@phdthesis{KayisogluKaya2022, author = {Kayisoglu-Kaya, {\"O}zge}, title = {Analysis of gastrointestinal epithelial innate immune barrier using human and murine organoids as a model}, doi = {10.25972/OPUS-27749}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-277497}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2022}, abstract = {The epithelial layer of the gastrointestinal (GI) tract provides a barrier between the environment and the body. Dysfunction of the epithelium, including changes of the innate immune response facilitated by pattern recognition receptors (PRRs), plays a major role in the development of GI disorders. However, the organization of innate immune sensing, the expression and activity of PRRs and the factors contri¬buting to such possible organization along the GI tract are unclear. In recent years, stem cell-derived organoids gained increasing attention as promising tissue models. Here, a biobank of human and murine organoids comprising three lines from each GI segment; corpus, pylorus, duodenum, jejunum, ileum, colon was generated. RNA sequencing of 42 lines confirmed the preservation of tissue identity and revealed an extensive organization of innate immune signaling components along the cephalocaudal axis, giving each segment a specific innate immune profile. Comple-menting the region-specific expression analysis, several PRRs in human and murine organoids showed region- and species-specific function. To investigate the factors contributing to the patterning of innate immunity in the GI tract, the impact of microbial components was analyzed using murine embryo-derived, never colonized gastric and proximal intestinal organoids. Transcriptional profiling of embryo-derived organoids showed that while expression of some PRRs may depend on environmental cues as expected, an unexpectedly large part of segment-specific expression of PRR signaling components is independent of prior contact with microbial products. Further, analysis of published RNA-seq data as well as in vitro experiments using directed differentiation of organoids into specific cell types showed that expression of innate immune gene also depended on cellular differentiation along the crypt-villus axis. This underlined the importance of cellular differentiation rather than contact to microbial compounds for expression of PRRs. Lastly, analysis of published datasets of RNA-seq and ATAC-seq after knockout of the intestinal transcription factor Cdx2 demonstrated that Cdx2 is likely important for the expression of Nlrp6 and Naip1 in the murine intestine. Future experiments have to support these preliminary findings. Taken together, the expression of a large part of epithelial innate immunity is develop¬mentally defined and conserved in tissue-resident stem cells. The identification of mechanisms governing expression of genes related to immunity will provide further insights into the mechanisms that play a role in the progress of inflammatory diseases.}, subject = {Organoid}, language = {en} } @phdthesis{Metzen2010, author = {Metzen, Daniela}, title = {Immunhistochemische F{\"a}rbungen zur Charakterisierung tumorspezifischer Antigene mittels humaner monoklonaler Antik{\"o}rper}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-51412}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2010}, abstract = {Humane Antik{\"o}rper sind aufgrund ihrer spezifischen, zielgerichteten Eigenschaften die idealen therapeutischen Waffen unserer modernen Medizin. Schon im ausgehenden letzen Jahrhundert gelang es dem pathologischen Institut der Universit{\"a}t W{\"u}rzburg einige rein humane monoklonale Antik{\"o}rper aus Geweben sowohl gesunder, als auch an einem Tumorleiden erkrankter Patienten zu isolieren. Zwei dieser Antik{\"o}rper galt es im Rahmen dieser Arbeit n{\"a}her zu untersuchen: LM-1 und PAM-1 , beides rein humane monoklonale IgM-Antik{\"o}rper. Mithilfe immunhistochemischer F{\"a}rbungen auf Paraffinschnitten von Adenocarcinomen des Colons, Carcinomen des Pancreas und Adeno- und Plattenepithelcarcinomen der Lunge ließ sich eindeutig demonstrieren, daß bei beiden Antik{\"o}rpern eine tumorspezifische Reaktivit{\"a}t ohne Kreuzreaktion