TY - JOUR A1 - Bousquet, J. A1 - Onorato, G. L. A1 - Bachert, C. A1 - Barbolini, M. A1 - Bedbrook, A. A1 - Bjermer, L. A1 - Correia de Sousa, J. A1 - Chavannes, N. H. A1 - Cruz, A. A. A1 - De Manuel Keenoy, E. A1 - Devillier, P. A1 - Fonseca, J. A1 - Hun, S. A1 - Kostka, T. A1 - Hellings, P. W. A1 - Illario, M. A1 - Ivancevich, J. C. A1 - Larenas-Linnemann, D. A1 - Millot-Keurinck, J. A1 - Ryan, D. A1 - Samolinski, B. A1 - Sheikh, A. A1 - Yorgancioglu, A. A1 - Agache, I. A1 - Arnavielhe, S. A1 - Bewick, M. A1 - Annesi-Maesano, I. A1 - Anto, J. M. A1 - Bergmann, K. C. A1 - Bindslev-Jensen, C. A1 - Bosnic-Anticevich, S. A1 - Bouchard, J. A1 - Caimmi, D. P. A1 - Camargos, P. A1 - Canonica, G. W. A1 - Cardona, V. A1 - Carriazo, A. M. A1 - Cingi, C. A1 - Cogan, E. A1 - Custovic, A. A1 - Dahl, R. A1 - Demoly, P. A1 - De Vries, G. A1 - Fokkens, W. J. A1 - Fontaine, J. F. A1 - Gemicioğlu, B. A1 - Guldemond, N. A1 - Gutter, Z. A1 - Haahtela, T. A1 - Hellqvist-Dahl, B. A1 - Jares, E. A1 - Joos, G. A1 - Just, J. A1 - Khaltaev, N. A1 - Keil, T. A1 - Klimek, L. A1 - Kowalski, M. L. A1 - Kull, I. A1 - Kuna, P. A1 - Kvedariene, V. A1 - Laune, D. A1 - Louis, R. A1 - Magnan, A. A1 - Malva, J. A1 - Mathieu-Dupas, E. A1 - Melén, E. A1 - Menditto, E. A1 - Morais-Almeida, M. A1 - Mösges, R. A1 - Mullol, J. A1 - Murray, R. A1 - Neffen, H. A1 - O'Hehir, R. A1 - Palkonen, S. A1 - Papadopoulos, N. G. A1 - Passalacqua, G. A1 - Pépin, J. L. A1 - Portejoie, F. A1 - Price, D. A1 - Pugin, B. A1 - Raciborski, F. A1 - Simons, F. E. R. A1 - Sova, M. A1 - Spranger, O. A1 - Stellato, C. A1 - Todo Bom, A. A1 - Tomazic, P. V. A1 - Triggiani, M. A1 - Valero, A. A1 - Valovirta, E. A1 - VandenPlas, O. A1 - Valiulis, A. A1 - van Eerd, M. A1 - Ventura, M. T. A1 - Wickmann, M. A1 - Young, I. A1 - Zuberbier, T. A1 - Zurkuhlen, A. A1 - Senn, A. T1 - CHRODIS criteria applied to the MASK (MACVIA-ARIA Sentinel NetworK) Good Practice in allergic rhinitis: a SUNFRAIL report JF - Clinical and Translational Allergy N2 - A Good Practice is a practice that works well, produces good results, and is recommended as a model. MACVIA-ARIA Sentinel Network (MASK), the new Allergic Rhinitis and its Impact on Asthma (ARIA) initiative, is an example of a Good Practice focusing on the implementation of multi-sectoral care pathways using emerging technologies with real life data in rhinitis and asthma multi-morbidity. The European Union Joint Action on Chronic Diseases and Promoting Healthy Ageing across the Life Cycle (JA-CHRODIS) has developed a checklist of 28 items for the evaluation of Good Practices. SUNFRAIL (Reference Sites Network for Prevention and Care of Frailty and Chronic Conditions in community dwelling persons of EU Countries), a European Union project, assessed whether MASK is in line with the 28 items of JA-CHRODIS. A short summary was proposed for each item and 18 experts, all members of ARIA and SUNFRAIL from 12 countries, assessed the 28 items using a Survey Monkey-based questionnaire. A visual analogue scale (VAS) from 0 (strongly disagree) to 100 (strongly agree) was used. Agreement equal or over 75% was observed for 14 items (50%). MASK is following the JA-CHRODIS recommendations for the evaluation of Good Practices. KW - Medicine KW - Rhinitis KW - Asthma KW - CHRODIS KW - ARIA KW - MASK KW - Sunfrail KW - Good Practices Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-173527 VL - 2017 IS - 7 ER - TY - JOUR A1 - Garcia-Larsen, Vanessa A1 - Arthur, Rhonda A1 - Potts, James F. A1 - Howarth, Peter H. A1 - Ahlström, Matti A1 - Haahtela, Tari A1 - Loureiro, Carlos A1 - Bom, Ana Todo A1 - Brożek, Grzegorz A1 - Makowska, Joanna A1 - Kowalski, Marek L. A1 - Thilsing, Trine A1 - Keil, Thomas A1 - Matricardi, Paolo M. A1 - Torén, Kjell A1 - van Zele, Thibaut A1 - Bachert, Claus A1 - Rymarczyk, Barbara A1 - Janson, Christer A1 - Forsberg, Bertil A1 - Niżankowska-Mogilnicka, Ewa A1 - Burney, Peter G. J. T1 - Is fruit and vegetable intake associated with asthma or chronic rhino-sinusitis in European adults? Results from the Global Allergy and Asthma Network of Excellence (GA\(^2\)LEN) Survey JF - Clinical and Translational Allergy N2 - Background: Fruits and vegetables are rich in compounds with proposed antioxidant, anti-allergic and anti-inflammatory properties, which could contribute to reduce the prevalence of asthma and allergic diseases. Objective: We investigated the association