TY  - THES
A1  - Börner, Kevin
T1  - How CLEC16A modifies the function of thymic epithelial cells
T1  - Wie CLEC16A die Funktion von Thymus-Epithelzellen beeinflusst
N2  - Genomweite Assoziationsstudien haben CLEC16A als ein Suszeptibilitätsgen für Typ 1 Diabetes und weitere Autoimmunerkrankungen identifiziert. Die genaue Funktion von CLEC16A bleibt jedoch ungeklärt. Studien zeigten, dass sowohl das Drosophila Ortholog ema als auch das murine Clec16a eine Rolle in Autophagie spielen. Autophagie trägt zur Beladung der MHC-Klasse-II Moleküle und somit der Antigenpräsentation bei. Darüber hinaus konnten Studien belegen, dass Autophagie zur Antigenpräsentation während der T-Zell Selektion in Thymus-Epithelzellen benötigt wird.  Dies schlägt eine mögliche Funktion von CLEC16A in Thymus-Epithelzellen während der T-Zell Selektion vor. Außerdem berichteten Arbeiten, dass CLEC16A als quantitativer Trait Locus für seine Nachbargene fungiert und dass Clec16a KD in Langerhans Inseln im Pankreas die Insulinsekretion und den Glukosestoffwechsel beeinträchtigt. Dieser Arbeit vorausgehend hatten Schuster et al. eine Clec16a KD NOD Maus generiert, welche vor spontanem autoimmunem Diabetes geschützt war. 

Für diese Arbeit wurde vermutet, dass CLEC16A als Suszeptibilitätsgen für Typ 1 Diabetes den Prozess der Autophagie in Thymus-Epithelzellen beeinträchtigt und somit Antigenpräsentation und das T-Zell Repertoire beeinflusst. Um auf der Vorarbeit von Schuster et al. aufzubauen und diese zu ergänzen, zielte diese Arbeit darauf ab, den Einfluss von CLEC16A auf Thymus-Epithelzellen zu untersuchen. Hierfür wurde ein CLEC16A KD in menschlichen Zellen mittels RNA Interferenz erzeugt und Autophagie durch Immunoblotting untersucht. Zusätzlich wurde die Entzündung im Pankreasgewebe von Clec16a KD NOD Mäusen mittels H.E. Färbung beurteilt und bewertet. Thymus-Transplanationen wurden durchgeführt, um zu sehen, ob der Einfluss von Clec16a KD T-Zell intrinsisch ist. Außerdem wurden intraperitoneale Glukosetoleranztests durchgeführt, um den Blutzuckerstoffwechsel in Clec16a KD Mäusen zu beurteilen. Schließlich wurden mittels qPCR Expressionslevel der benachbarten Gene, wie zum Beispiel Dexi und Socs1, erhoben, um die Eigenschaften von CLEC16A als quantitativer Trait Locus einzuordnen. 

Gemeinsam mit den Ergebnissen von Schuster et al. kann diese Arbeit aufzeigen, dass Clec16a KD die Ausprägung von Insulitis im Pankreas reduziert und Clec16a KD NOD Mäuse vor spontanem Autoimmundiabetes schützt. Dieser Schutz vor Erkrankung wird durch beeinträchtigte Autophagie in Thymus-Epithelzellen hervorgerufen, welche die T-Zell Selektion beeinflusst und die Reaktivität von T-Zellen reduziert. Der Einfluss des Clec16a KD ist innerhalb des Thymus wirksam. Der Blutzuckerstoffwechsel in Clec16a KD NOD Mäusen bleibt unverändert und kann deshalb als Ursache für den Schutz vor Type 1 Diabetes ausgeschlossen werden. Clec16a und Dexi zeigen ähnliche Expressionslevel auf, dennoch benötigt es weitere detaillierte Studien, um eine Beziehung zwischen den beiden Genen etablieren zu können. Letztlich konnte die Beeinträchtigung von Autophagie in menschlichen CLEC16A KD Zellen nachgewiesen werden, was bedeutet, dass die Funktion von CLEC16A evolutionär konserviert ist und ein möglicher Zusammenhang zwischen CLEC16A Polymorphismen und einem erhöhten Risiko für Typ 1 Diabetes im Menschen besteht.
N2  - Genome-wide association studies revealed CLEC16A as a candidate gene for Type 1 Diabetes and multiple other autoimmune disorders. The function of CLEC16A remains unknown. However, previous work showed that the CLEC16A ortholog ema and the murine Clec16a were both implicated in autophagy, a process partially required for MHC class II loading and antigen presentation. Furthermore, studies could show that autophagy was required in thymic epithelial cells for antigen presentation during T cell selection, suggesting a possible role of CLEC16A in T cell selection in the thymus. Additionally, it was postulated that CLEC16A may function as an expression quantitative trait locus for its neighboring genes and that Clec16a KD was involved in pancreatic islet function and impaired insulin secretion and glucose homeostasis. Prior to this work, Schuster et al. had created a Clec16a KD NOD mouse, which was protected from spontaneous autoimmune diabetes. 

For this work it was hypothesized that CLEC16A variation serves as a Type 1 Diabetes risk gene by affecting autophagy in thymic epithelial cells, which modulates antigen presentation and shapes the T cell repertoire. To expand and complement previous findings by Schuster et al., this thesis aimed to investigate how CLEC16A modifies the function of thymic epithelial cells. For this purpose, CLEC16A KD was induced in human cells via RNA interference and autophagy was studied through immunoblotting. Additionally, inflammation of pancreatic tissue in Clec16a KD NOD mice was scored using H.E. stained pancreatic sections. Thymic transplantation experiments were conducted to test whether the effects of Clec16a KD were T cell intrinsic. Also, intraperitoneal glucose tolerance tests were performed to study glucose homeostasis in Clec16a KD NOD animals. Finally, using qPCR, gene expression levels of neighboring genes such as Dexi and Socs1 were measured to study Clec16a as an expression quantitative trait locus.

In combination with the findings of Schuster et al., this thesis demonstrates that Clec16a KD reduces the severity of insulitis and protects from onset of spontaneous diabetes in the NOD mouse. Disease protection is conveyed by impaired autophagy in TEC, which leads to altered T cell selection and hyporeactive CD4+ T cells. The effects of Clec16a KD in the NOD mouse are thymus intrinsic. Glucose homeostasis remains unchanged in the Clec16a KD NOD mouse and plays no role in disease protection. Clec16a and Dexi presented similar expression levels, but further studies are required to investigate a clear link between these two genes. Finally, impaired autophagy could be replicated in human CLEC16A KD cells, which demonstrates a conserved function of CLEC16A and suggests a possible link between CLEC16A variation and risk of autoimmune disease in human.
KW  - Thymus
KW  - Toleranz
KW  - Autoimmunität
KW  - Diabetes mellitus Typ 1
KW  - Epithelzelle
KW  - CLEC16A
KW  - T cell selection
KW  - Antigen presentation
KW  - Autophagy
KW  - Autoimmunity
KW  - T Zell Selektion
KW  - Antigenpräsentation
KW  - Autophagie
Y1  - 2020
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-200230
ER  - 
TY  - THES
A1  - Carl, Sophia Leonie
T1  - Untersuchungen zum Einfluss serotonerger Genvariationen auf olfaktorische Performanz
T1  - Investigations on the influence of serotonergic gene polymorphisms on olfactory performance
N2  - Einige psychiatrische Erkrankungen gehen mit einer Veränderung der Riechfunktion einher. In aktuellen Tiermodellen wurde durch Stimulation der Raphe Kerne, die unter anderem zum Bulbus Olfaktorius projizieren, das serotonerge System als Einflussfaktor der Riechfunktion erkannt. Unsere Hypothese geht davon aus, dass das serotonerge System die Riechleistung beeinflussen könnte. Um diese Hypothese zu überprüfen, wurden drei Gene des serotonergen Systems und deren psychiatrisch relevante Genpolymorphismen ausgewählt und untersucht: TPH2 (Tryptophanhydroxylase 2, rs4570625), 5-HTTLPR (Serotonintransporter-Längenpolymorphismus) und 5-HT2C (Serotonintransporter, rs3813929).
