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- Johns Hopkins School of Medicine (3)
- Center for Interdisciplinary Clinical Research, Würzburg University, Würzburg, Germany (2)
- Betriebsärztlicher Dienst der Universität Würzburg (1)
- Clinical Trial Center (CTC) / Zentrale für Klinische Studien Würzburg (ZKSW) (1)
- Department of Hematology and Oncology, Sana Hospital Hof, Hof, Germany (1)
- Department of Laboratory Medicine and Medicine Huddinge, Karolinska Institutet and University Hospital, Stockholm, Sweden (1)
- Department of Medicine A, University Hospital of Münster, Münster, Germany (1)
- Early Clinical Trial Unit, Comprehensive Cancer Center Mainfranken (1)
- Experimentelle Tumorimmunologie, Frauenklinik, Universität Würzburg (1)
- Interdisciplinary Center for Clinical Research (IZKF), Würzburg, Germany (1)
ResearcherID
- N-2030-2015 (1)
This study aimed to explore the correlation between imaging patterns and clinical features in patients with smoldering multiple myeloma (SMM) who simultaneously underwent 18F-FDG, 11C-Methionine, and 68Ga-Pentixafor positron emission tomography/computed tomography (PET/CT). We retrieved and analyzed clinical characteristics and PET imaging data of 10 patients with SMM. We found a significant correlation between bone marrow (BM) plasma cell (PC) infiltration and mean standardized uptake values (SUV\(_{mean}\)) of lumbar vertebrae L2-L4 on 11C-Methionine PET/CT scans (r = 0.676, p = 0.031) and 68Ga-Pentixafor PET/CT scans (r = 0.839, p = 0.002). However, there was no significant correlation between BM involvement and SUV\(_{mean}\) of lumbar vertebrae L2-L4 on 18F-FDG PET/CT scans (r = 0.558, p = 0.093). Similarly, mean target-to-background ratios (TBR\(_{mean}\)) of lumbar vertebrae L2-L4 also correlated with bone marrow plasma cell (BMPC) infiltration in 11C-Methionine PET/CT (r = 0.789, p = 0.007) and 68Ga-Pentixafor PET/CT (r = 0.724, p = 0.018) PET/CT. In contrast, we did not observe a significant correlation between BMPC infiltration rate and TBR\(_{mean}\) in 18F-FDG PET/CT (r = 0.355, p = 0.313). Additionally, on 11C-Methionine PET/CT scans, we found a significant correlation between BMPC infiltration and TBR\(_{max}\) of lumbar vertebrae L2-L4 (r = 0.642, p = 0.045). In conclusion, 11C-Methionine and 68Ga-Pentixafor PET/CT demonstrate higher sensitivity than 18F-FDG PET/CT in detecting BM involvement in SMM.
The aim of this study was to investigate the prognostic value of 18F-fluoro-deoxyglucose positron emission tomography–computed tomography (18F-FDG-PET/CT) in 37 patients with a history of multiple myeloma (MM) and suspected or confirmed recurrence after stem cell transplantation (SCT). All patients had been heavily pre-treated. Time to progression (TTP) and overall survival (OS) were correlated to a number of different PET-derived as well as clinical parameters. Impact on patient management was assessed.
Absence of FDG-avid MM foci was a positive prognostic factor for both TTP and OS (p<0.01). Presence of >10 focal lesions correlated with both TTP (p<0.01) and OS (p<0.05). Interestingly, presence of >10 lesions in the appendicular skeleton proved to have the strongest association with disease progression. Intensity of glucose uptake and presence of extramedullary disease were associated with shorter TTP (p=0.037 and p=0.049, respectively). Manifestations in soft tissue structures turned out to be a strong negative predictor for both, TTP and OS (p<0.01, respectively). PET resulted in a change of management in 30% of patients.
Our data underline the prognostic value of 18F-FDG-PET/CT in MM patients also in the setting of post-SCT relapse. PET/CT has a significant impact on patient management.
According to the updated International Myeloma Working Group criteria, smoldering multiple myeloma (SMM) is an asymptomatic plasma cell disorder characterized by an M-component >3 g/dL, bone marrow plasma cell infiltration >10% and <60%, and absence of any myeloma-defining event. Active multiple myeloma is preceded by SMM, with a median time to progression of approximately 5 years. Cases of SMM range from the extremes of “monoclonal gammopathy of undetermined significance-like”, in which patients never progress during their lifetimes, to “early multiple myeloma”, in which transformation into symptomatic disease, based on genomic evolution, may be rapid and devastating. Such a “split personality” makes the prognosis and management of individual patients challenging, particularly with regard to the identification and possible early treatment of high-risk SMM. Outside of clinical trials, the conventional approach to SMM generally remains close observation until progression to active multiple myeloma. However, two prospective, randomized trials have recently demonstrated a significant clinical benefit in terms of time to progression, and of overall survival in one of the two studies, for some patients with higher-risk SMM treated with lenalidomide ± dexamethasone, raising the question of whether such an approach should be considered a new standard of care. In this paper, experts from the European Myeloma Network describe current biological and clinical knowledge on SMM, focusing on novel insights into its molecular pathogenesis, new prognostic scoring systems proposed to identify SMM patients at higher risk of early transformation, and updated results of completed or ongoing clinical trials. Finally, some practical recommendations for the real-life management of these patients, based on Delphi consensus methodology, are provided.
Chemokine (C-X-C motif) receptor 4 (CXCR4) is a key factor for tumor growth and metastasis in several types of human cancer including multiple myeloma (MM). Proof-of-concept of CXCR4-directed radionuclide therapy in MM has recently been reported. This study assessed the diagnostic performance of the CXCR4-directed radiotracer [\(^{68}\)Ga]Pentixafor in MM and a potential role for stratifying patients to CXCR4-directed therapies.
Thirty-five patients with MM underwent [\(^{68}\)Ga]Pentixafor-PET/CT for evaluation of eligibility for endoradiotherapy. In 19/35 cases, [\(^{18}\)F]FDG-PET/CT for correlation was available. Scans were compared on a patient and on a lesion basis. Tracer uptake was correlated with standard clinical parameters of disease activity.
[\(^{68}\)Ga]Pentixafor-PET detected CXCR4-positive disease in 23/35 subjects (66%). CXCR4-positivity at PET was independent from myeloma subtypes, cytogenetics or any serological parameters and turned out as a negative prognostic factor. In the 19 patients in whom a comparison to [\(^{18}\)F]FDG was available, [\(^{68}\)Ga]Pentixafor-PET detected more lesions in 4/19 (21%) subjects, [\(^{18}\)F]FDG proved superior in 7/19 (37%). In the remaining 8/19 (42%) patients, both tracers detected an equal number of lesions. [\(^{18}\)F]FDG-PET positivity correlated with [\(^{68}\)Ga]Pentixafor-PET positivity (p=0.018).
[\(^{68}\)Ga]Pentixafor-PET provides further evidence that CXCR4 expression frequently occurs in advanced multiple myeloma, representing a negative prognostic factor and a potential target for myeloma specific treatment. However, selecting patients for CXCR4 directed therapies and prognostic stratification seem to be more relevant clinical applications for this novel imaging modality, rather than diagnostic imaging of myeloma.
\(^{11}\)C-methionine-PET in multiple myeloma: a combined study from two different institutions
(2017)
\(^{11}\)C-methionine (MET) has recently emerged as an accurate marker of tumor burden and disease activity in patients with multiple myeloma (MM). This dual-center study aimed at further corroboration of the superiority of MET as positron emission tomography (PET) tracer for staging and re-staging MM, as compared to \(^{18}\)F-2`-deoxy-2`-fluoro-D-glucose (FDG).
78 patients with a history of solitary plasmacytoma (n=4), smoldering MM (SMM, n=5), and symptomatic MM (n=69) underwent both MET- and FDG-PET/computed tomography (CT) at the University Centers of Würzburg, Germany and Navarra, Spain. Scans were compared on a patient and on a lesion basis. Inter-reader agreement was also evaluated. In 2 patients, tumor biopsies for verification of discordant imaging results were available.
MET-PET detected focal lesions (FL) in 59/78 subjects (75.6%), whereas FDG-PET/CT showed lesions in only 47 patients (60.3%; p<0.01), accordingly disease activity would have been missed in 12 patients. Directed biopsies of discordant results confirmed MET-PET/CT results in both cases.
MET depicted more FL in 44 patients (56.4%; p<0.01), whereas in two patients (2/78), FDG proved superior. In the remainder (41.0%, 32/78), both tracers yielded comparable results. Inter-reader agreement for MET was higher than for FDG (κ = 0.82 vs κ = 0.72).
This study demonstrates higher sensitivity of MET in comparison to standard FDG to detect intra- and extramedullary MM including histologic evidence of FDG-negative, viable disease exclusively detectable by MET-PET/CT. MET holds the potential to replace FDG as functional imaging standard for staging and re-staging of MM.
\(^{11}\)C-methionine (\(^{11}\)C-MET) is a new positron emission tomography (PET) tracer for the assessment of disease activity in multiple myeloma (MM) patients, with preliminary data suggesting higher sensitivity and specificity than \(^{18}\)F-fluorodeoxyglucose (\(^{18}\)F-FDG). However, the value of tumor burden biomarkers has yet to be investigated. Our goals were to corroborate the superiority of \(^{11}\)C-MET for MM staging and to compare its suitability for the assessment of metabolic tumor burden biomarkers in comparison to \(^{18}\)F-FDG. Twenty-two patients with newly diagnosed, treatment-naïve symptomatic MM who had undergone \(^{11}\)C-MET and \(^{18}\)F-FDG PET/CT were evaluated. Standardized uptake values (SUV) were determined and compared with total metabolic tumor volume (TMTV) for both tracers: total lesion glycolysis (TLG) and total lesion \(^{11}\)C-MET uptake (TLMU). PET-derived values were compared to Revised International Staging System (R-ISS), cytogenetic, and serologic MM markers such as M component, beta 2 microglobulin (B2M), serum free light chains (FLC), albumin, and lactate dehydrogenase (LDH). In 11 patients (50%), \(^{11}\)C-MET detected more focal lesions (FL) than FDG (p < 0.01). SUVmax, SUVmean, SUVpeak, TMTV, and TLMU were also significantly higher in \(^{11}\)C-MET than in \(^{18}\)F-FDG (p < 0.05, respectively). \(^{11}\)C-MET PET biomarkers had a better correlation with tumor burden (bone marrow plasma cell infiltration, M component; p < 0.05 versus p = n.s. respectively). This pilot study suggests that \(^{11}\)C-MET PET/CT is a more sensitive marker for the assessment of myeloma tumor burden than \(^{18}\)F-FDG. Its implications for prognosis evaluation need further investigation.
The COVID-19 pandemic has resulted in large numbers of patients requiring critical care management. With the established association between severe respiratory virus infection and invasive pulmonary aspergillosis (7.6% for COVID-19-associated pulmonary aspergillosis (CAPA)), the pandemic places a significant number of patients at potential risk from secondary invasive fungal disease. We described a case of CAPA with substantial supporting mycological evidence, highlighting the need to employ strategic diagnostic algorithms and weighted definitions to improve the accuracy in diagnosing CAPA.
The human ubiquitin ligase HUWE1 has key roles in tumorigenesis, yet it is unkown how its activity is regulated. We present the crystal structure of a C-terminal part of HUWE1, including the catalytic domain, and reveal an asymmetric auto-inhibited dimer. We show that HUWE1 dimerizes in solution and self-associates in cells, and that both occurs through the crystallographic dimer interface. We demonstrate that HUWE1 is inhibited in cells and that it can be activated by disruption of the dimer interface. We identify a conserved segment in HUWE1 that counteracts dimer formation by associating with the dimerization region intramolecularly. Our studies reveal, intriguingly, that the tumor suppressor p14ARF binds to this segment and may thus shift the conformational equilibrium of HUWE1 toward the inactive state. We propose a model, in which the activity of HUWE1 underlies conformational control in response to physiological cues—a mechanism that may be exploited for cancer therapy.
Background
Acute graft-versus-host disease (aGVHD) poses a major limitation for broader therapeutic application of allogeneic hematopoietic cell transplantation (allo-HCT). Early diagnosis of aGVHD remains difficult and is based on clinical symptoms and histopathological evaluation of tissue biopsies. Thus, current aGVHD diagnosis is limited to patients with established disease manifestation. Therefore, for improved disease prevention it is important to develop predictive assays to identify patients at risk of developing aGVHD. Here we address whether insights into the timing of the aGVHD initiation and effector phases could allow for the detection of migrating alloreactive T cells before clinical aGVHD onset to permit for efficient therapeutic intervention.
Methods
Murine major histocompatibility complex (MHC) mismatched and minor histocompatibility antigen (miHAg) mismatched allo-HCT models were employed to assess the spatiotemporal distribution of donor T cells with flow cytometry and in vivo bioluminescence imaging (BLI). Daily flow cytometry analysis of peripheral blood mononuclear cells allowed us to identify migrating alloreactive T cells based on homing receptor expression profiles.
Results
We identified a time period of 2 weeks of massive alloreactive donor T cell migration in the blood after miHAg mismatch allo-HCT before clinical aGVHD symptoms appeared. Alloreactive T cells upregulated α4β7 integrin and P-selectin ligand during this migration phase. Consequently, targeted preemptive treatment with rapamycin, starting at the earliest detection time of alloreactive donor T cells in the peripheral blood, prevented lethal aGVHD.
Conclusions
Based on this data we propose a critical time frame prior to the onset of aGVHD symptoms to identify alloreactive T cells in the peripheral blood for timely and effective therapeutic intervention.
Butyrophilin (BTN)–3A and BTN2A1 molecules control the activation of human Vγ9Vδ2 T cells during T cell receptor (TCR)-mediated sensing of phosphoantigens (PAg) derived from microbes and tumors. However, the molecular rules governing PAg sensing remain largely unknown. Here, we establish three mechanistic principles of PAg-mediated γδ T cell activation. First, in humans, following PAg binding to the intracellular BTN3A1-B30.2 domain, Vγ9Vδ2 TCR triggering involves the extracellular V-domain of BTN3A2/BTN3A3. Moreover, the localization of both protein domains on different chains of the BTN3A homo-or heteromers is essential for efficient PAg-mediated activation. Second, the formation of BTN3A homo-or heteromers, which differ in intracellular trafficking and conformation, is controlled by molecular interactions between the juxtamembrane regions of the BTN3A chains. Finally, the ability of PAg not simply to bind BTN3A-B30.2, but to promote its subsequent interaction with the BTN2A1-B30.2 domain, is essential for T-cell activation. Defining these determinants of cooperation and the division of labor in BTN proteins improves our understanding of PAg sensing and elucidates a mode of action that may apply to other BTN family members.
Tissue-engineered skin equivalents mimic key aspects of the human skin, and can thus be employed as wound coverage for large skin defects or as in vitro test systems as an alternative to animal models. However, current skin equivalents lack a functional vasculature limiting clinical and research applications. This study demonstrates the generation of a vascularized skin equivalent with a perfused vascular network by combining a biological vascularized scaffold (BioVaSc) based on a decellularized segment of a porcine jejunum and a tailored bioreactor system. Briefly, the BioVaSc was seeded with human fibroblasts, keratinocytes, and human microvascular endothelial cells. After 14 days at the air-liquid interface, hematoxylin & eosin and immunohistological staining revealed a specific histological architecture representative of the human dermis and epidermis including a papillary-like architecture at the dermal-epidermal-junction. The formation of the skin barrier was measured non-destructively using impedance spectroscopy. Additionally, endothelial cells lined the walls of the formed vessels that could be perfused with a physiological volume flow. Due to the presence of a complex in-vivo-like vasculature, the here shown skin equivalent has the potential for skin grafting and represents a sophisticated in vitro model for dermatological research.