between asthma, and chronic rhino-sinusitis (CRS) with intake of fruits and vegetables in European adults. Methods: A stratified random sample was drawn from the Global Allergy and Asthma Network of Excellence (GA\(^2\)LEN) screening survey, in which 55,000 adults aged 15–75 answered a questionnaire on respiratory symptoms. Asthma score (derived from self-reported asthma symptoms) and CRS were the outcomes of interest. Dietary intake of 22 subgroups of fruits and vegetables was ascertained using the internationally validated GA\(^2\)LEN Food Frequency Questionnaire. Adjusted associations were examined with negative binomial and multiple regressions. Simes procedure was used to control for multiple testing. Results: A total of 3206 individuals had valid data on asthma and dietary exposures of interest. 22.8% reported having at least 1 asthma symptom (asthma score ≥1), whilst 19.5% had CRS. After adjustment for potential confounders, asthma score was negatively associated with intake of dried fruits (β-coefficient −2.34; 95% confidence interval [CI] −4.09, −0.59), whilst CRS was statistically negatively associated with total intake of fruits (OR 0.73; 95% CI 0.55, 0.97). Conversely, a positive association was observed between asthma score and alliums vegetables (adjusted β-coefficient 0.23; 95% CI 0.06, 0.40). None of these associations remained statistically significant after controlling for multiple testing. Conclusion and clinical relevance: There was no consistent evidence for an association of asthma or CRS with fruit and vegetable intake in this representative sample of European adults. KW - Fruits KW - Vegetables KW - Asthma KW - Chronic rhino‑sinusitis KW - Adults KW - Europe KW - Meta‑analysis KW - GA\(^2\)LEN Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-180887 VL - 7 ER - TY - JOUR A1 - Fröhlich, M. A1 - Pinart, M. A1 - Keller, T. A1 - Reich, A. A1 - Cabieses, B. A1 - Hohmann, C. A1 - Postma, D. S. A1 - Bousquet, J. A1 - Antó, J. M. A1 - Keil, T. A1 - Roll, S. T1 - Is there a sex-shift in prevalence of allergic rhinitis and comorbid asthma from childhood to adulthood? A meta-analysis JF - Clinical and Translational Allergy N2 - Background: Allergic rhinitis and asthma as single entities affect more boys than girls in childhood but more females in adulthood. However, it is unclear if this prevalence sex-shift also occurs in allergic rhinitis and concurrent asthma. Thus, our aim was to compare sex-specifc differences in the prevalence of coexisting allergic rhinitis and asthma in childhood, adolescence and adulthood. Methods: Post-hoc analysis of systematic review with meta-analysis concerning sex-specific prevalence of allergic rhinitis. Using random-effects meta-analysis, we assessed male–female ratios for coexisting allergic rhinitis and asthma in children (0–10 years), adolescents (11–17) and adults (> 17). Electronic searches were performed using MEDLINE and EMBASE for the time period 2000–2014. We included population-based observational studies, reporting coexisting allergic rhinitis and asthma as outcome stratifed by sex. We excluded non-original or non-population-based studies, studies with only male or female participants or selective patient collectives. Results: From a total of 6539 citations, 10 studies with a total of 93,483 participants met the inclusion criteria. The male–female ratios (95% CI) for coexisting allergic rhinitis and asthma were 1.65 (1.52; 1.78) in children (N = 6 studies), 0.61 (0.51; 0.72) in adolescents (N = 2) and 1.03 (0.79; 1.35) in adults (N = 2). Male–female ratios for allergic rhinitis only were 1.25 (1.19; 1.32, N = 5) in children, 0.80 (0.71; 0.89, N = 2) in adolescents and 0.98 (0.74; 1.30, N = 2) in adults, respectively. Conclusions: The prevalence of coexisting allergic rhinitis and asthma shows a clear male predominance in childhood and seems to switch to a female predominance in adolescents. This switch was less pronounced for allergic rhinitis only. KW - Medicine KW - Allergic rhinitis KW - Asthma KW - Multimorbidity KW - Prevalence KW - Systematic review Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-172508 VL - 7 ER - TY - JOUR A1 - Triphan, Simon M. F. A1 - Jobst, Bertram J. A1 - Anjorin, Angela A1 - Sedlaczek, Oliver A1 - Wolf, Ursula A1 - Terekhov, Maxim A1 - Hoffmann, Christian A1 - Ley, Sebastian A1 - Düber, Christoph A1 - Biederer, Jürgen A1 - Kauczor, Hans-Ulrich A1 - Jakob, Peter M. A1 - Wielpütz, Mark O. T1 - Reproducibility and comparison of oxygen-enhanced T\(_1\) quantification in COPD and asthma patients JF - PLoS ONE N2 - T\(_1\) maps have been shown to yield useful diagnostic information on lung function in patients with chronic obstructive pulmonary disease (COPD) and asthma, both for native T\(_1\) and ΔT\(_1\), the relative reduction while breathing pure oxygen. As parameter quantification is particularly interesting for longitudinal studies, the purpose of this work was both to examine the reproducibility of lung T\(_1\) mapping and to compare T\(_1\) found in COPD and asthma patients using IRSnapShotFLASH embedded in a full MRI protocol. 12 asthma and 12 COPD patients (site 1) and further 15 COPD patients (site 2) were examined on two consecutive days. In each patient, T\(_1\) maps were acquired in 8 single breath-hold slices, breathing first room air, then pure oxygen. Maps were partitioned into 12 regions each to calculate average values. In asthma patients, the average T\(_{1,RA}\) = 1206ms (room air) was reduced to T\(_{1,O2}\) = 1141ms under oxygen conditions (ΔT\(_1\) = 5.3%, p < 5⋅10\(^{−4})\), while in COPD patients both native T\(_{1,RA}\) = 1125ms was significantly shorter (p < 10\(^{−3})\) and the relative reduction to T\(_{1,O2}\) = 1081ms on average ΔT\(_1\) = 4.2%(p < 10\(^{−5}\)). On the second day, with T\(_{1,RA}\) = 1186ms in asthma and T\(_{1,RA}\) = 1097ms in COPD, observed values were slightly shorter on average in all patient groups. ΔT\(_1\) reduction was the least repeatable parameter and varied from day to day by up to 23% in individual asthma and 30% in COPD patients. While for both patient groups T\(_1\) was below the values reported for healthy subjects, the T\(_1\) and ΔT\(_1\) found in asthmatics lies between that of the COPD group and reported values for healthy subjects, suggesting a higher blood volume fraction and better ventilation. However, it could be demonstrated that lung T\(_1\) quantification is subject to notable inter-examination variability, which here can be attributed both to remaining contrast agent from the previous day and the increased dependency of lung T\(_1\) on perfusion and thus current lung state. KW - Medicine KW - Chronic obstrusive pulmonary disease KW - Asthma KW - Oxygen KW - Magnetic resonance imaging KW - Breathing KW - Pulmonary imaging KW - Protons KW - Diagnostic medicine Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-171833 VL - 12 IS - 2 ER - TY - THES A1 - Düchs, Matthias T1 - Effects of Toll-like receptor agonists on the pathogenesis of atopic asthma in mice T1 - Effekte von Toll-like Rezeptor Agonisten auf den Krankheitsverlauf von atopischen Asthma im Mausmodell N2 - In the last decades, both the incidence and the severity of asthma have steadily increased. Furthermore, available therapies only treat the symptoms but do not cure the disease. Immune modulation induced by TLR agonists may be a promising novel approach to effectively treat asthma as it targets the underlying immunopathology directly rather than one mediator alone. The aim of this thesis was to investigate if the immunostimulatory properties of Toll-like receptor (TLR) agonists can be utilized to develop novel therapeutic intervention strategies for the treatment of asthma using murine models of allergic inflammation. For this purpose five different TLR agonists were tested in preclinical mouse models of acute and chronic asthma, both in preventive and therapeutic settings. Firstly, TLR-2, 3, 4, 7/8 and 9 agonists were delivered intratracheally at different doses before pulmonary allergen exposure in the asthma model of acute inflammation. TLR9 agonist CpG-containing oligodeoxynucleotides (CpG) > TLR7 agonist Resiquimod (R848) > TLR3 agonists poly(I:C) strongly reduced allergen induced airway eosinophilia and IL-4 levels in a dose-dependent manner. All TLR agonists increased neutrophil numbers, TLR4 agonist lipopolysaccharide (LPS) > TLR2 agonist lipoteichonic acid (LTA) > poly(I:C) > CpG > R848 and, with the exception of R848, the amount of pro-inflammatory cytokines in the airways. Suppressive effects were not dependent upon IFN-γ and IL-10 or associated with increased numbers of regulatory T cells in the airways. All TLR agonists, except LTA, similarly reduced airway eosinophilia and IL-4 levels when applied therapeutically after allergen challenge. These