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Unklarheit herrscht bis dato über die genauen Zusammenhänge bei der Pathogenese der SSc. T-Zellen scheinen allerdings eine entscheidende Rolle in der Entstehung dieser Autoimmunerkrankung zu spielen. Zur Untersuchung dieses Aspekts wurde in dieser Arbeit eine Charakterisierung peripher zirkulierender T-Zellen sowie eine Überprüfung der Funktionalität von regulatorischen T-Zellen vorgenommen.
Generell zeigte sich in den peripheren CD4+ und CD8+ T-Zellen der SSc-Patienten ein höheres Maß an Inflammationsbereitschaft und Immunoseneszenz. Dies spiegelte sich einerseits durch niedrigere Proportionen von naiven CD4+ und CD8+ T-Zellen und größeren Mengen an Gedächtnis-T-Zellen wider.
Andererseits zeigte sich, dass gerade die bei SSc-Patienten vermehrt vorkommenden CD4+ Gedächtnis-T-Zellen durch Produktion von TNF-α, einem proinflammatorischen Zytokin, zur vermehrten proinflammatorische Bereitschaft der T-Zellen bei SSc-Patienten beitragen könnten.
CD8+ Effektor und Gedächtniszellpopulationen zeigten im Gegensatz zu den CD4+ T-Zellen keine vermehrte Produktion von proinflammatorischen Zytokinen wie TNF-α und IFN-γ. Allerdings konnten sie als Produzenten von in der Literatur als profibrotisch beschriebenen Zytokinen wie IL-13 und IL-4 identifiziert werden.
Besonders bei Patienten mit der diffusen Form der SSc zeigten sich die beschriebenen Auffälligkeiten in deutlicherem Ausmaß als bei den Patienten mit der limitierten kutanen Form, die mit einem leichteren klinischen Phänotyp einhergeht.
Eine besonders in den Fokus gerückte Population der CD4+ T-Zellen sind die Th-17 Zellen, denen vor allem proinflammatorische Aspekte und Beteiligung an der Pathogenese verschiedener Autoimmunerkrankungen zugeschrieben wird. Hier konnte gezeigt werden, dass Th-17 vor allem bei SSc-Patienten mit schwereren Phänotypen der Erkrankung in vermehrtem Maße zu finden sind und dass diese im Vergleich zu gesunden Probanden auch vermehrt Interleukin-17 produzieren, was als Leitzytokin der Th17 gilt und starke inflammatorische Effekte bedingt.
Regulatorische T-Zellen, die man als Gegenpol der inflammatorischen T-Zellen sieht, scheinen in Patienten mit SSc zwar vermehrt vorhanden zu sein, allerdings zeigten sich die suppressiven Effekte der Tregs bei SSc-Patienten vermindert. Dies könnte zum Beispiel an der hier gezeigten verminderten Produktion von IL-10 durch Tregs bei SSc-Patienten liegen.
Eine Stabilisierung des Treg-Phänotyps, wie sie bereits experimentell bei GVHD-Patienten bzw. bei Patienten mit chronischen Abstoßungsreaktionen nach Organtransplantationen durchgeführt wird, könnte nach Interpretation unserer Ergebnisse ebenfalls bei der SSc einen Versuch wert sein.
Außerdem könnten Studien zur Effektivität von bereits bei anderen Autoimmunerkrankungen erprobten Antikörpern gegen IL-17A und IL-13 bei SSc-Patienten erfolgversprechend sein, da in der Literatur der negative Einfluss dieser profibrotischen Zytokine auf das Fortschreiten der Erkrankung suggeriert wird und in dieser Arbeit die vermehrte Produktion der zwei Zytokine durch verschiedene T-Zell-Subpopulationen bei SSc-Patienten gezeigt wurde.
Background
Juvenile idiopathic arthritis (JIA) is often accompanied by pathomorphological changes to the temporomandibular joint (TMJ). By analyzing orthodontical orthopantomograms of JIA patients the aims of the study were a) classification of condyle changes, b) quantification of bony asymmetries of condylar destruction and c) detection of relationships between disease duration and TMJ-involvement.
