TY  - THES
A1  - Weiß, Esther
T1  - Host-pathogen interactions of natural killer cells and Aspergillus fumigatus: Relevance of immune cell cross-talk and fungal recognition receptors
T1  - Wirt-Pathogen Interaktionen von natürlichen Killerzellen und Aspergillus fumigatus: Relevanz von Immunzellinteraktionen und fungalen Erkennungsrezeptoren
N2  - 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.
N2  - Der humanpathogene Pilz Aspergillus (A.) fumigatus kann lebensbedrohliche Infek-tionen in immunsupprimierten Patienten verursachen. Die Immunerkennung von Patho-genen sowie die Wechselwirkungen zwischen Immunzellen sind essentiell für die erfolg-reiche Bekämpfung von Pilzinfektionen. Zell-Zell-Interaktionen tragen zur gegenseitigen Aktivierung bei und können somit die Zytotoxizität gegenüber eindringenden Pathogenen steigern.
In dieser Arbeit wurde die gegenseitige Zellaktivierung von natürlichen Killerzellen (NK-Zellen) und die aus Monozyten generierten, dendritischen Zellen (DZ) nach Stimula-tion mit Zellwandfraktionen und Zelllysaten des Pilzes A. fumigatus analysiert. Des Weite-ren wurde der Einfluss dendritischer Rezeptoren auf die NK-Zellaktivierung untersucht. Die Stimulation mit Liganden für Dectin-1 und TLR-2 induzierte die Freisetzung löslicher Faktoren, welche ausreichend waren, um autologe NK-Zellen zu stimulieren. Zusammen-fassend ist zu sagen, dass DZ mehr Rezeptoren zur Pilzerkennung exprimieren und so-mit NK-Zellen auch dann aktivieren konnten, wenn diese, aufgrund fehlender Rezepto-ren, nicht stimuliert wurden.
Basierend auf diesen Ergebnissen sollten neue Pathogen-Erkennungsrezeptoren auf NK-Zellen identifiziert werden. Der Charakterisierungsmarker CD56 zeigte nach fun-galer Kokultur eine reduzierte Detektion in durchflusszytometrischen Analysen. Die ver-minderte Proteindetektion von CD56 war nicht assoziiert mit Apoptose, Internalisation, Sekretion oder Proteindegradierung. Weitere Analysen bestätigten eine starke CD56-Bindung zu Pilzhyphen, gefolgt von einer Konzentration des Proteins an der NK-A. fumi-gatus Interaktionsstelle. Diese Relokalisation zeigte eine Abhängigkeit zu Aktin, da Zytos-kelett-Inhibitoren die CD56-Bindung am Pilz verhinderten. Eine spezifische Blockade von CD56 Rezeptoren reduzierte die Freisetzung der immun-rekrutierenden Chemokine MIP-1α, MIP-1β und RANTES, was folgern ließ, dass CD56 eine funktionelle Rolle in der Pil-zerkennung der NK-Zellen hat. 
NK-Zellen, die während einer Immunsuppressionstherapie aus Empfängern einer al-logenen Stammzelltransplantation (alloSZT) gewonnen wurden, zeigten eine inhibierte Bindung von CD56 an Pilzhyphen. Diese korrelierte mit einer reduzierten Aktinpolymeri-sation nach fungaler Stimulation. Weiterhin hemmte eine Immunsuppressionstherapie mit Corticosteroiden die Sekretion von MIP-1α, MIP-1β und RANTES in NK-Zellen, die mit Pilz ex vivo stimuliert wurden. Ähnliches war zu beobachten, wenn NK-Zellen von ge-sunden Spendern vor Pilzstimulation mit Corticosteroiden vorbehandelt wurden. Daraus folgend wurde den Corticosteroiden ein negativer Einfluss auf die NK-Zellfunktion bei Pilzinfektionen zugesprochen.
KW  - Natürliche Killerzelle
KW  - Aspergillus fumigatus
KW  - Dendritische Zelle
KW  - NK cell
KW  - host-pathogen interaction
KW  - allogeneic stem cell transplantation
KW  - NK-DC cross-talk
KW  - DC
Y1  - 2021
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-206077
ER  - 
TY  - THES
A1  - Effenberger, Madlen
T1  - Funktionelle Charakterisierung von YB-1 im Zytoplasma des Multiplen Myeloms
T1  - Functional Characterization of YB-1 in the Cytoplasm of Multiple Myeloma
N2  - Das Y-Box-bindende Protein 1 (YB-1) ist ein Vertreter der hochkonservierten Familie eukaryotischer Kälteschockproteine und ein DNA/RNA-bindendes Protein. In Abhängigkeit von seiner Lokalisation übernimmt es Aufgaben bei der DNA-Transkription oder mRNA-Translation. YB-1 ist ein potentielles Onkogen beim Multiplen Myelom (MM), dass in primären MM-Zellen exprimiert ist. Für die funktionellen Untersuchungen von YB-1 in der vorliegenden Arbeit wurden humane Myelomzelllinien (HMZL) verwendet, die als in vitro Modell dieser malignen B Zell-Erkrankung dienen. Aufgrund der potentiellen Expression von YB-1 im Zellkern und/oder Zytoplasma von HMZL, wurde zunächst die Lokalisation des Proteins bestimmt. Es konnte gezeigt werden, dass YB 1 in den HMZL ausschließlich im Zytoplasma lokalisiert ist. Eine Translokation von YB-1 in den Nukleus kann durch die Serin-Phosphorylierung (Aminosäure 102) in der Kälteschockdomäne induziert werden. Die analysierten Myelomzelllinien zeigen jedoch kein nukleäres YB 1 und keine S102-Phosphorylierung. Diese Ergebnisse stützen die These, dass die Regulation der mRNA-Translation im Zytoplasma die vorherrschende Funktion von YB-1 beim MM ist. YB-1 könnte über diesen Mechanismus seine anti-apoptotische Wirkung vermitteln und die MM-Zellen vor genotoxischem Stress schützen. Um YB-1-regulierte mRNAs zu identifizieren wurden YB 1-Immunpräzipitationen mit zwei HMZL, einer Maus-Plasmozytomzelllinie und einem primären Maus-Plasmazelltumor durchgeführt. Zu den YB-1-gebundenen mRNAs gehören Translationsfaktoren und ribosomale Proteine, die eine starke Beteiligung von YB-1 beim RNA-Metabolismus bestätigen. In der vorliegenden Arbeit wurden spezifisch zwei mRNA-Kandidaten untersucht, die für den malignen Phänotyp von MM-Zellen wichtig sein können: das translationell kontrollierte Tumorprotein TCTP und MYC. Sowohl TCTP als auch MYC wurden bereits in Zusammenhang mit der Proliferation und Apoptose-Resistenz von malignen Zellen beschrieben. Die immunhistochemische Untersuchung der Knochenmarkbiopsien von MM-Patienten ergab eine gute Ko-Expression von YB-1 und TCTP in intramedullären MM-Zellen, während MYC erst in extramedullärem MM-Tumormaterial verstärkt mit der hohen YB 1-Expression korreliert. Die funktionellen Analysen der Arbeit haben gezeigt, dass YB 1 für die Translation der TCTP- und MYC-mRNA essentiell ist. Es kontrolliert die Verteilung dieser mRNAs zwischen translationell aktiven und inaktiven messenger Ribonukleoprotein-Partikeln. Die shRNA-vermittelte Reduktion von YB-1 führte zur Hemmung der TCTP- und MYC-Translation in der Phase der Initiation. Um den Einfluss der Kandidaten auf das Überleben der HMZL zu untersuchen, wurden proteinspezifische Knockdown-Experimente durchgeführt. Beim shRNA-vermittelten TCTP-Knockdown konnten keine Auswirkungen auf die Proliferation oder Viabilität von MM-Zellen beobachtet werden. Im Gegensatz dazu ist MYC für das Überleben und Wachstum der HMZL ausschlaggebend, denn der MYC-Knockdown induzierte Apoptose. Wie beim YB 1-Knockdown war ein Anstieg der Caspase-Aktivität und der Zusammenbruch des mitochondrialen Membranpotentials in den HMZL nachweisbar. Da es beim MYC-Knockdown gleichzeitig zur einer Reduktion der YB 1-Protein- und mRNA-Expression kam, wurde der Einfluss von MYC auf die Transkription des YB-1-Gens untersucht. Mit Hilfe von embryonalen Mausfibroblasten, die ein induzierbares MYC als Transgen besitzen, konnte gezeigt werden, dass die Aktivierung von MYC mit einer Zunahme der YB-1-mRNA einher geht. YB-1 ist somit ein direktes Zielgen des Transkriptionsfaktors MYC. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit haben zum ersten Mal ein gegenseitiges regulatorisches Netzwerk aufgezeigt, in dem YB 1 transkriptionell durch MYC reguliert wird und YB-1 für die Translation der MYC-mRNA essentiell ist. Die Ko-Expression beider Proteine trägt zum Wachstum und Überleben von malignen Plasmazellen bei.