Insgesamt wurden 173 gesunde Kinder eingeschlossen und auf deren Riechleistung (Riechschwelle und Diskrimination) hin mittels des Sniffin’Sticks Tests untersucht. Träger des T-Allels des TPH2-Polymorphismus sowie Träger des s-Allels, des 5-HTTLPR wiesen eine signifikant bessere Diskrimination von Gerüchen auf. Der Effekt des 5-HTTLPR ließ sich auf die Mädchen in der Stichprobe zurückführen. Der Genpolymorphismus des 5-HT2C Rezeptors wirkte sich nicht signifikant auf die Riechleistung aus. In Bezug auf die Riechsensitivität zeigten sich keine signifikanten Modulationen durch die untersuchten Genvarianten.
Gene des serotonergen Systems üben bei gesunden Kindern einen modulierenden Einfluss auf die Riechfunktion aus, insbesondere auf die Riechdiskrimination. Von besonderer Bedeutung scheinen in diesem Zusammenhang der Serotonintransporter 5-HTTLPR und das Syntheseenzym TPH2 zu sein.
N2  - Some psychiatric disorders are associated with a modulation of the olfactory system. By stimulating the raphe nuclei, which among other target regions project to the olfactory bulb, the serotonergic system was recognized as an influencing factor of the olfactory function in current animal models. Our hypothesis assumes that the serotonergic system influences the olfactory performance. To test this hypothesis, three genes of the serotoninergic system and their psychollogical relevant gene polymorphisms were selected and investigated: TPH2 (tryptophan hydroxylase 2, rs4570625), 5-HTT LPR (serotonin transporter length polymorphism) and 5-HT2C (serotonin transporter, rs3813929).
A total of 173 healthy children were included and examined for their olfactory performance (olfactory threshold and discrimination) using the Sniffin'Sticks test. Carriers of the T-allele of the TPH2 polymorphism as well as carriers of the s-allele of the 5-HTTLPR, exhibited significantly better odor discrimination. The effect of 5-HTTLPR polymorphism was mediated by the girls in the sample. The gene polymorphism of the 5-HT2C receptor did not significantly affect the olfactory function. In terms of odor sensitivity, no significant modulations were mediated by the examined gene variants.
Genes of the serotonergic system exert a modulating influence on the olfactory function in healthy children, especially on olfactory discrimination. Of particular importance in this context are the serotonin transporter 5-HTT LPR and the synthesis enzyme TPH2.
KW  - Riechen
KW  - Diskrimination
KW  - Serotonin
KW  - Serotonerges System
KW  - Genpolymophismen
KW  - Olfaction
KW  - Discrimination
Y1  - 2019
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-185418
ER  - 
TY  - THES
A1  - Roth, Carina
T1  - Endovaskuläre Revaskularisierungsmethoden des vaskulären Notfalls akute Extremitätenischämie im Vergleich zu der chirurgischen Therapie
T1  - Endovascular revascularization methods of vascular emergency acute limb ischemia versus surgical therapy
N2  - Die akute Extremitätenischämie ist mit einer hohen Amputations- und Mortalitätsrate verbunden. Mit dem Ziel die Mortalität und Amputationsraten zu reduzieren, wurden seit den 90er Jahren endovaskuläre Therapiemethoden weiterentwickelt und verbessert. Jedoch gibt es aktuell keinen allgemeingültigen Therapiealgorithmus unter Einbezug der modernen endovaskulären Therapiemethoden. In dieser Arbeit wurde ein Therapiemanagement mit Favorisierung der endovaskulären Therapiemethoden angewandt. Mittels retrospektiver Datenanalyse wurden die Ergebnisse der endovaskulären Therapie hinsichtlich Mortalität, Amputationsrate, Reinterventionsrate nach 30 Tagen und einem Jahr und technischer und klinischer Erfolg mit der traditionellen chirurgischen Therapie verglichen. 
Während dem Studienzeitraum 2012-2014 wurden insgesamt 92 Patienten endovaskulär (ET) und 128 Patienten operativ (OT) auf Grund akuter Extremitätenischämie an der Uniklinik Würzburg behandelt. Der technische und klinische Erfolg war in beiden Therapiegruppen mit an die 90% hoch und ohne signifikanten Unterschied (technischer Erfolg ET 90,1%, OT 94,7%, p=0,211, klinischer Erfolg ET 90,1%, OT 87,8%, p=0,602). Die Mortalitätsrate nach 30 Tagen und nach einem Jahr war in der ET Gruppe mit 6,3%/24,1% signifikant niedriger als in der OT Gruppe (30 Tage 24,1%, p=0,001; 1 Jahr 39,8% p=0,014). Die Reinterventionsrate nach 30 Tagen und nach einem Jahr war in der ET Gruppe mit 20,3%/27,8% ebenso höher als in der OT Gruppe (30 Tage 9,1%, p= 0,045; 1 Jahr 14,0%, p=0,047). Hinsichtlich der Amputationsrate gab es nach 30 Tagen und nach einem Jahr keinen signifikanten Unterschied (30 Tage ET 5,1%, OT 2,5%, p= 0,453; 1 Jahr ET 5,1%, OT 5,0%, p=0,805). Mittels Cox Regression wurden weiterhin Prädiktoren für die Mortalität und Reintervention innerhalb eines Jahres berechnet, wobei die Schwere der Ischämie (Rutherfordstadium IIb und bilatarale Ischämie) und das weibliche Geschlecht als Prädiktor für Mortalität innerhalb eines Jahres bestimmt wurden. Prädiktoren für Reintervention innerhalb eines Jahres waren die Notwendigkeit einer Fasziotomie und endovaskuläre Therapie als initiale Therapiemethode. 
Auf Grund eines Bias hinsichtlich der Verteilung der Patienten auf die jeweilige Therapiegruppe mit deutlich schweren Formen der akuten Extremitätenischämie (Rutherford IIb und bilaterale Ischämie) in der operativen Therapiegruppe, konnte in dieser Studie keine Reduktion der Mortalität durch die weniger invasive endovaskuäre Therapie gezeigt werden. Jedoch fällt eine deutliche Empfehlung endovaskulärer Therapiemethoden mit guten Studienergebnissen im Literaturvergleich auf, eine Favorisierung der endovaskulären Therapie wie in dieser Studie ist somit weiterhin zu befürworten.
Zur Festlegung eines Therapiealgorithmus ist die Durchführung einer prospektiven randomisierten Studie unter Einbezug der modernen Therapiemethoden nötig.
N2  - Acute limb ischemia is associated with high amputation and mortality rates. With the aim of reducing mortality and amputation rates, endovascular therapy methods have been further developed and improved since the 1990s. However, there is currently no generally applicable therapy algorithm that includes modern endovascular therapy methods. In this thesis a therapy management with favoring endovascular therapy methods was applied. Using retrospective data analysis, the results of endovascular therapy were compared with traditional surgical therapy in terms of mortality, amputation rate, reintervention rate after 30 days and one year, and technical and clinical success.
