@article{RemmeleLutherBalkenholetal.2015,
  author    = {Remmele, Christian W. and Luther, Christian H. and Balkenhol, Johannes and Dandekar, Thomas and M{\"u}ller, Tobias and Dittrich, Marcus T.},
  title     = {Integrated inference and evaluation of host-fungi interaction networks},
  series = {Frontiers in Microbiology},
  volume    = {6},
  journal   = {Frontiers in Microbiology},
  number    = {764},
  doi       = {10.3389/fmicb.2015.00764},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-148278},
  year      = {2015},
  abstract  = {Fungal microorganisms frequently lead to life-threatening infections. Within this group of pathogens, the commensal Candida albicans and the filamentous fungus Aspergillus fumigatus are by far the most important causes of invasive mycoses in Europe. A key capability for host invasion and immune response evasion are specific molecular interactions between the fungal pathogen and its human host. Experimentally validated knowledge about these crucial interactions is rare in literature and even specialized host pathogen databases mainly focus on bacterial and viral interactions whereas information on fungi is still sparse. To establish large-scale host fungi interaction networks on a systems biology scale, we develop an extended inference approach based on protein orthology and data on gene functions. Using human and yeast intraspecies networks as template, we derive a large network of pathogen host interactions (PHI). Rigorous filtering and refinement steps based on cellular localization and pathogenicity information of predicted interactors yield a primary scaffold of fungi human and fungi mouse interaction networks. Specific enrichment of known pathogenicity-relevant genes indicates the biological relevance of the predicted PHI. A detailed inspection of functionally relevant subnetworks reveals novel host fungal interaction candidates such as the Candida virulence factor PLB1 and the anti-fungal host protein APP. Our results demonstrate the applicability of interolog-based prediction methods for host fungi interactions and underline the importance of filtering and refinement steps to attain biologically more relevant interactions. This integrated network framework can serve as a basis for future analyses of high-throughput host fungi transcriptome and proteome data.},
  language  = {en}
}
@article{IrmerTarazonaSasseetal.2015,
  author    = {Irmer, Henriette and Tarazona, Sonia and Sasse, Christoph and Olbermann, Patrick and Loeffler, J{\"u}rgen and Krappmann, Sven and Conesa, Ana and Braus, Gerhard H.},
  title     = {RNAseq analysis of Aspergillus fumigatus in blood reveals a just wait and see resting stage behavior},
  series = {BMC Genomics},
  volume    = {16},
  journal   = {BMC Genomics},
  number    = {640},
  doi       = {10.1186/s12864-015-1853-1},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-151390},
  year      = {2015},
  abstract  = {Background: Invasive aspergillosis is started after germination of Aspergillus fumigatus conidia that are inhaled by susceptible individuals. Fungal hyphae can grow in the lung through the epithelial tissue and disseminate hematogenously to invade into other organs. Low fungaemia indicates that fungal elements do not reside in the bloodstream for long. Results: We analyzed whether blood represents a hostile environment to which the physiology of A. fumigatus has to adapt. An in vitro model of A. fumigatus infection was established by incubating mycelium in blood. Our model allowed to discern the changes of the gene expression profile of A. fumigatus at various stages of the infection. The majority of described virulence factors that are connected to pulmonary infections appeared not to be activated during the blood phase. Three active processes were identified that presumably help the fungus to survive the blood environment in an advanced phase of the infection: iron homeostasis, secondary metabolism, and the formation of detoxifying enzymes. Conclusions: We propose that A. fumigatus is hardly able to propagate in blood. After an early stage of sensing the environment, virtually all uptake mechanisms and energy-consuming metabolic pathways are shut-down. The fungus appears to adapt by trans-differentiation into a resting mycelial stage. This might reflect the harsh conditions in blood where A. fumigatus cannot take up sufficient nutrients to establish self-defense mechanisms combined with significant growth.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{BeitzenHeineke2015,