Patients/Methods
46 caucasian JIA-patients (28 female; 18 male; < 16.0 years) were enrolled, each joint (n = 92) was morphologically assessed by means of orthopantomogram, quantitatively analysed and compared with duration of general disease. Condyle morphology was assessed using the Billiau scale for severity of destruction [1]. The quantitative analysis was based on ratios of condyle, ramus and mandible height.
Results
Patients were divided into groups (Group I – slightly affected, n = 36; Billiau severity 0–2; condyle findings: X-ray normal, condyle erosions, condylar flattening; Group II – severely affected, N = 10; Billiau severity 3–4; condyle findings: condylar flattenings and erosions, unilateral/bilateral complete loss of condyles), based on morphological analysis of condylar destruction. Duration of disease was significantly longer in Group II (8.9 ± 5.2 years) than in Group I (4.6 ± 4.7 years). Asymmetries of condyle, ramus and mandible height, quantitatively analysed by contralateral comparison, were significantly more marked in patients of Group II than of Group I.
Conclusions
Orthopantomogram imaging can be used in orthodontics clinical routine to detect TMJ-pathologies and is an important reference for monitoring progression of JIA. Classification into severe and slightly affected TMJ is possible by analysis of condylar pathomorphology. An association between degree of destruction, extent of lower jaw asymmetry and disease duration is suggested by the results.
Asthma bronchiale gehört weltweit zu den häufigsten chronischen Erkrankungen des Menschen. In verschiedenen Leitlinien zur Asthmatherapie sind Sport bzw. regelmäßige körperliche Aktivität als nicht-medikamentöse Maßnahmen mittlerweile ein integrativer Bestandteil. Etliche Studien haben gezeigt, dass regelmäßige körperliche Aktivität sowohl die Lebensqualität als auch den Krankheitsverlauf bei Asthmatikern positiv beeinflussen kann. Welche Mechanismen genau die positiven Effekte von Sport bei dieser Erkrankung vermitteln, ist jedoch noch nicht abschließend geklärt. Die Erklärungsansätze reichen dabei von einer Zunahme der kardiopulmonalen Fitness sowie Verbesserung der Lungenfunktion über eine immunologisch vermittelte Reduzierung der Atemwegsinflammation bis hin zu einer Verbesserung körpereigener Reparaturmechanismen. Letztere ist in den letzten Jahren zunehmend in den Fokus wissenschaftlicher Arbeiten gerückt, wobei man vermutet, dass dabei insbesondere CD34+ Progenitorzellen und MSCs eine bedeutende Rolle spielen könnten.
In der hier vorliegenden Arbeit wurde untersucht, inwieweit sich körperliche Belastung auf die Anzahl zirkulierender CD34+ Progenitorzellen und MSCs bei Patienten mit einem allergischen Asthma bronchiale gegen Hausstaubmilben der Art Dermatophagoides pteronyssinus verglichen mit gesunden Kontroll-Probanden auswirkt. Hierfür unterzogen sich sieben Patienten und zwölf Gesunde einem spiroergometrischen Ausdauerleistungstest bis zur subjektiven körperlichen Ausbelastung. Vor und nach der Spiroergometrie erfolgten Blutentnahmen. Neben einer Bestimmung von Entzündungsparametern wurde jeweils ein Blutbild inklusive Differenzierung angefertigt und die Anzahl zirkulierender CD34+ Progenitorzellen und MSCs mittels FACS-Analyse bestimmt. Weiterhin wurde überprüft, ob sich mithilfe einer gängigen Methode zur Kultivierung von MSCs aus Knochenmark diese auch aus peripherem Blut isolieren und kultivieren lassen.