During the study period 2012-2014 a total of 92 patients were treated endovascularly (ET) and 128 patients surgically (OT) due to acute extremity ischemia at the Würzburg University Hospital. The technical and clinical success in both therapy groups was about 90% high and without any significant difference (technical success ET 90.1%, OT 94.7%, p = 0.211, clinical success ET 90.1%, OT 87.8 %, p = 0.602). The mortality rate after 30 days and after one year was significantly lower in the ET group (6.3% / 24.1%) than in the OT group (30 days 24.1%, p = 0.001; 1 year 39.8% p = 0.014). The reintervention rate after 30 days and after one year was 20.3% / 27.8% in the ET group and higher than in the OT group (30 days 9.1%, p = 0.045; 1 year 14.0%, p = 0.047). With regard to the amputation rate, there was no significant difference after 30 days and after one year (30 days ET 5.1%, OT 2.5%, p = 0.453; 1 year ET 5.1%, OT 5.0%, p = 0.805). Using Cox regression, predictors for mortality and reintervention within one year were calculated, with the severity of the ischemia (Rutherford stage IIb and bilateral ischemia) and the female sex as the predictor for mortality within one year. Predictors for reintervention within one year were the need for fasciotomy and endovascular therapy as initial therapeutic method.

Due to a bias in the distribution of patients to the respective therapy group with clearly severe forms of acute limb ischemia (Rutherford IIb and bilateral ischemia) in the operative therapy group, no reduction in mortality due to the less invasive endovascular therapy could be shown in this study. However, a clear recommendation for endovascular therapy methods with good study results is evident in the literature comparison, so favoring endovascular therapy as in this study is still to be advocated.
In order to determine a therapy algorithm, it is necessary to carry out a prospective randomized study using modern therapy methods.
KW  - Kritische Extremitätenischämie
KW  - Akute Extremitätenischämie
KW  - Acute Limb Ischemia
KW  - endovaskulär
KW  - edovascular
Y1  - 2020
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-216103
ER  - 
TY  - THES
A1  - Morell, Sarah
T1  - Klinische Charakteristika und Mortalität von Nebennieren-Inzidentalomen mit Fokus auf Nicht-Aldosteron-produzierende adrenokortikale Adenome: eine retrospektive Studie mit dem Patientenkollektiv des Universitätsklinikums Würzburg von 1998 bis 2017
T1  - Clinical characteristics and mortality of adrenal incidentalomas focussing on non-aldosterone-producing adrenocortical adenomas: a retrospective study with the patient collective of the University Hospital Würzburg from 1998 to 2017
N2  - Nebennieren-Inzidentalome werden durch den zunehmenden Einsatz von bildgebenden Methoden immer häufiger zufällig entdeckt. Hierbei liegen vorrangig klinisch unauffällige Nicht-Aldosteron-produzierende adrenokortikale Adenome (NAPACA) vor, wobei Nicht-funktionelle Adenome (NFA) von Tumoren mit (möglicher) autonomen Cortisol-Sekretion (MACS und ACS) zu differenzieren sind.
Der Verlauf und die Prognose dieser Patienten werden teilweise noch kontrovers diskutiert. Die wesentlichen Fragestellungen dieser Arbeit lauteten, welche Dynamik Nebennieren-Inzidentalome (und hierbei insbesondere die NAPACA) hinsichtlich Hormonsekretion und Malignitätspotential aufweisen und welchen Einfluss sie auf das Gesamtüberleben der Betroffenen ausüben.
In dieser Studie wurde hierfür das Patientenkollektiv des Universitätsklinikums Würzburg zwischen 1998 und 2017 retrospektiv untersucht. Die Zuordnung zu Entitäten und die Interpretation der Daten erfolgte dabei anhand der Empfehlungen der aktuellen Europäischen Leitlinie zum Management von Nebennieren-Inzidentalomen. 
Für diese Arbeit wurden 357 Patienten mit einem Nebennieren-Inzidentalom identifiziert, von denen 263 (73,7 %) der NAPACA-Gruppe zuzuordnen waren. Im Verlauf kam es bei 39 (10,9 %) der Patienten zu relevanten Veränderungen der endokrinen Aktivität und bei 4 (1,1 %) auch der Dignität, wodurch die Zuordnung zu einer anderen Tumorentität notwendig wurde. In den Mortalitätsanalysen stellten Hormonaktivität und Malignität relevante prognostische Einflüsse bei Patienten mit Nebennieren-Inzidentalom dar. Speziell Patienten mit MACS und ACS wiesen eine höhere Gesamtmortalität auf als solche mit NFA, wobei das Serumcortisol im Dexamethason-Suppressionstest für die multivariaten Cox-Regressionsanalysen als kontinuierliche und nicht kategoriale Variable betrachtet wurde. NAPACA-Patienten starben vorrangig an malignen, kardiovaskulären und infektiösen Ursachen. 
Zusammenfassend weisen Patienten mit Nebennieren-Inzidentalom im Allgemeinen und mit NAPACA im Speziellen im Verlauf eine geringe endokrinologische und maligne Dynamik auf. Ihr Gesamtüberleben wird maßgeblich von Hormonaktivität und Dignität bzw. von der Höhe des Serumcortisols im Dexamethason-Hemmtest beeinflusst.
N2  - Incidental discoveries of adrenal tumors are increasing due to the rising use of imaging. Clinically inapparent non-aldosterone-producing adrenocortical adenomas (NAPACA) are most common, although non-functional adenomas (NFA) should be differentiated from tumors with (possible) autonomous cortisol secretion (MACS and ACS).
To what extent the prognosis of patients with adrenal incidentaloma is affected is still a controversial matter. The main questions addressed were the dynamics of adrenal incidentalomas (and in particular NAPACA) with regard to hormone secretion and malignancy potential and what influence they have on the overall survival of those affected.
In this study, patients of the University Hospital of Würzburg were retrospectively examined between 1998 and 2017. The workup and interpretation of data was based on the recommendations of the current European guidelines for the management of adrenal incidentalomas.
For this work, 357 patients with an adrenal incidentaloma were identified, of which 263 (73.7%) were assigned to the NAPACA group. During the study, relevant changes in endocrine activity occurred in 39 (10.9%) patients and in dignity in 4 (1.1%) patients, which made assignment to a different tumor entity necessary. In the mortality analyses, hormone activity and malignancy were relevant prognostic influences in patients with adrenal incidentaloma. Patients with MACS and ACS in particular had a higher overall mortality than those with NFA, when the serum cortisol in the dexamethasone suppression test was examined as a continuous variable in the multivariate Cox regression analysis. NAPACA patients died primarily from malignant, cardiovascular, and infectious causes.
In summary, patients with adrenal incidentaloma in general and with NAPACA in particular show little endocrinological and malignant potentials over the course of the disease. The overall survival is significantly influenced by hormone activity and malignancy or in NAPACA by the level of serum cortisol in the dexamethasone suppression test.
KW  - Nebenniere
KW  - Sterblichkeit
KW  - Tumor
KW  - Inzidentalom
KW  - Mortalität
KW  - Incidentaloma
Y1  - 2022
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-291784
ER  - 
TY  - THES
A1  - Stetter, Maurice
T1  - LC3-associated phagocytosis seals the fate of the second polar body in \(Caenorhabditis\) \(elegans\)
T1  - LC3-assoziierte Phagozytose besiegelt das Schicksal des zweiten Polkörpers in \(Caenorhabditis\) \(elegans\)
N2  - This work investigates the death and degradation of the second polar body of the nematode C. elegans in order to improve our understanding how pluripotent undifferentiated cells deal with dying cells. With the use of fluorescence microscopy this work demonstrates that both polar bodies loose membrane integrity early. The second polar body has contact to embryonic cells and gets internalized, dependent on the Rac1-ortholog CED-10. 
The polar body gets degraded via LC3-associated phagocytosis. While lysosome recruitment depends on RAB-7, LC3 does not improve lysosome recruitment but still accelerates polar body degradation. 
This work establishes the second polar body as a genetic model to study cell death and LC3-associated phagocytosis and has revealed further aspects of phagosome maturation and degradation.