  author    = {Beitzen-Heineke, Antonia},
  title     = {Invariant Natural Killer T cells possess immune-modulating functions during \(Aspergillus\) \(fumigatus\) infection},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-144966},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2015},
  abstract  = {Aspergillus fumigatus is the most common cause for invasive fungal infections, a disease associated with high mortality in immune-compromised patients. CD1d-restricted invariant Natural Killer T (iNKT) cells compose a small subset of T cells known to impact the immune response towards various infectious pathogens. To investigate the role of human iNKT cells during A. fumigatus infection, we studied their activation as determined by CD69 expression and cytokine production in response to distinct fungal morphotypes in the presence of different CD1d⁺ antigen presenting cells using flow cytometry and multiplex ELISA. Among CD1d⁺ subpopulations, CD1d⁺CD1c⁺ mDCs showed the highest potential to activate iNKT cells on a per cell basis. The presence of A. fumigatus decreased this effect of CD1d⁺CD1c⁺ mDCs on iNKT cells and led to reduced secretion of TNF-α, G-CSF and RANTES. Production of other Th1 and Th2 cytokines was not affected by the fungus, suggesting an immune-modulating function for human iNKT cells during A. fumigatus infection.},
  subject      = {Aspergillus fumigatus},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Gundel2015,
  author    = {Gundel, Daniel},
  title     = {Interaktion humaner iNKT-Zellen mit dem Schimmelpilz Aspergillus fumigatus},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-134832},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2015},
  abstract  = {Nat{\"u}rliche Killer T-Zellen stellen ein verbindendes Element zwischen angeborener und adaptiver Immunit{\"a}t dar und sind durch die Expression von T- und NK-Zell-Markern, sowie eines invarianten T-Zell-Rezeptors charakterisiert. Damit erkennen sie Lipide, welche vorwiegend durch dendritische Zellen mittels des MHC-I-{\"a}hnlichen Molek{\"u}ls CD1d pr{\"a}sentiert werden. Die protektive Rolle von iNKT-Zellen bei Autoimmun- und malignen Erkrankungen ist nachgewiesen, ebenso ihre wichtige Aufgabe bei der Abwehr bakterieller, viraler und parasit{\"a}rer Pathogene. Inwiefern iNKT-Zellen mit Pilzen und im speziellen Aspergillus fumigatus (A. f.) interagieren ist jedoch unzureichend beschrieben. iNKT-Zellen gesunder Spender wurden ex vivo selektiv kultiviert und mit A. f. Konidien und Keimschl{\"a}uchen kokultiviert. Microarray-Analyse, bzw. Multiplex-ELISA fanden Anwendung, um eine durch A. f. induzierte differentielle Genexpression bzw. Zytokinsekretion bei iNKT-Zellen zu detektieren. Zus{\"a}tzlich wurde mittels Durchflusszytometrie gemessen, ob A. f. die Produktion des TH1-Zytokins IFN-γ beeinflusst. Schließlich wurde der fungizide Effekt von iNKT-Zellen auf A. f. via XTT-Assay quantifiziert. iNKT-Zellen zeigten einen ausgepr{\"a}gten fungiziden Effekt auf A. f. Keimschl{\"a}uche, welcher mit einem hohen Anteil IFN-γ+ iNKT-Zellen vergesellschaftet war. Hingegen zeigte sich kein Stimulus-spezifisches Zytokinsekretionsmuster. Besonders Keimschl{\"a}uche induzierten eine differentielle Genexpression bei iNKT-Zellen. Diese war gekennzeichnet durch eine Hochregulierung von Genen des anaeroben Glukosemetabolismus. Als Zeichen einer m{\"o}glicherweise lokalen Hypoxie waren VEGFA hoch-, bzw. CCL15 in ihrer Transkription herunterreguliert. Vor dem Hintergrund einer unbefriedigend hohen Mortalit{\"a}t der durch A. f. verursachten invasiven Aspergillose k{\"o}nnen diese ersten Ergebnisse der Interaktion des Schimmelpilzes mit iNKT-Zellen Grundlage f{\"u}r weitere Untersuchungen sein, um deren Wechselwirkung besser zu verstehen und m{\"o}glicherweise zur Verbesserung der Therapie der Aspergillose beizutragen.},