Patients with newly diagnosed multiple myeloma (NDMM) with high-risk disease are in need of new treatment strategies to improve the outcomes. Multiple clinical, cytogenetic, or gene expression features have been used to identify high-risk patients, each of which has significant weaknesses. Inclusion of molecular features into risk stratification could resolve the current challenges. In a genome-wide analysis of the largest set of molecular and clinical data established to date from NDMM, as part of the Myeloma Genome Project, we have defined DNA drivers of aggressive clinical behavior. Whole-genome and exome data from 1273 NDMM patients identified genetic factors that contribute significantly to progression free survival (PFS) and overall survival (OS) (cumulative R2 = 18.4% and 25.2%, respectively). Integrating DNA drivers and clinical data into a Cox model using 784 patients with ISS, age, PFS, OS, and genomic data, the model has a cumlative R2 of 34.3% for PFS and 46.5% for OS. A high-risk subgroup was defined by recursive partitioning using either a) bi-allelic TP53 inactivation or b) amplification (≥4 copies) of CKS1B (1q21) on the background of International Staging System III, comprising 6.1% of the population (median PFS = 15.4 months; OS = 20.7 months) that was validated in an independent dataset. Double-Hit patients have a dire prognosis despite modern therapies and should be considered for novel therapeutic approaches.
Multiple myeloma (MM) is a lethal human cancer characterized by a clonal expansion of malignant plasma cells in bone marrow. Mouse models of human MM are technically challenging and do not always recapitulate human disease. Therefore, new mouse models for MM are needed. Mineral-oil induced plasmacytomas (MOPC) develop in the peritoneal cavity of oil-injected BALB/c mice. However, MOPC typically grow extramedullary and are considered poor models of human MM. Here we describe an in vivo-selected MOPC315 variant, called MOPC315.BM, which can be maintained in vitro. When injected i.v. into BALB/c mice, MOPC315.BM cells exhibit tropism for bone marrow. As few as 10\(^4\) MOPC315.BM cells injected i.v. induced paraplegia, a sign of spinal cord compression, in all mice within 3-4 weeks. MOPC315.BM cells were stably transfected with either firefly luciferase (MOPC315.BM.Luc) or DsRed (MOPC315.BM.DsRed) for studies using noninvasive imaging. MOPC315.BM.Luc cells were detected in the tibiofemoral region already 1 hour after i.v. injection. Bone foci developed progressively, and as of day 5, MM cells were detected in multiple sites in the axial skeleton. Additionally, the spleen (a hematopoietic organ in the mouse) was invariably affected. Luminescent signals correlated with serum myeloma protein concentration, allowing for easy tracking of tumor load with noninvasive imaging. Affected mice developed osteolytic lesions. The MOPC315.BM model employs a common strain of immunocompetent mice (BALB/c) and replicates many characteristics of human MM. The model should be suitable for studies of bone marrow tropism, development of osteolytic lesions, drug testing, and immunotherapy in MM.
Ruxolitinib (RUX) is approved for the treatment of steroid-refractory acute and chronic graft versus host disease (GvHD). It is predominantly metabolized via cytochrome P450 (CYP) 3A4. As patients with GvHD have an increased risk of invasive fungal infections, RUX is frequently combined with posaconazole (POS), a strong CYP3A4 inhibitor. Knowledge of RUX exposure under concomitant POS treatment is scarce and recommendations on dose modifications are inconsistent. A physiologically based pharmacokinetic (PBPK) model was developed to investigate the drug–drug interaction (DDI) between POS and RUX. The predicted RUX exposure was compared to observed concentrations in patients with GvHD in the clinical routine. PBPK models for RUX and POS were independently set up using PK-Sim\(^®\) Version 11. Plasma concentration-time profiles were described successfully and all predicted area under the curve (AUC) values were within 2-fold of the observed values. The increase in RUX exposure was predicted with a DDI ratio of 1.21 (C\(_{max}\)) and 1.59 (AUC). Standard dosing in patients with GvHD led to higher RUX exposure than expected, suggesting further dose reduction if combined with POS. The developed model can serve as a starting point for further simulations of the implemented DDI and can be extended to further perpetrators of CYP-mediated PK-DDIs or disease-specific physiological changes.
Colorectal cancer (CRC) is a leading cause of cancer-related deaths worldwide. The best method to prevent CRC is with a colonoscopy. During this procedure, the gastroenterologist searches for polyps. However, there is a potential risk of polyps being missed by the gastroenterologist. Automated detection of polyps helps to assist the gastroenterologist during a colonoscopy. There are already publications examining the problem of polyp detection in the literature. Nevertheless, most of these systems are only used in the research context and are not implemented for clinical application. Therefore, we introduce the first fully open-source automated polyp-detection system scoring best on current benchmark data and implementing it ready for clinical application. To create the polyp-detection system (ENDOMIND-Advanced), we combined our own collected data from different hospitals and practices in Germany with open-source datasets to create a dataset with over 500,000 annotated images. ENDOMIND-Advanced leverages a post-processing technique based on video detection to work in real-time with a stream of images. It is integrated into a prototype ready for application in clinical interventions. We achieve better performance compared to the best system in the literature and score a F1-score of 90.24% on the open-source CVC-VideoClinicDB benchmark.
Acute graft-versus-host disease (aGvHD) is a severe and often life-threatening complication of allogeneic hematopoietic cell transplantation (allo-HCT). AGvHD is mediated by alloreactive donor T-cells targeting predominantly the gastrointestinal tract, liver, and skin. Recent work in mice and patients undergoing allo-HCT showed that alloreactive T-cells can be identified by the expression of α4β7 integrin on T-cells even before manifestation of an aGvHD. Here, we investigated whether the detection of a combination of the expression of T-cell surface markers on peripheral blood (PB) CD8\(^+\) T-cells would improve the ability to predict aGvHD. To this end, we employed two independent preclinical models of minor histocompatibility antigen mismatched allo-HCT following myeloablative conditioning. Expression profiles of integrins, selectins, chemokine receptors, and activation markers of PB donor T-cells were measured with multiparameter flow cytometry at multiple time points before the onset of clinical aGvHD symptoms. In both allo-HCT models, we demonstrated a significant upregulation of α4β7 integrin, CD162E, CD162P, and conversely, a downregulation of CD62L on donor T-cells, which could be correlated with the development of aGvHD. Other surface markers, such as CD25, CD69, and CC-chemokine receptors were not found to be predictive markers. Based on these preclinical data from mouse models, we propose a surface marker panel on peripheral blood T-cells after allo-HCT combining α4β7 integrin with CD62L, CD162E, and CD162P (cutaneous lymphocyte antigens, CLA, in humans) to identify patients at risk for developing aGvHD early after allo-HCT.
A TNF Receptor 2 Selective Agonist Rescues Human Neurons from Oxidative Stress-Induced Cell Death
(2011)
Tumor necrosis factor (TNF) plays a dual role in neurodegenerative diseases. Whereas TNF receptor (TNFR) 1 is predominantly associated with neurodegeneration, TNFR2 is involved in tissue regeneration and neuroprotection. Accordingly, the availability of TNFR2-selective agonists could allow the development of new therapeutic treatments of neurodegenerative diseases. We constructed a soluble, human TNFR2 agonist (TNC-scTNF(R2)) by genetic fusion of the trimerization domain of tenascin C to a TNFR2-selective single-chain TNF molecule, which is comprised of three TNF domains connected by short peptide linkers. TNC-scTNFR2 specifically activated TNFR2 and possessed membrane-TNF mimetic activity, resulting in TNFR2 signaling complex formation and activation of downstream signaling pathways. Protection from neurodegeneration was assessed using the human dopaminergic neuronal cell line LUHMES. First we show that TNC-scTNF(R2) interfered with cell death pathways subsequent to H(2)O(2) exposure. Protection from cell death was dependent on TNFR2 activation of the PI3K-PKB/Akt pathway, evident from restoration of H(2)O(2) sensitivity in the presence of PI3K inhibitor LY294002. Second, in an in vitro model of Parkinson disease, TNC-scTNFR(2) rescues neurons after induction of cell death by 6-OHDA. Since TNFR2 is not only promoting anti-apoptotic responses but also plays an important role in tissue regeneration, activation of TNFR2 signaling by TNC-scTNF(R2) appears a promising strategy to ameliorate neurodegenerative processes.
Tumor necrosis factor (TNF) receptor-2 (TNFR2) has attracted considerable interest as a target for immunotherapy. Indeed, using oligomeric fusion proteins of single chain-encoded TNFR2-specific TNF mutants (scTNF80), expansion of regulatory T cells and therapeutic activity could be demonstrated in various autoinflammatory diseases, including graft-versus-host disease (GvHD), experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE) and collagen-induced arthritis (CIA). With the aim to improve the in vivo availability of TNFR2-specific TNF fusion proteins, we used here the neonatal Fc receptor (FcRn)-interacting IgG1 molecule as an oligomerizing building block and generated a new TNFR2 agonist with improved serum retention and superior in vivo activity.
Methods
Single-chain encoded murine TNF80 trimers (sc(mu)TNF80) were fused to the C-terminus of an in mice irrelevant IgG1 molecule carrying the N297A mutation which avoids/minimizes interaction with Fcγ-receptors (FcγRs). The fusion protein obtained (irrIgG1(N297A)-sc(mu)TNF80), termed NewSTAR2 (New selective TNF-based agonist of TNF receptor 2), was analyzed with respect to activity, productivity, serum retention and in vitro and in vivo activity. STAR2 (TNC-sc(mu)TNF80 or selective TNF-based agonist of TNF receptor 2), a well-established highly active nonameric TNFR2-specific variant, served as benchmark. NewSTAR2 was assessed in various in vitro and in vivo systems.
Results
STAR2 (TNC-sc(mu)TNF80) and NewSTAR2 (irrIgG1(N297A)-sc(mu)TNF80) revealed comparable in vitro activity. The novel domain architecture of NewSTAR2 significantly improved serum retention compared to STAR2, which correlated with efficient binding to FcRn. A single injection of NewSTAR2 enhanced regulatory T cell (Treg) suppressive activity and increased Treg numbers by > 300% in vivo 5 days after treatment. Treg numbers remained as high as 200% for about 10 days. Furthermore, a single in vivo treatment with NewSTAR2 upregulated the adenosine-regulating ectoenzyme CD39 and other activation markers on Tregs. TNFR2-stimulated Tregs proved to be more suppressive than unstimulated Tregs, reducing conventional T cell (Tcon) proliferation and expression of activation markers in vitro. Finally, singular preemptive NewSTAR2 administration five days before allogeneic hematopoietic cell transplantation (allo-HCT) protected mice from acute GvHD.
Conclusions
NewSTAR2 represents a next generation ligand-based TNFR2 agonist, which is efficiently produced, exhibits improved pharmacokinetic properties and high serum retention with superior in vivo activity exerting powerful protective effects against acute GvHD.
Actin cytoskeleton deregulation confers midostaurin resistance in FLT3-mutant acute myeloid leukemia
(2021)
The presence of FMS-like tyrosine kinase 3-internal tandem duplication (FLT3-ITD) is one of the most frequent mutations in acute myeloid leukemia (AML) and is associated with an unfavorable prognosis. FLT3 inhibitors, such as midostaurin, are used clinically but fail to entirely eradicate FLT3-ITD+AML. This study introduces a new perspective and highlights the impact of RAC1-dependent actin cytoskeleton remodeling on resistance to midostaurin in AML. RAC1 hyperactivation leads resistance via hyperphosphorylation of the positive regulator of actin polymerization N-WASP and antiapoptotic BCL-2. RAC1/N-WASP, through ARP2/3 complex activation, increases the number of actin filaments, cell stiffness and adhesion forces to mesenchymal stromal cells (MSCs) being identified as a biomarker of resistance. Midostaurin resistance can be overcome by a combination of midostaruin, the BCL-2 inhibitor venetoclax and the RAC1 inhibitor Eht1864 in midostaurin-resistant AML cell lines and primary samples, providing the first evidence of a potential new treatment approach to eradicate FLT3-ITD+AML. Garitano-Trojaola et al. used a combination of human acute myeloid leukemia (AML) cell lines and primary samples to show that RAC1-dependent actin cytoskeleton remodeling through BCL2 family plays a key role in resistance to the FLT3 inhibitor, Midostaurin in AML. They showed that by targeting RAC1 and BCL2, Midostaurin resistance was diminished, which potentially paves the way for an innovate treatment approach for FLT3 mutant AML.
Laut Schätzungen des Robert Koch-Instituts erkranken jährlich fast 500.000 Personen an einer Krebserkrankung, mit steigender Tendenz. Durch stetige Fortschritte in der Forschung kam es durch die Entwicklung einer Chemotherapie in Tablettenform zu einem Paradigmenwechsel in der Krebstherapie. Für ein optimales Therapie-Outcome ist es von großer Bedeutung, dass die Patienten ein adhärentes Verhalten zeigen.
Weiterhin zeigt sich in der bisherigen Literatur, dass psychische Komorbiditäten die Adhärenz und damit den Behandlungserfolg gleichermaßen beeinflussen können. Dies wurde in der vorliegenden Arbeit evaluiert. Die Studie umfasste insgesamt 69 Krebspatientinnen und -Patienten, die eine Chemotherapie mit Capecitabin erhielten. Untersucht wurden Gruppenunterschiede zwischen soziodemografischen und klinischen Variablen auf der einen Seite und Adhärenz auf der anderen Seite sowie die klinisch relevante Belastung durch Angstsymptome. Zur Datenerhebung wurden zum einen der MARS-Fragebogen zur Erfassung der Adhärenz und zum anderen der GAD-7 zur Erfassung der Angstsymptomatik verwendet.
Adhärentes Verhalten in Bezug auf die Einnahme von Capecitabin zeigte sich bei 75.4% der Personen im untersuchten Studienkollektiv. Dieses Ergebnis steht in Einklang mit bisherigen Publikationen, die ebenfalls den Zusammenhang zwischen Adhärenz bei Capecitabin untersuchten. Die weitere Hypothese war, dass höhere Angstbelastungen unter Patienten signifikant mit einer verminderten Adhärenz in Zusammenhang stehen. Dies konnte in der vorliegenden Studie jedoch nicht festgestellt werden. Einerseits zeigte zwar nur ein geringer Anteil der untersuchten Patienten Hinweise einer Angststörung (7%), andererseits wurde festgestellt, dass nicht alle dieser Patienten eine psychotherapeutische Behandlung erhielten. Für zukünftige Forschungen wäre zu überlegen, weitere Messinstrumente zur Diagnostik einer niederschwelligen Angst einzusetzen. Weiterhin wären ein größeres Therapieangebot und umfassendere psychosoziale Unterstützung dringend erforderlich. Abschließend bleibt festzuhalten, dass in Zukunft weitere Studien, v.a. auch mit größeren Fallzahlen sowie Längsschnitt- oder Follow-up-Studien zu diesem Forschungsthema dringend indiziert sind.
Krebserkrankungen stellen eine lebensverändernde und potentiell letale Diagnose dar. Orale Zytostatika stellen eine vielversprechende Therapiemöglichkeit dar. Ein häufig eingesetztes orales Zytostatikum ist Capecitabin. Durch den Einsatz von oralen Chemotherapeutika ergeben sich viele Vorteile. Grundlegende Voraussetzung für den Einsatz der Tablettenform ist allerdings eine äquivalente Wirksamkeit. Diese hängt entscheidend von ausreichender Adhärenz der Patienten ab.
In dieser Studie konnte bei der Auswertung des MARS-D gezeigt werden, dass 25 % der Studienteilnehmer nicht ausreichend adhärent waren. Häufigster Grund für Nicht-Adhärenz war das Vergessen der Medikamenteneinnahme. Ein weiteres, wichtiges Ergebnis dieser Pilotstudie war, dass die Probanden ihre Adhärenz subjektiv deutlich höher einschätzten (M im VAS 97,72) als sich bei der Auswertung des MARS-D bestätigen ließ.