N2  - Um besser zu verstehen, wie undifferenzierte pluripotente Zellen mit abgestorbenen Zellen umgehen, wird in dieser Dissertation die Phagozytose und der Abbau des 2. Polkörpers der weiblichen Meiose im Fadenwurm C. elegans untersucht. Mithilfe von fluorenzenzmikroskopischen Aufnahmen wird in dieser Arbeit gezeigt, dass beide Polkörper schon früh ihre Membranintegrität verlieren. Der 2. Polkörper, welcher direkten Kontakt zu embryonischen Zellen hat, wird daraufhin mithilfe des Rac1-Orthologs CED-10 phagozytiert. Es wird gezeigt, dass es sich bei dem Abbauprozess um LC3-assoziierte Phagozytose handelt. Die RAB-7 GTPase ist notwendig für die Rekrutierung von Lysosomen, während LC3 darauf keinen Einfluss hat, aber trotzdem den Abbau des Polkörpers beschleunigt. 
Mit dieser Arbeit konnte ein genetisches Modell für die Erforschung von Zelltod und der LC3-assoziierten Phagozytose entwickelt werden und weitere Aspekte der Phagosomreifung und des -abbaus aufgedeckt werden.
KW  - Polkörper
KW  - Phagozytose
KW  - Autophagie
KW  - Zelltod
KW  - Caenorhabditis elegans
KW  - LC3-assoziierte Phagozytose
KW  - phagosome maturation
Y1  - 2021
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-231981
ER  - 
TY  - THES
A1  - Knöpper, Konrad
T1  - Lymph node heterogeneity is imprinted by unconventional T cells that are organized in functional units
T1  - Lymphknoten Heterogenität ist durch unkonventionelle T Zellen reguliert, welche in funktionellen Einheiten organisiert sind
N2  - The immune system has the function to defend organisms against a variety of pathogens
and malignancies. To perform this task, different parts of the immune system work in concert and
influence each other to balance and optimize its functional output upon activation. One aspect that
determines this output and ultimately the outcome of the infection is the tissue context in which the
activation takes place. As such, it has been shown that dendritic cells can relay information from
the infection sites to draining lymph nodes. This way, the ensuing adaptive immune response that
is initiated by dendritic cells, is optimized to the tissue context in which the infection needs to be
cleared.
Here, we set out to investigate whether unconventional T cells (UTC) could have a similar
function in directing a site-specific immune response. Using flow cytometry, scRNA-sequencing
and functional assays we demonstrated that UTC indeed drive a characteristic immune response
in lymph nodes depending on the drained tissues. This function of UTC was directly connected to
their lymphatic migration from tissues to draining lymph nodes reminiscent of dendritic cells.
Besides these tissue-derived UTC that migrated via the lymph, we further identified circulatory UTC
that migrated between lymph nodes via the blood. Functional characterization of UTC following
bacterial infection in wt and single TCR-based lineage deficient mice that lacked subgroups of UTC
further revealed that both tissue-derived and circulatory UTC were organized in functional units
independent of their TCR-based lineage-affiliation (MAIT, NKT, gd T cells). Specific reporter mouse
models revealed that UTC within the same functional unit were also located in the same
microanatomical areas of lymph nodes, further supporting their shared function. Our data show that
the numbers and function of UTC were compensated in single TCR-based lineage deficient mice
that lacked subgroups of UTC.
Taken together, our results characterize the transcriptional landscape and migrational
behavior of UTC in different lymph nodes. UTC contribute to a functional heterogeneity of lymph
nodes, which in turn guides optimized, site-specific immune responses. Additionally, we propose
the classification of UTC within functional units independent of their TCR-based lineage. These
results add significantly to our understanding of UTC biology and have direct clinical implications.
We hope that our data will guide targeted vaccination approaches and cell-based therapies to
optimize immune responses against pathogens and cancer.
N2  - Das Immunsystem verteidigt den Host gegen eine Vielzahl an Pathogenen und malignen Transformationen. Um diese Aufgabe effizient zu erfüllen, arbeiten verschiedene Bereiche des Immunsystems zusammen, um bei Aktivierung optimal zu funktionieren. Einen potenziellen Einfluss auf die Immunantwort hat der Kontext, in dem die Aktivierung stattfindet. Es konnte gezeigt werden, dass dendritische Zellen Informationen von der Infektionsstelle im Gewebe zum drainierenden Lymphknoten transportieren. Auf diese Weise kann die adaptive Immunantwort, initiiert von den dendritischen Zellen, auf die Situation im Gewebe optimiert werden, um die Infektion zu bekämpfen.
In dieser Arbeit wollten wir die Rolle der unkonventionellen T Zellen (UTC) in der Generierung der Ortsspezifischen Immunantwort untersuchen. Unter Verwendung von Durchflusszytometry, Einzelzell-RNS Sequenzierung und funktioneller Analyse Methoden, konnten wir zeigen, dass diese Zellen eine Lymphknoten-spezifische Immunantwort generieren, die vom drainierenden Gewebe abhängt. Diese Eigenschaft der UTC war direkt mit ihrer Fähigkeit geknüpft, wie dendritische Zellen vom Gewebe zu den Lymphknoten zu wandern. Neben dieser Gewebe-abstammenden UTC Population konnten wir auch eine im Blut zirkulierende Gruppe identifizieren. Während der Analyse dieser Zellen in bakterieller Infektion von wild typ und einzelnen TCR Identität-defizienten Mäusen stellte sich heraus, dass sie als funktionelle Einheiten agieren, unabhängig von ihrer TCR-basierten Identität (MAIT, NKT,  T Zellen). Mit spezifischen Reporter Maus Linien konnten wir zeigen, dass sich UTC in spezifischen mikroanatomischen Nischen in Lymphknoten befinden, was eine überlappende Funktion andeutet. Außerdem war die Anzahl und Funktion der UTC kompensiert in einzelnen TCR Identität-defizienten Mäusen. 
Zusammenfasst charakterisieren unsere Ergebnisse das Transkriptionsprofil und Migrations-verhalten der UTC in verschiedenen Lymphknoten. Wir zeigen, dass UTC zum Teil für die Lymphknoten spezifische Unterschiede verantwortlich sind und damit eine spezifische, optimierte Immunantwort steuern. Diese Ergebnisse erweitern unser Wissen über die Biologie von UTC signifikant und haben direkte klinische Relevanz. Auf der Basis dieses Wissens können neue Impfansätze oder Zelltherapie Strategien genauer designend werden.
KW  - unconventional T cells
Y1  - 2022
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-296949
ER  - 
TY  - THES
A1  - Xiao, Yin
T1  - Lack of NFATc1 SUMOylation prevents autoimmunity and alloreactivity
T1  - Fehlende NFATc1-SUMOylierung verhindert Autoimmunität und Alloreaktivität
N2  - SUMOylation, as a post-translational modification, plays a crucial role in several biological processes. Small ubiquitin-like modifier (SUMO) proteins can be reversibly linked to the lysine residues located within specific motifs on numerous target proteins, leading to the change of stability, localization, activity of target proteins, mostly by promoting or interfering with the interaction with other molecules. Consequently, it can regulate gene transcription, migration, cell cycle progression, cellular responses to stress, and tumorigenesis.