mit den umgebenden gesunden Geweben auf fast allen der ausgew{\"a}hlten F{\"a}lle der begutachteten Tumorarten vorlag. Daraus l{\"a}sst sich eine zuverl{\"a}ssige und selektive Expression der jeweiligen Antigene auf den maligne entarteten Zellen folgern, die sich auch bei Betrachtung der Stadien der Tumoren und des Gradings der Zellen konstant zeigte. Damit scheint soweit keinen Zusammenhang zwischen der Entdifferenzierung der tumor{\"o}sen Zellen, als auch der Gr{\"o}ße und des Fortschreiten des Tumors erkennbar. Die hier demonstrierten Ergebnisse lassen sowohl PAM-1 als auch LM-1 als verl{\"a}ssliche Marker f{\"u}r multiple epitheliale Tumoren und deren Vorstufen erscheinen und k{\"o}nnen somit als wertvolles diagnostisches und wahrscheinlich auch therapeutisches Mittel eingestuft werden, doch muss die Diskussion dieser Aspekte weiterf{\"u}hrenden Untersuchungen {\"u}berlassen werden.}, subject = {Monoklonaler Antikrper}, language = {de} } @phdthesis{Mueller2007, author = {M{\"u}ller, Verena}, title = {Candida albicans-induzierte Genexpression in prim{\"a}ren humanen Endothelzellen - Mechanismen der Signaltransduktion und M{\"o}glichkeiten der Intervention}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-26224}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2007}, abstract = {Endothelzellen sind ein aktiver Bestandteil der angeborenen Immunabwehr des Menschen gegen mikrobielle Pathogene. Unter ung{\"u}nstigen Bedingungen kann die Abwehrreaktion sogar zu einer lebensbedrohlichen Sepsis f{\"u}hren. Hier wurde die bislang wenig bekannte Endothelantwort auf den fakultativ humanpathogenen Hefepilz Candida albicans, einem der h{\"a}ufigsten Verursacher von letaler Sepsis beim Menschen, n{\"a}her untersucht. Mittels Oligonukleotid-Mikroarray-Analyse von HUVEC nach Exposition mit C. albicans konnten 56 hochregulierte Gene identifiziert werden, w{\"a}hrend 69 Gene herunterreguliert wurden. Ein bedeutender Anteil der regulierten Gene ist an Prozessen der angeborenen Immunantwort beteiligt und dient haupts{\"a}chlich der Rekrutierung von Neutrophilen. Weitere Untersuchungen ergaben eine zentrale Rolle des proinflammatorischen NF-kappaB-Weges bei der Regulation des Candida-induzierten Transkriptoms von Endothelzellen. Es konnte gezeigt werden, dass C. albicans diesen Signalweg sequenziell aktiviert. Zus{\"a}tzlich konnte durch die Expression einer dominant-negativen Mutante einer Signalkomponente des NF-kappaB-Signalwegs die Candida-vermittelte Induktion von kappaB-abh{\"a}ngigen Genen gehemmt werden. Mit einem pharmakologischen Ansatz wurde der p38 MAP Kinase-Signalweg als weiterer bedeutsamer Signalweg identifiziert, der die Expression einzelner Candida-Zielgene wie CXCL8/IL-8 moduliert. Schließlich wurde gezeigt, dass die Candida-induzierte NF-kappaB-Aktivierung im untersuchten endothelialen Zellsystem unabh{\"a}ngig von den Toll-like Rezeptoren TLR2 und TLR4 geschieht, die {\"u}blicherweise an der Erkennung mikrobieller Pathogene beteiligt sind. Durch RNA-Interferenz-Experimente konnte jedoch dargelegt werden, dass das Adaptermolek{\"u}l MyD88 und die Kinase IRAK1, die beide entscheidend an der TLR-vermittelten Signaltransduktion beteiligt sind, essentiell f{\"u}r die Weiterleitung des Signals in Endothelzellen sind. Nachfolgend konnte mit TLR3 zumindest einer der signaltransduzierenden Rezeptoren identifiziert werden. Als erste umfassende Untersuchung der endothelialen Antwort auf Candida albicans erlaubt die vorliegende Arbeit neue Einblicke in die komplexen Signalmuster von Endothelzellen, die dieser klinisch bedeutende Krankheitserreger ausl{\"o}st.