N2  - The Y-box binding protein 1 (YB-1) is a member of the highly conserved coldshock-domain protein family and a DNA/RNA-binding protein. Therefore YB-1 can be involved in DNA transcription or mRNA translation depending on its localization in the cell. YB-1 is a potential oncogene in Multiple Myeloma (MM) and is expressed in primary MM cells. Human myeloma cell lines (HMCLs), which serve as the in vitro model for this B-cell malignancy, were used to functionally characterize YB-1 in MM. In this study it was shown that the YB-1 protein is expressed exclusively in the cytoplasm of HMCLs. Its translocation into the nucleus can be induced through the phosphorylation of a serine residue (amino acid 102) in the coldshock-domain of the protein. The analyzed myeloma cell lines are negative for nuclear YB-1 and the S102-phosphorylation. These results support the hypothesis that the regulation of mRNA translation in the cytoplasm is the primary function of YB-1 in MM. Through this mechanism YB-1 could mediate its anti-apoptotic effects and protect MM cells against genotoxic stress. To identify YB-1 regulated mRNAs in the cytoplasm immunoprecipitations of two HMCLs, one mouse plasmacytoma cell line and one primary mouse plasma cell tumor were performed. YB-1 bound mRNAs include translation factors and ribosomal proteins, which confirms the strong participation of YB-1 in the metabolism of RNAs. In the present study two mRNA candidates were specifically investigated which might be important for the malignant phenotype of MM cells: the translationally controlled tumor protein (TCTP) and MYC. Both, TCTP and MYC have been described in conjunction with proliferation and apoptosis-resistance of malignant cells. The immunohistochemical staining of bone marrow biopsies from MM patients revealed a good co-expression of YB-1 and TCTP in intramedullary MM cells, whereas MYC and YB-1 correlate strongly with each other in extramedullary MM tumors. The functional analysis of this study showed, that YB-1 is essential for the translation of TCTP and MYC mRNA. It controls the distribution of these mRNAs between translationally active and inactive messenger ribonucleoprotein particles. The shRNA-mediated reduction of YB-1 expression inhibits TCTP and MYC translation in the initiation phase. To investigate the influence of the candidates for HMCL survival protein-specific knockdown experiments were performed. The TCTP knockdown showed no effect on proliferation or viability of the analyzed MM cells. In contrast, MYC is crucial for MM cell survival and growth, as the knockdown induced apoptosis. Comparable with the performed YB-1 knockdown experiments apoptosis induction was verified here by an increase of activated caspases and disruption of the mitochondrial membrane potential in HMCLs. Interestingly, the knockdown of MYC also reduced YB-1 protein and mRNA expression. To investigate the influence of MYC on YB-1 gene transcription mouse embryonic fibroblasts (MEFs) from MYC transgenic animals were used. The activation of MYC protein in these cells induced YB-1 mRNA expression, showing that YB-1 is a direct target of the transcription factor MYC. The work presented here revealed for the first time a feed-forward loop of YB-1 and MYC expression in MM cells. In this loop YB-1 is transcribed by MYC and YB-1 is essential for MYC mRNA translation. Consequently, both proteins mutually up-regulate each other via combined transcriptional/translational activity to support cell growth and survival of malignant plasma cells.
KW  - Plasmozytom
KW  - Apoptosis
KW  - RNS-Bindungsproteine
KW  - Myc
KW  - Cytoplasma
KW  - YB-1
KW  - mRNA-Translation
KW  - TCTP
KW  - Multiples Myelom
KW  - Transkription
KW  - YB-1
KW  - mRNA translation
KW  - TCTP
KW  - multiple myeloma
KW  - transcription
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-76816
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TY  - THES
A1  - Demler, Theresa
T1  - Funktionelle Analyse von patientenspezifischen Mutationen in IKZF1/3 als mögliche Resistenzmechanismen in der Therapie des refraktären und rezidivierten multiplen Myeloms
T1  - Functional analysis of patient-specific mutations in IKZF1/3 as possible resistance mechanisms in the therapy of refractory and relapsed multiple myeloma
N2  - Trotz einer Vielzahl neuer Therapieansätze in den letzten Jahren, die ein längeres Überleben der Patienten ermöglichen, stellt das multiple Myelom weiterhin eine unheilbare Krankheit dar. Der Großteil der Patienten entwickelt letztlich ein rezidiviertes oder refraktäres multiples Myelom (RRMM). Bei Erstdiagnose und bei RRMM sind immunmodulierende Medikamente (IMiDs), wie Lenalidomid, eine bedeutende Therapieoption. Durch die Bindung von Lenalidomid an den CRL4CRBN Ligase Komplex entwickelt dieser eine modifizierte Substratspezifität: die Transkriptionsfaktoren IKZF1 (Ikaros) und IKZF3 (Aiolos) werden ubiquitinyliert und proteasomal abgebaut. Von Krönke et al. (2014) wurde eine 30 Aminosäuren lange Sequenz (Degron) am N-Terminus von IKZF1/3 definiert, die essenziell für die Lenalidomid-Sensitivität ist. Durch Next Generation Sequencing (NGS)-Technologien wurde ein signifikanter Anstieg der Mutationsfrequenz unter Therapie verzeichnet und vier Missense-Mutationen in IKZF1 und eine in IKZF3 bei Patienten mit RRMM identifiziert. Die Mutationen IKZF1-A152T und IKZF3-G159R sind innerhalb der Degron-Sequenz lokalisiert, IKZF1-E170D liegt unmittelbar daneben und IKZF1-Y413C bzw. IKZF1-R439H befinden sich am C-Terminus des Proteins. Für diese mutierten IKZF-Proteine wurden im Rahmen dieser Arbeit Expressionsvektoren kloniert und stabil in humane Myelomzelllinien transfiziert. Durch Western Analysen und funktionelle Assays der Zellviabilität (alamarBlue) bzw. des Zelltods (Annexin V-PI) wurden diese polyklonalen Sublinien bezüglich ihrer Implikationen für die Lenalidomid-Sensibilität untersucht. Nur die IKZF1-Mutationen A152T und E170D führten zu einer verminderten, bei A152T geradezu aufgehobenen, Degradierung von Ikaros nach Lenalidomid-Behandlung. In den funktionellen Analysen führte A152T ebenfalls zu stark verminderter Lenalidomid-Aktivität und zu deutlich höherem Überleben. Obwohl Sleeping Beauty Vektoren mit unterschiedlichen Expressionskassetten für Aiolos eingesetzt wurden, war keine eindeutige Überexpression von IKZF3 feststellbar, daher sind diese Ergebnisse nur eingeschränkt zu verwerten. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass in vivo bei Patienten aufgetretene und in vitro analysierte Mutationen, gezeigt an der in der Degron-Sequenz lokalisierten Mutation IKZF1-A152T, im Zellmodell eine Resistenz vermitteln und damit Einfluss auf mögliche Therapieresistenzen haben können.