NFATc1 belongs to the Nuclear Factor of Activated T-cells (NFAT) transcription factor family, which is dephosphorylated and translocates to the nucleus upon cell stimulation, which provokes Ca2+ signalling. NFAT plays a crucial role in the development and function of the immune system. NFATc1 has three SUMOylation sites at the position of aa 349, 702, and 914. In our previous study, we demonstrated that point mutations performed on the SUMOylation sites on all three or only at the lysine residues K702 and K914 lead to enhanced expression of IL-2 in vitro. To evaluate the function of SUMOylation of NFATc1 on T cell-mediated immunity in vivo, we not only generated a transgenic mouse strain (NFATc1/ΔS+ mouse) by point mutations from Lysine to Arginine on the two SUMOylation sites within exon 10 of Nfatc1 to prevent their SUMOylation, but in combination created another mouse strain (NFATc1/ΔBC+ mouse) that is completely Nfatc1 exon 10-ablated by using the LoxP/Cre system. In NFATc1/ΔS+ T cells, we observed enhanced IL-2 production and less IL-17A and IFN-γ expression. In line with exon 10 bearing the relevant SUMO sites, NFATc1/ΔBC+ CD4+ T cells behaved similarly as NFATc1/ΔS+ ones. The mechanism is that elevated IL-2 secretion can counteract the expression of IL-17A and IFN-γ via STAT5 and Blimp-1 induction. Afterwards, Blimp-1 suppressed IL-2 itself as well as Bcl2A1. Next, we performed two disease models with our NFATc1/ΔS+ mice. In a major mismatch model for acute graft-versus-host disease, we found that the mice transplanted with NFATc1/ΔS+ CD3+ T cells developed less severe disease, and T cells proliferated less due to increased Tregs. Moreover, when transferring 2D2.NFATc1/ΔS+ Th1 plus Th17 cells to Rag1-/- mice to induce experimental autoimmune encephalitis, we also observed ameliorated disease compared to animals with transferred WT T cells as well as increased Tregs. 
Taking all data together, the deficiency in SUMOylation of NFATc1 leads to an elevated IL-2 secretion in T cells and subsequent activation of STAT5, which competes with STAT3 to inhibit IL-17A production and promotes Treg expansion, as well as to an enforcement of Blimp-1 expression, which suppresses IFN-γ and IL-2 expression. Consequently and despite a short phase of enhanced IL-2 secretion, the deficiency of SUMOylation on NFATc1 can protect from autoreactive and alloreactive diseases.
Moreover, to further understand the function of SUMOylation of NFATc1 in humans, we started by establishing an in vitro 3D culture system for tonsil organoids, which was successful in the presence of feeder cells, along with IL-4 and IL-7 cytokines. To confirm that our 3D tonsil organoids can respond to real antigens, we used CMV peptides and peptides of spike proteins from Covid-19 as real antigens, and co-cultured with tonsil organoids, which indeed can generate memory cells and plasmablasts. In the end, we also compared 3D to 2D cultures. Although the total numbers of all B cell subsets were much less in 3D culture than that in 2D culture, still, it indicates that this in-vitro culture system has its limitation, while being usable to produce the similar results as 2D did. Therefore, this 3D culture system can be used as a platform to investigate NFATc1/ΔS+ or NFATc1/ΔBC+ TFH and TFR cells in the dynamic of human GC responses.
N2  - SUMOylierung als posttranslationale Modifikation spielt bei mehreren biologischen Prozessen eine entscheidende Rolle. Small Ubiquitin-like Modifier (SUMO) Proteine können reversibel mit den Lysinresten innerhalb spezifischer Motive auf zahlreichen Zielproteinen verknüpft werden, was zu einer Veränderung der Stabilität, Lokalisation und Aktivität von Zielproteinen führt, insbesondere durch Interaktionsveränderungen mit anderen Molekülen. Folglich kann es die Gentranskription, Migration, das Fortschreiten des Zellzyklus, zelluläre Reaktionen auf Stress sowie die Tumorentstehung regulieren.
NFATc1 ist ein Mitglied der Transkriptionsfaktorfamilie Nuclear Factor of Activated T-Cells (NFAT), welches in Folge von Zellstimulation und einer intrazellulären Konzentrationserhöhung von Ca2+ dephosphoryliert wird, was wiederum die Translokation in den Zellkern ermöglicht. Grundsätzlich spielt NFAT eine entscheidende Rolle bei der Entwicklung und Funktion des Immunsystems. NFATc1 hat drei SUMOylierungsstellen an den Positionen aa 349, 702 und 914. In unserer vorherigen Studie hatten wir gezeigt, dass Punktmutationen innerhalb aller SUMOylierungsstellen, aber auch nur an den Lysinresten K702 und K914 in vitro zu einer verstärkten Expression von IL-2 führten. Um die Funktion der SUMOylierung von NFATc1 auf die T-zellvermittelte Immunität in vivo zu untersuchen, haben wir nicht nur einen transgenen Mausstamm (NFATc1/ΔS-Maus) durch (Lysin zu Arginin) Punktmutationen an den zwei SUMOylierungsstellen auf dem Exon 10 von NFATc1 erzeugt, sondern auch einen zweiten Mausstamm (NFATc1/ΔBC-Maus), bei welchem das Exon 10 unter Verwendung des LoxP/Cre-Systems vollständig ausschaltet wurde. In den NFATc1/ΔS+ T-Zellen beobachteten wir eine erhöhte IL-2-Produktion und eine geringere IL-17A- und IFN-γ-Expression. NFATc1/ΔBC-Mäuse verhielten sich ähnlich zu NFATc1/ΔS-Mäusen. In den CD4+ T-Zellen mit diesen Genotypen wirkte die erhöhte IL-2 Sekretion der Expression von IL-17A und IFN-γ über Stat5- bzw. Blimp-1-Induktion entgegen. Desweiteren unterdrückte Blimp-1 auch IL-2 und reprimierte die Expression von Bcl2A1. Als nächstes evaluierten wir die NFATc1/ΔS Mäuse in zwei verschiedenen Krankheitsmodellen, der akuten Transplantat-gegen-Wirt-Reaktion (graft-versus-host disease; GvHD) und der Experimentellen autoimmunen Enzephalomyelitis (EAE). Wir stellten fest, dass bei der Induktion einer aGvHD durch Transplantation von Knochenmarkzellen zusammen mit NFATc1/ΔS+ CD3+ T-Zellen die Empfängertiere geschützter waren als in Anwesenheit von WT T-Zellen. Auch aufgrund einer erhöhten Anzahl von NFATc1/ΔS+ Tregs proliferierten die NFATc1/ΔS+ T Zellen weniger. Desgleichen war unter Verwendung von 2D2.NFATc1/ΔS+ T-Helfer 1 und 17 war eine Transfer-EAE in Rag Mäusen wesentlich schwächer induziert als bei der Verwendung von WT T-Zellen. Auch in diesem Modell konnten wie einen schützenden Effekt u.a. in Folge einer erhöhten Anzahl an Tregs feststellen.
Zusammenfassend konnte gezeigt werden, dass die Vermeidung einer NFATc1-SUMOylierung zu einer erhöhten IL-2 Sekretion in T-Zellen führt und somit STAT5 aktiviert. STAT5 kompetiert mit STAT3 und hemmt so die IL-17A Produktion. STAT5 beeinflusste auch die Höhe der Blimp-1-Expression, wodurch IFN-γ sowie auf Dauer IL-2 supprimiert wurde. Darüber hinaus fördert IL-2 die Differenzierung und Expansion von Tregs. So kann trotz einer nur kurzen Phase an erhöhter IL-2-Sekretion eine fehlende NFATc1-SUMOylierung vor autoreaktiven und alloreaktiven Krankheiten schützen.
Um die Funktion der SUMOylierung von NFATc1 beim Menschen zu verstehen, haben wir zunächst ein In vitro-3D-Kultursystem entwickelt. Unter der Verwendung von Organoiden aus Tonsillen, in Gegenwart von Feeder-Zellen, IL-4 und IL-7. Um zu bestätigen, dass 3D-Tonsillen-Organoide auf echte Antigene reagieren, wurden CMV-Peptide und Peptide von Covid-19 Spike-Proteinen verwendet. Wir konnten zeigen, dass wir durch die Co-Kultivierung der Peptide mit den Organoiden tatsächlich in der Lage sind, Gedächtniszellen und Plasmablasten zu generieren. Schließlich wurden die 3D und 2D Kulturen miteinander verglichen. Trotz der limitierten Gesamtzahl an B-Zellen in der 3D-Kultur, verglichen zur 2D-Kultur, konnten wir äquivalente Tendenzen der Erzeugung von Plasmablasten und Gedächtniszellen feststellen. Dies deutet darauf hin, dass die Verwendung dieses 3D-Kultursystems ein geeignetes in vitro-model darstellt, um NFATc1/ΔS+ oder NFATc1/ΔBC+ TFH- und TFR-Zellen in der Dynamik menschlicher GC-Antworten zu untersuchen.