Bezüglich der CD34+ Progenitorzellen und der MSCs kam es dabei nach Belastung bei getrennter Berechnung für die beiden Studiengruppen zu keiner signifikanten Veränderung. Die Gesamtheit der Studienteilnehmer wurde daher nochmals in einer Gesamtgruppe zusammengefasst, für die ebenfalls durch Belastung hervorgerufene Veränderungen berechnet wurden. Hier ließ sich ein signifikanter Anstieg von CD34+ Progenitorzellen feststellen, wohingegen bei den MSCs weiterhin keine Veränderung zu beobachten war. In den Versuchen zur Kultivierung von MSCs aus peripherem Blut ließen sich keine nennenswerten Mengen dieser Zellen kultivieren, wenngleich die Kulturen doch möglicherweise zu Beginn einige dieser Zellen enthielten. Im Gegensatz dazu war die Kultivierung von MSCs aus Knochenmark erfolgreich.
Dass es nach körperlicher Aktivität bzw. Sport zu einem Anstieg CD34+ Progenitorzellen im peripheren Blut kommt, ist in der Literatur bereits vielfach beschrieben. Es wird vermutet, dass diese Zellen an körpereigenen Reparaturvorgängen beteiligt sind. Dieser Mechanismus könnte eine mögliche Erklärung für die positiven Effekte von Sport bei Patienten mit Herz-Kreislauf-Erkrankungen darstellen. Auch bei Lungenerkrankungen wird CD34+ Progenitorzellen eine Rolle bei Reparaturvorgängen zugeschrieben. Obwohl es zunehmend Hinweise dafür gibt, dass auch MSCs für diese Vorgänge von Bedeutung sind, ist die Frage, welche spezifische Rolle diesen Zellen im zirkulierenden peripheren Blut zukommt, weiterhin nicht hinreichend geklärt. Bei Untersuchungen zu diesem Thema kommt erschwerend hinzu, dass MSCs im peripheren Blut nur in sehr geringer Frequenz nachweisbar sind und die Gruppe dieser Zellen eine sehr große Heterogenität aufweist. Auch eine Kultivierung von MSCs aus peripherem Blut scheint nicht so ohne weiteres möglich zu sein. All dies bereitet Schwierigkeiten bei der genauen Quantifizie-rung und Charakterisierung dieser Zellen. Auch wenn es in dieser Studie nicht gelang einen Effekt körperlicher Belastung auf die Anzahl zirkulierender MSCs nachzuweisen, sollten dennoch weitere Untersuchungen zu den durch Sport vermittelten Effekten auf diese Zellen folgen. Der Fokus sollte dabei insbesondere auf die Untersuchung von Einflüssen körperlicher Aktivität auf die für das Homing dieser Zellen verantwortlichen Mechanismen gelegt werden. Auch weitere Untersuchungen zur Isolation und Expansion von MSCs aus peripherem Blut scheinen notwendig zu sein, um diesbezüglich langfristig eine sichere, erfolgsversprechende Kulturmethodik entwickeln zu können. Besonders vielversprechend scheint hier der Einsatz vorselektierter Zellen aus mobilisiertem Blut zu sein. Zusammenfassend könnte all dies einen wichtigen Beitrag dazu leisten, die Mechanismen körpereigener Reparaturvorgänge besser zu verstehen. Diese Erkenntnisse wiederum könnten dann zur Entwicklung neuer Strategien zur Therapie diverser Lungenerkrankungen wie auch Asthma beitragen.
Respiratory syncytial virus (RSV) is a leading cause of severe lower respiratory tract infection in early childhood. Underlying pathomechanisms of elevated pulmonary morbidity in later infancy are largely unknown. We found that RSV-infected H441 cells showed increased mRNA expression of connective tissue growth factor (CTGF), a key factor in airway remodeling. Additional dexamethasone treatment led to further elevated mRNA levels, indicating additive effects. Caffeine treatment prevented RSV-mediated increase in CTGF mRNA. RSV may be involved in airway remodeling processes by increasing CTGF mRNA expression. Caffeine might abrogate these negative effects and thereby help to restore lung homeostasis.