N2  - Numerous therapeutic approaches were developed in recent years and have made a longer survival of patients possible. Nevertheless, multiple myeloma still is an incurable disease, and most patients progress to relapsed and refractory multiple myeloma (RRMM). Immunomodulatory drugs (IMiDs) such as lenalidomide are an important therapeutic option in the treatment of RRMM and newly diagnosed multiple myeloma. Lenalidomide binds to the CRL4CRBN ubiquitin ligase complex and modifies its substrate specificity. As a result, ubiquitination and degradation of the neo-substrates IKZF1 (Ikaros) and IKZF3 (Aiolos), both transcription factors, is induced. Krönke et al. (2014) defined a 30 amino acid sequence (termed degron) at the N-terminal end of IKZF1/3 that is essential for lenalidomide sensitivity. A significant increase in the mutation frequency during therapy was shown through next-generation sequencing (NGS) diagnostics and four missense mutations in IKZF1 and one in IKZF3 in patients with RRMM were identified. The mutations IKZF1-A152T and IKZF3-G159R are located within the degron sequence described by Krönke, IKZF1-E170D lies close to the border of this region and the position of IKZF1-Y413C and IKZF1-R439H is C-terminal. In this thesis, expression vectors were cloned for these mutated IKZF proteins and then stably transfected in human myeloma cell lines. The implications of these identified mutations for their sensitivity to lenalidomide were examined using Western blotting and functional assays: alamarBlue (cell viability assay) and Annexin V-PI (cell death assay). Only the IKZF1 mutations A152T and E170D led to a reduced, for A152T even abrogated, degradation of Ikaros following lenalidomide-incubation. In the functional analyses A152T also strongly diminished lenalidomide activity and caused a considerably higher survival in this subline. Although Sleeping Beauty vectors with different expression cassettes for IKZF3 were used, no distinct overexpression of Aiolos was achieved, and the results obtained for IKZF3 are therefore of limited interpretability. In summary, it was shown that mutations that occurred in patients, namely IKZF1-A152T located within the degron sequence, can confer resistance to lenalidomide-treatment in cell models and implications for therapy resistances are possible.
KW  - Plasmozytom
KW  - Punktmutation
KW  - Resistenz
KW  - Lenalidomid
KW  - Multiples Myelom
KW  - IKZF1
KW  - Ikaros
KW  - IKZF3
KW  - Aiolos
Y1  - 2021
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-248730
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TY  - THES
A1  - Page, Lukas
T1  - Entwicklung und präklinische Evaluation immunologischer und nuklearmedizinischer diagnostischer Tests für Schimmelpilz-assoziierte Hypersensitivität und invasive Mykosen
T1  - Development and preclinical evaluation of immunological and nuclear medical diagnostic assays for mould-associated hypersensitivity and invasive mycoses
N2  - Schimmelpilze können in Abhängigkeit des Immunstatus und der Vorerkrankungen betroffener Patienten unterschiedliche Krankheitsbilder wie Hypersensitivitäts-erkrankungen oder lebensbedrohliche invasive Infektionen hervorrufen. Da die Diagnosestellung dieser Erkrankungen mitunter komplex und insensitiv ist, sollten im Rahmen dieser Arbeit unterschiedliche Ansätze neuer diagnostischer Assays untersucht werden. 
In den letzten Jahren wurden Assays entwickelt, die auf Basis durchflusszytometrisch quantifizierter Pilz-spezifischer T-Zellen aus peripherem Blut einen supportiven Biomarker zur Diagnostik invasiver Mykosen liefern könnten. Da die hierfür isolierten T-Zellen anfällig gegenüber präanalytischer Lagerzeiten und immunsuppressiver Medikation sind, wurden hier Protokolloptimierungen vorgenommen, um anhand eines Vollblut-basierten Assays mit zusätzlicher CD49d-Kostimulation diesen Limitationen entgegen zu wirken. In einer Studie an gesunden Probanden konnte dabei gezeigt werden, dass die Kombination der Durchflusszytometrie mit ausgewählten Zytokin-Messungen (IL-5, IL-10 und IL-17) zu einer verbesserten Erkennung vermehrt Schimmelpilz-exponierter Personen beitragen könnte. Neben Infektionen könnten dabei im umwelt- und arbeitsmedizinischen Kontext Polarisationen der T-Zell-Populationen detektiert werden, welche mit Sensibilisierungen und Hypersensitivität assoziiert werden.
Zusätzlich wurde ein in vitro Transwell® Alveolarmodell zur Simulation pulmonaler Pilzinfektionen für Erreger der Ordnung Mucorales adaptiert, durch Reproduktion wichtiger Merkmale der Pathogenese von Mucormykosen validiert, und für Untersuchungen der Immunpathologie und Erreger-Invasion verwendet. Das Modell wurde anschließend zur in vitro Evaluation von radioaktiv markiertem Amphotericin B mit 99mTc oder 68Ga als nuklearmedizinischen Tracer verwendet. Die untersuchten Schimmelpilze zeigten dabei eine zeit- und dosis-abhängige Aufnahme der Tracer, während bakteriell infizierte Proben nicht detektiert wurden. Die erhobenen Daten dokumentieren ein vielversprechendes Potenzial von Amphotericin B-basierten Tracer, das in zukünftigen in vivo Studien weiter evaluiert werden sollte.
N2  - Depending on the immune constitution and predisposing illnesses, moulds can cause a variety of diseases ranging from hypersensitivity syndromes to life-threatening invasive infections. As the diagnosis of mould-associated diseases remains challenging, this work aimed to refine immunological assays and to develop molecular imaging protocols for pulmonary mould infections.
Recently, a flow cytometric assay for mould specific T cell quantification has been proposed as a novel supportive biomarker to diagnose invasive mycoses. As these assays are susceptible to pre-analytic delays and immunosuppressive drugs, a whole blood-based protocol with enhanced CD28 plus CD49d co-stimulation was developed and was shown to be less prone to these limitations. In addition, a study on healthy volunteers demonstrated the applicability of flow cytometric antigen-reactive T cell quantification as a surrogate of environmental mould exposure, especially when combined with T-cellular cytokine measurements (specifically, IL-5, IL-10, and IL-17). Therefore, these assays could potentially be used to detect polarizations of T-cell populations associated with sensitization and hypersensitivity, e. g. in allergology and occupational medicine.
Moreover, an in vitro Transwell® alveolar model of invasive pulmonary mould infections has been adapted to study mucormycoses, validated by recapitulation of known pathogenicity factors, and used to characterize the immunopathology and epithelial invasion of Mucorales. The Transwell® model was subsequently used to evaluate radioactively labelled Amphotericin B with either 99mTc or 68Ga as a potential nuclear medical tracer. Time- and dose-dependent enrichment of the tracers was found in both Aspergillus and Mucorales, whereas samples infected with bacteria showed negligible uptake. These in vitro data document a promising potential of radiolabeled amphotericin B for molecular imaging of invasive mycoses and encourage further evaluation in animal models.
KW  - Schimmelpilze
KW  - Diagnostik
KW  - Biomarker
KW  - Tracer
KW  - Zellkultur
KW  - Antimykotika
KW  - Mucorales
KW  - Aspergillus
KW  - T-Zellen
KW  - Immunsuppressiva
KW  - Antifungal
KW  - Mucormycosis
KW  - Aspergillosis
KW  - T cells
KW  - Immunosuppressant
Y1  - 2022
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-252459
ER  - 
TY  - THES
A1  - Nelke, Johannes
T1  - Entwicklung multi‐funktioneller TNFRSF Rezeptorspezifischer Antikörper‐Fusionsproteine mit FcγR‐unabhängiger Aktivität
T1  - Development of multi‐functional TNFRSF receptor‐specific antibody fusion proteins with FcγR‐independent activity
N2  - Antikörper, die gegen eine klinisch relevante Gruppe von Rezeptoren innerhalb der Tumornekrosefaktor-Rezeptor-Superfamilie (TNFRSF) gerichtet sind, darunter CD40 und CD95 (Fas/Apo-1), benötigen ebenfalls eine Bindung an Fc-Gamma-Rezeptoren (FcγRs), um eine starke agonistische Wirkung zu entfalten. Diese FcγR-Abhängigkeit beruht weitgehend auf der bloßen zellulären Verankerung durch die Fc-Domäne des Antikörpers und benötigt dabei kein FcγR-Signalling. Ziel dieser Doktorarbeit war es, das agonistische Potenzial von αCD40- und αCD95-Antikörpern unabhängig von der Bindung an FcγRs durch die Verankerung an Myelomzellen zu entfalten. Zu diesem Zweck wurden verschiedene Antikörpervarianten (IgG1, IgG1-N297A, Fab2) gegen die TNFRSF-Mitglieder CD40 und CD95 genetisch mit einem einzelkettig kodierten B-Zell-aktivierenden Faktor (scBaff) Trimer als C-terminale myelom-spezifische Verankerungsdomäne fusioniert, welche die Fc-Domäne-vermittelte FcγR-Bindung ersetzt. Diese bispezifischen Antikörper-scBaff-Fusionsproteine wurden in Bindungsstudien und funktionellen Assays mit Tumorzelllinien untersucht, die einen oder mehrere der drei Baff-Rezeptoren exprimieren: BaffR, Transmembran-Aktivator und CAML-Interaktor (TACI) und B-Zell-Reifungsantigen (BCMA). Zelluläre Bindungsstudien zeigten, dass die Bindungseigenschaften der verschiedenen Domänen innerhalb der Antikörper-scBaff-Fusionen gegenüber der Zielantigene vollständig intakt blieben. In Ko-Kulturversuchen von CD40- und CD95-responsiven Zellen mit BaffR-, BCMA- oder TACI-exprimierenden Verankerungszellen zeigten die Antikörper-Fusionsproteine einen starken Agonismus, während in Ko-Kulturen mit Zellen ohne Expression von Baff-interagierenden Rezeptoren nur eine geringe Rezeptorstimulation beobachtet wurde. Die hier vorgestellten αCD40- und αCD95-Antikörper-scBaff-Fusionsproteine zeigen also Myelom-spezifische Aktivität und versprechen im Vergleich zu herkömmlichen CD40- und CD95-Agonisten geringere systemische Nebenwirkungen.