KW  - NFATc1
KW  - SUMOylation
Y1  - 2023
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-321054
ER  - 
TY  - THES
A1  - Rüttger, Lennart
T1  - Regulatory T cells limit antiviral CD8 T cell responses through IL-2 competition
T1  - Regulatorische T-Zellen limitieren antivirale CD8 T-Zellantworten durch IL-2 Konkurrenz
N2  - Regulatory T cells (Treg) are critical immune cells to ensure immune homeostasis. Treg do so by establishing tolerance to self-antigens as well as food-derived antigens. Additionally, they fine-tune immune responses to limit the damage caused by inevitable inflammation during the resolution of an ongoing infection or anti-tumor response. Despite countless efforts to gain a detailed understanding of the mechanisms Treg utilize to regulate adaptive immune responses, in vivo evidence is rather limited. We were interested in the cell-cell interactions of Treg and their spatio-temporal dynamics during a viral infection. We sought to address Interleukin-2 (IL-2) competition as a viable mechanism to control anti-viral CD8 T cell responses. We used intra-vital 2-photon imaging to analyze the interactions between Treg and activated T cells during viral infection. Additionally, we performed multiple loss- and gain-of-function experiments, addressing the IL-2 active signaling of CD8, CD4, and regulatory T cells to understand the competitive sensing of IL-2. Finally, we performed single-cell RNA sequencing to understand the cell-intrinsic differences in Treg caused by infection. We found that IL-2 competition by Treg limits the CD8 T cell response and can alter the differentiation of CD8 T cells. Furthermore, we show that Treg do not arrest in proximity to CD8 T cells for prolonged periods and therefore are unlikely to regulate CD8 T cells via contact-dependent mechanisms previously proposed. Our data support an area control model in which Treg scavenge IL-2 while actively migrating through the LN, constantly limiting access to IL-2. Establishing CD4 T cells as the major source of IL-2 during the later phases of infection, we provide direct evidence that Treg compete with CD8 T cells for CD4-derived IL-2. Finally, we show that IL-2 limitation is in correlation with CD25 expression levels and has an impact on the differentiation of CD8 T cells. Altering the differentiation of CD8 T cells to increase effector or memory functions has huge implications in clinical treatments, e.g ’checkpoint immunotherapy’. Especially in scenarios like checkpoint immunotherapy, where an efficient expansion of CD8 T cells is vital to the success of the treatment, it is invaluable to understand the spatio-temporal dynamics of Treg. Not only can the expansion phase be optimized, but also side effects can be better controlled by ensuring the adequate timing of treatments and boosting the anti-inflammatory response after the initial establishment of CD8 T cells. On top of this, the gained understanding of the regulatory mechanism of Treg can help to enhance the efficacy of autoimmune disorder treatments. Overall, this study addressed highly relevant questions in the Treg field and answered aspects of Treg regulation, refining their mode of action and the spatio-temporal dynamics during viral infection, providing evidence for IL-2 competition as a major regulatory mechanism controlling antiviral CD8 T cell responses.
N2  - Regulatorische T Zellen (Treg) sind wichtige Immunzellen die der Aufrechterhaltung der Homöostase dienen. Sie induzieren tolerogene Immunantworten gegenüber Antigenen des eigenen Körpers und erlauben uns die Aufnahme von harmlosen ’Fremdantigenen’ aus unserer Nahrung, indem Sie unerwünschte Immunantworten unterdrücken. Zusätzlich ermöglichen Treg eine Feinabstimmung der adaptiven Immunantwort, indem sie die Entzündungsreaktion und die damit einhergehende Gewebeschädigung minimieren, zeitgleich aber die Expansion von Effektorzellen angepasst an das Infektionsgeschehen erlauben. So kann der Erreger schnellstmöglich bekämpft werden, ohne dass die Integrität des Gewebes beeinträchtigt wird und die Gewebefunktion aufrechterhalten werden kann. Viele wissenschaftliche Studien haben sich bereits mit den Regulationsmechanismen von Treg beschäftigt. Es werden heutzutage unzählige Mechanismen beschrieben, die in den meisten Fällen jedoch auf Ergebnissen aus Zellkulturexperimenten beruhen und somit häufig unzureichend belegt sind. Aus diesem Grund wollten wir sowohl das zeitliche als auch räumliche Verhalten von regulatorischen T Zellen im Laufe einer viralen Infektion genauer untersuchen und dabei vor allem Zell-Zell Interaktionen analysieren. Besonderes Augenmerk lag dabei auf dem zuvor beschriebenen Mechanismus der Interleukin-2 (IL-2) Konkurrenz. Dieser zeichnet sich dadurch aus, dass regulatorische T Zellen IL-2, ein wichtiges Zytokin für das Überleben von Effektorzellen, aufnehmen und somit die vorhandene Menge an IL-2 beeinflussen können. Dies geschieht in ständiger Konkurrenz zu Zellen der adaptiven Immunantwort. Wir haben Zell-Zell Interaktionen von Treg mit ihren potenziellen Konkurrenten mithilfe von intravitaler Mikroskopie, im Laufe einer viralen Infektion untersucht. Außerdem haben wir verschiedene ’gain’-und ’loss-of-function’ Experimente durchgeführt, um die IL-2 Konkurrenz zwischen CD8, CD4 und regulatorischen T Zellen besser verstehen zu können. Zusätzlich haben wir das Transkriptom von Treg in zwei verschiedenen Kontexten, Infektion und Homöostase, mittels einer Einzelzellanalyse miteinander verglichen. Wir konnten zeigen, dass Treg dazu in der Lage sind antivirale T Zellantworten allein durch IL-2 Konkurrenz zu modulieren. Hierbei wird nicht nur die Anzahl, sondern auch die Differenzierung von zytotoxischen T Zellen beeinflusst. Dabei haben wir festgestellt, dass Treg während der Immunantwort in Lymphknoten migratorisch aktiv bleiben und keine langen (> 15 min) Zell-Zell Interaktionen mit aktivierten CD8 T Zellen oder dendritischen Zellen eingehen. Dies deutet auf einen primär kontaktunabhängigen Regulationsmechanismus bei der Steuerung von antiviralen T Zellantworten hin. Abschließend konnten wir zeigen, dass CD8 T Zellen während ihrer Expansionsphase stark auf von CD4 T Zellen produziertes IL-2 angewiesen sind. CD4 T Zellen stellen in dieser Phase der Infektion die Hauptquelle von IL-2 dar. So können Treg den Zugang von CD8 T Zellen zu der Hauptquelle von IL-2 räumlich soweit begrenzen, dass dies die Expansion und Differenzierung der CD8 T Zellpopulation nachhaltig beeinflusst. Diese Studie beantwortet relevante Fragen zur Funktionsweise von regulatorischen T Zellen während einer viralen Infektion und zeigt vor allem die räumlichen und zeitlichen Komponenten der Regulation im Detail auf. Diese Studie zeigt, dass IL-2 Konkurrenz einen Hauptregulationsmechanismus von regulatorischen T Zellen darstellen und CD8 T Zellantworten unabhängig regulieren kann. Dies ermöglicht die (Weiter-)Entwicklung und Präzisierung von klinischen Anwendungen und Therapieansätzen zur Bekämpfung von Krebs- und Autoimmunerkrankungen. Besonders für die Expansion von zytotoxischen T Zellen, welche bei der ’Checkpoint’ Immuntherapie zur Behandlung von soliden Tumoren von besonderer Bedeutung ist, ist das Verständnis der Funktionsweise von regulatorischen T Zellen für den Erfolg der Behandlung entscheidend.