Die Erkennung und Behandlung psychischer Beeinträchtigungen und Erkrankungen ist bei der Betreuung von Krebspatienten entscheidend. Fear of progression (FOP) ist die am häufigsten geäußerte Angst von Krebspatienten. Diese Studie konnte die Bedeutung von FOP deutlich zeigen: bei 38 % der Probanden konnte eine dysfunktionale Form der FOP nachgewiesen werden. Nur vier Studienteilnehmer nutzten allerdings psychosomatische/psychiatrische Unterstützungmöglichkeiten.
Die Single-Item Analyse des PA-F-KF zeigten sich Ängste im Vordergrund stehend, welche den Bereich Familie betrafen. Überraschenderweise ließ sich zwischen der häufigsten Nebenwirkung Hand-Fuß-Syndrom und FOP kein signifikanter Zusammenhang nachweisen. Dagegen konnten stark signifikante Zusammenhänge zwischen dem Auftreten von Diarrhoen, Übelkeit, Erschöpfung und dysfunktionaler FOP gezeigt werden.
Der orale Tyrosinkinaseinhibitor (TKI) Imatinib wurde 2002 zur Behandlung der chronischen myeloischen Leukämie (CML) zugelassen und ist als „targeted therapy“, die sich gegen das die Erkrankung in den meisten Fällen verursachende BCR/ABL1-Fusionsprotein richtet, als Meilenstein in der Therapie der CML zu sehen. Neben verschiedenen unerwünschten Arzneimittelwirkungen (UAW) stellt auch eine niedrige Rate der Adhärenz, also der Übereinstimmung des Patientenverhaltens mit den Empfehlungen der behandelnden Ärzte, ein entscheidendes Problemfeld im klinischen Einsatz von Imatinib dar. Zusätzlich zu persönlichen Eigenschaften des Patienten und speziellen Merkmalen der Erkrankung spielt hierbei unter anderem auch die Interaktion zwischen Arzt und Patient eine herausragende Rolle.
Fälschlicherweise wird bei Patienten mit einer malignen Neoplasie prinzipiell von adhärentem Verhalten ausgegangen; mangelnde Patientenschulung oder Arzneimittelinteraktionen führen jedoch häufig zu Nonadhärenz mit zum Teil lebensbedrohlichen Folgen. So postuliert etwa die 2009 von Noens et al. veröffentlichte ADAGIO-Studie bei lediglich 14,2 % der Patienten unter TKI Therapie bei CML ein absolut adhärentes Verhalten.
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich in diesem Kontext schwerpunktmäßig mit steuerbaren Einflussfaktoren wie Copingstrategien und dem Wissensstand der Patienten über die Therapie ihrer Erkrankung. Hierzu wurde bei 37 in einer universitären Spezialambulanz behandelten CML-Patienten (21 Männer und 16 Frauen mit einem mittleren Alter von 59 Jahren) zunächst mittels des „Basel Assessment of Adherence Scale with Immunosuppressive Medication“ (BAASIS) die Adhärenz unter Imatinib erhoben. Dabei ergab sich eine Adhärenzrate von 49 %, die niedrig, aber tendenziell höher als erwartet ausfiel. Bei einer moderateren Definition von adhärentem Verhalten zeigt sich sogar eine Adhärenzrate von 84 %.
Eine Auswertung des „Freiburger Fragebogens zur Krankheitsverarbeitung“ im selben Patientenkollektiv verdeutlicht wie wichtig ein stabiles Arzt-Patienten-Verhältnis ist, auch wenn keine signifikante Korrelation zwischen positivem Coping und adhärentem Verhalten gezeigt werden konnte.
Bisher in diesem Rahmen wenig erforscht ist die Angst vor einem Fortschreiten der Erkrankung, die mit dem Progredienzangst-Fragebogen von Herschbach erfasst werden kann. Von dieser Angst ist die Mehrheit der Studienteilnehmer betroffen (73 % mittleres Ausmaß, 16 % hohes Ausmaß an Progredienzangst). Vermutlich bedingt durch die kleine Stichprobengröße ließ sich auch hier keine signifkante Korrelation zur Adhärenz herstellen. Mit einem p-Wert von 0,003 zeigt sich jedoch ein statistisch signifikanter Zusammenhang zwischen maladaptiven Copingstrategien („Bagatellisierung und Wunschdenken“) und verstärkter Progredienzangst. Auch bei depressiven Verarbeitungsstrukturen lässt sich die Tendenz zu einer Korrelation erkennen (p-Wert 0,06). Neben einem Progress der Erkrankung ist die Angst vor unerwünschten Nebenwirkungen für Patienten von großer Bedeutung. Insbesondere bei den – selbst in der moderateren Auslegung des BAASIS – nonadhärenten Patienten zeigt sich eine signifikante Korrelation (p-Wert 0,023). Dadurch wird der Stellenwert einer guten Aufklärung und Schulung der Patienten deutlich, vor allem da Patienten ihr konkretes Wissen bezüglich Krankheit und Therapie oft zu überschätzen scheinen.
Abschließend bleibt festzuhalten, dass eine Förderung adhärenten Verhaltens auch bei onkologischen Patienten von enormer Bedeutung ist. Besonders zu berücksichtigende Themen sind Verarbeitungsstrategien, der Umgang mit Ängsten sowie die Information und Schulung der Patienten.
Auf der Suche nach neuen Therapiemöglichkeiten für Tumorpatienten stellt die Immuntherapie mit gd T-Lymphozyten einen innovativen Ansatz dar. In vitro Zytotoxizität von Vg9Vd2 T-Lymphozyten wurde gegen eine Vielzahl von Tumorzellen belegt. Mit den Aminobisphosphonaten steht eine Reihe zugelassener und langjährig erprobter Medikamente zur Verfügung, die im Bereich therapeutisch verwendeter Dosierungen Vg9Vd2 T-Lymphozyten auch in vivo aktivieren können. Zudem ist Bromohydrin (BrHPP) als hochaffines synthetisches Phosphoantigen ein weiterer attraktiver Kandidat zur Aktivierung von gd T-Zellen und befindet sich am Menschen bereits in klinischen Studien. Strategien einer auf gd T-Zellen beruhenden Immuntherapie umfassen zum einen die in vitro Expansion von gd T-Lymphozyten mittels BrHPP oder Aminobisphosponaten mit anschließendem Transfer, dem so genannten adoptiven Zelltransfer auf den Patienten. Zum anderen kann die Anti-Tumoraktivität von Vg9Vd2 T-Lymphozyten auch direkt in vivo mittels Bisphosphonaten induziert werden, wie in einer Pilotstudie mit einem Anti-Lymphom- bzw. Anti-Myelom-Effekt bis hin zu einer klinischen partiellen Remission durch die Therapie mit einem Bisphosphonat (Pamidronat) und IL-2 eindrucksvoll gezeigt werden konnte. In der hier vorliegenden Arbeit wurde eine effektive Methode zur in vitro Proliferation von Vg9Vd2 T-Zellen mit Ausbildung ihrer Anti-Tumoraktivität durch BrHPP und durch das Bisphosphonat Zoledronat in Anwesenheit von IL-2 gezeigt. Weitergehend konnte mit Zytotoxizitätstestungen – basierend auf der Messung der Laktatdehydrogenase-Aktivität – die zytolytische Aktivität dieser expandierten gd T-Zellen gegenüber den primären Tumorzellen von insgesamt 8 Leukämie-Patienten, sowie je einem Patienten mit einem Lymphom und einem Plasmozytom nachgewiesen werden. Dadurch wurde einerseits das besondere Potential der gd T-Lymphozyten gegenüber hämatologischen Neoplasien unterstrichen, andererseits konnte ein Testverfahren gezeigt werden, mit dem das Spektrum empfindlicher Tumorzellen und Einflussgrößen untersucht werden können. In einem Experiment wurde dargestellt, wie die myelomonozytäre Zelllinie THP1 im Gegensatz zu ihrer sonst vorliegenden Anergie nach Vorbehandlung mit Zoledronat durch gd T-Zellen lysiert werden konnte. In einem autologen Versuchsansatz konnte die Anti-Tumoraktivität der gd T-Zellen eines Patienten mit der Diagnose eines follikuläres B-NHL durch Vorbehandlung der Lymphomzellen mit Zoledronat noch gesteigert werden. gd T-Zellen unterliegen als Teil des komplexen Immunsystems verschiedenen Regulationsmechanismen, die auch manipuliert werden können. In vitro Testverfahren – wie in dieser Arbeit – sind die Voraussetzung für eine Grundlagenforschung, mit deren Hilfe man in Zukunft zu einer hoffnungsvollen, auf gd T-Zellen basierenden Immuntherapie maligner Erkrankungen gelangen könnte.
Humane neutrophile Granulozyten spielen eine wichtige Rolle in der Immunabwehr invasiver Infektionen durch die humanpathogenen Pilze Candida albicans und Aspergillus fumigatus. Das Ziel der hier vorliegenden Arbeit bestand in einer Charakterisierung der Interaktion beider Pilzspezies mit neutrophilen Granulozyten, mit Fokussierung auf die unterschiedlichen Effektormechanismen dieser Zellen. C. albicans exprimiert eine Reihe von Aspartatproteasen, welche mit der Virulenz des Erregers assoziiert sind und zu Adhäsion, Gewebeinvasion und Immunevasion beitragen können. In dieser Arbeit wurde die Rolle der Aspartatproteasen Sap1-6, Sap9 und Sap10 in der Interaktion mit neutrophilen Granulozyten analysiert. Es konnte gezeigt werden, dass, im Gegensatz zu anderen Aspartatproteasen, das zelloberflächenassoziierte GPI-verankerte Enzym Sap9 einen maßgeblichen Einfluss auf die Erkennung von C. albicans durch neutrophile Granulozyten hat. SAP9-Expression ist erforderlich, um die gerichtete Motilität (Chemotaxis) neutrophiler Granulozyten zu C. albicans-Keimschläuchen hin zu induzieren. Dieser Prozess stellt eine Grundvoraussetzung zur effektiven Aktivierung neutrophiler Granulozyten darstellt. Die Chemotaxis neutrophiler Granulozyten kann durch autologe Sekretion des Zytokins IL-8 verstärkt werden. Es konnte jedoch kein Einfluss von SAP9 auf die IL-8 Sekretion beobachtet werden. Allerdings führte die Deletion von SAP9 zu reduzierter Freisetzung von reaktiven Sauerstoffspezies (engl. reactive oxygen species, ROS) in neutrophilen Granulozyten. Die mit der ROS-Generierung in Verbindung stehende und durch C. albicans induzierte Apoptose neutrophiler Granulozyten war ebenfalls vermindert. In Konfrontationsassays war die Abtötung einer SAP9-Deletionsmutante verglichen mit dem Wildtyp reduziert. Die Degranulation stellt neben der Produktion von ROS einen weiteren wichtigen Effektormechanismus zur Abtötung von Mikroben dar, jedoch verlief die Freisetzung von Elastase ebenso unabhängig von SAP9 wie die durch neutrophile Granulozyten ausgelöste Wachstumsinhibition von Keimschläuchen. Die hier präsentierten Daten verbinden die Aktivität der Protease Sap9, der zuvor bereits eine Rolle in der Immunevasion von C. albicans zugeschrieben wurde, mit der Initiation der protektiven angeborenen Immunität. Wie C. albicans stimuliert auch A. fumigatus die Aktivität der neutrophilen Granulozyten. Microarray- Analysen mit Fokus auf dem Zytokinprofil neutrophiler Granulozyten während der Interaktion mit A. fumigatus-Hyphen offenbarten, dass nur wenige Zytokine im Lauf der Infektion hochreguliert wurden. Zusammenfassend konnte gezeigt werden, dass die Sap-Granulozyten-Interaktion neue molekulare Mechanismen zur Aktivierung dieser Zellen birgt. Zudem brachten die Microarray Analysen die Erkenntnis, dass die de novo-Zytokinsynthese durch A. fumigatus nur geringfügig beeinflusst wird und eine schnelle Abtötung des Pilzes offenbar im Vordergrund steht.
Allelische Verlustanalyse der chromosomalen Regionen 8p22 und 18q21.1 bei kolorektalen Karzinomen
(2007)
In dieser Arbeit wurden 169 kolorektale Karzinome auf das Vorhandensein eines allelischen Verlustes (LOH - "loss of heterozygosity")der Region 8p22 um den Marker D8S254 sowie der Region 18q21.1 um den Marker D18S474 untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass ein allelischer Verlust des Mikrosatellitenmarkers D18S474 signifikant mit einer schlechteren Patientenprognose bei Patienten mit kolorektalen Karzinomen im Stadium I-IV korreliert ist. Neben der prognostischen Bedeutung könnte ein LOH 18q21.1 auch einen Einfluß auf die Therapie der Patienten haben. Patienten im Stadium II mit LOH D18S474 könnten beispielsweise von einer adjuvanten Chemotherapie eher profitieren als Patienten ohne LOH D18S474. Im Gegensatz zu anderen Arbeitsgruppen konnte keine Korrelation eines allelischen Verlustes des Mikrosatellitenmarkers D8S254 oder einer Kombination von LOH D8S254 und D18S474 bei Patienten mit kolorektalen Karzinomen im Stadium I-IV mit der Patientenprognose gezeigt werden. Es fanden sich im Rahmen dieser Studie geschlechtsspezifische Unterschiede für die Tumoreigenschaften und die Prognose sowohl für Tumoren mit einem allelischen Verlust im Mikrosatellitenmarker D8S254 und D18S474. Ein LOH des Markers D8S254 bei Frauen scheint signifikant häufiger mit einem Stadium IV-Tumor, bei Männern jedoch signifikant häufiger mit einem Tumor des Stadium II korreliert zu sein. Frauen mit einem LOH des Markers D18S474 weisen signifikant weniger Stadium I-Tumore auf, jedoch signifikant häufiger Stadium IV-Tumore. Bei Männern hingegen zeigt sich kein Zusammenhang. Diese Unterschiede in der Verteilung spiegeln sich auch in der durchschnittlichen Überlebenszeit wieder. Demnach haben Frauen mit einem LOH sowohl der Region 8p22 als auch der Region 18q21.1 und noch deutlicher in Kombination eine signifikant schlechtere Prognose als Patientinnen mit einem kolorektalen Karzinom ohne chromosomalen Verlust einer dieser beiden Regionen.
Die Karzinomentstehung im Kolon lässt sich entsprechend der Adenom-Karzinom-Sequenz u.a. auf die Inaktivierung von Tumorsuppressorgenen zurückführen. Loss of heterozygosity (LOH) in verschiedenen chromosomalen Bereichen konnten bereits mit einer signifikant schlechteren Patientenprognose oder einem schlechteren Ansprechen einer Chemotherapie korreliert werden. Im Rahmen dieser Arbeit wurden 2 Multiplex-PCR Reaktionen zur Untersuchung von DNA-Proben etabliert. Anschließend wurden 100 Tumoren in den chromosomalen Regionen 1p32-36, 4p14-16 und 17p12 auf allelische Deletionen untersucht und diese mit der Patientenprognose korreliert. Es konnte ein signifikant schlechteres Überleben bei einem gleichzeitigen Vorliegen von LOH auf den Regionen 4p15.2 (D4S2397) und 17p12 (D17S1303) gefunden werden (p=0,0367). Ferner konnte ein Trend zur schlechteren Prognose bei einem gleichzeitigen Auftreten von LOH in den Regionen 17p12 (D17S1303) und 1p32-36 (HY-TM1) gezeigt werden (p=0,15). Um klinisch nutzbare Untersuchungsverfahren zur Prognosebestimmung bei Patienten mit Kolonkarzinom entwickeln zu können, werden noch weitere molekulargenetische Folgestudien nötig sein.