results show that the TLR agonists have different suppressive effects on TH2 responses in the airways which further depend on the dose and the experimental setup in which they were tested. Interestingly, all agonists induced airway neutrophilia, albeit to different degrees, raising the question if TLR ligands are safe for human use when applied directly into the lung. Different TLR agonists are also being developed for human use as adjuvants combined with allergen in specific immunotherapy. Recent clinical data suggest that this may be achieved by induction of allergen-specific TH1 responses. For this reason, the ability of different TLR agonists to induce allergen-specific TH1 and suppress allergen-specific TH2 responses in a preclinical setting was investigated in this thesis. Different doses of the TLR agonists were applied together with allergen, then mice were exposed to allergen aerosol. CpG > LPS >LTA dose-dependently strongly suppressed the development of airway eosinophilia with poly(I:C) and R848 having no effect. The decrease in eosinophilic numbers was associated withincreased neutrophils present in the airways. IL-4 and IL-5 levels in the bronchoalveolar lavage fluid were also decreased when poly(I:C), LPS, and CpG were used. All TLR agonists increased allergen-specific IgG2a, and with the exception of poly(I:C), reduced allergen-specific IgE levels in the serum. Cutaneous anaphylaxis to allergen was completely prevented when LPS or CpG were given as adjuvant. The strongest TH1 responses were induced by CpG and poly(I:C), characterized by the presence of IFN-γ in the bronchoalveolar lavage and the highest allergen-specific IgG2a levels in the serum. This data supports approaches to use TLR9 or TLR4 agonists for human therapy as adjuvant in combination with allergen in novel specific immunotherapy formulations. In the last part of the thesis, it was investigated if TLR activation can also affect the pathology of severe chronic asthma. Therapeutic administration of R848 or CpG reduced features of inflammation and remodeling. Both agonists showed superior effects to dexamethasone, with CpG being more efficient than R848. This result again supports a TLR9-based therapy as a viable option for the treatment of severe chronic asthma which may present a potential alternative for anti-inflammatory therapy with steroids. Taken together, the results of this thesis support the use of TLR agonists to treat asthma. The most favorable efficacy/safety ratio is to be expected from TLR-based therapies combining TLR4 or TLR9 agonists with allergen in specific immunotherapy. In regard to TLR agonist monotherapy, R848 and CpG showed the most promising profiles, CpG particularly in a model of severe chronic asthma. However, since all TLR agonists used in this study also showed pro-inflammatory potential, the safety aspect of such an approach needs to be taken into account. N2 - In den letzten Jahrzehnten wurde für Asthma ein Anstieg der Neuerkrankungen und der schweren Krankheitsverläufe verzeichnet. Des Weitern kontrollieren angewandte Therapien zwar Symptome, bieten aber keine Heilung. Ein vielversprechender Ansatz, mit dem Ziel den ursächlichen Krankheitsmechanismus zu inhibieren, ist die TLR Agonisten induzierte Immunmodulation. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die Eignung von immunstimulatorischen Toll-like Rezeptor (TLR) Agonisten für neue Therapieansätze in allergischen Entzündungsmodellen zu untersuchen. Hierfür wurden fünf verschiedene TLR Agonisten in murinen Modellen von akutem oder chronischem Asthma, sowohl prophylaktisch als auch therapeutisch verabreicht. Als erstes wurden in einem Modell mit akuter Entzündungsreaktion verschiedene Konzentrationen der Agonisten für TLR 2, 3, 4, 7 und 9, vor der pulmonalen Allergenexposition intratracheal appliziert. Hier verminderten TLR9 Agonist CpG-Oligodesoxynukleotide (CpG) > TLR7 Agonist Resiquimod (R848) > TLR3 Agonist poly(I:C) konzentrationsabhängig die allergen-induzierte Eosinophilie in den Atemwegen. Alle TLR Agonisten erhöhten die Anzahl an Neutrophilen, am stärksten TLR4 Agonist Lipopolysaccharid (LPS) > TLR2 Agonist Lipoteichon Säure (LTA) > poly(I:C) > CpG > R848. Weiterhin erhöhten, bis auf R848, alle TLR Agonisten die Menge an pro-inflammatorischen Zytokinen in den Atemwegen. Die hierbei beobachteten suppressiven Effekte waren weder IFN-γ noch IL-10 abhängig