived dendritic cells (DCs) confronted with A. fumigatus, C. albicans or LPS was performed and Kr{\"u}ppel-like factor 4 (KLF4) was identified as the only transcription factor that was down-regulated in DCs by both fungi but induced by stimulation with LPS. Downstream analysis demonstrated the influence of KLF4 on the interleukine-6 expression in human DCs. Furthermore, KLF4 regulation was shown to be dependent on pattern recognition receptor ligation. Therefore KLF4 was identified as a controlling element in the IL-6 immune response with a unique expression pattern comparing fungal and LPS stimulation.}, language = {en} } @article{WhiteWiederholdLoeffleretal.2016, author = {White, P. Lewis and Wiederhold, Nathan P. and Loeffler, Juergen and Najvar, Laura K. and Melchers, Willem and Herrera, Monica and Bretagne, Stephane and Wickes, Brian and Kirkpatrick, William R. and Barnes, Rosemary A. and Donnelly, J. Peter and Patterson, Thomas F.}, title = {Comparison of nonculture blood-based tests for diagnosing invasive aspergillosis in an animal model}, series = {Journal of Clinical Microbiology}, volume = {54}, journal = {Journal of Clinical Microbiology}, number = {4}, doi = {10.1128/JCM.03233-15}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-189674}, pages = {960-966}, year = {2016}, abstract = {The European Aspergillus PCR Initiative (EAPCRI) has provided recommendations for the PCR testing of whole blood (WB) and serum/plasma. It is important to test these recommended protocols on nonsimulated "in vivo" specimens before full clinical evaluation. The testing of an animal model of invasive aspergillosis (IA) overcomes the low incidence of disease and provides experimental design and control that is not possible in the clinical setting. Inadequate performance of the recommended protocols at this stage would require reassessment of methods before clinical trials are performed and utility assessed. The manuscript describes the performance of EAPCRI protocols in an animal model of invasive aspergillosis. Blood samples taken from a guinea pig model of IA were used for WB and serum PCR. Galactomannan and beta-D-glucan detection were evaluated, with particular focus on the timing of positivity and on the interpretation of combination testing. The overall sensitivities for WB PCR, serum PCR, galactomannan, and beta-D-glucan were 73\%, 65\%, 68\%, and 46\%, respectively. The corresponding specificities were 92\%, 79\%, 80\%, and 100\%, respectively. PCR provided the earliest indicator of IA, and increasing galactomannan and beta-D-glucan values were indicators of disease progression. The combination of WB PCR with galactomannan and beta-D-glucan proved optimal (area under the curve AUC], 0.95), and IA was confidently diagnosed or excluded. The EAPRCI-recommended PCR protocols provide performance comparable to commercial antigen tests, and clinical trials are warranted. By combining multiple tests, IA can be excluded or confirmed, highlighting the need for a combined diagnostic strategy. However, this approach must be balanced against the practicality and cost of using multiple tests.