Background
Infants with history of prematurity (<37 weeks gestation) and low birth weight (LBW, <2500 g) are at high risk of infection due to functional immaturity of normal physical and immunological defense mechanisms. Despite current recommendations that infants with history of prematurity/LBW should receive routine immunization according to the same schedule and chronological age as full-term infants, immunization is often delayed.
Methods
Here we summarize 10 clinical studies and 15 years of post-marketing safety surveillance of GSK’s hexavalent vaccine (DTPa-HBV-IPV/Hib), a combined diphtheria-tetanus-acellular-pertussis-hepatitis-B-inactivated-poliovirus-Haemophilus influenzae-type-b (Hib) conjugate vaccine, when administered alone, or co-administered with pneumococcal conjugate, rotavirus, and meningococcal vaccines and respiratory syncytial virus IgG to infants with history of prematurity/LBW in clinical trials.
Results
At least 92.5% of infants with history of prematurity/LBW as young as 24 weeks gestation in clinical studies were seropositive to all vaccine antigens after 3-dose primary vaccination with GSK’s hexavalent DTPa-HBV-IPV/Hib vaccine, with robust immune responses to booster vaccination. Seropositivity rates and antibody concentrations to hepatitis B and Hib appeared lower in infants with history of prematurity/LBW than term infants. Between 13–30% of medically stable infants with history of prematurity developed apnea after vaccination with GSK’s hexavalent DTPa-HBV-IPV/Hib vaccine; usually after dose 1. The occurrence of post-immunization cardiorespiratory events appears to be influenced by the severity of any underlying neonatal condition. Most cardiorespiratory events resolve spontaneously or require minimal intervention. GSK’s hexavalent DTPa-HBV-IPV/Hib vaccine was well tolerated in co-administration regimens.
Conclusion
GSK’s hexavalent DTPa-HBV-IPV/Hib vaccine alone or co-administered with other pediatric vaccines has a clinically acceptable safety and immunogenicity profile when used in infants with history of prematurity/LBW for primary and booster vaccination. Additional studies are needed in very premature and very LBW infants. However, currently available data support using GSK’s hexavalent DTPa-HBV-IPV/Hib vaccine to immunize infants with history of prematurity/LBW according to chronological age.
Background:
Recurrent airway infections are common in patients with Down's syndrome (DS). Hence, ruling out Cystic Fibrosis (CF) in these patients is often required. In the past, the value of sweat testing the gold standard to diagnose CF -has been questioned in DS as false positive results have been reported. However, these reports are based on measurements of sweat osmolality or sodium concentrations, not chloride concentrations. This study analyses sweat secretion rate and chloride concentration in sweat samples of patients with DS in comparison to healthy controls.
Methods:
We assessed sweat samples in 16 patients with DS and 16 healthy controls regarding sweat secretion rate (SSR) and sweat chloride concentration.
Results:
All measured chloride concentrations were within the normal range. The chloride concentrations were slightly, but not significantly lower in patients with DS (15,54 mmol/l (±4,47)) compared to healthy controls (18,31 mmol/l (±10,12)). While no gender gap in chloride concentration could be found, chloride concentration increased with age in both groups.
Insufficient sweat was collected in 2 females with DS (12.5% of the study group) but not in an individual of the control group. A significant lower sweat secretion rate was found in the DS group (27,6 μl/30 min (± 12,18)) compared to the control group (42,7 μl/30 min (± 21,22)). In a sub-analysis, female patients produced significantly less sweat (20,8 ± 10,6 μl/30 min) than male patients with DS (36,4 ± 7,8 μl/30 min), which accounts for the difference between patients and controls. Furthermore, while the sweating secretion rate increased with age in the control group, it did not do so in the DS group. Once again this was due to female patients with DS, who did not show a significant increase of sweat secretion rate with age.