  subject      = {Aspergillus fumigatus},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Semmlinger2015,
  author    = {Semmlinger, Anna},
  title     = {Der Einfluss von Hyperthermie auf die Interaktion humaner dendritischer Zellen mit Aspergillus fumigatus},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-127481},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2015},
  abstract  = {Der Schimmelpilz Aspergillus (A.) fumigatus stellt den h{\"a}ufigsten Erreger der invasiven Aspergillose (IA) dar, die vor allem bei immunsupprimierten Patienten auftritt. Unter den unspezifischen klinischen Symptomen dieser Erkrankung ist Fieber das h{\"a}ufigste. Dennoch wurden physiologische Aspekte wie eine erh{\"o}hte K{\"o}rpertemperatur in Arbei-ten zur Interaktion menschlicher Immunzellen mit A. fumigatus bisher nicht ber{\"u}ck-sichtigt. Zahlreiche Studien konnten den Einfluss einer erh{\"o}hten Temperatur auf den Verlauf von Infektionserkrankungen in vivo sowie auf die Funktionen verschiedener Immunzellen - einschließlich dendritischer Zellen (DCs) - in vitro zeigen. DCs spielen eine wichtige Rolle in der Immunabwehr gegen{\"u}ber A. fumigatus, ihre besondere Be-deutung liegt in der Verkn{\"u}pfung der angeborenen mit der erworben Immunantwort. Ziel dieser Arbeit war die in vitro Analyse des Einflusses einer erh{\"o}hten Temperatur auf die Immunantwort humaner DCs gegen{\"u}ber A. fumigatus. Dazu wurden DCs mit A. fumigatus oder Zymosan, einem ß-1,3-Glucan, bei Normo- (37 °C) und Hyperthermie (40 °C) f{\"u}r bis zu 24 h inkubiert und spezifische DC-Funktionen charakterisiert. Hierbei tolerierten DCs die Inkubation und Stimulation unter Hyperthermie ohne signifikanten Viabilit{\"a}tsverlust. Die Zytokinexpression und -sekretion durch A. fumigatus-Stimulation wurde durch Hyperthermie nicht signifikant ver{\"a}ndert. Die F{\"a}higkeit zur Aufnahme von A. fumigatus-Konidien wurde durch eine kurzzeitige (1 h) Hyperthermie nicht beein-flusst, l{\"a}ngerfristige (24 h) Hyperthermie reduzierte diese F{\"a}higkeit jedoch signifikant. Ebenso bestand unter Hyperthermie eine verst{\"a}rkte Expression von CD86 und HLA-DR auf unstimulierten DCs sowie von CD80, CD86 und HLA-DR auf stimulierten DCs. Die reduzierte Aufnahmekapazit{\"a}t f{\"u}r A. fumigatus-Konidien und die verst{\"a}rkte Expression der kostimulatorischen Molek{\"u}le unter Hyperthermie zeigten, dass Hyper-thermie in vitro einen reiferen Ph{\"a}notyp unstimulierter DCs bewirkt sowie die DC-Reifung durch A. fumigatus-Stimulation verst{\"a}rken kann. Diese reiferen DCs k{\"o}nnten zu einer verbesserten T-Zell-Aktivierung und Abwehr von A. fumigatus und zu einem verbesserten Outcome der IA beitragen. Außerdem k{\"o}nnte Hyperthermie als Adjuvans zur in vitro Generierung A. fumigatus-spezifischer DCs eingesetzt werden.},
  subject      = {Aspergillose},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Czakai2015,
  author    = {Czakai, Kristin Bernadette},
  title     = {Interaktionen des humanpathogenen Pilzes Aspergillus fumigatus mit dem angeborenen Immunsystem und Thrombozyten},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-117496},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2015},
  abstract  = {Pilze sind in unserer Umwelt allgegenw{\"a}rtig und besiedeln im Fall von Candida albicans (C. albicans) sogar bei {\"u}ber 50\% der Menschen die Schleimh{\"a}ute, w{\"a}hrend Sporen von Aspergillus fumigatus (A. fumigatus) t{\"a}glich {\"u}ber die Atmung in die Lunge des Menschen gelangen. Dennoch sind Erkrankungen, die durch diese zwei Pilze ausgel{\"o}st werden, bei gesunden Menschen selten. Ist jedoch das Immunsystem beeintr{\"a}chtigt, k{\"o}nnen diese Pilze zu systemischen und damit lebensbedrohlichen Erkrankungen wie der invasiven Aspergillose und der systemischen Candidiasis f{\"u}hren. F{\"u}r eine Verbesserung der Behandlung solcher Infektionen