}, language = {en} } @phdthesis{Helm2020, author = {Helm, Johanna Charlotte}, title = {Invasive Mykosen - Prognose und Diagnose mittels Aspergillus fumigatus-spezifischer CD154+/CD4+ Zellen}, doi = {10.25972/OPUS-21340}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-213406}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2020}, abstract = {In den vergangenen Jahrzehnten kam es durch den Einsatz massiv immunsupprimierender Therapien zu einer steigenden Inzidenz invasiver Mykosen. Die durch eine Infektion mit A. fumigatus ausgel{\"o}ste invasive Aspergillose stellt eine lebensbedrohliche Erkrankung f{\"u}r Patienten mit h{\"a}matologischen Malignomen oder nach h{\"a}matopoetischer Stammzelltransplantation dar. F{\"u}r die Behandlung solcher Erkrankungen ist eine fr{\"u}hzeitige Diagnosestellung unabdingbar. Da invasive diagnostische Maßnahmen bei den betroffenen Patienten jedoch h{\"a}ufig kontraindiziert sind, werden neue Biomarker und nicht invasive Diagnoseverfahren intensiv beforscht. Ein k{\"u}rzlich beschriebener Ansatz zur Prim{\"a}r- und Verlaufsdiagnostik bei Patienten mit invasiven pulmonalen Aspergillosen und Mukormykosen ist die Verwendung des auf aktivierten T-Zellen exprimierten Aktivierungsmarkers CD154 zur durchflusszytometrischen Quantifizierung A. fumigatus-spezifischer T-Helfer-Zellen. Die Detektion dieser Zellen mit dem in der Literatur beschriebenen Protokoll erfordert die Isolation von PBMCs und duldet vor der Verarbeitung der Proben in einem spezialisierten Labor nur kurze pr{\"a}analytische Lagerungszeiten. Dies stellt einen limitierenden Faktor f{\"u}r die klinische Verwendbarkeit des beschriebenen Assays dar. Die vorliegende Dissertationsschrift besch{\"a}ftige sich damit, den beschriebenen Assay zur Detektion A. fumigatus-spezifischer T-Zellen, hinsichtlich seiner Pr{\"a}analytik und klinischen Anwendbarkeit eingehender zu evaluieren und zu optimieren. Zun{\"a}chst konnte gezeigt werden, dass mittels Verd{\"u}nnung und Agitation der zur PBMC Isolation verwendeten Blutproben eine Verl{\"a}ngerung des pr{\"a}analytischen Zeitfensters zwischen Blutentnahme und Aufbereitung auf bis zu 4 h m{\"o}glich ist, ohne dass dabei die Sensitivit{\"a}t des CD154-basierten T-Zell-Assays beeintr{\"a}chtigt wird. Weiterhin konnte die Verwendung eines Vollblut-basierten Protokolls, das auf die zeitaufwendige Isolation von PBMCs verzichtet, etabliert werden. Hinsichtlich seiner Detektionsleistung zeigte sich das Vollblutprotokoll dem PBMC Protokoll grunds{\"a}tzlich {\"u}berlegen. F{\"u}r verschiedene Stimulationsperioden konnte ein gegen{\"u}ber dem PBMC Standardprotokoll reproduzierbarer Konversionsfaktor ermittelt werden, welcher einen Vergleich von Ergebnissen bei alternierender Durchf{\"u}hrung von PBMC- und Vollblut-Assay bei den selben Patienten m{\"o}glich macht. Das Protokoll erlaubt die Kombination von Stimulations- und Transportzeit unter Verwendung eines auf 37 °C temperierten Transportgef{\"a}ßes. Eine alleinige Stimulation bei Raumtemperatur zeigte sich hingegen nicht erfolgreich. Die Anwendung des Assays am Point-of-Care wird durch die Verwendung vorbereiteter, markt{\"u}blicher Blutentnahmer{\"o}hrchen m{\"o}glich, welche bis zum Zeitpunkt der Verwendung eingefroren gelagert werden k{\"o}nnen. Eine Analyse der Material- und Arbeitskosten ergab eine Reduktion der Gesamtkosten f{\"u}r die Verwendung des Vollblut-basierten Protokolls von bis zu 22 \% pro Probe. Prinzipiell kann davon ausgegangen werden, dass der entwickelte Assay mit jedem Peptid-Antigen durchf{\"u}hrbar ist, das in konstanter Qualit{\"a}t bezogen oder generiert werden kann und einen immunogenen Effekt aufweist, ohne dabei mit anderen verwendeten Reagenzien zu interagieren. Weiterhin wurde in der vorliegenden Arbeit gepr{\"u}ft, wie sich T-Zell-inhibitorische Substanzen auf die Testergebnisse auswirken. Hierbei fand sich eine nicht unwesentliche Anzahl falsch-negativer Testergebnisse. Die Ergebnisse der vorliegenden Dissertationsschrift zeigen, dass eine suffiziente und sensitive Bestimmung A. fumigatus-spezifischer T-Zellen im Rahmen eines Vollblut-basierten Protokolls m{\"o}glich ist. Eine Ausweitung des Assays f{\"u}r andere Infektionserreger, sowie die Entwicklung Brefeldin A-freier Protokolle w{\"a}ren w{\"u}nschenswert. Ein m{\"o}gliches Einsatzgebiet stellen klinisch infektiologische Studien oder umwelt- und arbeitsmedizinische Fragestellungen dar.