N2  - Antibodies that target a clinically relevant group of receptors within the tumor necrosis factor receptor superfamily (TNFRSF), including CD40 and CD95 (Fas/Apo-1), also require binding to Fc gamma receptors (FcγRs) to elicit a strong agonistic activity. This FcγR dependency largely relies on the mere cellular anchoring through the antibody's Fc domain and does not involve the engagement of FcγR signaling. The aim of this doctoral thesis was to elicit agonistic activity from αCD40 and αCD95 antibodies in a myeloma cell anchoring-controlled FcγR-independent manner. For this purpose, various antibody variants (IgG1, IgG1-N297A, Fab2) against the TNFRSF members CD40 and CD95 were genetically fused to a single-chain-encoded B-cell activating factor (scBaff) trimer as a C-terminal myeloma-specific anchoring domain substituting for Fc domain-mediated FcγR binding. These bispecific antibody-scBaff fusion proteins were evaluated in binding studies and functional assays using tumor cell lines expressing one or more of the three receptors of Baff: BaffR, transmembrane activator and CAML interactor (TACI) and B-cell maturation antigen (BCMA). Cellular binding studies showed that the binding properties of the different domains within the fusion proteins remained fully intact in the antibody-scBaff fusion proteins. In co-culture assays of CD40- and CD95-responsive cells with BaffR, BCMA or TACI expressing anchoring cells, the antibody fusion proteins displayed strong agonism while only minor receptor stimulation was observed in co-cultures with cells without expression of Baff-interacting receptors. Thus, the herein presented αCD40 and αCD95 antibody fusion proteins display myeloma cell-dependent activity and promise reduced systemic side effects compared to conventional CD40 and CD95 agonists.
KW  - Antigen CD40
KW  - Monoklonaler bispezifischer Antikörper
KW  - Antigen CD95
KW  - Immunreaktion
KW  - B-Zell-Lymphom
KW  - BCMA
KW  - FcgR
KW  - Antikörper
KW  - bispezifisch
KW  - Antibody
KW  - bispecific
KW  - Multiple Myeloma
KW  - Baff
Y1  - 2022
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-279855
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TY  - THES
A1  - Lauruschkat, Chris David
T1  - Entwicklung funktioneller Immunassays zur Detektion der humanen Immunantwort auf das opportunistische Pathogen \(Aspergillus\) \(fumigatus\)
T1  - Development of functional immunoassays to study human host responses to the opportunistic pathogen \(Aspergillus\) \(fumigatus\)
N2  - Aspergillus fumigatus ist ein opportunistisches fungales Humanpathogen, das ein breites Erkrankungsspektrum von der invasiven Aspergillose (IA) in immunkompromittierten Patienten bis zu einer Reihe von Hypersensitivitätserkrankungen in immunkompetenten Individuen hervorrufen kann. Die Diagnostik für A. fumigatus assoziierte Krankheitsbilder beruht auf mehreren diagnostischen Tests, die auch in ihrer Kombination oft zu späten und unzuverlässigen Diagnosen führen, was wiederum zu einer suboptimalen Patientenversorgung, erhöhter Mortalität und gesteigerten Kosten für das Gesundheitssystem führt. 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 für andere Infektionskrankheiten in der Routinediagnostik eingesetzt werden. Erste Versuche wurden bereits unternommen, diese Assays auch für A. fumigatus assoziierte Erkrankungen einzusetzen. Die gängigsten, auf mononukleären 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 für A. fumigatus assoziierte Erkrankungen.
Die in der Literatur beschriebenen Assays zeigten in unseren Experimenten bei der Anwendung für mykologische Fragestellungen eine hohe Suszeptibilität gegenüber bereits kurzen präanalytischen 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 gegenüber präanalytischen Einflussfaktoren. Der VB ELISA konnte hohe Differenzen zwischen Typ 1 T Helferzellen (Th1) , Th2  und Th17 Zytokinkonzentrationen bei Patienten mit Aspergillus assoziierten Hypersensitivitätskrankheitsbildern und Kontrollpatienten feststellen. Um zu testen, ob dieser Anstieg auf die Erkrankung zurückzuführen ist oder auch bei hoher Aspergillus-Umweltexposition vorzufinden ist, wurde der Assay in Aspergillus exponierten gesunden ökologischen Landwirten getestet. In dieser Gruppe fanden wir ebenfalls eine erhöhte Th1  und Th2 Expansion und  Zytokinsekretion gegenüber 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 für die Diagnose von A. fumigatus assoziierten Hypersensitivitätserkrankungen. 
Neben diesen Hypersensitivitätserkrankungen haben wir den VB-ELISA auch in immunkompromittierten Patienten nach allogener Stammzelltransplantation (alloSZT), einer Hochrisikogruppe für die IA und die durch das humane Cytomegalovirus (HCMV) ausgelöste Zytomegalie, evaluiert. Während 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 häufigsten eingestetzen Assay für diese Fragestellung, festgestellt.
Zusammenfassend haben wir mit dem VB ELISA einen vielversprechenden und breitflächig 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 Stärken potenziell in einer Vielzahl von Anwendungsgebieten und Pathogenen (eine Folgestudie mit SARS-CoV-2 wurde vor kurzem veröffentlicht) universell eingesetzt werden kann. Neben der Immundiagnostik für diverse Infektionserkrankungen könnte der Assay außerdem für T Zell Antworten auf Vakzinierungen und Immuntherapien, in vivo Experimente und in vitro Toxizitätstests verwendet werden.
N2  - Aspergillus fumigatus is an opportunistic human pathogen, which is the cause of a wide disease spectrum. The spectrum ranges from invasive Aspergillosis (IA) in immunocompromised patients to diverse hypersensitivity diseases in immunocompetent individuals. Diagnostic assays of A. fumigatus have to be combined for efficient detection and still lead to unreliable and late diagnosis, resulting in suboptimal patient care, increased mortality and public health costs. There is, therefore, a great need to develop novel diagnostics for the detection of A. fumigatus. T-cell assays are promising, innovative diagnostic assays, which are used in routine diagnostics for certain infectious diseases. First affords have been made to adapt T-cell assays for the diagnosis of A. fumigatus-associated diseases. The most common T-cell assays are based on the isolation and stimulation of peripheral blood mononuclear cell (PBMC) and relay on Enzyme-linked Immunosorbent Assay (ELISA), Enzyme-Linked Immuno Spot Assay (ELISPOT) and flow cytometry as their read-out platforms. The aim of this dissertation was to develop a clinically feasible T-cell assay for A. fumigatus-associated diseases. 
