@phdthesis{Muhammad2009,
  author    = {Muhammad, Khalid},
  title     = {Longterm impact of anti-CD20 mediated transient B cell depletion on memory B cells in patients with rheumatoid arthritis},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-36319},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2009},
  abstract  = {B-Lymphozyten leisten unterschiedliche Beitr{\"a}ge zur Pathophysiologie der Rheumatoiden Arthritis. Sie produzieren Autoantik{\"o}rper, pr{\"a}sentieren Autoantigene und sch{\"u}tten verschiedene Zytokine, die am proinflammatorischen Prozess beteiligt sind, aus. Aufbauend auf diesen Ergebnissen wurden in den letzten Jahren Therapien entwickelt, die gezielt B-Lymphozyten ansteuern um direkt oder indirekt in den autoimmunen Krankheitsverlauf einzugreifen. Die zeitlich begrenzte B-Zell-Depletion mit Rituximab (anti CD20-Antik{\"o}rper) hat dabei in den letzten Jahren einen hohen Stellenwert erlangt und wird im klinischen Alltag insbesondere bei der Behandlung von Patienten mit rheumatoider Arthritis angewandt. Rituximab induziert im peripheren Blut bemerkenswerte Ver{\"a}nderungen in der Hom{\"o}ostase der B-Zell-Subpopulationen. Nach Therapie mit dem anti-CD20 Antik{\"o}rper Rituximab beginnt die Repletionsphase mit der peripheren Aussaat von transitionalen unreifen B-Zellen. Im weiteren Verlauf kommt es zu einer Normalisierung des naiven B-Zell-Pools. Das B-Zell Ged{\"a}chtnis und in besonderem Maße die IgD+CD27+ Ged{\"a}chtniszellen erholen sich nach Therapie nur langsam. In einer prospektiven klinischen Studie hat unsere Arbeitsgruppe gezeigt, dass die Gesamtzahl der Ged{\"a}chtniszellen gut mit der Dauer der klinischen Antwort auf Rituximab korreliert. Es ist wenig {\"u}ber die speziellen molekularen Ver{\"a}nderungen innerhalb der Ged{\"a}chtnis B-Zellen nach Rituximab Therapie bekannt. Um die Ver{\"a}nderungen im peripheren Blut zu verstehen untersuchten wir die somatische Mutationsfrequenz und das Muster der Ig-VH3 Gen Rearrangements, indem wir pr{\"a}- und posttherapeutisch bei 18 Patienten einzelne B-Zellen isolierten und den individuellen B-Zellrezeptor durch eine Einzelzell RT-PCR amplifizierten und sequenzierten. Wir verglichen das Mutationsmuster nach erfolgreicher B-Zelldepletion in den neu rezirkulierenden Ged{\"a}chtnis B-Zellen mit dem Mutationsmuster von vier Gesunden Blutspendern und sechs nicht-RA Patienten, die eine Hochdosis Chemotherapie mit anschließender autologer oder allogener Stammzelltransplantation erhalten hatten. Zun{\"a}chst haben wir die Zusammensetzung der Ged{\"a}chtniszellen im peripheren Blut analysiert. Der Ph{\"a}notyp der peripheren pr{\"a}-switch (IgD+CD27+) und post-switch (IgD-CD27+) Ged{\"a}chtniszellen zeigte keine quantitativen Unterschiede in RA-Patienten im Vergleich zu Gesunden. Bei der direkten Analyse des B-Zell Immunglobulin Rezeptors fanden sich jedoch zwischen klassengeswitchten und ungeswitchten Ged{\"a}chtnis B-Zellen signifikante Unterschiede in der Anzahl der Mutationen in der variablen Region der Ig Rezeptors. Die Population der IgD+CD27+ Ged{\"a}chtniszellen beinhaltete sowohl nicht mutierte, wenig mutierte und stark mutierte (Median= 9 Mutationen pro Sequenz) rearrangierte Ig- Rezeptoren, wohingegen die IgD-CD27+ Ged{\"a}chtniszellen einen durchgehend hoch mutierten (Median = 18 Mutationen pro Sequenz) Rezeptor aufwiesen. Der Unterschied zwischen beiden Gruppen war signifikant (Mutationsfrequenzen 3.83±0.19\% vs. 7.1±0.53\%; P=0.0001). Grundlegende Ver{\"a}nderungen wurden bei den rezirkulierenden ungeswitchten Ged{\"a}chtniszellen (IgD+CD27+) nach vor{\"u}bergehender B-Zell Depletion mit Rituximab festgestellt. Diese Zellen wurden bis 6 Jahre nach Rituximab beobachtet und zeigten eine stark verz{\"o}gerte Zunahme an Mutationen im Ig-Rezeptor. Ein Jahr nach einmaliger Gabe von Rituximab waren 84\% der einzelnen zirkulierenden IgD+/CD27+ B-Zellen unmutiert. Zu diesem Zeitpunkt fanden sich keine stark mutierten Ig-VH3 Gen Rearrangements (P=0.0001). Mit zunehmendem Abstand zur B-Zell depletierenden Therapie konnten in der Repopulationsphase zunehmende Zahlen an Mutationen in den B-Zell Ig Rezeptoren festgestellt werden. Beispielsweise waren w{\"a}hrend des 2. Jahres der Regeneration (P=0.0001) 7.8\%, sowie nach 4 Jahren nur 14\% der Ig Rezeptoren mutiert. Sogar 6 Jahre nach Behandlung, waren VH Mutationen in IgD+ Ged{\"a}chtniszellen noch deutlich vermindert. Selbst nach dieser Zeit fanden sich in der pr{\"a}-switch Ged{\"a}chtnispopulation nur 27\% hochmutierte Sequenzen w{\"a}hrend vor der passageren B-Zelldepletion 52\% ein hohe Zahl an Mutationen trugen (P=0.0001). Die posttherapeutische Analyse der CDR3 L{\"a}nge der regenerierten IgD+ Ged{\"a}chtniszellen ergab eine erh{\"o}hte CDR3 L{\"a}nge, die signifikant mit der Anzahl der nicht mutierten VH Genrearrangements w{\"a}hrend der Repletionsphase korreliert. Interessanterweise regenerierten Patienten nach Hochdosis Chemotherapie und allogener Stammzelltransplantation ihre IgD+ Ged{\"a}chtniszellen mit einer deutlich h{\"o}heren Anzahl an Mutationen. Ein Jahr nach Transplantation zeigten die Ig Rezeptoren schon 22\% hoch mutierte und 42\% unmutierte VH Rearrangements. Das zeigt, dass eine gegen CD20 gerichtete Behandlung nicht nur eine Verz{\"o}gerung der Produktion der ungeswitchten Ged{\"a}chtniszellen zur Folge hat, sondern dar{\"u}ber hinaus einen signifikanten Effekt auf die Mutationsrate im pr{\"a}switch Ged{\"a}chtnis B-Zellpool besitzt. Im Gegensatz zum Mutationsmuster der IgD+ Ged{\"a}chtniszellen regenerierten die klassengeswitchten Ged{\"a}chtniszellen nach anti-CD20 Depletion im peripheren Blut mit quantitativ normalen Mutationen im Ig Rezeptor. Interessanterweise fand sich allerdings eine {\"A}nderung der exprimierten Isotypen mit deutlicher Dominanz IgA exprimierender B Zellen. Weitere Analysen der klassengeswitchten Ged{\"a}chtnis B-Zellen zeigen außerdem eine Therapie induzierte qualitative Ver{\"a}nderung dieses B-Zellpools. So waren posttherapeutisch die Mutationen in bestimmten T-Zell abh{\"a}ngigen Mutationshotspots, dem RGYW/WRCY Motiv, signifikant vermehrt (Mutationstargeting vor Therapie 27\% vs. 43\% nach Rituximab, P=0.0003). Dies weist darauf hin, dass die Mechanismen der Affinit{\"a}tsreifung im klassengeswitchten B-Zellged{\"a}chtnis vor und nach B-Zelldepletion unterschiedlich funktionieren. Der Mutationsmechanismus selbst ist allerdings in diesen Zellen quantitativ nicht eingeschr{\"a}nkt. Zusammenfassend zeigt unsere Arbeit zum erstem mal, dass es nach einer passageren B-Zelldepletion mit anti-CD20 Antik{\"o}rpern zu einer {\"u}ber Jahre hinweg nachweisbaren ausgepr{\"a}gten Verz{\"o}gerung in der Aquisition von somatischen Mutationen in rearrangierten VH Genen der IgD+ Ged{\"a}chtniszellen kommt. Demgegen{\"u}ber erholt sich das klassengeswitchte B-Zellged{\"a}chtnis mit uneingeschr{\"a}nkter Zahl von Mutationen im Ig Rezeptor. Diese Resultate zeigen, dass anti-CD20 gerichtete Therapien in besonderem Maße IgD+ Ged{\"a}chtniszellen beeinflussen. Der Selektionsdruck durch Antigene und/oder die Selektion der Ig Rezeptoren erscheint unter diesen Bedingungen speziell bei IgD-Ged{\"a}chtnis B-Zellen reduziert. Die Daten unterst{\"u}tzen die Hypothese, dass pr{\"a}-switch Ged{\"a}chtnis B-Zellen im Vergleich zu post-switch Ged{\"a}chtnis B-Zellen andere Bedingungen f{\"u}r die Aktivierung der Mutationsmaschinerie ben{\"o}tigen. Die Resultate er{\"o}ffnen neue Wege f{\"u}r das Verst{\"a}ndnis der Pathophysiologie der B-Zell Ged{\"a}chtnisentwicklung und k{\"o}nnen helfen neue zielgerichtete Therapien zur Behandlung von Autoimmunerkrankungen zu konzipieren.},
  subject      = {Rheumatoider arthritis},
  language  = {en}
}
@article{MahmoodSchmalzingDoerneretal.2020,