Conclusions:
Sweat chloride concentrations were within the normal range in patients with DS and therefore seem to be a reliable tool for testing for CF in these patients. Interestingly, we found a reduced sweat secretion rate in the DS group. Whether the last one has a functional and clinical counterpart, possibly due to a disturbed thermoregulation in DS patients, requires further investigation.
Background:
Oligohydramnios sequence can be caused by renal tubular dysgenesis (RTD), a rare condition resulting in pulmonary and renal morbidity. Besides typical features of Potter-sequence, the infants present with severe arterial hypotension and anuria as main symptoms. Establishing an adequate arterial blood pressure and sufficient renal perfusion is crucial for the survival of these infants.
Case presentation:
We describe a male preterm infant of 34 + 0 weeks of gestation. Prenatally oligohydramnios of unknown cause was detected. After uneventful delivery and good adaptation the infant developed respiratory distress due to a spontaneous right-sided pneumothorax and required thoracocentesis and placement of a chest tube; he showed no major respiratory concerns thereafter and needed only minimal ventilatory support. Echocardiography revealed no abnormalities, especially no pulmonary hypertension. However, he suffered from severe arterial hypotension and anuria refractory to catecholamine therapy (dobutamine, epinephrine and noradrenaline). After 36 h of life, vasopressin therapy was initiated resulting in an almost immediate stabilization of arterial blood pressure and subsequent onset of diuresis. Therapy with vasopressin was necessary for three weeks to maintain adequate arterial blood pressure levels and diuresis. Sepsis and adrenal insufficiency were ruled out as inflammation markers, microbiological tests and cortisol level were normal. At two weeks of age, our patient developed electrolyte disturbances which were successfully treated with fludrocortisone. He did not need renal replacement therapy. Genetic analyses revealed a novel compound hyterozygous mutation of RTD. Now 17 months of age, the patient is in clinically stable condition with treatment of fludrocortisone and sodium bicarbonate. He suffers from stage 2 chronic kidney disease; blood pressure, motor and cognitive development are normal.
Conclusions:
RTD is a rare cause of oligohydramnios sequence. Next to pulmonary hypoplasia, severe arterial hypotension is responsible for poor survival. We present the only second surviving infant with RTD, who did not require renal replacement therapy during the neonatal period. It can be speculated whether the use of vasopressin prevents renal replacement therapy as vasopressin increases urinary output by improving renal blood flow.
Rapid immune reconstitution (IR) following stem cell transplantation (SCT) is essential for a favorable outcome. The optimization of graft composition should not only enable a sufficient IR but also improve graft vs. leukemia/tumor effects, overcome infectious complications and, finally, improve patient survival. Especially in haploidentical SCT, the optimization of graft composition is controversial. Therefore, we analyzed the influence of graft manipulation on IR in 40 patients with acute leukemia in remission. We examined the cell recovery post haploidentical SCT in patients receiving a CD34(+)-selected or CD3/CD19-depleted graft, considering the applied conditioning regimen. We used joint model analysis for overall survival (OS) and analyzed the dynamics of age-adjusted leukocytes; lymphocytes; monocytes; CD3(+), CD3(+) CD4(+), and CD3(+) CD8(+) T cells; natural killer (NK) cells; and B cells over the course of time after SCT. Lymphocytes, NK cells, and B cells expanded more rapidly after SCT with CD34(+)-selected grafts (P = 0.036, P = 0.002, and P < 0.001, respectively). Contrarily, CD3(+) CD4(+) helper T cells recovered delayer in the CD34 selected group (P = 0.026). Furthermore, reduced intensity conditioning facilitated faster immune recovery of lymphocytes and T cells and their subsets (P < 0.001). However, the immune recovery for NK cells and B cells was comparable for patients who received reduced-intensity or full preparative regimens. Dynamics of all cell types had a significant influence on OS, which did not differ between patients receiving CD34(+)-selected and those receiving CD3/CD19-depleted grafts. In conclusion, cell reconstitution dynamics showed complex diversity with regard to the graft manufacturing procedure and conditioning regimen.