und korrelierten auch nicht mit einer Erhöhung der pulmonalen regulatorischen T Zellen. Die therapeutische Gabe von TLR Agonisten nach Allergenexposition reduzierte ebenfalls die Eosinophilie sowie IL-4 in den Atemwegen. Diese Ergebnisse zeigen, dass sich die TLR Agonisten in ihrer suppressiven Wirkung stark unterscheiden, und dass ihre Wirkung zum einen von der verabreichten Konzentration und zum anderen von dem experimentellen Aufbau abhängig ist. Auffällig war, dass alle Agonisten, wenngleich in unterschiedlicher Ausprägung, eine Neutrophilie in den Atemwegen induzierten. Dies wirft die Frage auf, ob eine wiederholte pulmonale Gabe für den Menschen verträglich wäre. Ein anderer Ansatz verwendet TLR Agonisten als Adjuvanzien für die Kombination mit Allergenen in der spezifischen Immuntherapie. Aktuelle klinische Ergebnisse deuten darauf hin, dass die TLR vermittelte Erhöhung der allergen-spezifischen TH1Antwort die Effektivität der Therapie steigern kann. Deswegen wurden in der vorliegenden Arbeit die verschieden TLR Agonisten auf ihre Fähigkeit hin untersucht allergen-spezifische TH1 Antworten auszulösen und allergen-spezifische TH2 Antworten zu unterdrücken. Hierfür wurde Allergen zusammen mit verschiedenen Konzentrationen der TLR Agonisten appliziert und anschließend die Mäuse Allergen-Aerosol ausgesetzt. Hier konnte eine starke, konzentrationsabhängige Unterdrückung der Atemwegseosinophilie, begleitet von einer Neutrophilie, bei CpG > LPS >LTA beobachten werden. Poly(I:C) und R848 zeigten keine Effekte. Auch wurde die Menge von IL-4 und IL-5 in der bronchoalveolaren Lavage durch poly(I:C), LPS, und CpG erniedrigt. Weiterhin reduzierten alle TLR Agonisten, mit der Ausnahme von poly(I:C), die Menge an allergen-spezifischem IgE im Serum. Die kutane anaphylaktische Reaktion gegen das Allergen wurde durch CpG- oder LPS-Adjuvans komplett verhindert. Die stärkste TH1 Antwort, charakterisiert durch erhöhtes IFN-γ in der Lavage und die größte Menge an allergen-spezifischem IgG2a, wurde durch CpG und poly(I:C) ausgelöst. Diese Resultate unterstützen den klinischen Ansatz CpG als erfolgsversprechenden Adjuvants-Kandidaten für die Kombinationstherapie mit Allergen in der spezifischen Immuntherapie einzusetzen. Im letzten Teil der vorliegenden Arbeit wurde untersucht ob die Aktivierung von TLRs auch den Krankheitsverlauf von schwerem chronischem Asthma beeinflussen kann. Die beiden TLR Agonisten CpG und R848 reduzierten Faktoren des Atemwegumbaus und der Entzündung effektiver als das Steroid Dexamethasone, wobei CpG die höchste Effektivität aufwies. Dieses Ergebnis unterstützt ebenfalls eine auf TLR9 Agonisten basierende Therapie als einen vielverspechenden Ansatz für die Behandlung von schwerem chronischem Asthma auch als eine potentielle Alternative zur antiinflammatorischen Therapie mit Steroiden. Zusammenfassend unterstützen die Resultate die Verwendung von TLR Agonisten für die Behandlung von Asthma. Die höchste Effektivität und Verträglichkeit ist für eine TLR Allergen Kombinationstherapie mit TLR4 oder TLR9 Agonisten in der spezifischen Immuntherapie zu erwarten. Für eine mögliche TLR Monotherapie zeigten R848 und CpG die besten Wirkungsprofile, für schwereres chronisches Asthma bevorzugt CpG. Hierbei muss jedoch stets berücksichtigt werden, dass TLR Agonisten auch selbst entzündliche Reaktionen hervorrufen können. KW - Toll-like Rezeptor KW - Ligand KW - Bronchialasthma KW - Hypersensibilität KW - Toll-like receptor KW - Asthma KW - allergy KW - mouse model KW - Maus KW - Allergie KW - Maus Modell Y1 - 2011 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-66369 ER - TY - THES A1 - Trujillo Vargas, Claudia Milena T1 - Development of vaccines against allergic asthma using products derived from intracellular bacteria or helminths T1 - Entwicklung von Impstoffen gegen allergisches Asthma mit Hilfe von Komponenten aus intrazellulären Mikroorganismen und Helminthen N2 - Die „Hygiene Hypothese“ postuliert, dass der Kontakt mit Infektionserregern in der frühen Kindheit die Entwicklung von Th2-abhängigen allergischen Immunreaktionen verhindern kann, indem dadurch entweder eine vorrangig Th1-gerichtete Immunität etabliert wird oder alternativ die Bildung von regulatorischen T Zellen induziert wird. Basierend auf dieser Theorie zielte die vorliegende Arbeit darauf ab, Produkte von Mikroorganismen oder Würmern als mögliche Komponenten von Impfstoffen