Graft-versus-host disease (GVHD) is a major cause of transplant-related mortality (TRM) after allogeneic haematopoietic stem cell transplantation (HSCT) and presents a challenge in haploidentical HSCT. GVHD may be prevented by ex vivo graft T-cell depletion or in vivo depletion of proliferating lymphocytes. However, both approaches pose significant risks, particularly infections and relapse, compromising survival. A photodepletion strategy to eliminate alloreactive T cells from mismatched donor lymphocyte infusions (enabling administration without immunosuppression), was used to develop ATIR101, an adjunctive therapy for use after haploidentical HSCT. In this phase I dose-finding study, 19 adults (median age: 54 years) with high-risk haematological malignancies were treated with T-cell-depleted human leucocyte antigen-haploidentical myeloablative HSCT followed by ATIR101 at doses of 1 x 10(4)-5 x 10(6) CD3(+) cells/kg (median 31 days post-transplant). No patient received post-transplant immunosuppression or developed grade III/IV acute GVHD, demonstrating the feasibility of ATIR101 infusion for evaluation in two subsequent phase 2 studies. Additionally, we report long-term follow -up of patients treated with ATIR101 in this study. At 1 year, all 9 patients receiving doses of 0 center dot 3-2 x 10(6) CD3(+) cells/kg ATIR101 remained free of serious infections and after more than 8 years, TRM was 0%, relapse-related mortality was 33% and overall survival was 67% in these patients.
Immune reconstitution of functional virus-specific T cells after allogeneic hematopoietic stem cell transplantation (HSCT) has been intensively investigated. However, the possible role of crossreactivity of these virus-specific T cells against allogeneic targets is still unclear. Theoretically, as in the field of organ transplantation, virus-specific T cells possess crossreactivity potential after allogeneic HSCT. Such crossreactivity is assumed to play a role in graft-versus-host disease and graft-versus-leukemia effects. In this article, we aim to give a comprehensive overview of current understanding about crossreactivity of virus-specific T cells.
Quantitative nuclear magnetic resonance imaging (MRI) shifts more and more into the focus of clinical research. Especially determination of relaxation times without/and with contrast agents becomes the foundation of tissue characterization, e.g. in cardiac MRI for myocardial fibrosis. Techniques which assess longitudinal relaxation times rely on repetitive application of readout modules, which are interrupted by free relaxation periods, e.g. the Modified Look-Locker Inversion Recovery = MOLLI sequence. These discontinuous sequences reveal an apparent relaxation time, and, by techniques extrapolated from continuous readout sequences, a putative real T1 is determined. What is missing is a rigorous analysis of the dependence of the apparent relaxation time on its real partner, readout sequence parameters and biological parameters as heart rate. This is provided in this paper for the discontinuous balanced steady state free precession (bSSFP) and spoiled gradient echo readouts. It turns out that the apparent longitudinal relaxation rate is the time average of the relaxation rates during the readout module, and free relaxation period. Knowing the heart rate our results vice versa allow to determine the real T1 from its measured apparent partner.
Der ubiquitär vorkommende Schimmelpilz Aspergillus fumigatus (A. fumigatus) ist Haupterreger der invasiven Aspergillose (IA). Diese invasive Pilzinfektion tritt gehäuft bei Patienten mit immunsuppressiver Langzeit-Therapie z. B. nach allogener Stammzelltransplantation zur Prophylaxe und Therapie der Graft-versus-Host-Disease (GvHD) auf. Trotz der in-vitro-Suszeptibilität der Pilze gegenüber verschiedenen Antimykotika ist die Erkrankung in diesem Patientenkollektiv weiterhin mit einer hohen Letalität assoziiert. Neben ihren direkten, antifungalen Eigenschaften wurden durch Antimykotika auch indirekte, modulierende Wirkungen auf die Funktionalität von Immunzellen beschrieben, die damit möglicherweise das therapeutische Ansprechen dieser Erkrankung beeinflussen. Insbesondere neutrophile Granulozyten (PMN) spielen als Teil der angeborenen Immunität durch ihre Vielzahl an Abwehrmechanismen eine essentielle Rolle für die Bekämpfung von invasiven Pilzinfektionen und damit der IA. Von zusätzlicher Bedeutung und bislang kaum untersucht ist das kombinierte Einwirken von Antimykotika und Immunsuppressiva auf die Funktionalität dieser Zellen.
In dieser Arbeit wurde daher in-vitro der Einfluss klinisch eingesetzter Antimykotika zur Therapie der IA (liposomales Amphotericin B bzw. Amphotericin B – Desoxycholat, Voriconazol) auf wichtige Effektorfunktionen humaner neutrophiler Granulozyten nach Exposition gegenüber A. fumigatus untersucht. Im Fokus stand hierbei die Analyse des oxidativen Burst, der Interleukin (IL)-8-Freisetzung, der Bildung von neutrophil extracellular traps (NETs) sowie der Phagozytose-Aktivität dieser Immunzellen. Außerdem wurde der Effekt einer zusätzlichen Gabe klinisch relevanter Immunsuppressiva (Ciclosporin A / Mycophenolat-Mofetil, Prednisolon), die zur Prophylaxe und Therapie der akuten GvHD eingesetzt werden, auf diese vier Funktionen evaluiert.
Zusammenfassend ergaben unsere Analysen keinen Anhalt für eine relevante Beeinflussung des oxidativen Burst, der IL-8-Freisetzung und der Phagozytose-Aktivität neutrophiler Granulozyten durch die untersuchten Antimykotika, insbesondere gegenüber A. fumigatus. Weiterhin wurden in dieser Arbeit keine signifikanten Differenzen zwischen dem Einfluss von liposomalem Amphotericin B und Amphotericin B - Desoxycholat beobachtet. Durch Prednisolon konnten überwiegend bereits bekannte, immunsuppressive Wirkungen auf PMN bestätigt sowie zusätzlich Hinweise auf eine Modulation Antimykotika-vermittelter Immuneffekte durch Immunsuppressiva gewonnen werden. Die kurze Exposition der PMN gegenüber Ciclosporin A / Mycophenolat-Mofetil ergab keine signifikanten Veränderungen der Sekretion von reaktiven Sauerstoffspezies.
Des Weiteren unterstützen unsere Daten Hinweise auf differente Aktivierungsmechanismen von verschiedenen Effektorfunktionen der PMN. Im Gegensatz zu den anderen untersuchten Funktionen konnte in dieser Arbeit eine signifikant verminderte Bildung von NETs durch liposomales Amphotericin B, Amphotericin B - Desoxycholat und auch Voriconazol beobachtet werden. Damit geben unsere Ergebnisse Anlass zu tiefergehenden Analysen des Zusammenspiels von Antimykotika insbesondere mit dem noch immer wenig verstandenen Mechanismus der Auslösung und Bildung von NETs. Zudem wären weitere Studien wünschenswert, um einen umfassenderen Überblick und ein besseres Verständnis auch hinsichtlich anderer invasiver Pilzinfektionen sowie weiterer Abwehrmechanismen zu erhalten.
Der humanpathogene Schimmelpilz A. fumigatus ist ein opportunistischer Krankheitserreger, der ein hohes Risiko eines letalen Krankheitsverlaufs durch das Auslösen einer invasiven Aspergillose (IA) birgt. Bei der IA handelt es sich um eine Infektion des Lungengewebes, welche hauptsächlich immunsupprimierte Menschen befällt. A. fumigatus stellt die Ursache für diese infektiöse Komplikation dar, welche von einem intakten Immunsystem in der Regel problemlos abgewehrt wird. Eine wichtige Abwehrbarriere gegen den Pilz setzt sich aus Zellen des angeborenen Immunsystems zusammen. In der vorliegenden Arbeit waren in diesem Zusammenhang natürliche Killerzellen (NK-Zellen) und dendritische Zellen (DCs) von besonderer Relevanz. NK- Zellen schütten lösliche Faktoren aus, welche als antifungale Mediatoren agieren. DCs besitzen hingegen die Fähigkeit, Pilzmorphologien zu phagozytieren. Im Anschluss an die Interaktion mit dem Pilz sekretieren beide Zelltypen Zytokine, welche wiederum weitere Immunzellen stimulieren. Besonders den DCs wird eine wichtige Funktion in der Immunabwehr gegen A. fumigatus zugeschrieben, da ihre Fähigkeit, das angeborene mit dem adaptiven Immunsystem zu verknüpfen, von großer Bedeutung ist. Ziel dieser Arbeit war es, die Interaktionen von primären Monozyten abgeleiteten DCs (moDCs) und NK-Zellen mit dem Pilz A. fumigatus in vitro zu charakterisieren. Hierfür wurden mit der Methode des Live-imaging verschiedene Experimente durchgeführt, um den reziproken Einfluss der zwei Immunzellarten in Anwesenheit von A. fumigatus zu analysieren. Es konnte gezeigt werden, dass sowohl moDCs, als auch NK-Zellen mit dem Pilz interagieren. Neben NK-Zell-moDC-Interaktionen wurden auch Interaktionen mit den einzelnen Immunzelltypen und A. fumigatus beobachtet. Zusätzlich konnte nachgewiesen werden, dass die NK-Effektormoleküle IFN-ɣ, Granzym B und Perforin stimulierend auf moDCs wirken, was in einer erhöhten Zellaktivierung und einer in der Folge gesteigerten Kontaktanzahl zum Pilz resultierte.
Die invasive Aspergillose stellt eine ersthafte Erkrankung sowie auch eine signifikante Ursache von Morbidität und Mortalität bei verschiedenen Patientengruppen dar. Dabei tritt sie hauptsächlich durch den opportunistischen Pathogen Aspergillus fumigatus hervorgerufen mit einer Inzidenz von 4% bis 15% vorwiegend bei immunsupprimierten Patienten nach allogenen hämatopoetischer Stammzelltransplantationen (HSCT) oder Organtransplantationen auf und führt bei 40% bis 90% der Fälle zum Tod des Patienten. Die Behandlung dieser Hochrisikogruppe erfolgt bestenfalls mit Antimykotika prophylaktisch, denn eine schnelle sowie auch verlässliche Diagnose von invasiver Aspergillose läßt sich aufgrund der hohen zeitlichen Latenz des Pilzes und dem Defizit an Sensitivität bzw. Spezifität in vielen Fällen nicht ermitteln. Zusätzlich steigt die Zahl der Resistenzen von Aspergillus-Stämmen gegen die verschiedenen Antimykotika stetig an, so dass klinische und ökonomische Nebenwirkungen unvermeidbar sind. Als Alternative zur konventionellen Behandlung mit Azolen stellt eine Immuntherapie mittels Antigen-behandelten dendritischen Zellen (DCs) dar, welche durch Präsentation von Aspergillus fumigatus-Antigenepitopen eine spezifische ex vivo T-Zellenexpansion von allogenen CD8+CD3+ T-Zellen bewirken kann und damit ein schonenderes Mittel für den Patienten ist. Dazu wurden sieben verschiedene rekombinante Proteine aus A. fumigatus in dieser Arbeit charakterisiert und deren Potential ermittelt, bei DCs eine pro-inflammatische Immunantwort auszulösen. Es stellte sich heraus, dass sowohl die Ribonuklease Mitogillin (Aspf1) als auch die myceliale Katalase Cat1 in der Lage waren, den nukleären Faktor kappa B (NFκB) zu aktivieren und eine Translokation der Untereinheit p65 in den Nukleus zu induzieren, woraufhin Gene von pro-inflammatorischen Zytokine und Chemokine sowie auch von Aktivierungs- und Reifungsmarker der DCs exprimiert wurden. Im Gegensatz zum Aspf1, war es beim Cat1 zusätzlich auch möglich gewesen eine Verifizierung auf Proteinebene für segregierte Zytokine und Chemokine bzw. Oberflächenmarker zu erhalten. Darüber hinaus konnte festgestellt werden, dass die Zytotoxizität von Cat1 entsprechend der unbehandelten Zellen gewesen ist und dass es den Cat1-behandelten moDCs gelang nach der Aufnahme des Antigens und dessen Prozessierung durch die darauffolgende Präsentation der Proteinepitope über den MHC II Komplex eine ex vivo-Aktivierung von autologen zytotoxischen T-Zellen zu erreichen. Damit ist nun ein potentieller Kandidat für eine auf Immuneffektorzellen basierte Immuntherapie gegen invasive Aspergillose für immungeschwächte Patienten gefunden. Ergänzt wurde diese Arbeit mit der experimentellen Untersuchung von Hämostase während einer invasiven Aspergillose, da gehäuft pathologische Beobachtungen von lokalen Einblutungen bei Patienten mit pulmonaler Aspergillose verzeichnet wurden. Es stellte sich heraus, dass die durch Collagen induzierte Aggregation sich durch aktive Pilzmorphologien beeinträchtigen läßt, wohingegen die untersuchten Gerinnungsparameter nicht betroffen gewesen sind. Dies verdeutlicht neben der bereits bekannten Bedeutung der Thrombozyten als antimikrobielle Komponente im Blut nun auch ihrer Empfindlichkeit gegenüber sezernierten oder Zellwand-gebundenen Aspergillus fumigatus-Faktoren während der invasiven Aspergillose.
In dieser Arbeit wurde untersucht, ob es bei der Nachsorge von Patienten in erster kompletter Remission (CR) einer akuten myeloischen Leukämie (AML) Parameter gibt, deren Veränderung ein Rezidiv ankündigen und ob die Struktur des Nachsorgeprogramms geeignet ist, ein Rezidiv frühzeitig zu erkennen. Bei 29 Patienten der 52 analysierten Patienten kam es zu einem Rezidiv. Bei 48% dieser Patienten war der Rezidivverdacht bereits aufgrund klinischer Beschwerden wie Leistungsabfall und Dyspnoe oder durch ein pathologisches Blutbild bei der hausärztlichen Kontrolle zu stellen. Am Rezidivtermin zeigten alle Rezidivpatienten pathologische Veränderungen von LDH, Hämoglobin, Leuko- oder Thrombozyten. Der Rezidivverdacht wurde also nicht erst durch eine Knochenmarkpunktion gestellt. Für viele AML Patienten in erster CR sind regelmäßige Kontrolluntersuchungen beim Hausarzt ausreichend, eine Knochenmarkpunktion ist nicht routinemäßig erforderlich.
Hintergrund: Für Beschäftigte im Gesundheitswesen besteht die Gefahr einer Kontamination und folgenden Infektion durch Blut übertragbare Krankheitserreger, insbesondere durch Hepatitis B, C und das Humane Immundefizienz-Virus. Die Kontaminationshäufigkeiten und -hergänge sind unter den Beschäftigten allerdings nicht gleich verteilt.
Ziel der Arbeit: Identifikation von Risikogruppen für Kontaminationsereignisse mit potentiell infektiösen Körpermaterialien durch detaillierte Subgruppenanalysen.
Material und Methoden: Retrospektive Studie an einer deutschen Universitätsklinik im Zeitraum 2010 bis 2014. Die Datenerhebung erfolgte mittels standardisierter Checklisten. Abweichungen der absoluten bzw. relativen Häufigkeiten wurden mittels Kontingenzanalysen, Fishers exaktem Test sowie Kaplan-Meier-Survival-Funktionen untersucht.
Ergebnisse: Kontaminationsereignisse mit potentiell infektiösen Körpermaterialien stellen mit knapp einem Ereignis pro Tag an einem deutschen Universitätsklinikum häufige Arbeitsunfälle dar. Ein erhöhtes Kontaminationsrisiko scheint unter Beschäftigten der operativen Fächer, der Desinfektion/Sterilisation, Hebammen und Kardiotechniker zu bestehen. Niedrige Hepatitis B-Impfraten fanden sich unter Zahnmedizinstudierenden.
Diskussion: Anhand der insgesamt niedrigen Kontaminations- und hohen Hepatitis B-Durchimpfungsraten kann auf sichere Arbeitsbedingungen geschlossen werden, vorbehaltlich niedriger Dunkelziffern. Allerdings sollte aufgrund der teils geringen Kopfzahlen in den Risikoberufsgruppen eine besonders tiefgreifende Evaluation der Arbeitsbedingungen zur Risikoreduktion von Kontaminationsereignissen mit potentiell infektiösen Körpermaterialien erfolgen.