}, subject = {Aspergillus fumigatus}, language = {de} } @phdthesis{Decker2020, author = {Decker, Christina}, title = {Analyse der in-vitro Aktivit{\"a}t neutrophiler Granulozyten gegen{\"u}ber Aspergillus fumigatus unter dem Einfluss von Antimykotika und Immunsuppressiva}, doi = {10.25972/OPUS-20998}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-209983}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2020}, abstract = {Der ubiquit{\"a}r vorkommende Schimmelpilz Aspergillus fumigatus (A. fumigatus) ist Haupterreger der invasiven Aspergillose (IA). Diese invasive Pilzinfektion tritt geh{\"a}uft bei Patienten mit immunsuppressiver Langzeit-Therapie z. B. nach allogener Stammzelltransplantation zur Prophylaxe und Therapie der Graft-versus-Host-Disease (GvHD) auf. Trotz der in-vitro-Suszeptibilit{\"a}t der Pilze gegen{\"u}ber verschiedenen Antimykotika ist die Erkrankung in diesem Patientenkollektiv weiterhin mit einer hohen Letalit{\"a}t assoziiert. Neben ihren direkten, antifungalen Eigenschaften wurden durch Antimykotika auch indirekte, modulierende Wirkungen auf die Funktionalit{\"a}t von Immunzellen beschrieben, die damit m{\"o}glicherweise das therapeutische Ansprechen dieser Erkrankung beeinflussen. Insbesondere neutrophile Granulozyten (PMN) spielen als Teil der angeborenen Immunit{\"a}t durch ihre Vielzahl an Abwehrmechanismen eine essentielle Rolle f{\"u}r die Bek{\"a}mpfung von invasiven Pilzinfektionen und damit der IA. Von zus{\"a}tzlicher Bedeutung und bislang kaum untersucht ist das kombinierte Einwirken von Antimykotika und Immunsuppressiva auf die Funktionalit{\"a}t dieser Zellen. In dieser Arbeit wurde daher in-vitro der Einfluss klinisch eingesetzter Antimykotika zur Therapie der IA (liposomales Amphotericin B bzw. Amphotericin B - Desoxycholat, Voriconazol) auf wichtige Effektorfunktionen humaner neutrophiler Granulozyten nach Exposition gegen{\"u}ber A. fumigatus untersucht. Im Fokus stand hierbei die Analyse des oxidativen Burst, der Interleukin (IL)-8-Freisetzung, der Bildung von neutrophil extracellular traps (NETs) sowie der Phagozytose-Aktivit{\"a}t dieser Immunzellen. Außerdem wurde der Effekt einer zus{\"a}tzlichen Gabe klinisch relevanter Immunsuppressiva (Ciclosporin A / Mycophenolat-Mofetil, Prednisolon), die zur Prophylaxe und Therapie der akuten GvHD eingesetzt werden, auf diese vier Funktionen evaluiert. Zusammenfassend ergaben unsere Analysen keinen Anhalt f{\"u}r eine relevante Beeinflussung des oxidativen Burst, der IL-8-Freisetzung und der Phagozytose-Aktivit{\"a}t neutrophiler Granulozyten durch die untersuchten Antimykotika, insbesondere gegen{\"u}ber A. fumigatus. Weiterhin wurden in dieser Arbeit keine signifikanten Differenzen zwischen dem Einfluss von liposomalem Amphotericin B und Amphotericin B - Desoxycholat beobachtet. Durch Prednisolon konnten {\"u}berwiegend bereits bekannte, immunsuppressive Wirkungen auf PMN best{\"a}tigt sowie zus{\"a}tzlich Hinweise auf eine Modulation Antimykotika-vermittelter Immuneffekte durch Immunsuppressiva gewonnen werden. Die kurze Exposition der PMN gegen{\"u}ber Ciclosporin A / Mycophenolat-Mofetil ergab keine signifikanten Ver{\"a}nderungen der Sekretion von reaktiven Sauerstoffspezies. Des Weiteren unterst{\"u}tzen unsere Daten Hinweise auf differente Aktivierungsmechanismen von verschiedenen Effektorfunktionen der PMN. Im Gegensatz zu den anderen untersuchten Funktionen konnte in dieser Arbeit eine signifikant verminderte Bildung von NETs durch liposomales Amphotericin B, Amphotericin B - Desoxycholat und auch Voriconazol beobachtet werden. Damit geben unsere Ergebnisse Anlass zu tiefergehenden Analysen des Zusammenspiels von Antimykotika insbesondere mit dem noch immer wenig verstandenen Mechanismus der Ausl{\"o}sung und Bildung von NETs. Zudem w{\"a}ren weitere Studien w{\"u}nschenswert, um einen umfassenderen {\"U}berblick und ein besseres Verst{\"a}ndnis auch hinsichtlich anderer invasiver Pilzinfektionen sowie weiterer Abwehrmechanismen zu erhalten.}, subject = {Aspergillus fumigatus}, language = {de} } @phdthesis{Englert2020, author = {Englert, Anne}, title = {Modulation der Immunantwort humaner NK-Zellen nach Stimulation mit steigenden Konzentrationen von Aspergillus fumigatus}, doi = {10.25972/OPUS-20233}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-202335}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2020}, abstract = {Diese Arbeit besch{\"a}ftigt sich mit den antimykotischen Eigenschaften von NK-Zellen und dient der Charakterisierung der Immunantwort gegen{\"u}ber A. fumigatus in Abh{\"a}ngigkeit der MOI (Multiplizit{\"a}t der Infektion). Klinisch interessant ist dies bei immunsupprimierten Patienten mit invasiver Aspergillose. Anhand von Oberfl{\"a}chenmarkern konnten eine an die Pilzkonzentration angepasste Bindung und Aktivierung von NK-Zellen demonstriert werden. Daneben kam es zu einer Modulation der Freisetzung ausgew{\"a}hlter Zytokine nach Konfrontation mit steigenden Mengen von A. fumigatus. Besonders deutlich war der Effekt bei den Chemokinen CCL3 und CCL4, deren Zusammenhang mit Pilzinfektionen bereits gezeigt wurde. Die Ergebnisse zum MOI-abh{\"a}ngigen Verhalten von NK-Zellen gegen{\"u}ber A. fumigatus best{\"a}tigen die Relevanz bei der antimykotischen Immunantwort und verdeutlichen, weshalb ihnen zunehmende diagnostische und therapeutische Bedeutung zukommt.}, subject = {Nat{\"u}rliche Killerzelle}, language = {de} } @phdthesis{Rauer2020, author = {Rauer, Andreas}, title = {Etablierung und Evaluierung einer Extraktionskontrolle f{\"u}r den Nachweis von Aspergillus fumigatus-DNA aus Humanserum}, doi = {10.25972/OPUS-19456}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-194565}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2020}, abstract = {Die invasive Aspergillose spielt in der modernen Medizin und speziell bei malignen Bluterkrankungen, die mit einer Immunsuppression des Patienten einhergehen, eine entscheidende Rolle. Die bisherigen Methoden erlauben eine Diagnose meist erst sehr sp{\"a}t oder liefern oft falsch-negative Ergebnisse. Bis zum heutigen Tag ist es nicht gelungen, ein standardisiertes Verfahren zur PCR-Diagnostik aus Blutproben zu etablieren. In den der Arbeit zugrunde liegenden Versuchsreihen wurden verschiedene Ans{\"a}tze an Mastermix im Monoplex- und Duplexformat zur Aspergillus fumigatus-Detektion in Humanserum getestet und optimiert. Es wurde versucht, eine Extraktionskontrolle mit Bacillus subtilis in die Probe zu integrieren, um so die Aussagekraft der extrahierten Probe zu evaluieren. Dabei zeigte sich ein Elutionsvolumen von 35 µl am effizientesten. Der Cq-Wert war bei 35 µl Eluationsvolumen ca. einen