  author    = {Mahmood, Zafar and Schmalzing, Marc and D{\"o}rner, Thomas and Tony, Hans-Peter and Muhammad, Khalid},
  title     = {Therapeutic Cytokine Inhibition Modulates Activation and Homing Receptors of Peripheral Memory B Cell Subsets in Rheumatoid Arthritis Patients},
  series = {Frontiers in Immunology},
  volume    = {11},
  journal   = {Frontiers in Immunology},
  issn      = {1664-3224},
  doi       = {10.3389/fimmu.2020.572475},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-212380},
  year      = {2020},
  abstract  = {Memory B cells have known to play an important role in the pathogenesis of rheumatoid arthritis (RA). With the emergence of B cell-targeted therapies, the modulation of memory B cells appears to be a key therapeutic target. Human peripheral memory B cells can be distinguished based on the phenotypic expression of CD27 and IgD, characterizing the three major B cell subpopulations: CD27+IgD+ pre-switch, CD27+IgD- post-switch, and CD27-IgD- double-negative memory B cells. We evaluated different memory cell populations for activation markers (CD95 and Ki-67) and chemokine receptors (CXCR3 and 4) expressing B cells in active RA, as well as under IL6-R blockade by tocilizumab (TCZ) and TNF-α blockade by adalimumab (ADA). Memory B cells were phenotypically analyzed from RA patients at baseline, week 12, and week 24 under TCZ or ADA treatment, respectively. Using flow cytometry, surface expression of CD95, intracellular Ki-67, and surface expressions of CXCR3 and CXCR4 were determined. Compared with healthy donors (n = 40), the phenotypic analysis of RA patients (n = 80) demonstrated that all three types of memory B cells were activated in RA patients. Surface and intracellular staining of B cells showed a significantly higher percentage of CD95+ (p < 0.0001) and Ki-67+ (p < 0.0001) cells, with numerically altered CXCR3+ and CXCR4+ cells in RA. CD95 and Ki-67 expressions were highest in post-switch memory B cells, whereas CD19+CXCR3+ and CD19+CXCR4+ expressing cells were substantially higher in the pre-switch compartment. In all subsets of the memory B cells, in vivo IL-6R, and TNF-α blockade significantly reduced the enhanced expressions of CD95 and Ki-67. Based on our findings, we conclude that the three major peripheral memory B cell populations, pre-, post-switch, and double-negative B cells, are activated in RA, demonstrating enhanced CD95 and Ki-67 expressions, and varied expression of CXCR3 and CXCR4 chemokine receptors when compared with healthy individuals. This activation can be efficaciously modulated under cytokine inhibition in vivo.},
  language  = {en}
}
@article{GernertTonySchwaneketal.2022,
  author    = {Gernert, Michael and Tony, Hans-Peter and Schwanek, Eva Christina and Gadeholt, Ottar and Fr{\"o}hlich, Matthias and Portegys, Jan and Strunz, Patrick-Pascal and Schmalzing, Marc},
  title     = {Lymphocyte subsets in the peripheral blood are disturbed in systemic sclerosis patients and can be changed by immunosuppressive medication},
  series = {Rheumatology International},
  volume    = {42},
  journal   = {Rheumatology International},
  number    = {8},
  issn      = {1437-160X},
  doi       = {10.1007/s00296-021-05034-8},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-266482},
  pages     = {1373-1381},
  year      = {2022},