}, subject = {Angeborene Immunit{\"a}t}, language = {de} } @phdthesis{Peterson2008, author = {Peterson, Lisa}, title = {CEACAM3-mediated phagocytosis of human-specific bacterial pathogens involves the adaptor molecule Nck}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-46378}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2008}, abstract = {Carcinoembryonic antigen-related cell adhesion molecules (CEACAMs) are exploited by human-specific pathogens to anchor themselves to or invade host cells. Interestingly, human granulocytes express a specific isoform, CEACAM3, that can direct efficient, opsonin-independent phagocytosis of CEACAM-binding Neisseria, Moraxella and Haemophilus species. As opsonin-independent phagocytosis of CEACAM-binding Neisseria depends on Src-family protein tyrosine kinase (PTK) phosphorylation of the CEACAM3 cytoplasmic domain, we hypothesized that an SH2-containing protein might be involved in CEACAM3-initiated, phagocytosis-promoting signals. Accordingly, we screened glutathione-S-transferase (GST) fusion proteins containing SH2 domains derived from a panel of signaling and adapter molecules for their ability to associate with CEACAM3. In vitro pull-down assays demonstrated that the SH2 domain of the adapter molecule Nck (GST-Nck SH2), but not other SH2 domains such as the Grb2 SH2 domain, interact with CEACAM3 in a phosphotyrosine-dependent manner. Either deletion of the cytoplasmic tail of CEACAM3, or point-mutation of a critical arginine residue in the SH2 domain of Nck (GST-NckSH2R308K) that disrupts phosphotyrosine binding, both abolished CEACAM3-Nck-SH2 interaction. Upon infection of human cells with CEACAM-binding Neisseria, full-length Nck comprising an SH2 and three SH3 domains co-localized with tyrosine phosphorylated CEACAM3 and associated bacteria as analyzed by immunofluorescence staining and confocal microscopy. In addition, Nck could be detected in CEACAM3 immunoprecipitates confirming the interaction in vivo. Importantly, overexpression of a GFP-fusion protein of the isolated Nck SH2 domain (GFP-Nck-SH2), but not GFP or GFP-Nck SH2 R308K reduced CEACAM3-mediated phagocytosis of CEACAM-binding Neisseria suggesting that the adaptor molecule Nck plays an important role in CEACAM3-initiated signaling leading to internalization and elimination of human-specific pathogens.}, subject = {Adaptorproteine}, language = {en} } @phdthesis{Schatz2010, author = {Schatz, Nicole}, title = {Identifizierung und Charakterisierung des BARB-4 Antigens}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-53631}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2010}, abstract = {Der humane, monoklonale IgG Antik{\"o}rper BARB-4 konnte mit Hilfe der Hybridomatechnologie aus einem an Magenkarzinom erkrankten Patienten isoliert werden. BARB-4 stellt aufgrund seiner Keimbahnkodierung einen Bestandteil der innaten Immunit{\"a}t dar und ist eines der wenigen tumorspezifischen IgG Immunglobuline, die diesem Teil des Immunsystems zugeordnet werden k{\"o}nnen. Innerhalb dieser Arbeit konnte die Zielstruktur des Antik{\"o}rpers identifiziert und n{\"a}her charakterisiert werden. Das BARB-4 Antigen wurde hierbei {\"u}ber ein affinit{\"a}tschromatographisches Verfahren aus Tumorzellmembranextrakten aufgereinigt und anschließend mittels MALDI-MS {\"u}ber die Peptidmassen-Fingerprint Methode analysiert. Das dabei isolierte Protein konnte eindeutig als humanes TAF15 identifiziert werden. Diese auf der Zellmembran von Tumoren exprimierte TAF15 Variante besitzt ein Molekulargewicht von etwa 78 kDa. Sie kommt im Gegensatz zum Wildtyp exklusiv in Tumorzellen vor und konnte nicht in Normalgewebe nachgewiesen werden. Immunhistochemische Untersuchungen mit BARB-4 und Anti-TAF15 Antik{\"o}rper auf Tumor- und Normalgewebe deuteten dabei auf eine Koexistenz von Wildtyp und tumorspezifischer TAF15-Variante in malignem Gewebe hin und legten somit eine tumorspezifische Modifikation des TAF15BARB-4 nahe. Ein Carbohydrat-Epitop, wie es sehr h{\"a}ufig bei den nat{\"u}rlichen IgM Antik{\"o}rpern vorkommt, konnte hier jedoch ausgeschlossen werden. In funktionellen Analysen konnte gezeigt werden, dass die Bindung des BARB-4 Antik{\"o}rpers auf Tumorzellen einen Einfluss auf diverse zellul{\"a}re Prozesse aus{\"u}bt. Durch die Bindung hemmte der Antik{\"o}rper das Zellwachstum von Tumorzellen und induzierte deren Apoptose. Weitere interessante Eigenschaften des BARB-4, die bei Tumorzellen beobachtet werden konnten, sind vor allem f{\"u}r metastasierende Zellen von Bedeutung. Nach erfolgter Antik{\"o}rperinkubation konnte bei Tumorzellen eine Inhibierung der Zelladh{\"a}sion und der Zellbeweglichkeit nachgewiesen werden. Diese beiden zellul{\"a}ren Prozesse sind wichtig f{\"u}r sich im K{\"o}rper