Früher bedeutete eine maligne hämatologische Erkrankung immer den sicheren Tod. Heutzutage haben viele Patienten mit einer entsprechenden Erkrankung eine realistische Chance auf ein Leben, dank der Stammzelltransplantation. Doch die Stammzelltransplantation birgt auch Risiken. Viele der Patienten kämpfen mit der Graft-versus-Host Erkrankung. Bei dieser Erkrankung erkennen die übertragenen Lymphozyten des Spenders das Gewebe des Empfängers als fremd und es kommt zur Abstoßung des transplantierten Organs bzw. zu Entzündungen und pathologischen Veränderungen an Haut, Leber und im Magen-Darm-Trakt.
Die Spenderlymphozyten sind jedoch auch in der Lage, die noch verbliebenen malignen Tumorzellen des Empfängers zu erkennen und zu eliminieren. Dieser Effekt wird als Graft-versus-Leukämie Reaktion bezeichnet.
Neben den Abstoßungsreaktionen spielen Infektionen nach einer Stammzelltransplantation eine große Rolle, da das Immunsystem supprimiert ist. Eine sehr häufige Infektionserkrankung bei stammzelltransplantierten Patienten ist die Cytomegalovirus Infektion. Die weltweite Durchseuchung bei gesunden Menschen liegt bei 40-90 %. Auch wenn die CMV Infektion bei den meisten immunkompetenten Menschen asymptomatisch verläuft, kann sie bei Patienten mit Immundefekten schwerwiegende Folgen haben.
Neben den vielen negativen Folgen, die dieses Virus mit sich bringt, zeigen neuere Studien, dass stammzelltransplantierte Patienten mit einer Cytomegalovirus Reaktivierung eine längere Überlebenszeit, aufgrund der Senkung der Rezidivrate, haben.
Eine mögliche Erklärung für diesen Effekt könnte eine virusinduzierte Graft-versus-Leukämie Reaktion sein, bei der die CMV-spezifischen Lymphozyten die Tumorantigene erkennen und eliminieren.
In dieser Arbeit wurde die Kreuzreaktivität von den CMV IE-1 VLEETSVML spezifischen T-Zellen mit verschiedenen Tumor assoziierten Antigenen (PRAME, NY-ESO, bcl-2, Proteinase 3, MUC-1 und WT1) analysiert. Hierfür wurden gesunde, CMV seropositive Spender herangezogen, die IE-1 VLEETSVML T-Zellen hatten, und mit dem IE-1-A2 VLEETSVML Peptid expandiert werden konnten. Nach Anreicherung der spezifischen Lymphozyten über mehrere Wochen, erfolgte ein Funktionalitätstest, mit dem Nachweis von IFNγ und CD107a, als Zeichen der spezifischen Aktivierung der IE-1 VLEETSVML HLA-A*0201 T-Lymphozyten durch die Tumor assoziierten Antigene.
Bei keinem der eingesetzten Tumor assoziierten Antigene fand eine Aktivierung des T-Zell-Rezeptors der CMV IE-1 spezifischen T-Lymphozyten statt.
Für viele hämatopoetische Erkrankungen, wie Lymphome oder Leukämien, stellt die allogene Stammzelltransplantation auch heute noch die einzige Heilungschance dar. Dabei ist der Wiederaufbau des Immunsystems nach der Transplantation von essentieller Bedeutung für das Überleben der Patienten. In dieser Arbeit wurden 27 Patienten nach allogener Stammzelltransplantation an vier definierten Messzeitpunkten (Tag 30, 60, 90 und 120 nach Transplantation) auf ihre Immunrekonstitution hin untersucht und die dabei erhobenen Daten auf gemeinsame Verläufe und eine mögliche Korrelation zur Klinik der Patienten untersucht.
Die Zellen wurden dabei anhand ihrer Oberflächenmarker gefärbt und mittels Durchflusszytometrie gemessen. Um spezifische T-Zellen zu detektieren, wurden die Zellen zusätzlich vor dem Färben über Nacht mit spezifischen Peptiden stimuliert und dann ihre IFNgamma – Produktion gemessen. Zur Messung der Tregs wurde ein spezielles Kit zur Färbung des Markers Foxp3 verwendet.
Es zeigte sich dabei, dass die NK-Zellen die „erste Welle“ der Immunrekonstitution darstellen, die T-Zellen erholen sich dagegen erst später als eine Art „zweite Welle“. CD8+ zytotoxische T-Zellen sind bei den Patienten gegenüber CD4+ T – Helferzellen über den gesamten Beobachtungszeitraum hinweg dominant, genau umgekehrt zu Gesunden. Die B-Zellen stellten konstant die niedrigste und sich am langsamsten regenerierende Population dar, bei kleineren untersuchten Zellpopulationen war kein einheitlicher Verlauf erkennbar. Diese Daten zeigen, dass das angeborene Immunsystem im Zeitraum nach Transplantation den Hauptschutz für die Patienten bietet, während sich das adaptive Immunsystem in seiner Größe und Funktionsfähigkeit erst über eine sehr viel längere Zeit hinweg erholt und erst später wieder die Hauptschutzfunktion für den Organismus übernehmen kann.
Gängige Beschreibungen von T – Zellsubpopulationen, den central und effector memory T-Zellen nach Sallusto und Rezvani, die in der Literatur gleichbedeutend verwendet werden, lassen sich in einem Kollektiv mit stammzelltransplantierten Patienten nicht zur Deckung bringen.
Bei der Rekonstitution von spezifischen T-Zellen konnten im Beobachtungszeitraum von 120 Tagen keine Antworten auf die Stimulation mit tumorspezifischen Peptiden gezeigt werden, eine Reaktion auf die Stimulation mit CMV – Peptiden war bei fünf Patienten zu erkennen, wobei dies nur bei Patienten der Fall war, die einen CMV positiven Stammzellspender aufwiesen, was als Voraussetzung für eine schnelle CMV spezifische T-Zellimmunrekonstitution anzusehen ist. Deshalb sollte zukünftig noch stärker auf die Auswahl der Stammzellspender bei der allogenen Stammzelltransplantation geachtet werden, um den Empfängern möglichst optimale Voraussetzungen für eine schnelle T – Zellrekonstitution und so einen möglichenen Schutz gegen eine CMV-Reaktivierung zu bieten.
Bei der Rekonstitution der Tregs konnte in diesem Patientenkollektiv keine Korrelation zwischen ihrem Verlauf oder ihrer Anzahl und der Entwicklung einer GvHD oder Infektion gezeigt werden. Diese Tatsache deutet darauf hin, dass die bisher erhobenen Daten, die stets in Kollektiven mit engen Einschlusskriterien und oft ähnlichen Konstellationen was Spender und Empfänger angeht, nicht auf alle Stammzelltransplantationspatienten und Spender übertragbar sind. Es sollte daher zukünftig in größeren repräsentativen Kollektiven eine erneute Untersuchung der regulatorischen T-Zellen erfolgen.
Auch zukünftig wird die Immunrekonstitution nach Stammzelltransplantation Gegenstand vieler Studien bleiben, um so die Voraussetzungen für und das Outcome nach der Transplantation für die Patienten ständig zu verbessern. In der vorgelegten Arbeit konnte gezeigt werden, dass die bisher in der Literatur erhobenen Ergebnisse auf ein heterogenes Fremdspenderkollektiv ohne spezielle Einschlusskriterien, wie es also der Situation im klinischen Alltag am nächsten kommt, nicht übertragbar sind, sondern sich vielmehr wesentliche Unterschiede ergeben. Es sollte daher in zukünftigen Untersuchungen ein Augenmerk auf die Verwendung repräsentativerer Kollektive für die klinische Realität geachtet werden.
The field of microRNA research has gained enormous significance during recent years. Current studies have shown that microRNAs play an important role in many biological processes via posttranscriptional gene regulation. This also applies for the TLR-mediated recognition of pathogens by immune cells. Among others, the microRNAs miR-132, miR-146a and miR-155 have been characterized by various authors. However, the specific role of microRNAs in the defense against fungal infections by Aspergillus fumigatus has not been investigated so far, although this ubiquitous mold causes severe infections in immuno-compromised patients. As dendritic cells play a pivotal part in the in vivo recognition of A. fumigatus, the present study investigates the reaction of these cells to A. fumigatus and other pathogens on the microRNA level. For this purpose, dendritic cells were incubated with different forms of A. fumigatus and other pathogens for up to twelve hours. Subsequently, the expression of miR-132, miR-146a and miR-155 was quantified by real-time PCR.
Levels of miR-132 in dendritic cells were significantly increased after stimulation with living germ tubes of A. fum, but showed no change after treatment with LPS. Relative expression level of miR-146a was moderately elevated upon stimulation with LPS, but did not respond to co-cultivation with living germ tubes. MiR-155 was highly induced by both stimuli. These results show, that dependent on the stimulus, microRNAs are differentially regulated in dendritic cells. Among the tested microRNAs, miR-155 showed the strongest and most stable expression values. Therefore, further experiments focused on this mircoRNA. It was shown, that the up-regulation of miR-155 is dependent on the germination stage of the fungus. Induction of miR-155 was low with conidia, moderate with hyphae and high with germ tubes. The extent of miR-155 induction also corresponded with the multiplicity of infection (MOI), with higher MOIs triggering a stronger miR-155 response.
These results suggest that miR-132 and miR-155 play an important role in the immunologic reaction of DCs against A. fumigatus and that a further characterization of these microRNA, especially with respect to their specific function in DCs, could contribute to the understanding of the biological mechanisms of Aspergillosis.
Infectious complications are a significant cause of morbidity and mortality in patients with malignancies specifically when receiving anticancer treatments. Prevention of infection through vaccines is an important aspect of clinical care of cancer patients. Immunocompromising effects of the underlying disease as well as of antineoplastic therapies need to be considered when devising vaccination strategies. This guideline provides clinical recommendations on vaccine use in cancer patients including autologous stem cell transplant recipients, while allogeneic stem cell transplantation is subject of a separate guideline. The document was prepared by the Infectious Diseases Working Party (AGIHO) of the German Society for Hematology and Medical Oncology (DGHO) by reviewing currently available data and applying evidence-based medicine criteria.
Antibody-based soluble and membrane-bound TWEAK mimicking agonists with FcγR-independent activity
(2023)
Fibroblast growth factor (FGF)-inducible 14 (Fn14) activates the classical and alternative NFκB (nuclear factor ‘kappa-light-chain-enhancer’ of activated B-cells) signaling pathway but also enhances tumor necrosis factor (TNF)-induced cell death. Fn14 expression is upregulated in non-hematopoietic cells during tissue injury and is also often highly expressed in solid cancers. In view of the latter, there were and are considerable preclinical efforts to target Fn14 for tumor therapy, either by exploiting Fn14 as a target for antibodies with cytotoxic activity (e.g. antibody-dependent cellular cytotoxicity (ADCC)-inducing IgG variants, antibody drug conjugates) or by blocking antibodies with the aim to interfere with protumoral Fn14 activities. Noteworthy, there are yet no attempts to target Fn14 with agonistic Fc effector function silenced antibodies to unleash the proinflammatory and cell death-enhancing activities of this receptor for tumor therapy. This is certainly not at least due to the fact that anti-Fn14 antibodies only act as effective agonists when they are presented bound to Fcγ receptors (FcγR). Thus, there are so far no antibodies that robustly and selectively engage Fn14 signaling without triggering unwanted FcγR-mediated activities. In this study, we investigated a panel of variants of the anti-Fn14 antibody 18D1 of different valencies and domain architectures with respect to their inherent FcγR-independent ability to trigger Fn14-associated signaling pathways. In contrast to conventional 18D1, the majority of 18D1 antibody variants with four or more Fn14 binding sites displayed a strong ability to trigger the alternative NFκB pathway and to enhance TNF-induced cell death and therefore resemble in their activity soluble (TNF)-like weak inducer of apoptosis (TWEAK), one form of the natural occurring ligand of Fn14. Noteworthy, activation of the classical NFκB pathway, which naturally is predominately triggered by membrane-bound TWEAK but not soluble TWEAK, was preferentially observed with a subset of constructs containing Fn14 binding sites at opposing sites of the IgG scaffold, e.g. IgG1-scFv fusion proteins. A superior ability of IgG1-scFv fusion proteins to trigger classical NFκB signaling was also observed with the anti-Fn14 antibody PDL192 suggesting that we identified generic structures for Fn14 antibody variants mimicking soluble and membrane-bound TWEAK.
One promising approach to treat hematologic malignancies is the usage of patient‐derived CAR T cells. There are continuous efforts to improve the function of these cells, to optimize their receptor, and to use them for the treatment of additional types of cancer and especially solid tumors. In this protocol, an easy and reliable approach for CAR T cell generation is described. T cells are first isolated from peripheral blood (here: leukoreduction system chambers) and afterwards activated for one day with anti‐CD3/CD28 Dynabeads. The gene transfer is performed by lentiviral transduction and gene transfer rate can be verified by flowcytometric analysis. Six days after transduction, the stimulatory Dynabeads are removed. T cells are cultured in interleukin‐2 conditioned medium for several days for expansion. There is an option to expand CAR T cells further by co‐incubation with irradiated, antigen‐expressing feeder cell lines. The CAR T cells are ready to use after 10 (without feeder cell expansion) to 24 days (with feeder cell expansion).
Antimikrobielle Peptide und Proteine spielen eine wichtige Rolle bei der angeborenen Immunabwehr. Sie sind auf verschiedenen Schleimhautoberflächen des Körpers zu finden, zum Beispiel auch in der Schleimschicht des Gastrointestinaltraktes. Beim Menschen sind drei Familien antimikrobiell wirksamer Peptide bekannt: die Defensine, die Cathelicidine und die Histatine. LL-37 ist das einzige Cathelicidin, das bisher beim Menschen gefunden wurde. Das Ziel der vorliegenden Arbeit war, den Effekt des probiotischen Bakteriums E. coli Nissle auf die LL-37-Genexpression in Kolonepithelzellen zu analysieren. Zunächst wurde hierfür die bakterizide Wirksamkeit von synthetischem LL-37 auf E. coli Nissle in vitro nachgewiesen. Anschließend wurde die antimikrobielle Aktivität verschiedener Kolonepithelzelllinien gegenüber E. coli Nissle untersucht und die LL-37-Genexpression in den Zelllinien bestimmt. Zwei der vier untersuchten Zelllinien (SW 620 und Geki-2) zeigten eine signifikante antimikrobielle Aktivität gegenüber E. coli Nissle. Die LL-37-Genexpression wurde in den Zelllinien T84 und Geki-2 gesteigert. Aus diesen Ergebnissen kann man folgern, dass die antimikrobielle Aktivität der Zelllinie Geki-2 auf eine erhöhte LL-37-Expression zurückzuführen ist, während die antimikrobielle Aktivität der Zelllinie SW 620 unabhängig von der LL-37-Expression ist. Die probiotische Wirksamkeit des Bakteriums E. coli Nissle könnte somit unter anderem durch eine Induktion der LL-37-Genexpression in differenzierten Kolonepithelzellen erklärt werden.
In recent years, it has become increasingly apparent that bone marrow (BM) failures and myeloid malignancy predisposition syndromes are characterized by a wide phenotypic spectrum and that these diseases must be considered in the differential diagnosis of children and adults with unexplained hematopoiesis defects. Clinically, hypocellular BM failure still represents a challenge in pathobiology-guided treatment. There are three fundamental topics that emerged from our review of the existing data. An exogenous stressor, an immune defect, and a constitutional genetic defect fuel a vicious cycle of hematopoietic stem cells, immune niches, and stroma compartments. A wide phenotypic spectrum exists for inherited and acquired BM failures and predispositions to myeloid malignancies. In order to effectively manage patients, it is crucial to establish the right diagnosis. New theragnostic windows can be revealed by exploring BM failure pathomechanisms.