Background:
Atypical chemokine receptor 3 (ACKR3, synonym CXCR7) is increasingly considered relevant in neuroinflammatory conditions, in which its upregulation contributes to compromised endothelial barrier function and may ultimately allow inflammatory brain injury. While an impact of ACKR3 has been recognized in several neurological autoimmune diseases, neuroinflammation may also result from infectious agents, including Ureaplasma species (spp.). Although commonly regarded as commensals of the adult urogenital tract, Ureaplasma spp. may cause invasive infections in immunocompromised adults as well as in neonates and appear to be relevant pathogens in neonatal meningitis. Nonetheless, clinical and in vitro data on Ureaplasma-induced inflammation are scarce.
Methods:
We established a cell culture model of Ureaplasma meningitis, aiming to analyze ACKR3 variances as a possible pathomechanism in Ureaplasma-associated neuroinflammation. Non-immortalized human brain microvascular endothelial cells (HBMEC) were exposed to bacterial lipopolysaccharide (LPS) or tumor necrosis factor-α (TNF-α), and native as well as LPS-primed HBMEC were cultured with Ureaplasma urealyticum serovar 8 (Uu8) and U. parvum serovar 3 (Up3). ACKR3 responses were assessed via qRT-PCR, RNA sequencing, flow cytometry, and immunocytochemistry.
Results:
LPS, TNF-α, and Ureaplasma spp. influenced ACKR3 expression in HBMEC. LPS and TNF-α significantly induced ACKR3 mRNA expression (p < 0.001, vs. control), whereas Ureaplasma spp. enhanced ACKR3 protein expression in HBMEC (p < 0.01, vs. broth control). Co-stimulation with LPS and either Ureaplasma isolate intensified ACKR3 responses (p < 0.05, vs. LPS). Furthermore, stimulation wielded a differential influence on the receptor’s ligands.
Conclusions:
We introduce an in vitro model of Ureaplasma meningitis. We are able to demonstrate a pro-inflammatory capacity of Ureaplasma spp. in native and, even more so, in LPS-primed HBMEC, underlining their clinical relevance particularly in a setting of co-infection. Furthermore, our data may indicate a novel role for ACKR3, with an impact not limited to auto-inflammatory diseases, but extending to infection-related neuroinflammation as well. AKCR3-induced blood-brain barrier breakdown might constitute a potential common pathomechanism.
Background
Cancer vaccines can effectively establish clinically relevant tumor immunity. Novel sequencing approaches rapidly identify the mutational fingerprint of tumors, thus allowing to generate personalized tumor vaccines within a few weeks from diagnosis. Here, we report the case of a 62-year-old patient receiving a four-peptide-vaccine targeting the two sole mutations of his pancreatic tumor, identified via exome sequencing.
Methods
Vaccination started during chemotherapy in second complete remission and continued monthly thereafter. We tracked IFN-γ+ T cell responses against vaccine peptides in peripheral blood after 12, 17 and 34 vaccinations by analyzing T-cell receptor (TCR) repertoire diversity and epitope-binding regions of peptide-reactive T-cell lines and clones. By restricting analysis to sorted IFN-γ-producing T cells we could assure epitope-specificity, functionality, and TH1 polarization.
Results
A peptide-specific T-cell response against three of the four vaccine peptides could be detected sequentially. Molecular TCR analysis revealed a broad vaccine-reactive TCR repertoire with clones of discernible specificity. Four identical or convergent TCR sequences could be identified at more than one time-point, indicating timely persistence of vaccine-reactive T cells. One dominant TCR expressing a dual TCRVα chain could be found in three T-cell clones. The observed T-cell responses possibly contributed to clinical outcome: The patient is alive 6 years after initial diagnosis and in complete remission for 4 years now.
Conclusions
Therapeutic vaccination with a neoantigen-derived four-peptide vaccine resulted in a diverse and long-lasting immune response against these targets which was associated with prolonged clinical remission. These data warrant confirmation in a larger proof-of concept clinical trial.