  abstract  = {Systemic sclerosis (SSc) is a severe chronic disease with a broad spectrum of clinical manifestations. SSc displays disturbed lymphocyte homeostasis. Immunosuppressive medications targeting T or B cells can improve disease manifestations. SSc clinical manifestations and immunosuppressive medication in itself can cause changes in lymphocyte subsets. The aim of this study was to investigate peripheral lymphocyte homeostasis in SSc with regards to the immunosuppression and to major organ involvement. 44 SSc patients and 19 healthy donors (HD) were included. Immunophenotyping of peripheral whole blood by fluorescence-activated cell sorting was performed. Cytokine secretions of stimulated B cell cultures were measured. SSc patients without immunosuppression compared to HD displayed lower γδ T cells, lower T helper cells (CD3+/CD4+), lower transitional B cells (CD19+/CD38++/CD10+/IgD+), lower pre-switched memory B cells (CD19+/CD27+/IgD+), and lower post-switched memory B cells (CD19+/CD27+/IgD-). There was no difference in the cytokine production of whole B cell cultures between SSc and HD. Within the SSc cohort, mycophenolate intake was associated with lower T helper cells and lower NK cells (CD56+/CD3-). The described differences in peripheral lymphocyte subsets between SSc and HD generate further insight in SSc pathogenesis. Lymphocyte changes under effective immunosuppression indicate how lymphocyte homeostasis in SSc might be restored.},
  language  = {en}
}
@article{BoivinBeyersdorfPalmetal.2015,
  author    = {Boivin, Val{\´e}rie and Beyersdorf, Niklas and Palm, Dieter and Nikolaev, Viacheslav O. and Schlipp, Angela and M{\"u}ller, Justus and Schmidt, Doris and Kocoski, Vladimir and Kerkau, Thomas and H{\"u}nig, Thomas and Ertl, Georg and Lohse, Martin J. and Jahns, Roland},
  title     = {Novel Receptor-Derived Cyclopeptides to Treat Heart Failure Caused by \(Anti-β_1-Adrenoceptor\) Antibodies in a Human-Analogous Rat Model},
  series = {PLoS One},
  volume    = {10},
  journal   = {PLoS One},
  number    = {2},
  doi       = {10.1371/journal.pone.0117589},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-126028},
  pages     = {e0117589},
  year      = {2015},
  abstract  = {Despite recent therapeutic advances the prognosis of heart failure remains poor. Recent research suggests that heart failure is a heterogeneous syndrome and that many patients have stimulating auto-antibodies directed against the second extracellular loop of the \(β_1\) adrenergic receptor \((β_1EC2)\). In a human-analogous rat model such antibodies cause myocyte damage and heart failure. Here we used this model to test a novel antibody-directed strategy aiming to prevent and/or treat antibody-induced cardiomyopathy. To generate heart failure, we immunised n = 76/114 rats with a fusion protein containing the human β1EC2 (amino-acids 195-225) every 4 weeks; n = 38/114 rats were control-injected with 0.9\% NaCl. Intravenous application of a novel cyclic peptide mimicking \(β_1EC2\) (\(β_1EC2-CP\), 1.0 mg/kg every 4 weeks) or administration of the \(β_1-blocker\) bisoprolol (15 mg/kg/day orally) was initiated either 6 weeks (cardiac function still normal, prevention-study, n = 24 (16 treated vs. 8 untreated)) or 8.5 months after the 1st immunisation (onset of cardiomyopathy, therapy-study, n = 52 (40 treated vs. 12 untreated)); n = 8/52 rats from the therapy-study received \(β_1EC2-CP/bisoprolol\) co-treatment. We found that \(β_1EC2-CP\) prevented and (alone or as add-on drug) treated antibody-induced cardiac damage in the rat, and that its efficacy was superior to mono-treatment with bisoprolol, a standard drug in heart failure. While bisoprolol mono-therapy was able to stop disease-progression, \(β_1EC2-CP\) mono-therapy -or as an add-on to bisoprolol- almost fully reversed antibody-induced cardiac damage. The cyclo¬peptide acted both by scavenging free \(anti-β_1EC2-antibodies\) and by targeting \(β_1EC2\)-specific memory B-cells involved in antibody-production. Our model provides the basis for the clinical translation of a novel double-acting therapeutic strategy that scavenges harmful \(anti-β_1EC2-antibodies\) and also selectively depletes memory B-cells involved in the production of such antibodies. Treatment with immuno-modulating cyclopeptides alone or as an add-on to \(β_1\)-blockade represents a promising new therapeutic option in immune-mediated heart failure.},
  language  = {en}
}