Invasive aspergillosis (IA) is a severe complication in immunocompromised patients. Early diagnosis is crucial to decrease its high mortality, yet the diagnostic gold standard (histopathology and culture) is time‐consuming and cannot offer early confirmation of IA. Detection of IA by polymerase chain reaction (PCR) shows promising potential. Various studies have analysed its diagnostic performance in different clinical settings, especially addressing optimal specimen selection. However, direct comparison of different types of specimens in individual patients though essential, is rarely reported. We systematically assessed the diagnostic performance of an Aspergillus‐specific nested PCR by investigating specimens from the site of infection and comparing it with concurrent blood samples in individual patients (pts) with IA. In a retrospective multicenter analysis PCR was performed on clinical specimens (n = 138) of immunocompromised high‐risk pts (n = 133) from the site of infection together with concurrent blood samples. 38 pts were classified as proven/probable, 67 as possible and 28 as no IA according to 2008 European Organization for Research and Treatment of Cancer/Mycoses Study Group consensus definitions. A considerably superior performance of PCR from the site of infection was observed particularly in pts during antifungal prophylaxis (AFP)/antifungal therapy (AFT). Besides a specificity of 85%, sensitivity varied markedly in BAL (64%), CSF (100%), tissue samples (67%) as opposed to concurrent blood samples (8%). Our results further emphasise the need for investigating clinical samples from the site of infection in case of suspected IA to further establish or rule out the diagnosis.
Multiple myeloma (MM) frequently induces persisting osteolytic manifestations despite hematologic treatment response. This study aimed to establish a biometrically valid study endpoint for bone remineralization through quantitative and qualitative analyses in sequential CT scans. Twenty patients (seven women, 58 ± 8 years) with newly diagnosed MM received standardized induction therapy comprising the anti-SLAMF7 antibody elotuzumab, carfilzomib, lenalidomide, and dexamethasone (E-KRd). All patients underwent whole-body low-dose CT scans before and after six cycles of E-KRd. Two radiologists independently recorded osteolytic lesion sizes, as well as the presence of cortical destruction, pathologic fractures, rim and trabecular sclerosis. Bland–Altman analyses and Krippendorff’s α were employed to assess inter-reader reliability, which was high for lesion size measurement (standard error 1.2 mm) and all qualitative criteria assessed (α ≥ 0.74). After six cycles of E-KRd induction, osteolytic lesion size decreased by 22% (p < 0.001). While lesion size response did not correlate with the initial lesion size at baseline imaging (Pearson’s r = 0.144), logistic regression analysis revealed that the majority of responding osteolyses exhibited trabecular sclerosis (p < 0.001). The sum of osteolytic lesion sizes on sequential CT scans defines a reliable study endpoint to characterize bone remineralization. Patient level response is strongly associated with the presence of trabecular sclerosis.
Objective
To use statistical methods to establish a threshold for individual response in patient-reported outcomes (PROs) in patients with rheumatoid arthritis.
Methods
We used an analysis of variance model in patients on stable therapy (discovery cohort) to establish critical differences (d(crit)) for the minimum change associated with a significant individual patient response (beyond normal variation) in the PRO measures of pain (0-10), fatigue (0-10), and function (Funktionsfragebogen Hannover questionnaire; 0-100). We then evaluated PRO responses in patients initiating adalimumab in a noninterventional study (treatment cohort).
Results
In the discovery cohort (n=700), PROs showed excellent long-term retest reliability. The minimum change that exceeded random fluctuation was conservatively determined to be 3 points for pain, 4 points for fatigue, and 16 points for function. In the treatment cohort (n=2,788), 1,483 patients (53.2%) achieved a significant individual therapeutic response as assessed by Disease Activity Score in 28 joints (DAS28)-d(crit) (1.8 points) after 12 months of adalimumab treatment; 68.5% of patients with a DAS28-d(crit) response achieved a significant improvement in pain, whereas approximately 40% achieved significant improvements in fatigue or function. Significant improvements in all 3 PROs occurred in 22.7% of patients; 22.8% did not have any significant PRO responses. In contrast, significant improvements in all 3 PROs occurred in only 4.4% of 1,305 patients who did not achieve a DAS28-d(crit) response at month 12, and 59.1% did not achieve any significant PRO responses.
Conclusion
The establishment of critical differences in PROs distinguishes true responses from random variation and provides insights into appropriate patient management.
(1) Background: We aimed to quantitatively investigate [\(^{68}\)Ga]Ga-FAPI-04 uptake in normal organs and to assess a relationship with the extent of FAPI-avid tumor burden. (2) Methods: In this single-center retrospective analysis, thirty-four patients with solid cancers underwent a total of 40 [\(^{68}\)Ga]Ga-FAPI-04 PET/CT scans. Mean standardized uptake values (SUV\(_{mean}\)) for normal organs were established by placing volumes of interest (VOIs) in the heart, liver, spleen, pancreas, kidneys, and bone marrow. Total tumor burden was determined by manual segmentation of tumor lesions with increased uptake. For tumor burden, quantitative assessment included maximum SUV (SUV\(_{max}\)), tumor volume (TV), and fractional tumor activity (FTA = TV × SUV\(_{mean}\)). Associations between uptake in normal organs and tumor burden were investigated by applying Spearman's rank correlation coefficient. (3) Results: Median SUV\(_{mean}\) values were 2.15 in the pancreas (range, 1.05–9.91), 1.42 in the right (range, 0.57–3.06) and 1.41 in the left kidney (range, 0.73–2.97), 1.2 in the heart (range, 0.46–2.59), 0.86 in the spleen (range, 0.55–1.58), 0.65 in the liver (range, 0.31–2.11), and 0.57 in the bone marrow (range, 0.26–0.94). We observed a trend towards significance for uptake in the myocardium and tumor-derived SUV\(_{max}\) (ρ = 0.29, p = 0.07) and TV (ρ = −0.30, p = 0.06). No significant correlation was achieved for any of the other organs: SUV\(_{max}\) (ρ ≤ 0.1, p ≥ 0.42), TV (ρ ≤ 0.11, p ≥ 0.43), and FTA (ρ ≤ 0.14, p ≥ 0.38). In a sub-analysis exclusively investigating patients with high tumor burden, significant correlations of myocardial uptake with tumor SUV\(_{max}\) (ρ = 0.44; p = 0.03) and tumor-derived FTA with liver uptake (ρ = 0.47; p = 0.02) were recorded. (4) Conclusions: In this proof-of-concept study, quantification of [\(^{68}\)Ga]Ga-FAPI-04 PET showed no significant correlation between normal organs and tumor burden, except for a trend in the myocardium. Those preliminary findings may trigger future studies to determine possible implications for treatment with radioactive FAP-targeted drugs, as higher tumor load or uptake may not lead to decreased doses in the majority of normal organs.
Die Na+,K+-ATPase ist das wichtigste Na+ und K+ transportierende integrale Membranprotein des menschlichen Körpers. Es ist verantwortlich für die Ausbildung eines transmembranären Na+ und K+ Gradienten und die Aufrechterhaltung des Membranpotentials, das für die osmotische Stabilität der Zellen, Erregbarkeit von Nerven- und Muskelzellen und diverse Transportvorgänge unerlässlich ist. Die Beschränkung der Na+,K+-ATPase auf die basolateralen Zellwandabschnitte, ermöglichen den gerichteten Transport von NaCl und Wasser durch Epithelien von Darm und Niere. Die polare Verteilung der Na+,K+-ATPase scheint durch die Bindung über Ankyrin an das Spektrinzytoskelett zustande zu kommen. Außer mit Ankyrin konnte eine Assoziation der renalen Na+,K+-ATPase mit Aktin und zwei bis dahin unbekannten Proteinen Pasin 1 und 2 nachgewiesen werden. Ziel dieser Arbeit war es, zu untersuchen, ob es sich bei dem als Pasin 2 benannten Protein um Moesin, ein Mitglied der FERM Familie (Protein 4.1, Ezrin, Radixin, Moesin) handelt. Diese Proteine fungieren als Verbindungselemente zwischen integralen Membranproteinen und dem Aktinzytoskelett. Pasin 2 wurde aus Schweinenieren isoliert und massenspektrometrisch sequenziert. Anschließend wurde die Sequenz mit der von Moesin verglichen und die Identität der beiden Proteine bestätigt. Aus Schweinenieren isoliertes Pasin 2 reagierte zudem im Immunoblot spezifisch mit anti-Moesin Antikörpern und zeigte in der Immunfluoreszenz eine Kolokalisation mit der Na+,K+-ATPase. Anschließend konnte in vitro durch Kosedimentation eine direkte Bindung von rekombinantem Moesin an die Na+,K+-ATPase nachgewiesen werden. Da sich die Bindungsstelle für andere Membranproteine auf dem aminoterminalen Anteil der ERM Proteine befindet, wurde untersucht, ob dies auch für die Na+,K+-ATPase zutrifft. Durch Bindungsstudien mit rekombinanten N-terminalen Moesin konnte dies bestätigt werden. Dies legt die Vermutung nahe, dass die renale Na+,K+-ATPase neben Ankyrin auch über Moesin mit dem Zytoskelett verbunden ist. Zusätzlich zeigte sich, dass die Bindung von Moesin an die Na+,K+-ATPase durch einen Antikörper gegen die große zytoplasmatische Domäne der Na+,K+-ATPase verhindert werden kann, was die Moesinbindung an dieser Domäne wahrscheinlich macht. Da sich sowohl die Bindungsstelle für Ankyrin als auch das aktive Zentrum des Enzyms auf dieser Domäne befinden, könnte die Moesinbindung sowohl Einfluss auf die Aktivität als auch auf die Ankyrinbindung der Na+,K+-ATPase ausüben, wie auch die Bindung des erythrozytären Anionenaustauschers (AE1) an Ankyrin durch das Protein 4.1 verändert werden kann.
In der vorliegenden Arbeit wurde das Auftreten von Clostridium difficile Infektionen bei AML-Patienten in der medizinischen Klinik und Poliklinik II der Universität Würzburg zwischen Januar 2000 und Juni 2005 untersucht. Es wurden retrospektiv die Akten von 116 Patienten ausgewertet. Davon entwickelten 36 Patienten, als 31% mindestens einmal eine Infektion mit Clostridium difficile. Bei 329 verabreichten Zyklen Polychemotherapie kam es in 53 Fällen, also in 16% zu einer Infektion mit Clostridium difficile. In allen Fällen ging der Clostridium difficile Infektion zusätzlich zur Polychemotherpie auch eine Antibiotikatherapie voraus. Clostridium difficile Infektionen unabhängig von einer Antibiotikatherapie wurden nicht beobachtet. Insbesondere beim zweiten verabreichten Zyklus einer Chemotherapie kam es gehäuft zu Clostridium difficile Infektionen. Bei Patienten unter 60 Jahren kam es in 39% aller verabreichten Zyklen zu einer Clostridium difficile Infektion, bei Patienten, die älter waren als 60 Jahre, nur in 11%. Möglicherweise sind hier die intensiveren Chemotherapieschemata verantwortlich, die jüngeren Patienten verabreicht wird. Es konnten Schwankungen in der Inzidenz von Clostridium difficile in Abhängigkeit vom verwendeten Chemotherapieprotokoll festgestellt werden. Besonders deutlich zeigte sich dies beim Vergleich der Doppel-Induktion nach dem DA-Protokoll und der Induktion nach dem MAV-MAMAC Protokoll. Bei der Doppelinduktion nach dem DA-Protokolle kam es bei 15% der Patienten zu einer Clostridium difficile induzierten Diarrhö, bei Doppelinduktion nach dem MAV- MAMAC- Protokoll in 60% der Fälle. Rückfälle der Clostridium difficile Infektion stellen ein häufiges Problem dar. Bei einem Drittel der Patienten mit Clostridium difficile Infektion, die mehr als einen Zyklus Chemotherapie erhielten kam es zu einem erneuten Auftreten der Erkrankung. Die Inzidenz der Clostridium difficile Infektionen in den verschiedenen Jahren schwankte erheblich zwischen 4% und 32% der Fälle. Besonders auffällig war eine hohe Inzidenz im Jahr 2000. Dabei kann retrospektiv nicht mehr festgestellt werden, was die Ursache war. Möglicherweise handelte es sich hier um einen besonders virulenten Stamm. Eine weitere Ursache könnte sein, dass es im Jahr 2000 Probleme bei der Einhaltung der Hygienemaßnahmen gab.
Ziel dieser Arbeit war es, den Einfluss psychosozialer Belastungsfaktoren auf den Verlauf einer Stammzelltransplantation zu untersuchen. Die primäre Fragestellung war, ob sich das Vorliegen einer posttraumatischen Belastungsstörung (PTSD) auf die Dauer der Immunrekonstitution, gemessen an der Aplasiezeit, auswirkt. Der Untersuchung liegen Daten aus der Medizinischen Klinik und Poliklinik II des Universitätsklinikums Würzburg zugrunde, die im Rahmen einer monozentrischen Querschnittsstudie erhoben wurden. An der Studie nahmen 50 Patienten mit der Diagnose eines Multiplen Myeloms teil, die am Tag ihrer ersten autologen Stammzelltransplantation befragt wurden. Anhand von Fragebögen konnten die Patienten Angaben zu ihrer individuellen psychischen Belastung machen. Für die statistische Auswertung wurden die Angaben aus dem NCCN-Distress-Thermometer und dem PCL-C ausgewertet.
Background
Autologous hematopoietic stem cell transplantation (aHSCT) is performed in patients with aggressive forms of systemic sclerosis (SSc). The profile of B cell reconstitution after aHSCT is not fully understood. The aim of this study was to investigate changes of B cell subsets and cytokine production of B cells in patients with SSc after aHSCT.
Methods
Peripheral blood of six patients with SSc was collected at defined intervals up to 16 months after aHSCT. Immunophenotyping was performed, and B cell function was determined by measuring cytokine secretion in supernatants of stimulated B cell cultures.
Results
Within 1 month after aHSCT, a peak in the percentage of CD38\(^{++}\)/CD10\(^+\)/IgD\(^+\) transitional B cells and CD38\(^{++}\)/CD27\(^{++}\)/IgD\(^−\) plasmablasts was detected. Long-term changes persisted up to 14 months after aHSCT and showed an increased percentage of total B cells; the absolute B cell number did not change significantly. Within the B cell compartment, an increased CD27/IgD\(^+\) naïve B cell percentage was found whereas decreased percentages of CD27\(^+\)/IgD\(^+\) pre-switched memory, CD27\(^+\)/IgD\(^−\) post-switched memory, and CD27\(^−\) /IgD\(^−\) double-negative B cells were seen after aHSCT. Cytokine secretion in B cell cultures showed significantly increased IL-10 concentrations 13 to 16 months after aHSCT.
Conclusion
A changed composition of the B cell compartment is present for up to 14 months after aHSCT indicating positive persisting effects of aHSCT on B cell homeostasis. The cytokine secretion profile of B cells changes in the long term and shows an increased production of the immune regulatory cytokine IL-10 after aHSCT. These findings might promote the clinical improvements after aHSCT in SSc patients.
Common variable immunodeficiency (CVID) is the most common primary immunodeficiency in adults. It is associated with hypogammaglobulinemia, recurring infections and autoimmune phenomena. Treatment includes immunoglobulin substitution and immunosuppressants. Autoimmune neurological manifestations of CVID are rare and occur predominantly as granulomatous disease. We report the case of a 35-year-old woman with CVID who developed autoimmune encephalitis as demonstrated by double cerebral biopsy. Infectious or malignant causes could be excluded. Despite intensive immunosuppressive therapy with common regimens no significant improvement could be achieved. Ultimately, an autologous hematopoietic stem cell transplantation (HSCT) was performed, resulting in lasting complete remission of the encephalitis. To our knowledge, this is the first report of refractory autoimmune phenomena in CVID treated by autologous HSCT.