gegen Allergien zu testen. Im ersten Teil dieser Arbeit wurden lebende BCG, Hitze abgetötete BCG (hk-BCG), CpG und PPD, die alle als Th1 Adjuvantien bekannt sind, auf ihre Effektivität getestet, allergisches Asthma in der Maus zu unterdrücken. Alle Adjuvantien konnten die durch Allergie induzierte Lungeneosinophilie, die Schleimproduktion in der Lunge und mit Ausnahme von PPD, die Lungenüberempfindlichkeit (AHR) unterdrücken, wenn sie zusammen mit OVA/alum verabreicht wurden. Die Lungeneosinophilie konnte jedoch nicht in IL-12 oder IFN-gamma defizienten Mäusen durch die Applikation von hk-BCG, CpG oder PPD verhindert werden. Interessanterweise waren jedoch lebende BCG in der Lage, die allergische Th2 Immunreaktion zu unterdrücken. Ebenso war die Wirkung von lebendem BCG unabhängig vom IL-10, TLR-2, TLR-4 oder MyD88 vermittelten Signalweg. Wurden Mäuse, die mit den verschiedenen Adjuvantien zusammen mit OVA/alum geimpft wurden, einer zweiten Runde OVA/alum Sensibilisierung unterzogen, so konnten nur lebende und hk-BCG die Entwicklung der Entzündung in der Lunge effektiv unterdrücken. Diese Wirkung konnte durch den adoptiven Transfer von CD4+ T Zellen auf naive Mäuse übertragen werden. Zusammenfassend zeigen diese Daten, daß lebende BCG am effektivsten, gefolgt von hk-BCG, CpG und schließlich PPD allergische Th2 Immunreaktionen unterdrücken konnten. Als nächstes wurde untersucht, ob eine Impfung mit dendritischen Zellen (DC) die Entwicklung von Th2 Zellen durch die Induktion von allergenspezifischen Th1 Zellen verhindern kann. Die Applikation von OVA-gepulsten aus dem Knochenmark stammenden-dendritischen Zellen (BM-DC), die mit CpG in vitro stimuliert wurden, konnten die Lungeneosinophilie und Entzündung in den Atemwegen in OVA-immunisierten Mäusen nicht reduzieren. OVA-spezifische IgG1 und IgE Antikörpermengen im Serum waren ebenfalls nicht vermindert. Versuche mit OVA-gepulsten Langerhans-zellen (LC) führten zu ähnlichen Ergebnissen wie mit BM-DC. Jedoch waren in Mäusen, die mit CpG/OVA gepulsten BM-DC behandelt wurden, deutlich erhöhte Werte an OVA-spezifischen IgG2a Antikörper im Serum nachzuweisen, was auf die Induktion einer allergenspezifischen Th1 Immunreaktion in vivo schließen läßt. Insgesamt zeigen die Ergebnisse aber, dass weder die Impfung mit OVA-gepulsten und CpG-stimulierten BM-DC noch mit OVA-gepulsten LC eine Verringerung der allergischen Th2 Immunreaktion in einem Mausmodell mit schwerem atopischem Asthma bewirkt. Im dritten Teil der Arbeit wurde NES, ein exkretorisches/sekretorisches Produkt des Helminthen Nippostrongylus brasiliensis, als ein neues mögliches Adjuvant zur Unterdrückung allergischer Reaktionen untersucht. Die Applikation von NES zusammen mit OVA/alum inhibierte deutlich die Entwicklung der Lungeneosinophilie, Becherzellmetaplasie und Schleimproduktion in der Lunge sowie die Entwicklung der AHR. Das verwendete NES enthielt geringe Mengen an LPS, die diese Wirkung erklären könnte. Allerdings war die Unterdrückung der Th2 Immunreaktion durch NES unabhängig von TLR-4 und konnte immer noch nachgewiesen werden, wenn LPS-depletiertes NES verwendet wurde. Schließlich konnte NES die OVA-induzierte Th2 Immunreaktion unabhängig von IL-10 und IFN-gamma reduzieren. Außerdem konnte der Verdau von NES mit Proteinase K oder eine Hitzebehandlung (kochen) den Th2-unterdrückenden Effekt nicht aufheben. Interessanterweise inhibierte NES in vivo eine OVA-spezifische Th2 Immunreaktion in Anwesenheit einer starken NES-spezifischen Th2 Reaktion. Zusammenfassend führen diese Ergebnisse zu dem Schluß, daß der Helminth N. brasiliensis Substanzen produziert, die die Entwicklung von allergischen Th2 Immunreaktionen beeinflussen. Diese Produkte und ihre Wirkmechanismen genauer zu charakterisieren, könnte zu sehr effektiven Adjuvantien führen, welche allergische Reaktionen unterdrücken könnten. Die Ergebnisse dieser Arbeit könnten zukünftig dazu beitragen, effiziente Impfungen zu entwickeln, die Menschen vor der Entwicklung von allergischen Immunreaktionen schützen. N2 - According to the hygiene hypothesis, the exposure to infectious agents in early childhood prevents the development of allergen-specific Th2 immune responses because it establishes Th1-based immunity or alternatively, induces the generation of T regulatory cells. Based on this theory, the present study pretended to identify promising microorganism-derived vaccine