 We were able to demonstrate that all of these assays have high susceptibility towards pre-analytic factors like cryopreservation and shortly extended pre-analytic blood storage periods, hampering clinical feasibility. Thus, we developed a whole blood based ELISA (WB-ELISA) with dual co-stimulation (α-CD28 and α-CD49d), which showed high reproducibility, increased robustness towards pre-analytic factors and increased cytokine read-outs. The WB-ELISA was able to quantify large differences of T helper cell 1 (Th1), Th2 and Th17 cytokine concentrations in patients suffering from Aspergillus-associated hypersensitivity diseases compared to healthy controls. To analyze, whether these increased cytokine concentrations were the result of the pathology or could also be found in heavily Aspergillus-exposed individuals, we examined cytokine concentration in heavily Aspergillus-exposed organic farmers. We quantified increased Th1 and Th2 cytokine concentrations, however, we only found a minimal increase in the Th17 signal cytokine IL-17. Interleukin (IL)-17 (most likely in combination with other cytokines) is therefore a promising potential biomarker for the diagnosis of Aspergillus-associated hypersensitivity diseases.
In addition to Aspergillus-associated hypersensitivity diseases, we tested the feasibility of the WB ELISA in immunocompromised patients after allogeneic stem cell transplantation (alloSCT). These patients are at high-risk for infections like IA as well as cytomegalovirus (CMV) disease, which is caused by CMV. Although, IA-specific evaluation could not be conducted, due to the low IA-incidence in these patients, the WB-ELISA showed high concordance of HCMV-specific T-cell responses with HCMV-serology as well as comparable performance to the ELISPOT, a commonly used T-cell assay for HCMV, in alloSCT patients.
In conclusion, the successful development of the WB-ELISA has led to a promising and widely applicable T-cell assay for Aspergillus-associated diseases. In the future, the WB-ELISA should be evaluated in larger, multi-centric studies in well-defined patient cohorts suffering from Aspergillus-associated diseases. Furthermore, the WB-ELISA might be useful for a wide range of areas and pathogens (a follow-up study in COVID-19 patients was recently published). Besides the use in the immune diagnostics of infectious diseases, the WB-ELISA might also be applicable in the quantification of T-cell responses in vaccination- and immune therapy studies, in-vivo experiments and in-vitro toxicity testing.
KW  - Immunzellassays
KW  - Immunology
KW  - Infectious diseases
KW  - Immune cell assays
KW  - Immunologie
KW  - Infektiologie
KW  - Aspergillus fumigatus
Y1  - 2023
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-319835
ER  - 
TY  - THES
A1  - Gotthardt [geb. Schubert], Sonja
T1  - Einfluss von Oncostatin M auf die Pathogenese der Nicht-alkoholischen Fettlebererkrankung
T1  - Influence of Oncostatin M on the pathogenesis of non-alcoholic fatty liver disease
N2  - Die Nicht-alkoholische Fettlebererkrankung (NAFLD) ist eine der häufigsten chronischen Lebererkrankungen der westlichen Welt. Die Pathogenese der Erkrankung ist noch nicht vollständig erforscht und wirksame medikamentöse Therapien sind bisher nicht zugelassen. Wachsende Evidenz zeigt, dass das Interleukin-6-Typ-Zytokin Oncostatin M (OSM) eine wichtige Rolle in der Pathogenese der NAFLD spielt. Die japanische Arbeitsgruppe um Komori et al. zeigte an OSM-Rezeptor-β-defizienten (Osmr-KO-) Mäusen sowie durch OSM-Behandlung von genetisch und ernährungsbedingt adipösen Mäusen, dass OSM vor einer hepatischen Steatose und metabolischer Komorbidität schützen kann. Andere Publikationen suggerieren, dass OSM an NAFLD-Entwicklung und -Progression beteiligt ist, indem es die Expression von Genen der β-Oxidation und Very-Low-Density-Lipoprotein (VLDL-) Sekretion reprimiert und die Expression profibrogenetischer Gene fördert. Low-Density-Lipoprotein-Rezeptor-defiziente- (Ldlr-KO-) Mäuse sind seit Langem als Atherosklerose-Modell etabliert und wurden zuletzt auch als physiologisches Modell für NAFLD identifiziert.
Um die Rolle von OSM in der NAFLD-Pathogenese zu beleuchten, wurden Osmr-KO-Mäuse auf Wildtyp- (WT-) und Ldlr-KO-Hintergrund untersucht, die über 12 Wochen eine fett- und cholesterinreiche Western Diet erhielten und anschließend für die Organentnahme geopfert wurden. Im Vorfeld dieser Arbeit wurden Körpergewicht, Blutglukose, Serum-Cholesterin und Lebergewicht der Tiere gemessen. Hierbei zeigte sich ein erhöhtes Körpergewicht, unveränderte Blutglukose, erhöhtes Serum-Cholesterin sowie ein erhöhtes Lebergewicht in Osmr-KO- gegenüber WT-Mäusen. Andersherum waren Körpergewicht, Blutglukose, Serum-Cholesterin und Lebergewicht in Ldlr-Osmr-KO- gegenüber Ldlr-KO-Mäusen vermindert. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit erfolgte die histologische Untersuchung des Lebergewebes, die Messung von Serum-Triglyzeriden und  Fettsäuren sowie die Untersuchung der hepatischen Genexpression. An kultivierten Zellen der humanen Hepatom-Zelllinie HepG2 wurde eine mögliche Regulation der CYP7A1-Genexpression durch OSM untersucht. CYP7A1 ist als Schrittmacherenzym der Gallensäuresynthese an der hepatischen Cholesterin-Clearance beteiligt.
Osmr-KO-Mäuse zeigten gegenüber WT-Mäusen histologisch eine verstärkte hepatische Steatose. Bei der Untersuchung der mRNA-Expression von Genen mit Beteiligung an der hepatischen Lipidhomöostase zeigte sich eine Minderexpression von Ldlr in Osmr-KO-Mäusen. Weiterhin zeigte sich eine etwas geringere Expression von Cyp7a1 in Osmr-KO-Mäusen. Die Expression aller anderen untersuchten Gene, die an Fettsäuresynthese, Cholesterintransport und –metabolismus beteiligt sind, lieferten keine Erklärung für eine erhöhte hepatische Lipidakkumulation in Osmr-KO-Mäusen. Ldlr-Osmr-KO-Mäuse hatten gegenüber Ldlr-KO-Mäusen eine geringer ausgeprägte hepatische Steatose. Die mRNA-Expression von Genen der Fettsäuresynthese, der Cholesterinbiosynthese und des Cholesterintransports waren in Ldlr-Osmr-KO- gegenüber Ldlr-KO-Mäusen nicht wesentlich verändert. Allerdings fiel eine deutliche Hochregulation von Cyp7a1 in Ldlr-Osmr-KO-Mäusen auf. Darüber hinaus war Osm in Ldlr-KO-Mäusen gegenüber WT-Mäusen stärker exprimiert. Um eine Regulation von CYP7A1 durch OSM nachzuweisen, wurde die Genexpression in HepG2-Zellen nach Stimulation mit OSM untersucht. Hierbei zeigte sich, dass OSM die mRNA-Expression von CYP7A1 supprimierte. Dieser Effekt war durch die Zugabe von Inhibitoren der Januskinasen (JAK), Mitogen Activated Protein Kinase/ERK-Kinase (MEK) und Extracellular-signal Regulated Kinase ½ (ERK1/2) reversibel. Die CYP7A1-Suppression durch OSM ging mit einer verminderten Expression des Transkriptionsfaktor-Gens HNF4A einher. 