ausbreitende, maligne Zellen. In allen durchgef{\"u}hrten Analysen handelte es sich um vom Antik{\"o}rper direkt vermittelte Effekte. Weitere Untersuchungen wurden durchgef{\"u}hrt, um das Bindungsverhalten des Antik{\"o}rpers genauer charakterisieren zu k{\"o}nnen. Immunfluoreszenzanalysen zeigten dabei, dass der Antik{\"o}rper BARB-4 nach der Bindung an die Tumorzellmembran internalisiert wird. Die Erforschung des BARB-4 Antik{\"o}rpers und seiner Zielstruktur TAF15BARB-4 auf Krebszellen erm{\"o}glicht sowohl neue Einblicke in die Funktionsweise der innaten Immunit{\"a}t als auch neue Optionen f{\"u}r die zielgerichtete Tumortherapie. Die Identifizierung einer extrazellul{\"a}ren, tumorspezifischen TAF15 Variante bietet eine neue M{\"o}glichkeit f{\"u}r Diagnostik- und Therapieans{\"a}tze. Durch die exklusive Expression auf Tumorzellen erm{\"o}glicht diese TAF15-Variante gezielt maligne Zellen zu attackieren ohne dabei gesunde Zellen zu beeinflussen. Durch das Vorkommen des TAF15BARB-4 in den verschiedensten Tumorentit{\"a}ten k{\"o}nnte diese Zielstruktur f{\"u}r die Therapie vieler unterschiedlicher, maligner Erkrankungen genutzt werden. Aufgrund seiner funktionellen Eigenschaften, wie der Hemmung der Tumorzellmotilit{\"a}t und Tumorzelladh{\"a}sion, k{\"o}nnte der BARB-4 Antik{\"o}rper besonders f{\"u}r die Pr{\"a}vention einer Metastasierung von Bedeutung sein.}, subject = {Antigen}, language = {de} } @phdthesis{TawkTaouk2018, author = {Tawk [Taouk], Caroline S.}, title = {The role of host-stress in the infection by the bacterial pathogen \(Shigella\) \(flexneri\)}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-151107}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2018}, abstract = {The human-bacterial pathogen interaction is a complex process that results from a prolonged evolutionary arms race in the struggle for survival. The pathogen employs virulence strategies to achieve host colonization, and the latter counteracts using defense programs. The encounter of both organisms results in drastic physiological changes leading to stress, which is an ancient response accompanying infection. Recent evidence suggests that the stress response in the host converges with the innate immune pathways and influences the outcome of infection. However, the contribution of stress and the exact mechanism(s) of its involvement in host defense remain to be elucidated. Using the model bacterial pathogen Shigella flexneri, and comparing it with the closely related pathogen Salmonella Typhimurium, this study investigated the role of host stress in the outcome of infection. Shigella infection is characterized by a pronounced pro-inflammatory response that causes intense stress in host tissues, particularly the intestinal epithelium, which constitutes the first barrier against Shigella colonization. In this study, inflammatory stress was simulated in epithelial cells by inducing oxidative stress, hypoxia, and cytokine stimulation. Shigella infection of epithelial cells exposed to such stresses was strongly inhibited at the adhesion/binding stage. This resulted from the depletion of sphingolipidrafts in the plasma membrane by the stress-activated sphingomyelinases. Interestingly, Salmonella adhesion was not affected, by virtue of its flagellar motility, which allowed the gathering of bacteria at remaining membrane rafts. Moreover, the intracellular replication of Shigella lead to a similar sphingolipid-raft depletion in the membrane across adjacent cells inhibiting extracellular bacterial invasion. Additionally, this study shows that Shigella infection interferes with the host stress granule-formation in response to stress. Interestingly, infected cells exhibited a nuclear depletion of the global RNA-binding stress-granule associated proteins TIAR and TIA-1 and their accumulation in the cytoplasm. Overall, this work investigated different aspects of the host stress-response in the defense against bacterial infection. The findings shed light on the importance of the host stress-pathways during infection, and improve the understanding of different strategies in host-pathogen interaction.}, subject = {Shigella flexneri}, language = {en} }