candidates against allergic asthma in the murine model. In the first part of this work, the efficacy of four different known Th1-inducing adjuvants, i.e. live BCG, heat-killed BCG, CpG and PPD, as components of vaccines aimed at inhibiting allergic asthma was compared. All the adjuvants were effective in inhibiting the development of allergen-induced airway eosinophilia, mucus production, and with the exception of PPD also airway hyperreactivity (AHR), when they were applied together with OVA/alum. Suppression of airway eosinophilia was not observed in IFN-gamma- or IL-12-deficient mice (hk-BCG, CpG-ODN and PPD). Interestingly, live BCG was still able to suppress allergen-induced Th2 responses in the absence of either IFN-gamma or IL-12. The effect of live BCG was also independent on IL-10-, TLR-2-, TLR-4- or MyD88-mediated signaling. When mice vaccinated with the different adjuvants together with OVA/alum were subjected to a second period of OVA/alum immunization, only live and hk-BCG were able to efficiently suppress the development of airway inflammation. This effect could be adoptively transferred by CD4+ T cells. Taken together our data suggest that live BCG>>hk-BCG>CpG>PPD are effective in suppressing allergen-induced Th2 responses. Secondly, the evaluation of a dendritic cell-based vaccination strategy leading to the induction of allergen-specific Th1 cells to protect against the development of allergen-specific Th2 responses was performed. The application of OVA-pulsed BM-DC maturated with CpG was unable to reduce airway eosinophilia and inflammation in OVA-immunized mice. OVA-specific IgG1 or IgE serum levels were also not reduced. The experiments using LC pulsed with OVA yielded similar results. However, the mice vaccinated with CpG/OVA pulsed BM-DC had greatly enhanced levels of OVA-specific IgG2a in the serum, suggesting the induction of allergen-specific Th1 responses in vivo. Thus, these data suggest that the vaccination of mice with OVA-pulsed BM-DC matured with CpG or OVA-pulsed LC did not result in a reduction of allergen-specific Th2 responses in a murine model of severe atopic asthma. Lastly, NES, an excretory/secretory product derived from the helminth Nippostrongylus brasiliensis was evaluated as a new potential adjuvant to prevent the development of allergic responses. The application of NES together with OVA/alum greatly inhibited the development of airway eosinophilia, airway goblet cell metaplasia and mucus production and the development of airway hyperreactivity after metacholine challenge. Furthermore, OVA-specific IgG1 and IgE levels in the serum were also strongly reduced. NES preparations contained small amounts of endotoxin, which may explain these results. However, the suppressive effects of NES on the development of allergen-specific Th2 responses was independent upon IFN-gamma or TLR-4 and still observed in mice treated with LPS-depleted NES. NES reduced OVA-induced Th2 responses also in a IL-10-independent manner. In addition, the digestion with proteinase K or the heat-treatment of NES did not abolish its ability to inhibit allergen-induced Th2 responses. Interestingly, NES suppress OVA-specific Th2 responses in vivo in the presence of a strong NES-specific Th2 environment. Taken together our results suggest that the helminth N. brasiliensis secretes substances which interfere with the development of allergic Th2 responses. In summary, distinct substances derived from microorganisms or helminths which may be used as potential adjuvants to prevent the development of allergic Th2 responses were identified. These findings contribute to the design of efficient vaccines protecting humans from developing allergic asthma. KW - Bronchialasthma KW - Impfstoff KW - BCG KW - Eingeweidewürmer KW - Asthma KW - Impfungen KW - BCG KW - Helminthen KW - Mäuse KW - Asthma KW - Vaccines KW - BCG KW - Helminths KW - mice Y1 - 2005 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-12992 ER - TY - THES A1 - Noskov, Andrey T1 - Structural and functional studies of the Interleukin-5 receptor system T1 - Struktur und Funktionsanalyse des Interleukin-5 Rezeptor Systems N2 - The aim of current work was contribution to the long-term ongoing project on developing human IL-5 agonists/antagonists that intervene with or inhibit IL-5 numerous functions in cell culture and/or in animal disease models. To facilitate design of an IL-5 