Osmr-KO-Mäuse zeigten gegenüber WT-Mäusen nach 12 Wochen Western Diet verstärkte Adipositas, Dyslipidämie sowie eine hepatische Steatose. Die Analyse der hepatischen mRNA-Expression legt nahe, dass die Minderexpression von Ldlr in Osmr-KO-Mäusen im Vergleich zu WT-Mäusen zur Verstärkung der Dyslipidämie und hepatischen Steatose beigetragen hat. Weiterhin kann die geringere Expression von Cyp7a1 in Osmr-KO-Mäusen durch daraus resultierende Akkumulation von Cholesterin zur erhöhten hepatischen Lipidakkumulation in diesen Mäusen beigetragen haben. Ldlr-KO-Mäuse zeigten nach 12 Wochen Western Diet ebenfalls eine hepatische Steatose. Diese war in Ldlr-Osmr-KO-Mäusen gegenüber Ldlr-KO-Mäusen geringer ausgeprägt. Die erhöhte Expression von Cyp7a1 in Ldlr-Osmr-KO-Mäusen kann die Verbesserung von hepatischer Lipidakkumulation und Dyslipidämie durch erhöhte Cholesterinmetabolisierung zu Gallensäuren erklären. Übereinstimmend mit der Cyp7a1-Regulation in LDLR-defizienten Mäusen zeigte sich in vitro, dass OSM die Expression von CYP7A1 in HepG2-Zellen vermindert und sich so negativ auf die hepatische Lipidhomöostase auswirken kann. Insgesamt implizieren diese Ergebnisse eine divergierende Rolle von OSM bei der Entwicklung einer hepatischen Steatose abhängig vom genetischen Hintergrund. OSM scheint bei WT-Mäusen für die Erhaltung der metabolischen Gesundheit wichtig zu sein. Bei Ldlr-KO-Mäusen hingegen scheint OSM die Entwicklung von Adipositas, Dyslipidämie und hepatischer Steatose zu fördern. Die differenzielle Rolle in WT- und Ldlr-KO-Mäusen könnte durch unterschiedliche Osm-Expressionsspiegel zustande kommen: Während basale OSMRβ-Signaltransduktion durch geringe OSM-Spiegel in WT-Mäusen für die Lipidhomöostase essenziell zu sein scheint, könnte erhöhte oder prolongierte OSMRβ-Signaltransduktion durch höhere OSM-Spiegel in Ldlr-KO-Mäusen das Fortschreiten der hepatischen Steatose fördern. Dies stellt OSM als mögliches NAFLD-Therapeutikum in Frage. Um die Hypothese zu überprüfen, dass OSM abhängig von der Höhe und Kinetik der Spiegel günstige oder ungünstige Effekte auf die NAFLD-Entwicklung hat, sollte in zukünftigen Experimenten der Einfluss kurz- und langfristiger Behandlung von WT-Mäusen mit OSM unterschiedlicher Konzentrationen auf die Entwicklung einer hepatischen Steatose untersucht werden.
N2  - Non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD) is among the most common chronic liver diseases in Western societies. Pathogenetic mechanisms are not fully elucidated and to date there is no approved drug therapy available. There is mounting evidence that the Interleukin-6-type-cytokine Oncostatin M (OSM) plays a crucial role in the pathogenesis of NAFLD. The Japanese working group of Komori et al. had shown that OSM has favorable effects on metabolism und protects against hepatic steatosis using OSM-receptor-β-deficient (Osmr-KO-) mice as well as OSM treatment of genetically or diet-induced obese mice. Other publications suggest that OSM contributes to the pathogenesis and progression of NAFLD by reducing the expression of genes involved in β-oxidation and Very-Low-Density-Lipoprotein (VLDL) secretion and inducing the expression of genes involved in fibrogenesis. Recently Low-Density-Lipoprotein-Receptor-deficient (Ldlr-KO-) mice, which are a well-established model for atherosclerosis, have also been considered a physiological model for NAFLD.
To further investigate the role of OSM in NAFLD pathogenesis Osmr-KO mice on either wild type- (WT-) or Ldlr-KO-background were fed a high-fat and high-cholesterol Western diet for 12 weeks and were then sacrificed for tissue collection. Prior to the present thesis body weight, blood glucose levels, serum cholesterol and liver weight of the mice were measured. Osmr-KO mice showed increased body weight, serum cholesterol levels and liver weight compared to WT mice, whereas blood glucose levels did not differ. On the contrary, Ldlr-Osmr-KO mice showed decreased values in all parameters compared to Ldlr-KO mice, including body weight, blood glucose levels, serum cholesterol levels and liver weight. In the present thesis a histological examination of the liver tissue was made, serum levels of triglycerides and fatty acids were measured, and hepatic gene expression was analyzed. In cultured cells of the human hepatoma cell line HepG2 a potential regulation of CYP7A1 gene expression by OSM was examined. CYP7A1 is the rate limiting enzyme of bile acid synthesis and is therefore involved in hepatic cholesterol clearance.
Osmr-KO mice showed enhanced hepatic steatosis compared to WT mice. Examination of gene expression involved in hepatic lipid homeostasis revealed reduced Ldlr expression levels in Osmr-KO mice. Furthermore, a slightly decreased Cyp7a1 expression was observed. The expression of other genes involved in fatty acid synthesis, cholesterol transport and cholesterol metabolism did not explain the enhanced hepatic lipid accumulation in Osmr-KO mice. In Ldlr-Osmr-KO mice hepatic steatosis was reduced compared to Ldlr-KO mice. The expression of genes involved in fatty acid synthesis, cholesterol synthesis and cholesterol transport was not considerably altered in Ldlr-Osmr-KO compared to Ldlr-KO mice. However, Cyp7a1 was markedly upregulated in Ldlr-Osmr-KO mice. In addition, Osm expression was increased in Ldlr-KO mice compared to WT mice. To prove the regulation of CYP7A1 by OSM, gene expression was determined in OSM-treated HepG2 cells. The results show that OSM attenuated CYP7A1 expression. This effect was reversed by the addition of inhibitors of either januskinases (JAK), mitogen-activated protein kinase/ERK-kinase (MEK) or extracellular-signal regulated kinase 1/2 (ERK1/2). CYP7A1-suppression by OSM was accompanied by reduced expression levels of the transcription factor gene HNF4A.
After 12 weeks of Western diet Osmr-KO mice showed enhanced obesity, dyslipidemia and hepatic steatosis compared to WT mice. Determination of hepatic gene expression suggests that decreased expression of Ldlr in Osmr-KO mice compared to WT mice contributes to dyslipidemia and hepatic steatosis. Furthermore, the decreased expression of Cyp7a1 in Osmr-KO mice may contribute to cholesterol accumulation and accordingly to hepatic lipid accumulation in these mice. Ldlr-KO mice also showed hepatic steatosis after 12 weeks of Western diet. In comparison, hepatic steatosis was markedly reduced in Ldlr-Osmr-KO mice. Increased expression levels of Cyp7a1 and hence enhanced metabolization of cholesterol to bile acids in Ldlr-Osmr-KO mice can explain improved hepatic lipid accumulation and dyslipidemia in these mice compared to Ldlr-KO mice. Consistent with the discovered Cyp7a1 regulation in LDLR-deficient mice, OSM decreased the expression of CYP7A1 in HepG2 cells and therefore may have detrimental effects on hepatic lipid homeostasis. Altogether the results implicate a diverging role of OSM in the pathogenesis of hepatic steatosis depending on the genetic background. In WT mice OSM seems to convey protective effects on lipid homeostasis, whereas in Ldlr-KO mice OSM seems to promote the development of obesity, dyslipidemia and hepatic steatosis. The differential role of OSM in WT and Ldlr-KO mice might be caused by diverging Osm expression levels: Basal OSMRβ signal transduction caused by low OSM levels seems to be essential for lipid homeostasis, whereas enhanced or prolonged OSMRβ signal transduction caused by higher OSM levels might foster the progression of hepatic steatosis. These findings question OSM as a putative therapeutic agent for NAFLD. To test the hypothesis that OSM has beneficial or detrimental effects on NAFLD pathogenesis depending on OSM levels and kinetics, future studies should examine the effect of short- and long-term administration of OSM in different concentrations on the development of hepatic steatosis in WT mice.