Background
Colorectal cancer is a leading cause of cancer-related deaths worldwide. The best method to prevent CRC is a colonoscopy. However, not all colon polyps have the risk of becoming cancerous. Therefore, polyps are classified using different classification systems. After the classification, further treatment and procedures are based on the classification of the polyp. Nevertheless, classification is not easy. Therefore, we suggest two novel automated classifications system assisting gastroenterologists in classifying polyps based on the NICE and Paris classification.
Methods
We build two classification systems. One is classifying polyps based on their shape (Paris). The other classifies polyps based on their texture and surface patterns (NICE). A two-step process for the Paris classification is introduced: First, detecting and cropping the polyp on the image, and secondly, classifying the polyp based on the cropped area with a transformer network. For the NICE classification, we design a few-shot learning algorithm based on the Deep Metric Learning approach. The algorithm creates an embedding space for polyps, which allows classification from a few examples to account for the data scarcity of NICE annotated images in our database.
Results
For the Paris classification, we achieve an accuracy of 89.35 %, surpassing all papers in the literature and establishing a new state-of-the-art and baseline accuracy for other publications on a public data set. For the NICE classification, we achieve a competitive accuracy of 81.13 % and demonstrate thereby the viability of the few-shot learning paradigm in polyp classification in data-scarce environments. Additionally, we show different ablations of the algorithms. Finally, we further elaborate on the explainability of the system by showing heat maps of the neural network explaining neural activations.
Conclusion
Overall we introduce two polyp classification systems to assist gastroenterologists. We achieve state-of-the-art performance in the Paris classification and demonstrate the viability of the few-shot learning paradigm in the NICE classification, addressing the prevalent data scarcity issues faced in medical machine learning.
Many new immunotherapeutic approaches aim on the stimulatory targeting of receptors of the tumor necrosis factor (TNF) receptor superfamily (TNFRSF) using antibodies with intrinsic or conditional agonism. There is an initial need to characterize corresponding TNFRSF receptor (TNFR)-targeting antibodies with respect to affinity, ligand binding, receptor activation and the epitope recognized. Here, we report a collection of simple and matched protocols enabling the detailed investigation of these aspects by help of Gaussia princeps luciferase (GpL) fusion proteins and analysis of interleukin-8 (IL8) production as an easily measurable readout of TNFR activation. In a first step, the antibodies and antibody variants of interest are transiently expressed in human embryonal kidney 293 cells, either in non-modified form or as fusion proteins with GpL as a reporter domain. The supernatants containing the antibody-GpL fusion proteins can then be used without further purification in cell-free and/or cellular binding studies to determine affinity. Similarly, binding studies with mutated TNFR variants enable the characterization of the antibody binding site within the TNFR ectodomain. Furthermore, in cellular binding studies with GpL fusion proteins of soluble TNFL molecules, the ability of the non-modified antibody variants to interfere with TNFL-TNFR interaction can be analyzed. Last but not least, we describe a protocol to determine the intrinsic and the Fc gamma receptor (FcγR)-dependent agonism of anti-TNFR antibodies which exploits i) the capability of TNFRs to trigger IL8 production in tumor cell lines lacking expression of FcγRs and ii) vector- and FcγR-transfected cells, which produce no or only very low amounts of human IL8. The presented protocols only require standard molecular biological equipment, eukaryotic cell culture and plate readers for the quantification of luminescent and colorimetric signals.
p8 ist ein erstmals im Zusammenhang mit akuter Pankreatitis beschriebenes Protein, das im exokrinen und endokrinen Pankreas mit vermehrtem Zellwachstum assoziiert ist. Bei der Analyse seiner Primärstruktur wurde ein speziesübergreifend hoch konservierter Abschnitt, eine sogenannte NLS, ausgemacht, der HMG-Y/I-Proteinen ähnelt. Da HMG-Proteine oft als Transkriptionsfaktoren wirken, wurde die Hypothese formuliert, auch p8 sei ein HMG-Y/I-Protein und wirke als Transkriptionsfaktor im Nukleus. Um die Bedeutung der rp8-NLS näher zu charakterisieren, wurde in INS-1 beta-Zellen ein rp8(NLS-)-EGFP Fusionsprotein ektopisch exprimiert, um dessen subzelluläre Lokalisation zu untersuchen. Es zeigte sich, ähnlich wie bei Kontrollzellen mit ektoper Expression von EGFP allein, eine gleichmäßige Verteilung von rp8(NLS-)-EGFP zwischen Zytoplasma und Nukleus. Da rp8(NLS-) trotz fehlender NLS dennoch in den Kern translozieren kann, scheint die NLS für diesen Vorgang nicht essentiell zu sein. Diese Annahme wird gestützt durch die Beobachtung, dass einzeln exprimiertes rp8(NLS-) seine Proliferation induzierende Wirkung nicht verliert. In Zellzählungsexperimenten zeigte sich, dass ein rp8- bzw. p8(NLS-)-EGFP Fusionsprotein keinen proliferationsfördernden Einfluss in INS-1 und hMSC-TERT Zellen hat. Bei ektoper Expression von rp8 bzw. rp8(NLS-) und hrGFP als Einzelproteine konnte jedoch eine zwischen beiden rp8-Varianten ähnliche und insgesamt signifikante Stimulation der Zellvermehrung beobachtet werden. Dies belegt, dass die Fusion von rp8 an EGFP dessen biologische Funktion inhibiert, während die Deletion der NLS keinen Einfluß darauf hat. Da der proliferative Stimulus von p8 in menschlichen hMSC-TERT Zellen unabhängig von der Herkunft von p8 aus Ratte oder Mensch ist, scheint p8 bei Säugern hoch konserviert zu sein und speziesübergreifend zu wirken. Aus der hier vorgestellten Arbeit geht hervor, dass der molekulare Mechanismus, über den p8 glukoseabhängig proliferationsinduzierend in INS-1 beta-Zellen wirkt, nicht über die NLS vermittelt wird. Weitere Untersuchungen der Wirkungsweise von p8 auf molekularer Ebene könnten in Zukunft einen Ansatz zur in vitro-Generierung ausreichender Mengen an beta-Zellen zur Zelltherapie des Diabetes mellitus bilden.
Die Bedeutung des seriell bestimmten Spender-Chimärismus nach allogener Stammzelltransplantation beim Multiplen Myelom wurde in der vorliegenden Arbeit analysiert. Die Analyse der Spenderchimärismen nach einer allogenen Stammzelltransplantation zur Messung der Krankheitslast und zur Detektion oder Prognose eines Rezidives wurde bereits in mehreren Studien für Leukämien und Lymphome untersucht, nun wurde erstmalig eine Patientengruppe mit Multiplen Myelom isoliert untersucht.
Insgesamt waren von 155 Patienten aus drei Transplantationszentren (Uniklinikum Würzburg, Uniklinikum Dresden und HELIOS Klinik Wiesbaden) 2324 Chimärismusproben (2198 aus dem peripheren Blut und 126 aus dem Knochenmark) zur Auswertung verfügbar. Die Chimärismusanalyse wurde durch die AgenDix GmbH – Applied Genetic Diagnostics – in Dresden durchgeführt und freundlicherweise bereitgestellt.
Abgesehen von der Überprüfung des Engraftments scheint die Analyse des seriell bestimmten Spender-Chimärismus nur einen begrenzten Aussagewert für das Krankheitsmanagement beim Multiplen Myelom zu haben. Durch die Analyse konnte nur in etwas mehr als einem Drittel der Fälle der Krankheitsprogress detektiert werden, obwohl knapp die Hälfte der Patienten einen Krankheitsprogress nach der allogenen Stammzelltransplantation aufwiesen. Insbesondere die Patienten mit einer extramedullären Manifestation als Rezidiv und einer geringen Knochenmarkfiltration wurden nicht ausreichend erfasst.
Vor Einführung der direkt antiviralen Kombinationstherapien war die Kombination aus pegyliertem Interferon plus Ribavirin die Standardbehandlung für Patienten mit chronischer Hepatitis-C-Infektion. Bei 30% der Patienten zeigten sich neurokognitive sowie depressive Nebenwirkungen, die das dauerhafte Therapieansprechen negativ beeinflussen können. Vor diesem Hintergrund untersuchten wir in unserer Arbeit bei 93 Patienten mit chronischer Hepatitis-C-Infektion den Zusammenhang zwischen drei Single Nucleotide Polymorphismen im Bereich des IL28B-Gens und der Verträglichkeit sowie dem Therapieerfolg einer interferonbasierten Behandlung. Der Vergleich zwischen den Ergebnissen im HADS-(Hospital Anxiety and Depression Scale) sowie TAPS- (Testbatterie zur Aufmerksamkeitsprüfung) Testverfahren mit den Genotypen der drei SNPs zeigte im Studienkollektiv keinen signifikanten Zusammenhang. Hinsichtlich des Therapieerfolges konnten wir bei einem der drei SNPs das C-Allel als positiven Prognosefaktor für das dauerhafte Therapieansprechen nachweisen.
Beneficial effects of vitamin D treatment in an obese mouse model of non-alcoholic steatohepatitis
(2019)
Serum vitamin D levels negatively correlate with obesity and associated disorders such as non-alcoholic steatohepatitis (NASH). However, the mechanisms linking low vitamin D (VD) status to disease progression are not completely understood. In this study, we analyzed the effect of VD treatment on NASH in mice. C57BL6/J mice were fed a high-fat/high-sugar diet (HFSD) containing low amounts of VD for 16 weeks to induce obesity, NASH and liver fibrosis. The effects of preventive and interventional VD treatment were studied on the level of liver histology and hepatic/intestinal gene expression. Interestingly, preventive and to a lesser extent also interventional VD treatment resulted in improvements of liver histology. This included a significant decrease of steatosis, a trend towards lower non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD) activity score and a slight non-significant decrease of fibrosis in the preventive treatment group. In line with these changes, preventive VD treatment reduced the hepatic expression of lipogenic, inflammatory and pro-fibrotic genes. Notably, these beneficial effects occurred in conjunction with a reduction of intestinal inflammation. Together, our observations suggest that timely initiation of VD supplementation (preventive vs. interventional) is a critical determinant of treatment outcome in NASH. In the applied animal model, the improvements of liver histology occurred in conjunction with reduced inflammation in the gut, suggesting a potential relevance of vitamin D as a therapeutic agent acting on the gut–liver axis.
Ziel der Studie war es, potentielle Serumbiomarker für das Therapieansprechen auf Immuncheckpoint-Inhibition zu detektieren. Patienten, die der Gruppe Responder zugeordnet werden konnten, hatten ein deutlich längeres PFS. Hinzu kommt, dass im Fall der Gruppe Responder Median und Mittelwert der gemessenen Serumparameter Granzym A und B, Interferon Gamma und Perforin von BL zur 1. Messung post treatment ansteigen. Zusätzlich zeigt sich, dass IL-8 Potential als negativ prognostischer Marker hat. Trotz des kleinen und heterogenen Patientenkollektivs lassen sich Trends ableiten, die das Potential der untersuchten Mediatoren zytotoxischer T-Zellen als Serumbiomarker unterstreichen.
Monoclonal antibody therapies are an important approach for the treatment of hematologic malignancies, but typically show low single-agent activity. Bispecific antibodies, however, redirect immune cells to the tumor for subsequent lysis, and preclinical and accruing clinical data support single-agent efficacy of these agents in hematologic malignancies, presaging an exciting era in the development of novel bispecific formats. This review discusses recent developments in this area, highlighting the challenges in delivering effective immunotherapies for patients.
Patients with relapsed/refractory (R/R) acute lymphoblastic leukemia (ALL) following allogeneic hematopoietic stem cell transplantation (alloHSCT) have a poor prognosis, and alternative therapies are needed for this patient population. Blinatumomab, a bispecific T cell engager immunotherapy, was evaluated in an open-label, single-arm, phase II study of adults with R/R Philadelphia chromosome-negative B cell precursor ALL and resulted in a rate of complete remission (CR) or CR with partial hematologic recovery of peripheral blood counts (CRh) of 43% within 2 treatment cycles. We conducted an exploratory analysis to determine the efficacy and safety of blinatumomab in 64 patients who had relapsed following alloHSCT before enrollment in the phase II study. Forty-five percent of the patients (29 of 64) achieved a CR/CRh within the first 2 cycles of treatment, 22 of whom had a minimal residual disease (MRD) response (including 19 with a complete MRD response). After 1 year and 3 years of follow-up, the median relapse-free survival was 7.4 months for patients who achieved CR/CRh in the first 2 cycles, and the median overall survival was 8.5 months; overall survival rate (Kaplan-Meier estimate) was 36% at 1 year and 18% at 3 years. Grade 3 and 4 adverse events were reported in 20 patients (31%) and 28 patients (44%), respectively, with grade 3 and 4 neurologic events in 8 and 2 patients, respectively, and grade 3 cytokine release syndrome in 2 patients. Eight patients had fatal adverse events, including 5 due to infections. Seven patients had grade ≤ 3 graft-versus-host disease during the study, none of which resulted in the discontinuation of blinatumomab or hospitalization. Our data suggest that blinatumomab is an effective salvage therapy in this patient population.
We compared outcomes from a single-arm study of blinatumomab in adult patients with B-precursor Ph-negative relapsed/refractory acute lymphoblastic leukemia (R/R ALL) with a historical data set from Europe and the United States. Estimates of complete remission (CR) and overall survival (OS) were weighted by the frequency distribution of prognostic factors in the blinatumomab trial. Outcomes were also compared between the trial and historical data using propensity score methods. The historical cohort included 694 patients with CR data and 1112 patients with OS data compared with 189 patients with CR and survival data in the blinatumomab trial. The weighted analysis revealed a CR rate of 24% (95% CI: 20–27%) and a median OS of 3.3 months (95% CI: 2.8–3.6) in the historical cohort compared with a CR/CRh rate of 43% (95% CI: 36–50%) and a median OS of 6.1 months (95% CI: 4.2–7.5) in the blinatumomab trial. Propensity score analysis estimated increased odds of CR/CRh (OR=2.68, 95% CI: 1.67–4.31) and improved OS (HR=0.536, 95% CI: 0.394–0.730) with blinatumomab. The analysis demonstrates the application of different study designs and statistical methods to compare novel therapies for R/R ALL with historical data.
Inflammation in the brain and gut is a critical component of several neurological diseases, such as Parkinson’s disease (PD). One trigger of the immune system in PD is aggregation of the pre-synaptic protein, α-synuclein (αSyn). Understanding the mechanism of propagation of αSyn aggregates is essential to developing disease-modifying therapeutics. Using a brain-first mouse model of PD, we demonstrate αSyn trafficking from the brain to the ileum of male mice. Immunohistochemistry revealed that the ileal αSyn aggregations are contained within CD11c+ cells. Using single-cell RNA sequencing, we demonstrate that ileal CD11c\(^+\) cells are microglia-like and the same subtype of cells is activated in the brain and ileum of PD mice. Moreover, by utilizing mice expressing the photo-convertible protein, Dendra2, we show that CD11c\(^+\) cells traffic from the brain to the ileum. Together these data provide a mechanism of αSyn trafficking between the brain and gut.
Purpose
Oncologists are at an increased risk of developing burnout, leading to negative consequences in patient care and in professional satisfaction and quality of life. This study was designed to investigate exhaustion and disengagement among German oncologists and assess the prevalence of burnout among oncologists within different professional settings. Furthermore, we wanted to examine possible relations between sociodemographic factors, the oncological setting, professional experience and different aspects of burnout.
Methods
In a cross-sectional study design, an Internet-based survey was conducted with 121 oncologists between April and July 2020 using the Oldenburg Burnout Inventory, which contains items on exhaustion, disengagement, and burnout. Furthermore, sociodemographic data of the participants were assessed. The participants were members of the Working Group Medical Oncology (Arbeitsgemeinschaft Internistische Onkologie) within the German Cancer Society.
Results
The survey showed a burnout prevalence of 43.8%, which correlated with age and professional experience; that is, the prevalence is particularly high among younger oncologists. Exhaustion is closely related to employment status; that is, it was significantly higher among employed oncologists. There were remarkably low levels of disengagement among oncologists, highlighting the own demand to fulfil job requirements despite imminent or actual overburdening in daily work.