KW  - Regulatorischer T-Lymphozyt
KW  - Interleukin 2
KW  - Treg
KW  - IL-2
Y1  - 2023
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-296747
ER  - 
TY  - THES
A1  - Cruz de Casas, Paulina
T1  - Sphingolipids as modulators of T cell function
T1  - Sphingolipide als Modulatoren der T-Zell-Funktion
N2  - The immune system is responsible for the preservation of homeostasis whenever a given organism is exposed to distinct kinds of perturbations. Given the complexity of certain organisms like mammals, and the diverse types of challenges that they encounter (e.g. infection or disease), the immune system evolved to harbor a great variety of distinct immune cell populations with specialized functions. For instance, the family of T cells is sub-divided into conventional (Tconv) and unconventional T cells (UTCs). Tconv form part of the adaptive arm of the immune system and are comprised of αβ CD4+ or CD8+ cells that differentiate from naïve to effector and memory populations upon activation and are essential during infection and cancer. Furthermore, UTCs, which include γδ T cells, NKT and MAIT, are involved in innate and adaptive immune responses, due to their dual mode of activation, through cytokines (innate-like) or TCR (adaptive), and function. Despite our understanding of the basic functions of T cells in several contexts, a great number of open questions related to their basic biology remain. For instance, the mechanism behind the differentiation of naïve CD4+ and CD8+ T cells into effector and memory populations is not fully understood. Moreover, the exact function and relevance of distinct UTC subpopulations in a physiological context have not been fully clarified. Here, we investigated the factors mediating naïve CD8+ T cell differentiation into effector and memory cells. By using flow cytometry, mass spectrometry, enzymatic assays, and transgenic mouse models, we found that the membrane bound enzyme sphingomyelin-phosphodiesterase acid-like 3b (Smpdl3b) is crucial for the maintenance of memory CD8+ T cells. Our data show that the absence of Smpdl3b leads to diminished CD8+ T cell memory, and a loss of stem-like memory populations due to an aggravated contraction. Our scRNA-seq data suggest that Smpdl3b could be involved in clathrinmediated endocytosis through modulation of Huntingtin interacting protein 1 (Hip1) levels, likely regulating TCR-independent signaling events. Furthermore, in this study we explored the role of UTCs in lymph node-specific immune responses. By using transgenic mouse models for photolabeling, lymph node transplantation models, infection models and flow cytometry, we demonstrate that S1P regulates the migration of tissue-derived UTC from tissues to draining lymph nodes, resulting in heterogeneous immune responses mounted by lymph nodes draining different tissues. Moreover, our unbiased scRNAseq and single lineage-deficient mouse models analysis revealed that all UTC lineages (γδ T cells, NKT and MAIT) are organized in functional units, based on transcriptional homogeneity, shared microanatomical location and migratory behavior, and numerical and functional redundancy. Taken together, our studies describe additional cell intrinsic (Smpdl3b) and extrinsic (S1Pmediated migration) functions of sphingolipid metabolism modulating T cell biology. We propose the S1P/S1PR1/5 signaling axis as the potential survival pathway for Smpdl3b+ memory CD8+ T cells and UTCs, mainly in lymph nodes. Possibly, Smpdl3b regulates S1P/S1PR signaling by balancing ligandreceptor endocytosis, while UTCs migrate to lymph nodes during homeostasis to be exposed to specific levels of S1P that assure their maintenance. Our results are clinically relevant, since several drugs modulating the S1P/S1PR signaling axis or the levels of Smpdl3b are currently used to treat human diseases, such as multiple sclerosis and B cell-mediated diseases. We hope that our discoveries will inspire future studies focusing on sphingolipid metabolism in immune cell biology.
N2  - Das Immunsystem ist für die Aufrechterhaltung der Homöostase verantwortlich, wenn ein bestimmter Organismus verschiedenen Arten von Störungen ausgesetzt ist. In Anbetracht der Komplexität bestimmter Organismen wie Säugetiere und der verschiedenen Arten von Störungen, denen sie ausgesetzt sein können (z. B. Infektionen oder Krankheiten), hat sich das Immunsystem so entwickelt, dass es eine große Vielfalt verschiedener Immunzellpopulationen mit spezialisierten Funktionen beherbergt. So wird beispielsweise die Familie der T-Zellen in konventionelle (Tconv) und unkonventionelle T-Zellen (UTC) unterteilt. Tconv sind Teil des adaptiven Arms des Immunsystems und bestehen aus αβ-CD4+- oder CD8+-Zellen, die sich bei der Aktivierung von naiven zu Effektor- und Gedächtnispopulationen differenzieren und bei Infektionen und Krebs eine wichtige Rolle spielen. Darüber hinaus sind UTCs, zu denen γδ-T-Zellen, NKT und MAIT gehören, aufgrund ihrer dualen Aktivierungsweise durch Zytokine (angeboren) oder TCR (adaptiv) und ihrer Funktion an angeborenen und adaptiven Immunantworten beteiligt. Trotz unseres Verständnisses der grundlegenden Funktionen von T-Zellen in verschiedenen Zusammenhängen gibt es nach wie vor eine große Anzahl offener Fragen im Zusammenhang mit ihrer grundlegenden Biologie. So ist beispielsweise der Mechanismus der Differenzierung naiver CD4+ und CD8+ T-Zellen in Effektor- und Gedächtnispopulationen noch nicht ausreichend verstanden. Auch die genaue Funktion und Bedeutung der verschiedenen UTCSubpopulationen im physiologischen Kontext sind noch nicht vollständig geklärt. Wir haben die Faktoren untersucht, die die Differenzierung naiver CD8+ T-Zellen in Effektorund Gedächtniszellen vermitteln. Mithilfe von Durchflusszytometrie, Massenspektrometrie, enzymatischen Assays und transgenen Mausmodellen konnten wir feststellen, dass das membrangebundene Enzym Sphingomyelin-Phosphodiesterase acid-like 3b (Smpdl3b) für die Aufrechterhaltung der CD8+ T-Zell-Gedächtnisfunktion entscheidend ist. Unsere Daten zeigen, dass das Fehlen von Smpdl3b zu einer verminderten Anzahl and CD8+ T Gedächtniszellen durch eine verstärke Kontraktion sowie einem Verlust von stammzellartigen Gedächtnispopulationen führt. Unsere scRNAseq- Daten deuten jedoch darauf hin, dass Smpdl3b an der Clathrin-vermittelten Endozytose beteiligt sein könnte, indem es die Spiegel des Huntingtin interacting protein 1 (Hip1) moduliert und wahrscheinlich TCR-unabhängige Signalereignisse reguliert. Darüber hinaus untersuchten wir in dieser Studie die Rolle von UTCs bei lymphknotenspezifischen Immunantworten. Mit Hilfe von transgenen Mausmodellen für Photolabeling, Lymphknotentransplantationsmodellen, Infektionsmodellen und Durchflusszytometrie konnten wir zeigen, dass S1P die Migration von UTCs aus dem Gewebe in die drainierenden Lymphknoten reguliert, was zu heterogenen Immunantworten in den Lymphknoten führt, die verschiedene Gewebe drainieren. Ausserdem ergab unsere Analyse von scRNA-seq-Daten, sowie Mausmodelle mit einer genetischen Defizienz einzelner UTC-Linien (γδ-T-Zellen, NKT und MAIT), dass diese zusammen in funktionellen Einheiten organisiert sind, die auf transkriptioneller Homogenität, gemeinsamer mikroanatomischer Lage und Migrationsverhalten sowie numerischer und funktioneller Redundanz basieren. Zusammengenommen beschreiben unsere Studien zusätzliche zellinterne (Smpdl3b) und - externe (S1P-vermittelte Migration) Funktionen des Sphingolipid-Stoffwechsels, welche die T-Zell- Biologie modulieren. Wir schlagen die S1P/S1PR1/5-Signalachse als potenziellen Überlebensweg für Smpdl3b+ Gedächtnis-CD8+-T-Zellen und UTCs ausschließlich in Lymphknoten vor. Möglicherweise reguliert Smpdl3b die S1P/S1PR-Signalübertragung, indem es die Endozytose des Liganden-Rezeptors reguliert. Dadurch könnte deren Exposition zu bestimmten S1P-Mengen in der Homöostase im Lymphknoten reguliert werden, die wiederum das Überleben der UTC steuern. Unsere Ergebnisse sind klinisch relevant, da mehrere Medikamente, die die S1P/S1PR-Signalachse oder die Smpdl3b- Konzentration modulieren, derzeit zur Behandlung menschlicher Krankheiten eingesetzt werden, z. B. bei Multipler Sklerose und B-Zell-vermittelten Krankheiten. Wir hoffen, dass unsere Entdeckungen zukünftige Studien anregen werden, die sich auf den Sphingolipid-Stoffwechsel in der Immunzellbiologie konzentrieren.