antagonist variant or low-molecular weight mimetics only capable of binding to the specific receptor alpha chain, but would lack the ability to attract the receptor common β-chain and thus initiate receptor complex activation it is necessary to gain the information on minimal structural and functional epitopes. Such a strategy was successfully adopted in our group on example of Interleukin 4. To precisely localize minimal structural epitope it is essential to have structure of the ligand in its bound form and especially informative would be structure of complex of the ligand and its specific receptor alpha chain. For this purpose large quantities (tens of milligrams), retaining full biological activity IL-5 and extracellular domain of IL-5 specific receptor α-chain were expressed in a bacterial expression system (E.coli). After successful refolding proteins were purified to 95-99% Stable and soluble receptor:ligand complex was prepared. Each established purification and refolding procedures were subjected to optimization targeting maximal yields and purity. Produced receptor:ligand complex was applied to crystallization experiments. Microcrystals were initially obtained with a flexible sparse matrix screening methodology. Crystal quality was subsequently improved by fine-tuning of the crystallization conditions. At this stage crystals of about 800x150x30µm in size can be obtained. They possess desirable visible characteristics of crystals including optical clarity, smooth facecs and sharp edges. Crystals rotate plane polarized light reflecting their well internal organization. Unfortunately relative slimness and sometimes cluster nature of the produced crystals complicates acquisition of high-resolution dataset and resolution of the structure. With some of obtained crystals diffraction to a resolution up to 4Å was observed. N2 - Das Ziel der vorliegenden Arbeit war, einen Beitrag zum langfristigen Projekt der Entwicklung humaner IL-5 Agonisten/Antagonisten zu leisten, die im tierischen Krankheitsmodell oder in der Zellkultur in die verschiedenen Funktionen des IL-5 eingreifen oder sie inhibieren. Um das Design eines IL-5 Antagonisten oder einer Mimetika mit geringem Molekulargewicht zu vereinfachen, die nur an die spezifische α-Rezeptorkette bindet, nicht jedoch an die gemeinsame β-Kette und somit die Aktivierung des Rezeptorkomplexes initiieren, ist es notwendig, Informationen über minimale strukturelle und funktionelle Epitope zu erhalten. Diese Strategie wurde in unserer Arbeitsgruppe erfolgreich am Beispiel von Interleukin 4 angewandt. Um minimale strukturelle Epitope präzise zu lokalisieren, ist es es notwendig, die Struktur des Liganden in seiner gebundenen Form zu kennen. Besonders informativ wäre die Struktur des Komplexes aus Ligand und spezifischer Rezeptor α-Kette. Zu diesem Zweck wurden große Mengen (einige 10 mg) IL-5 mit vollständiger biologischer Funktionaltät und der extrazellulären Domäne der IL-5 spezifischen Rezeptor α-Kette in einem bakteriellen Expressionssystem (E. coli) exprimiert. Nach erfolgreicher Faltung wurden die Proteine zu einer Reinheit von 95-99% aufgereinigt und ein stabiler und löslicher Rezeptor:Ligandenkomplex erzeugt. Die erfolgreiche Aufreinigung und Faltungsprozedur wurde bezüglich maximaler Menge und Reinheit optimiert. Mit den produzierten Rezeptor:Ligandenkomplexen wurden Kristallisationsexperimente durchgeführt. Zunächst wurden mit einer flexiblen Sparse-Matrix Screening Methode Mikrokristalle erzeugt. Die Qualität der Kristalle wurde dann durch Feinabstimmung der Kristallisationsbedingungen verbessert. In diesem Stadium wurden Kristalle von etwa 800x150x30µm Größe erzeugt, die die gewünschten optischen Eigenschaften wie glatte Oberflächen und scharfe Kanten besaßen. Die Kristalle drehen die Polarisationsebene linear polarisierten Lichtes, was ihren gleichmäßigen Aufbau zeigt. Leider verkompliziert die geringe Dicke und das teilweise Auftreten von Clustern die Aufnahme hochauflösender Daten und damit Auflösung der Struktur. Mit einigen der erhaltenen Kristalle wurde eine Beugung bis zur Auflösung von 4 Å beobachtet. KW - Interleukin 5 KW - Rezeptor KW - Struktur KW - Interleukin-5 KW - Rezeptor KW - Asthma KW - X-ray KW - Protein-Kristallisierung KW - Interleukin-5 KW - receptor KW - asthma KW - X-ray KW - protein crystallization Y1 - 2003 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-8195 ER -