Zyklus niedriger als bei 65 µl und 1,5-2 Zyklen niedriger als bei 100 µl. Bei den Versuchen im Monoplexformat konnte gezeigt werden, dass bei der Extraktion viel DNA in den Filtern zur{\"u}ckbleibt. Es wurden aus einer Serumextraktion zwei Eluate mit je 35 µl Elutionsvolumen erstellt und getestet. Hier zeigten sich in Abh{\"a}ngigkeit von der Menge der DNA teils hohe Cq-Werte im zweiten Eluat, bei einigen Proben aber sogar ein niedrigerer Cq-Wert im zweiten Eluat. Dies war sowohl f{\"u}r Aspergillus fumigatus als auch f{\"u}r Bacillus subtilis zu beobachten. Die Gr{\"u}nde f{\"u}r dieses Ergebnis k{\"o}nnten die l{\"a}ngere Inkubationszeit und die zweite Zentrifugation des zweiten Eluats sein. Die Extraktionseffizienz hatte bei der Aufbereitung mit dem QIAamp Ultrasens Kit (Qiagen) einen Faktor von im Mittel 2,7 bei Aspergillus fumigatus und von 4,7 bei Bacillus subtilis beim GEX-Mastermix. Beim Sso-Mastermix lag der Faktor f{\"u}r Aspergillus fumigatus im Mittel bei 4,4 und der f{\"u}r Bacillus subtilis bei 5,4. Bei den Versuchen im Duplexformat wurden sowohl Aspergillus fumigatus als auch Bacillus subtilis in unterschiedlichen Konzentrationen in dieselbe Probe eingebracht. Hier zeigte sich, dass im Sso-Mastermix die Menge an Bacillus subtilis-DNA und an Aspergillus fumigatus-DNA einen deutlichen Einfluss auf die jeweiligen Cq-Werte und die Sensitivit{\"a}t haben. Zus{\"a}tzlich zeigte der Sso-Mastermix immer ein positives Ergebnis f{\"u}r Bacillus subtilis zwischen 36-40 Zyklen. Beim GEX-Mastermix hatte die Menge an Bacillus subtilis-DNA ebenfalls einen deutlichen Einfluss auf die Cq-Werte und die Sensitivit{\"a}t f{\"u}r Aspergillus fumigatus. Die Cq-Werte f{\"u}r Aspergillus fumigatus erh{\"o}hten sich bei 10 Kopien mit 104 Kopien Bacillus subtilis um 6,1 Zyklen und bei 105 Kopien Bacillus subtilis um 10,6 Zyklen im GEX-Mastermix. Ein Einfluss auf die Cq-Werte f{\"u}r Bacillus subtilis konnte bei den Versuchen im Duplexformat mit GEX-Mastermix nicht verzeichnet werden. Zusammenfassend l{\"a}sst sich sagen, dass eine Extraktionskontrolle mit Bacillus subtilis im Sso-Mastermix auf Grund der sich gegenseitig beeinflussenden Sonden und Primer sowie der DNA-Mengen an Aspergillus fumigatus und Bacillus subtilis nicht m{\"o}glich ist, da keine Aussage {\"u}ber den Verlauf und die Effizienz der Extraktion getroffen werden k{\"o}nnte. Bei den Versuchen mit GEX-Mastermix konnte gezeigt werden, dass die Menge an eingegebener Bacillus subtilis-DNA einen entscheidenden Einfluss auf die Sensitivit{\"a}t f{\"u}r die Cq-Werte von Aspergillus fumigatus in niedriger Konzentration hat. Einen Einfluss auf die Cq-Werte f{\"u}r Bacillus subtilis wurde nicht detektiert. Eine Extraktionskontrolle mittels Bacillus subtilis w{\"a}re denkbar, wenn die Menge eingegebener Bacillus subtilis-DNA so reduziert werden k{\"o}nnte, dass stabile Cq-Werte f{\"u}r Bacillus subtilis erreicht w{\"u}rden, die dann aber keinen oder nur einen sehr geringen Einfluss auf die Sensitivit{\"a}t f{\"u}r Aspergillus fumigatus h{\"a}tten.