KW  - Fettleber
KW  - Interleukin 6
KW  - Leukaemia-inhibitory factor
KW  - Cholesterinstoffwechsel
KW  - Fettsäurestoffwechsel
KW  - NAFLD
KW  - Oncostatin M
KW  - Osmr-Knockout
KW  - Ldlr-Knockout
KW  - CYP7A1
Y1  - 2023
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-281312
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Kalleda, Natarajaswamy
A1  - Amich, Jorge
A1  - Arslan, Berkan
A1  - Poreddy, Spoorthi
A1  - Mattenheimer, Katharina
A1  - Mokhtari, Zeinab
A1  - Einsele, Hermann
A1  - Brock, Matthias
A1  - Heinze, Katrin Gertrud
A1  - Beilhack, Andreas
T1  - Dynamic Immune Cell Recruitment After Murine Pulmonary Aspergillus fumigatus Infection under Different Immunosuppressive Regimens
JF  - Frontiers in Microbiology
N2  - Humans are continuously exposed to airborne spores of the saprophytic fungus Aspergillus fumigatus. However, in healthy individuals pulmonary host defense mechanisms efficiently eliminate the fungus. In contrast, A. fumigatus causes devastating infections in immunocompromised patients. Host immune responses against A. fumigatus lung infections in immunocompromised conditions have remained largely elusive. Given the dynamic changes in immune cell subsets within tissues upon immunosuppressive therapy, we dissected the spatiotemporal pulmonary immune response after A. fumigatus infection to reveal basic immunological events that fail to effectively control invasive fungal disease. In different immunocompromised murine models, myeloid, notably neutrophils, and macrophages, but not lymphoid cells were strongly recruited to the lungs upon infection. Other myeloid cells, particularly dendritic cells and monocytes, were only recruited to lungs of corticosteroid treated mice, which developed a strong pulmonary inflammation after infection. Lymphoid cells, particularly CD4\(^+\) or CD8\(^+\) T-cells and NK cells were highly reduced upon immunosuppression and not recruited after A. fumigatus infection. Moreover, adoptive CD11b\(^+\) myeloid cell transfer rescued cyclophosphamide immunosuppressed mice from lethal A. fumigatus infection but not cortisone and cyclophosphamide immunosuppressed mice. Our findings illustrate that CD11b\(^+\) myeloid cells are critical for anti-A. fumigatus defense under cyclophosphamide immunosuppressed conditions.
KW  - corticosteroids and cyclophosphamide
KW  - aspergillus fumigatus
KW  - CD11b+ myeloid cells
KW  - immune cell recruitment
Y1  - 2016
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-165368
VL  - 7
IS  - 1107
ER  - 
TY  - THES
A1  - Fleißner, Janik Frank Hans-Werner
T1  - Die Bedeutung von Oncostatin M für die Lipidhomöostase Apoe- und Ldlr-deletierter Mäuse
T1  - The Significance of Oncostatin M for the Lipid Homeostasis in Apoe and Ldlr Knockout Mice
N2  - OSM, ein Vertreter der IL-6-Typ-Zytokine, ist nicht nur für entzündliche, sondern auch für metabolische Prozesse von Bedeutung. Vorarbeiten der Arbeitsgruppe GEIER/HERMANNS und Studien von KOMORI et al. legen protektive Eigenschaften des Zytokins nahe, da Mäuse, denen OSMR fehlte, Charakteristika des metabolischen Syndroms aufwiesen. Zur eingehenderen Untersuchung der von OSM vermittelten Wirkung auf den murinen Lipidstoffwechsel wurden zwei für die NAFLD und Atherosklerose anfällige Modelle herangezogen und jeweils in Gegenwart und Abwesenheit des Osmr studiert: Weibliche Apoe-/-(Osmr-/-) und Ldlr-/-(Osmr-/-) Mäuse wurden über einen Zeitraum von zwölf Wochen mit westlicher Diät gefüttert, wöchentlich gewogen, am Ende der Diät geopfert und geerntet. Wildtypische C57Bl/6-Mäuse erfuhren die gleiche Behandlung und dienten als Referenzgruppe. Im Rahmen des Promotionsprojektes wurden Leberfettgehalt, Serumlipidspiegel, Lipoproteinfraktionen und Stuhllipide von Apoe-deletierten Mäusen bestimmt und mit bereits vorhandenen Daten der Ldlr-/-(Osmr-/-) und wildtypischen Mäuse in Beziehung gesetzt. Expressionsanalysen von am Lipidstoffwechsel beteiligten Genen in Darm-, Leber- und Fettgewebe trugen dazu bei, OSM-abhängige Regulationen aufzudecken.
Ldlr-/- Tiere nahmen unter der Diät exzessiv zu, hatten hohe Serumspiegel an Leptin, Gluco-se und Lipiden, eine Lebersteatose und, begleitet von einer Induktion des Vldlr, erhöhte inflammatorische Marker im visceralen Fettgewebe. Der zusätzliche Knockout des Osmr ging mit einer geringeren Vldlr-Expression im Fettgewebe und einer hepatozytären Induktion von Cyp7a1 einher und resultierte in einem metabolisch günstigeren Phänotyp. Apoe-defiziente Tiere unterschieden sich hinsichtlich ihrer Gewichtszunahme nicht von Ldlr-/-Osmr-/- und C57Bl/6-Mäusen. Überraschenderweise zeigten sich im Serum von Apoe-/-Osmr-/- jedoch gegenüber Apoe-/- Mäusen erhöhte Konzentrationen des Gesamt- und VLDL-Cholesterins, der Triglyceride und freien Fettsäuren. Obwohl Lebern der Apoe-/-Osmr-/- Mäuse geringere Ldlr- und Lrp1-mRNA-Spiegel als die der Apoe-/- Mäuse aufwiesen, hatten sie einen höheren hepatischen Cholesteringehalt. Bei gesteigerter Cpt1a-Expression fiel der hepatische Tri-glyceridgehalt Apoe-deletierter Mäuse geringer aus als in Ldlr-/-(Osmr-/-) und wildtypischen Tieren. Unter Umgehung einer Fettgewebsentzündung präsentierten Apoe-defiziente Mäuse Hinweise einer inflammatorischen Leberschädigung, die pathogenetisch am ehesten mit einer gestörten Cholesterinhomöostase in Verbindung zu bringen war.
Abhängig vom genetischen Hintergrund des Mausmodells hatte OSM schützende oder schädliche Effekte auf den Lipidmetabolismus. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit betonen die entscheidende Bedeutung entzündlicher, von OSM modulierter Prozesse für den Fettstoffwechsel in Leber- und Fettgewebe. Weiterführende Experimente sind nötig, um die den Beobachtungen zugrunde liegenden molekularen Mechanismen zu entschlüsseln.
N2  - OSM, a member of the IL-6-type family, plays a pivotal role not only in inflammatory pro-cesses, but also in the regulation of metabolism. In line with studies conducted by KOMORI et al., findings obtained by GEIER/HERMANNS revealed characteristics of the metabolic syndrome in mice lacking the OSMR. Therefore, protective properties of OSM were suggested.
In order to further investigate OSM-mediated effects on murine lipid metabolism, two models prone to NAFLD and atherosclerosis were employed and studied in the presence and absence of Osmr: Female Apoe-/-(Osmr-/-) and Ldlr-/-(Osmr-/-) mice were fed a Western-type diet for twelve weeks, weighed weekly, sacrificed and harvested at the end of the diet. Wild-type C57Bl/6 mice underwent the same procedure and were used as a reference group. Thereafter, lipid levels and lipoprotein fractions in the sera of Apoe-deleted mice were deter-mined. In addition, their lipid content in liver tissue and stool was measured. Findings were compared with data from Ldlr-/-(Osmr-/-) and wild-type mice. To reveal OSM-dependent regulations of genes playing a key role in lipid metabolism, gene expression analyses were performed in intestinal, liver, and adipose tissue samples from all mice groups.
Ldlr-/- animals excessively gained weight during the diet, had high serum levels of leptin, glucose, and lipids, hepatic steatosis, and, accompanied by induction of Vldlr, increased inflammatory markers in visceral adipose tissue. The additional knockout of Osmr was accom-panied by a lower Vldlr expression in adipose tissue and an induction of liver Cyp7a1, resulting in a metabolically favorable phenotype. In terms of weight gain, Apoe-deficient animals were not different from Ldlr-/-Osmr-/- and C57Bl/6 mice. Surprisingly, however, serum from Apoe-/-Osmr-/- mice showed increased concentrations of total and VLDL cholesterol, triglyc-erides, and free fatty acids when compared to Apoe-/- animals. Despite lower hepatic Ldlr and Lrp1 mRNA levels, Apoe-/-Osmr-/- mice had a higher hepatic cholesterol content than Apoe-/- mice. Fitting to an increased Cpt1a expression, the hepatic triglyceride content of Apoe-deleted mice was lower than in Ldlr-/-(Osmr-/-) and wild-type mice.