ist das genaue Verst{\"a}ndnis der Immunabwehrmechanismen entscheidend. Da A. fumigatus {\"u}ber die Lunge in den K{\"o}rper gelangt, wurden in dieser Arbeit die h{\"a}ufigsten Immunzellen der Lunge, die Makrophagen, und deren Immunantwort auf A. fumigatus untersucht. Parallel hierzu wurden dendritische Zellen (DCs) verwendet, die als Br{\"u}cke zwischen dem angeborenen und adaptiven Immunsystem wirken. Ein besonderes Augenmerk wurde hierbei auf A. fumigatus induzierte Genexpressions{\"a}nderungen und deren Regulationsmechanismen gelegt. Dabei wurden kurze, regulatorische RNAs, die sogenannten miRNAs, untersucht, die eine wichtige Rolle in der post-transkriptionalen Genregulation spielen. Bislang ist nur wenig {\"u}ber die miRNA-abh{\"a}ngigen Genregulationen in DCs, die auf eine Infektion mit A. fumigatus oder C. albicans reagieren, bekannt. Um alle durch A. fumigatus und C. albicans regulierten miRNAs zu identifizieren, wurden DCs mit A. fumigatus und C. albicans ko-kultiviert und anschließend eine Komplettsequenzierung der kurzen RNAs durchgef{\"u}hrt. Die Pilz-spezifische Induktion der miRNA-Regulation wurde zudem mit der miRNA-Regulation durch den bakteriellen Zellwandbestandteil Lipopolysaccharid verglichen. Durch die Stimulation mit Keimschl{\"a}uchen von A. fumigatus wurden die miRNAs miR-132-3p/5p, miR-155-5p, miR129-2-3p, miR-129-5p, miR-212-3p/5p und miR-9-5p in DCs induziert. Diese wurden ebenfalls durch C. albicans induziert, zudem noch die miRNAs miR-147a und miR-147b. Spezifisch f{\"u}r A. fumigatus war die Regulation der miR-129-2-3p. Neben dem miRNA-Profiling wurde auch das mRNA-Transkriptom {\"u}ber Microarrays analysiert und dadurch 18 potentielle Zielgene der Pilz-induzierten miRNAs identifiziert. Neben den Elementen der Translationsregulation wurden auch die Transkriptionsfaktoren untersucht. Als einziger unter den 60 regulierten Transkriptionsfaktoren zeigte KLF4 eine ver{\"a}nderte Expressionsrichtung in DCs, die mit Pilzen oder LPS behandelt waren. W{\"a}hrend die Stimulation mit LPS die Expression von KLF4 induzierte, wurde es durch die Pilze A. fumigatus und C. albicans reprimiert. In einer Untersuchung der unterschiedlichen A. fumigatus-Rezeptoren, wurde deren Einfluss auf die KLF4-Regulation gezeigt. W{\"a}hrend TLR4-Liganden KLF4 induzierten, f{\"u}hrten Liganden, die an die Rezeptoren TLR2/TLR1 und Dectin-1 binden, zu einer Reduktion von KLF4. Nach einem erfolgreich etablierten KLF4-knock-down mittels RNA-Interferenz wurden KLF4-Zielgene untersucht. W{\"a}hrend kein bzw. nur ein geringer Effekt auf die Genexpression von CCL2, RANTES, CXCL10 und TNF beobachtet wurde, sorgte der KLF4 knock-down f{\"u}r eine hoch signifikante Reduktion der IL6-Genexpression in LPS-stimulierten DCs. Um die KLF4-Regulation weiter zu untersuchen, wurde zudem eine weitere Zellpopulation des angeborenen Immunsystems, die Makrophagen, verwendet. Auch hier wurde die Immunantwort gegen A. fumigatus analysiert. Zudem wurde die Rolle der Thrombozyten als Immunmediatoren betrachtet. Zuerst wurde ein Zytokinprofil des pl{\"a}ttchenreichen Plasmas (PRP), das mit A. fumigatus stimuliert wurde, erstellt. In diesem konnte nur RANTES in hoher Konzentration nachgewiesen werden. Daraufhin wurde der Einfluss von PRP auf die Reifung von DCs, die Phagozytosef{\"a}higkeit von Makrophagen und DCs sowie der Einfluss von DCs und Makrophagen auf die metabolische Aktivit{\"a}t von A. fumigatus in An- und Abwesenheit von pl{\"a}ttchenreichem Plasma untersucht. Es konnte eine gering verst{\"a}rkte Reifung der DCs durch PRP gezeigt werden. Isolierte Thrombozyten konnten die Phagozytose von DCs steigern, w{\"a}hrend Makrophagen durch PRP verst{\"a}rkt Konidien phagozytierten. In einem genomweiten Transkriptomprofiling wurde die Immunantwort von DCs und Makrophagen verglichen. Zudem wurde untersucht, wie PRP die Immunantwort dieser Immunzellen beeinflusst. Es wurden 2 bzw. 24 Gene identifiziert, die signifikant in A. fumigatus-stimulierten DCs und Makrophagen reguliert waren. Hierbei wurde gezeigt, dass KLF4 durch die Zugabe von PRP herabreguliert wurde. Das zuvor beschriebene Zielgen IL6 wurde durch PRP in A. fumigatus-stimulierten DCs gegen{\"u}ber stimulierten DCs ohne PRP deutlich reduziert, wodurch sich eine immunmodulatorische F{\"a}higkeit des PRP zeigte. Die Induktion von IL-6, weiteren Zytokinen und der Reifemarker durch A. fumigatus in DCs wurden zudem in einem Booleschen Modell simuliert. Dieses Modell soll in Zukunft Vorhersagen {\"u}ber experimentelle Ergebnisse und dadurch eine optimale Versuchsvorbereitung erm{\"o}glichen.},