KW  - T-Lymphozyt
KW  - Infektion
KW  - Lymphknoten
KW  - Cytokine
KW  - Sphingolipide
KW  - CD8+ T cell differentiation
KW  - Unconventional T cells
KW  - Sphingolipid biology
KW  - Immunology
Y1  - 2024
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-359698
ER  - 
TY  - THES
A1  - Peña Mosca, María Josefina
T1  - Local regulation of T-cell immunity in the intestinal mucosa
T1  - Lokale Regulation der T-Zell-Immunität in der Darmschleimhaut
N2  - After priming in Peyer's patches (PPs) and mesenteric lymph nodes (mLN) T- cells infiltrate the intestine through lymphatic draining and homing through the bloodstream. However, we found that in mouse models of acute graft-versus-host disease (GvHD), a subset of alloreactive T-cells directly migrates from PPs to the adjacent intestinal lamina propria (LP), bypassing the normal lymphatic drainage and vascular trafficking routes. Notably, this direct migration occurred in irradiated and unirradiated GvHD models, indicating that irradiation is not a prerequisite for this observed behavior.

Next, we established a method termed serial intravascular staining (SIVS) in mouse models to systematically investigate the trafficking and migration of donor T- cells in the early stages of acute GvHD initiation. We found that the direct migration of T-cells from PPs to LP resulted in faster recruitment of cells after allogeneic hematopoietic cell transplantation (allo-HCT). These directly migrating T-cells were found to be in an activated and proliferative state, exhibiting a TH1/TH17-like phenotype and producing cytokines such as IFN-γ and TNF-α. Furthermore, we observed that the directly migrating alloreactive T-cells expressed specific integrins (α4+, αE+) and chemokine receptors (CxCR3+, CCR5+, and CCR9+). Surprisingly, blocking these integrins and chemokine-coupled receptors did not hinder the direct migration of T- cells from PPs to LP, suggesting the involvement of alternative mechanisms. Previous experiments ruled out the involvement of S1PR1 and topographical features of macrophages, leading us to hypothesize that mediators of cytoskeleton reorganization, such as Coro1a, Dock2, or Cdc42, may play a role in this unique migration process.

Additionally, we observed that directly migrating T-cells created a local inflammatory microenvironment, which attracts circulating T-cells. Histological analysis confirmed that alloreactive PPs-derived T-cells and bloodborne T-cells colocalized. We employed two experimental approaches, including either photoconversion of T-cells in PPs or direct transfer of activated T-cells into the vasculature, to demonstrate this colocalization. We hypothesize that cytokines released by migrating T-cells, such as IFN-γ and TNF-α, may play a role in recruiting T-cells from the vasculature, as inhibiting chemokine-coupled receptors did not impair recruitment.
N2  - Nach der Priming-Phase in den Peyer-Plaques (PPs) und mesenterialen Lymphknoten (mLN) migrieren T-Zellen über die lymphatische Drainage und den Blutkreislauf die Darmschleimhaut. Allerdings haben wir festgestellt, dass in Mausmodellen der akuten Graft-versus-Host Erkrankung (GvHD) eine Untergruppe alloreaktiver T-Zellen direkt von den Peyer-Plaques in das benachbarte intestinale Lamina propria (LP) migriert, ohne lymphatische Drainage- oder vaskuläre Transportwege zu nutzen. Bemerkenswert ist, dass diese direkte Migration sowohl in bestrahlten als auch in nicht bestrahlten GvHD-Modellen auftrat, was darauf hindeutet, dass Gewebeschaden durch ionisierende Strahlung keine Voraussetzung für dieses beobachtete T-Zell-Migrationsverhalten ist.

Anschließend haben wir die Methode der "serielle intravaskulären Zellmarkierung" (SIVS) für Mausmodelle etabliert, um systematisch das Migrationsverhalten von alloreaktiven Spender-T-Zellen in den frühen Stadien der akuten GvHD-Initiierung zu untersuchen. Wir beobachteten, dass die direkte Migration von T-Zellen von PPs zu LP zu einer schnelleren Rekrutierung von Zellen nach allogener hämatopoetischer Zelltransplantation (allo-HCT) führte. Diese direkt migrierenden T-Zellen befanden sich in einem aktivierten und proliferativen Zustand, wiesen einen TH1-/TH17- ähnlichen Phänotyp auf und produzierten Zytokine wie IFN- γ und TNF-α. Darüber hinaus beobachteten wir, dass die direkt migrierenden alloreaktiven T-Zellen spezifische Integrine (α4+, αE+) und Chemokinrezeptoren (CxCR3+, CCR5+ und CCR9+) exprimierten. Überraschenderweise verhinderte die Blockierung dieser Integrine und Chemokinrezeptoren nicht die direkte Migration von T-Zellen aus PPs in LP, was auf die Beteiligung alternativer T- Zellmigrationsmechanismen schließen lässt. Vorangegangene Experimente schlossen die Beteiligung von S1PR1 und topografischer Merkmale gewebeständiger Makrophagen aus, was uns zu der Hypothese führte, dass Mediatoren der Zytoskelett- Reorganisation wie Coro1a, Dock2 oder Cdc42 eine Rolle in diesem einzigartigen Migrationsprozess spielen könnten.

Zusätzlich beobachteten wir, dass direkt migrierende T-Zellen in der Darmschleimhaut ein lokales entzündliches Mikromilieu schaffen, welches zirkulierende T-Zellen anzieht. Die histologische Analyse bestätigte die Kolokalisation von direkt aus PP stammenden T-Zellen und T Zellen, welche über die Blutbahn in die Darmmukosa einwanderten. Um die direkte T-Zellmigration eindeutig zu bestätigen, wählten wir zwei experimentelle Ansätze: Die Photokonversion von T-Zellen in PPs während der Priming-Phase sowie den direkten Transfer aktivierter T-Zellen in das Gefäßsystem, um eine T-Zellkolokalisierung nachzuweisen. Aufbauend auf den Ergebnissen vermuten wir, dass Zytokine, die von migrierenden T-Zellen freigesetzt werden, wie zum Beispiel IFN-γ und TNF-α, möglicherweise eine Rolle bei der Rekrutierung von T-Zellen aus dem Gefäßsystem spielen, da die Hemmung von G- Protein-gekoppelter Rezeptoren (und somit aller Chemokinrezeptoren) die T-Zell- Rekrutierung nicht beeinträchtigte.
KW  - T-Lymphozyt
KW  - Transplantat-Wirt-Reaktion
KW  - Zellmigration
KW  - Darm
KW  - Peyer's patch
KW  - Graft versus Host disease
KW  - T-cell
KW  - Cell migration
KW  - Small intestine
KW  - Bone marrow transplantation
Y1  - 2024
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-352665
ER  -