Most likely due to an impaired hepatic cholesterol homeostasis, liver sections of Apoe-deleted mice displayed features of inflammation, whereas the adipose tissues of these animals remained rather unscathed.
Depending on the genetic background of the mouse model, OSM had protective or deleterious effects on lipid metabolism. The results of this project emphasize the significance of OSM regarding both inflammation and metabolism in liver and adipose tissue. Further ex-periments are needed to unravel the molecular mechanisms underlying these observations.
KW  - Apolipoprotein E
KW  - LDL-Rezeptor
KW  - Oncostatin M
KW  - Oncostatin-M-Rezeptor
KW  - Lipoprotein
KW  - Oncostatin M receptor
KW  - lipoprotein
KW  - Interleukin-6-Typ-Zytokine
KW  - Interleukin-6 type cytokines
Y1  - 2024
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-280592
ER  - 
TY  - THES
A1  - Wallstabe, Lars
T1  - Development and preclinical evaluation of tumour-reactive T cells expressing a chemically programmable chimeric antigen receptor
T1  - Entwicklung und präklinische Evaluierung tumorreaktiver T- Zellen, die einen chemisch programmierbaren chimären Antigenrezeptor exprimieren
N2  - The genetic modification of T cells for the expression a chimeric antigen receptor (CAR) endows them with a new specificity for an antigen. Adoptive immunotherapy with CD19-CAR T cells has achieved high rates of sustained complete remissions in B cell malignancies. However, the downregulation or loss of the targeted antigen after mono-specific CAR T cell therapy, e.g. against CD19 or CD22, has been reported. Targeting multiple antigens on tumour cells, sequentially or simultaneously, could overcome this limitation. Additionally, targeting multiple antigens with CAR T cells could drive the translation from hematologic malignancies to prevalent solid cancers, which often express tumour-associated antigens heterogeneously. We hypothesised that expression of a universal CAR, which can be programmed with hapten-like molecules, could endow T cells with specificities for multiple antigens. 
In this study we introduce a novel chemically programmable CAR (cpCAR) based on monoclonal antibody h38C2. Our data show, that cpCARs form a reversible chemical bond to molecules containing a diketone-group and therefore can be programmed to acquire multiple specificities. We programmed cpCAR T cells with hapten-like compounds against integrins αvβ3 and α4β1 as well as the folate receptor. We observed tumour cell lysis, IFN ɣ and IL-2 production and proliferation of programmed cpCAR T cells against tumour cells expressing the respective target antigen in vitro.
As a reference to cpCARs programmed against αvβ3, we further introduced novel conventional αvβ3-CARs. These CARs, based on humanised variants of monoclonal antibody LM609 (hLM609), directly bind to integrin αvβ3 via their scFv. The four αvβ3-CAR constructs comprised either an scFv with higher affinity (hLM609v7) or lower affinity (hLM609v11) against αvβ3 integrin and either a long (IgG4 hinge, CH2, CH3) or short (IgG4 hinge) extracellular spacer. We selected the hLM609v7-CAR with short spacer, which showed potent anti-tumour reactivity both in vitro and in a murine xenograft model, for comparison with the cpCAR programmed against αvβ3. Our data show specific lysis of αvβ3-positive tumour cells, cytokine production and proliferation of both hLM609-CAR T cells and cpCAR T cells in vitro. However, conventional hLM609-CAR T cells mediated stronger anti-tumour effects compared to cpCAR T cells in the same amount of time. In line with the in vitro data, complete destruction of tumour lesions in a murine melanoma xenograft model was only observed for mice treated with conventional αvβ3-CAR T cells.
Collectively, we introduce a cpCAR, which can be programmed against multiple tumour antigens, and hLM609-CARs specific for the integrin αvβ3. The cpCAR technology bears the potential to counteract current limitations, e.g. antigen loss, of current monospecific CAR T cell therapy. Targeting αvβ3 integrin with CAR T cells could have clinical applications in the treatment of solid malignancies, because αvβ3 is not only expressed on a variety of solid malignancies, but also on tumour-associated vasculature and fibroblast.
N2  - T Zellen können durch genetische Modifizierung zur Expression eines chimären Antigen-Rezeptors (CAR) neue Antigenspezifität erhalten. Durch adoptive Immuntherapie mit CD19-CAR T Zellen können hohe Raten von anhaltenden vollständigen Remissionen bei Patienten mit malignen B-Zell-Erkrankungen erzielt werden. In klinischen Studien mit mono-spezifischen CAR T Zellen wurden allerdings der Verlust oder eine verringerte Expression der Ziel-Antigene, z.B. CD19 oder CD22, auf Tumor-Zellen beobachtet. Außerdem sind bei soliden Krebserkrankungen tumor¬assoziierte Antigene häufig unterschiedlich stark auf Krebszellen exprimiert. Wir haben die Hypothese aufgestellt, dass CARs, die mit einem hapten-ähnlichen Molekül programmiert werden können, es ermöglichen, mehrere Antigene mit einer T-Zelle anzugreifen.
In dieser Arbeit stellen wir einen neuartigen chemisch programmierbaren CAR (cpCAR) auf Basis des monoklonalen Antikörpers h38C2 vor. Unsere Daten zeigen, dass cpCARs eine reversible chemische Bindung zu Molekülen mit einer Diketongruppe bilden und daher so programmiert werden können, dass sie mehrere Spezifitäten aufweisen. Wir haben cpCAR T Zellen mit hapten-ähnlichen Molekülen gegen die Integrine αvβ3 und α4β1 sowie den Folat-Rezeptor programmiert. In vitro beobachteten wir sowohl die spezifische Lyse von Tumorzellen als auch T-Zell-Proliferation und Sekretion von IFN ɣ und IL-2 durch programmierte cpCAR T Zellen als Reaktion auf Antigen positive Tumorzellen.
Als Referenz zu cpCARs, die gegen αvβ3 programmiert wurden, haben wir in dieser Arbeit zudem neue konventionelle αvβ3-CARs vorgestellt. Diese basieren auf humanisierten Varianten des monoklonalen Antikörpers LM609 (hLM609) und binden mittels ihres scFv direkt an Integrin αvβ3. Die vier αvβ3-CAR-Konstrukte enthielten entweder ein scFv mit höherer Affinität (hLM609v7) oder niedrigerer Affinität (hLM609v11) gegenüber αvβ3 und entweder einem langen (IgG4-Hinge, CH2, CH3) oder einem kurzen (IgG4-Hinge) extrazellulären „Spacer“. Für den Vergleich von konventionellem CAR und cpCAR wählten wir den hLM609v7-CAR mit kurzem „Spacer“. T Zellen, die diesen CAR exprimierten, vermittelten eine starke Anti-Tumor Reaktion sowohl in vitro als auch in einem Maus-Xenograft Modell. Unsere in vitro Daten zeigen spezifische Lyse von αvβ3-positiven Tumorzellen, Sekretion von Zytokinen und Proliferation sowohl durch hLM609-CAR T-Zellen als auch durch cpCAR T-Zellen. Konventionelle hLM609-CAR T Zellen vermittelten jedoch in gleicher Zeit eine stärkere Anti-Tumorwirkung als cpCAR T-Zellen.
Zusammengefasst präsentieren wir in dieser Arbeit einen cpCAR, der gegen mehrere Tumorantigene programmiert werden kann, und hLM609-CARs, die spezifisch für das Integrin αvβ3 sind. Die cpCAR-Technologie birgt das Potenzial, aktuellen Limitationen der mono-spezifischen CAR-T-Zelltherapie, z.B. dem Antigen¬verlust, entgegenzuwirken. Zudem könnte das Integrin αvβ3 klinische Anwendung bei der Behandlung von soliden Tumoren finden, da es nicht nur auf einer Reihe von Tumor-Entitäten, sondern auch auf Tumor-assoziiertem Gewebe zu finden ist.
KW  - Tumorimmunologie
KW  - chimeric antigen receptor
Y1  - 2022
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-179071
ER  -