}, subject = {Aspergillus fumigatus}, language = {de} } @phdthesis{Kerber2019, author = {Kerber, Isabel}, title = {Einfluss von Punktmutationen auf die Funktionalit{\"a}t von NK-Zellen in Interaktion mit Aspergillus fumigatus}, doi = {10.25972/OPUS-18925}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-189256}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2019}, abstract = {Ziel der vorliegenden Arbeit war die Charakterisierung von Punktmutationen in ifng und ncam1 in Hinblick auf eine ver{\"a}nderte Funktionalit{\"a}t von NK-Zellen bei der Interaktion mit A. fumigatus. Die gewonnenen Erkenntnisse sollen langfristig zur Verbesserung der Diagnostik, Prophylaxe und Therapie einer Invasiven Aspergillose, die zum Beispiel im Rahmen einer Stammzelltransplantation auftreten k{\"o}nnte, beitragen. In dieser Arbeit wurde die DNA von zwanzig gesunden Spendern auf einen ifng-SNP (rs2069705) und einen ncam1-SNP (rs10502171) untersucht. Von je drei ausgew{\"a}hlten Spendern mit SNP und sechs Kontrollspendern wurden NK-Zellen isoliert. Diese wurden unstimuliert belassen, mit Interleukin 2/15 oder A. fumigatus stimuliert. Bei der Versuchsreihe zum ifng-SNP wurde eine qPCR zur Ermittlung der relativen Expression von ifng und ccl4, bei den Versuchen zum ncam1-SNP eine durchflusszytometrische Analyse zur Messung der Expression verschiedener Oberfl{\"a}chenmarker durchgef{\"u}hrt. Bei beiden wurde mittels ELISA die Freisetzung von IFN-gamma bzw. CCL4/MIP-1ß bestimmt. Die in dieser Arbeit gewonnenen Ergebnisse zum ifng-SNP lassen vermuten, dass das Vorliegen dieses ifng-SNP keine durch NK-Zellen vermittelten Auswirkungen auf das Risiko der Patienten, an einer Invasiven Aspergillose zu erkranken, hat. In Bezug auf den ncam1-SNP konnte die Hypothese best{\"a}tigt werden, dass der SNP die Interaktion zwischen der NK-Zelle und A. fumigatus ver{\"a}ndert. Der SNP korreliert zwar mit einer erh{\"o}hten Grundaktivierung von NK-Zellen, jedoch auch mit einem schw{\"a}cheren Aktivierungspotential bei Stimulation mit dem Pilz.}, subject = {Punktmutation}, language = {de} } @article{ZieglerWeissSchmittetal.2017, author = {Ziegler, Sabrina and Weiss, Esther and Schmitt, Anna-Lena and Schlegel, Jan and Burgert, Anne and Terpitz, Ulrich and Sauer, Markus and Moretta, Lorenzo and Sivori, Simona and Leonhardt, Ines and Kurzai, Oliver and Einsele, Hermann and Loeffler, Juergen}, title = {CD56 Is a Pathogen Recognition Receptor on Human Natural Killer Cells}, series = {Scientific Reports}, volume = {7}, journal = {Scientific Reports}, number = {6138}, doi = {10.1038/s41598-017-06238-4}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-170637}, year = {2017}, abstract = {Aspergillus (A.) fumigatus is an opportunistic fungal mold inducing invasive aspergillosis (IA) in immunocompromised patients. Although antifungal activity of human natural killer (NK) cells was shown in previous studies, the underlying cellular mechanisms and pathogen recognition receptors (PRRs) are still unknown. Using flow cytometry we were able to show that the fluorescence positivity of the surface receptor CD56 significantly decreased upon fungal contact. To visualize the interaction site of NK cells and A. fumigatus we used SEM, CLSM and dSTORM techniques, which clearly demonstrated that NK cells directly interact with A. fumigatus via CD56 and that CD56 is re-organized and accumulated at this interaction site time-dependently. The inhibition of the cytoskeleton showed that the receptor re-organization was an active process dependent on actin re-arrangements. Furthermore, we could show that CD56 plays a role in the fungus mediated NK cell activation, since blocking of CD56 surface receptor reduced fungal mediated NK cell activation and reduced cytokine secretion. These results confirmed the direct interaction of NK cells and A. fumigatus, leading to the conclusion that CD56 is a pathogen recognition receptor. These findings give new insights into the functional role of CD56 in the pathogen recognition during the innate immune response.}, language = {en} }