  subject      = {Aspergillus fumigatus},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Fliesser2015,
  author    = {Fließer, Mirjam},
  title     = {Hypoxia and hypoxia-inducible factor 1α modulate the immune response of human dendritic cells against Aspergillus fumigatus},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-121392},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2015},
  abstract  = {The mold Aspergillus fumigatus causes life-threatening infections in immunocompromised patients. Over the past decade new findings in research have improved our understanding of A. fumigatus-host interactions. One of them was the detection of localized areas of tissue hypoxia in the lungs of mice infected with A. fumigatus. The transcription factor hypoxia-inducible factor 1α (HIF 1α) is known as the central regulator of cellular responses to hypoxia. Under normoxia, this constitutively expressed protein is degraded by oxygen-dependent mechanisms in most mammalian cell types. Interaction with pathogens can induce HIF 1α stabilization under normoxic conditions in innate immune cells. Bacterial infection models revealed that hypoxic microenvironments and signaling via HIF 1α modulate functions of host immune cells. Moreover, it was recently described that in murine phagocytes, HIF 1α expression is essential to overcome an A. fumigatus infection. However, the influence of hypoxia and the role of HIF 1α signaling for anti-A. fumigatus immunity is still poorly understood, especially regarding dendritic cells (DCs), which are important regulators of anti-fungal immunity. In this study, the functional relevance of hypoxia and HIF 1α signaling in the response of human DCs against A. fumigatus has been investigated. Hypoxia attenuated the pro-inflammatory response of DCs against A. fumigatus during the initial infection as shown by genome-wide microarray expression analyses and cytokine quantification. The up-regulation of maturation-associated molecules on DCs stimulated with A. fumigatus under hypoxia was reduced; however, these DCs possessed an enhanced capacity to stimulate T cells. This study thereby revealed divergent influence of hypoxia on anti-A. fumigatus DC functions that included both, inhibiting and enhancing effects. HIF-1α was stabilized in DCs following stimulation with A. fumigatus under normoxic and hypoxic conditions. This stabilization was partially dependent on Dectin-1, the major receptor for A. fumigatus on human DCs. Using siRNA-based HIF 1α silencing combined with gene expression microarrays, a modulatory effect of HIF-1α on the anti-fungal immune response of human DCs was identified. Specifically, the transcriptomes of HIF-1α silenced DCs indicated that HIF-1α enhanced DC metabolism and cytokine release in response to A. fumigatus under normoxic and hypoxic conditions. This was confirmed by further down-stream analyses that included quantification of glycolytic activity and cytokine profiling of DCs. By that, this study demonstrated functional relevance of HIF 1α expression in DCs responding to A. fumigatus. The data give novel insight into the cellular functions of HIF 1α in human DCs that include regulation of the anti-fungal immune response under normoxia and hypoxia. The comprehensive transcriptome datasets in combination with the down-stream protein analyses from this study will promote further investigations to further characterize the complex interplay between hypoxia, activation of Dectin-1 and HIF-1α signaling in host responses against A. fumigatus.},
  subject      = {Immunologie},
  language  = {en}
}