Conclusion
More support is necessary to mitigate the professional stressors in the healthcare system. To ensure quality medical care, employees should be offered preventive mental health services early in their careers.
Background
A phase I/II study and subsequent phase III study (MPACT) reported significant correlations between CA19-9 decreases and prolonged overall survival (OS) with nab-paclitaxel plus gemcitabine (nab-P + Gem) treatment for metastatic pancreatic cancer (MPC). CA19-9 changes at week 8 and potential associations with efficacy were investigated as part of an exploratory analysis in the MPACT trial.
Patients and methods
Untreated patients with MPC (N = 861) received nab-P + Gem or Gem alone. CA19-9 was evaluated at baseline and every 8 weeks.
Results
Patients with baseline and week-8 CA19-9 measurements were analyzed (nab-P + Gem: 252; Gem: 202). In an analysis pooling the treatments, patients with any CA19-9 decline (80%) versus those without (20%) had improved OS (median 11.1 versus 8.0 months; P = 0.005). In the nab-P + Gem arm, patients with (n = 206) versus without (n = 46) any CA19-9 decrease at week 8 had a confirmed overall response rate (ORR) of 40% versus 13%, and a median OS of 13.2 versus 8.3 months (P = 0.001), respectively. In the Gem-alone arm, patients with (n = 159) versus without (n = 43) CA19-9 decrease at week 8 had a confirmed ORR of 15% versus 5%, and a median OS of 9.4 versus 7.1 months (P = 0.404), respectively. In the nab-P + Gem and Gem-alone arms, by week 8, 16% (40/252) and 6% (13/202) of patients, respectively, had an unconfirmed radiologic response (median OS 13.7 and 14.7 months, respectively), and 79% and 84% of patients, respectively, had stable disease (SD) (median OS 11.1 and 9 months, respectively). Patients with SD and any CA19-9 decrease (158/199 and 133/170) had a median OS of 13.2 and 9.4 months, respectively.
Conclusion
This analysis demonstrated that, in patients with MPC, any CA19-9 decrease at week 8 can be an early marker for chemotherapy efficacy, including in those patients with SD. CA19-9 decrease identified more patients with survival benefit than radiologic response by week 8.
Background
Assessing serological inflammation is difficult in tocilizumab (TCZ)-treated rheumatoid arthritis (RA) patients, as standard inflammation parameters, like erythrocyte sedimentation rate (ESR) and C-reactive protein (CRP), are influenced by interleukin-6-receptor inhibition. Calprotectin in the serum, also named S100A8/S100A9, might be a more useful inflammation parameter in TCZ-treated patients.
Methods
Sixty-nine RA patients taking TCZ were included. Serum-calprotectin levels were assessed, as well as ESR, CRP, need for a change in disease-modifying anti-rheumatic drugs due to RA activity (= active RA), and the RA clinical disease activity score (CDAI). Forty-five RA patients taking tumor-necrosis factor-inhibitors (TNFi) were investigated for the same parameters.
Results
TCZ-treated patients with active RA had higher calprotectin values than not active RA patients (4155.5 [inter quartile range 1865.3–6068.3] vs 1040.0 [676.0–1638.0] ng/ml, P < 0.001). A calprotectin cut-off value of 1916.5 ng/ml resulted in a sensitivity and specificity of 80.0 %, respectively, for the detection of RA disease activity. Calprotectin values correlated with CDAI-scores (r = 0.228; P = 0.011). ESR and CRP were less suitable to detect RA activity in TCZ-treated patients. Also TNFi-treated patients with active RA had higher calprotectin values compared to not active RA (5422.0 [3749.0–8150.8] vs 1845.0 [832.0–2569.0] ng/ml, P < 0.001). The calprotectin value with the best sensitivity and specificity for detecting RA activity was 3690.5 ng/ml among TNFi-treated patients.
Conclusion
Calprotectin in the serum can be a useful inflammation parameter despite TCZ-treatment.
Organoid technology has rapidly transformed basic biomedical research and contributed to significant discoveries in the last decade. With the application of protocols to generate organoids from cancer tissue, organoid technology has opened up new opportunities for cancer research and therapy. Using organoid cultures derived from healthy tissues, different aspects of tumour initiation and progression are widely studied including the role of pathogens or specific cancer genes. Cancer organoid cultures, on the other hand, are applied to generate biobanks, perform drug screens, and study mutational signatures. With the incorporation of cellular components of the tumour microenvironment such as immune cells into the organoid cultures, the technology is now also exploited in the rapidly advancing field of immuno-oncology. In this review, I discuss how organoid technology is currently being utilised in cancer research and what obstacles are still to be overcome for its broader use in anti-cancer therapy.
Infectious diseases are still a significant cause of morbidity and mortality worldwide. Despite the progress in drug development, the occurrence of microbial resistance is still a significant concern. Alternative therapeutic strategies are required for non-responding or relapsing patients. Chimeric antigen receptor (CAR) T cells has revolutionized cancer immunotherapy, providing a potential therapeutic option for patients who are unresponsive to standard treatments. Recently two CAR T cell therapies, Yescarta® (Kite Pharma/Gilead) and Kymriah® (Novartis) were approved by the FDA for the treatments of certain types of non-Hodgkin lymphoma and B-cell precursor acute lymphoblastic leukemia, respectively. The success of adoptive CAR T cell therapy for cancer has inspired researchers to develop CARs for the treatment of infectious diseases. Here, we review the main achievements in CAR T cell therapy targeting viral infections, including Human Immunodeficiency Virus, Hepatitis C Virus, Hepatitis B Virus, Human Cytomegalovirus, and opportunistic fungal infections such as invasive aspergillosis.
Published experience with carfilzomib in patients with relapsed/refractory multiple myeloma (RRMM) and extramedullary disease (EMD) is still limited. The current study aimed to assess the efficacy and safety of carfilzomib containing therapy regimens in EMD. We retrospectively analyzed 45 patients with extramedullary RRMM treated with carfilzomib from June 2013 to September 2019. The median age at the start of carfilzomib was 64 (range 40–80) years. Twenty (44%) and 25 (56%) patients had paraosseous manifestation and EMD without adjacency to bone, respectively. The serological overall response rate (ORR) was 59%. Extramedullary response was evaluable in 33 patients, nine (27%) of them achieved partial remission (PR) (ORR = 27%). In 15 (33%) patients, we observed no extramedullary response despite serological response. The median progression-free survival (PFS) and overall survival (OS) were five (95% CI, 3.5–6.5) and ten (95% CI, 7.5–12.5) months, respectively. EMD without adjacency to bone was associated with a significantly inferior PFS (p = 0.004) and OS (p = 0.04) compared to paraosseous lesions. Carfilzomib based treatment strategies showed some efficacy in heavily pretreated patients with extramedullary RRMM but could not overcome the negative prognostic value of EMD. Due to the discrepancy between serological and extramedullary response, evaluation of extramedullary response using imaging is mandatory in these patients.
Aspergillus fumigatus causes life-threatening opportunistic infections in immunocompromised patients. As therapeutic outcomes of invasive aspergillosis (IA) are often unsatisfactory, the development of targeted immunotherapy remains an important goal. Linking the innate and adaptive immune system, dendritic cells are pivotal in anti-Aspergillus defense and have generated interest as a potential immunotherapeutic approach in IA. While monocyte-derived dendritic cells (moDCs) require ex vivo differentiation, antigen-pulsed primary myeloid dendritic cells (mDCs) may present a more immediate platform for immunotherapy. To that end, we compared the response patterns and cellular interactions of human primary mDCs and moDCs pulsed with an A. fumigatus lysate and two A. fumigatus proteins (CcpA and Shm2) in a serum-free, GMP-compliant medium. CcpA and Shm2 triggered significant upregulation of maturation markers in mDCs and, to a lesser extent, moDCs. Furthermore, both A. fumigatus proteins elicited the release of an array of key pro-inflammatory cytokines including TNF-α, IL-1β, IL-6, IL-8, and CCL3 from both DC populations. Compared to moDCs, CcpA- and Shm2-pulsed mDCs exhibited greater expression of MHC class II antigens and stimulated stronger proliferation and IFN-γ secretion from autologous CD4\(^+\) and CD8\(^+\) T-cells. Moreover, supernatants of CcpA- and Shm2-pulsed mDCs significantly enhanced the oxidative burst in allogeneic neutrophils co-cultured with A. fumigatus germ tubes. Taken together, our in vitro data suggest that ex vivo CcpA- and Shm2-pulsed primary mDCs have the potential to be developed into an immunotherapeutic approach to tackle IA.
Introduction
Enhanced B cell activity, particularly memory B cells have gained interest in evaluating response during therapies with biologics. CD27-IgD- double-negative (DN) B cells lacking the conventional memory marker CD27 are reported to be part of the memory compartment, however, only scarce data is available for rheumatoid arthritis (RA). We therefore focused on DN B cells in RA, studied their isotypes and modulation during interleukin-6 receptor (IL-6R) inhibition by tocilizumab (TCZ).
Methods
DN B cells were phenotypically analyzed from 40 RA patients during TCZ at baseline week 12, week 24 and 1 year. A single B cell polymerase chain reaction (PCR) approach was used to study Ig receptors, VH gene rearrangements and specific isotypes.
Results
Phenotypic analysis showed a significantly expanded population of DN B cells in RA which contain a heterogeneous mixture of IgG-, IgA- and IgM-expressing cells with a clear dominance of IgG+ cells. DN B cells carry rearranged heavy chain gene sequences with a diversified mutational pattern consistent with memory B cells. In contrast to tumor necrosis factor alpha (TNF-α) inhibition, a significant reduction in mutational frequency of BCR gene rearrangements at week 12, 24 and 1 year (P <0.0001) was observed by in vivo IL-6R inhibition. These changes were observed for all BCR isotypes IgG, IgA and IgM at week 12, 24 and 1 year (P <0.0001). IgA-RF, IgA serum level and IgA+ DN B cells decreased significantly (P <0.05) at week 12 and week 24 during TCZ. Patients with a good European League Against Rheumatism (EULAR) response to TCZ had less DN B cells at baseline as compared to moderate responders (P = 0.006). Univariate logistic regression analysis revealed that the frequency of DN B cells at baseline is inversely correlated to a subsequent good EULAR response (P = 0.024) with an odds ratio of 1.48 (95% confidence interval as 1.05 to 2.06).
Conclusions
In RA, the heterogeneous DN B cell compartment is expanded and dominated by IgG isotype. TCZ can modulate the mutational status of DN Ig isotype receptors over 1 year. Interestingly, the frequency of DN B cells in RA may serve as a baseline predictor of subsequent EULAR response to TCZ.
Introduction
Human cytomegalovirus (HCMV) causes significant morbidity and mortality in allogeneic stem cell transplant (alloSCT) recipients. Recently, antiviral letermovir prophylaxis during the first 100 days after alloSCT replaced PCR-guided preemptive therapy as the primary standard of care for HCMV reactivations. Here, we compared NK-cell and T-cell reconstitution in alloSCT recipients receiving preemptive therapy or letermovir prophylaxis in order to identify potential biomarkers predicting prolonged and symptomatic HCMV reactivation.
Methods
To that end, the NK-cell and T-cell repertoire of alloSCT recipients managed with preemptive therapy (n=32) or letermovir prophylaxis (n=24) was characterized by flow cytometry on days +30, +60, +90 and +120 after alloSCT. Additionally, background-corrected HCMV-specific T-helper (CD4+IFNγ+) and cytotoxic (CD8+IFNγ+CD107a+) T cells were quantified after pp65 stimulation.
Results
Compared to preemptive therapy, letermovir prophylaxis prevented HCMV reactivation and decreased HCMV peak viral loads until days +120 and +365. Letermovir prophylaxis resulted in decreased T-cell numbers but increased NK-cell numbers. Interestingly, despite the inhibition of HCMV, we found high numbers of “memory-like” (CD56dimFcεRIγ- and/or CD159c+) NK cells and an expansion of HCMV-specific CD4+ and CD8+ T cells in letermovir recipients. We further compared immunological readouts in patients on letermovir prophylaxis with non/short-term HCMV reactivation (NSTR) and prolonged/symptomatic HCMV reactivation (long-term HCMV reactivation, LTR). Median HCMV-specific CD4+ T-cell frequencies were significantly higher in NSTR patients (day +60, 0.35 % vs. 0.00 % CD4+IFNγ+/CD4+ cells, p=0.018) than in patients with LTR, whereas patients with LTR had significantly higher median regulatory T-cell (Treg) frequencies (day +90, 2.2 % vs. 6.2 % CD4+CD25+CD127dim/CD4+ cells, p=0.019). ROC analysis confirmed low HCMV specific CD4+ (AUC on day +60: 0.813, p=0.019) and high Treg frequencies (AUC on day +90: 0.847, p=0.021) as significant predictors of prolonged and symptomatic HCMV reactivation.
Discussion
Taken together, letermovir prophylaxis delays HCMV reactivation and alters NK- and T-cell reconstitution. High numbers of HCMV-specific CD4+ T cells and low numbers of Tregs seem to be pivotal to suppress post-alloSCT HCMV reactivation during letermovir prophylaxis. Administration of more advanced immunoassays that include Treg signature cytokines might contribute to the identification of patients at high-risk for long-term and symptomatic HCMV reactivation who might benefit from prolonged administration of letermovir.
Altered features of tumor cells acquired across therapy can result in the survival of treatment-resistant clones that may cause minimal residual disease (MRD). Despite the efficacy of ibrutinib in treating relapsed/refractory mantle cell lymphoma, the obstacle of residual cells contributes to relapses of this mature B-cell neoplasm, and the disease remains incurable. RNA-seq analysis of an ibrutinib-sensitive mantle cell lymphoma cell line following ibrutinib incubation of up to 4 d, corroborated our previously postulated resistance mechanism of a metabolic switch to reliance on oxidative phosphorylation (OXPHOS) in surviving cells. Besides, we had shown that treatment-persisting cells were characterized by increased CD52 expression. Therefore, we hypothesized that combining ibrutinib with another agent targeting these potential escape mechanisms could minimize the risk of survival of ibrutinib-resistant cells. Concomitant use of ibrutinib with OXPHOS-inhibitor IACS-010759 increased toxicity compared to ibrutinib alone. Targeting CD52 was even more efficient, as addition of CD52 mAb in combination with human serum following ibrutinib pretreatment led to rapid complement-dependent-cytotoxicity in an ibrutinib-sensitive cell line. In primary mantle cell lymphoma cells, a higher toxic effect with CD52 mAb was obtained, when cells were pretreated with ibrutinib, but only in an ibrutinib-sensitive cohort. Given the challenge of treating multi-resistant mantle cell lymphoma patients, this work highlights the potential use of anti-CD52 therapy as consolidation after ibrutinib treatment in patients who responded to the BTK inhibitor to achieve MRD negativity and prolong progression-free survival.
Aspergillus (A.) fumigatus is an opportunistic fungal mold inducing invasive aspergillosis (IA) in immunocompromised patients. Although antifungal activity of human natural killer (NK) cells was shown in previous studies, the underlying cellular mechanisms and pathogen recognition receptors (PRRs) are still unknown. Using flow cytometry we were able to show that the fluorescence positivity of the surface receptor CD56 significantly decreased upon fungal contact. To visualize the interaction site of NK cells and A. fumigatus we used SEM, CLSM and dSTORM techniques, which clearly demonstrated that NK cells directly interact with A. fumigatus via CD56 and that CD56 is re-organized and accumulated at this interaction site time-dependently. The inhibition of the cytoskeleton showed that the receptor re-organization was an active process dependent on actin re-arrangements. Furthermore, we could show that CD56 plays a role in the fungus mediated NK cell activation, since blocking of CD56 surface receptor reduced fungal mediated NK cell activation and reduced cytokine secretion. These results confirmed the direct interaction of NK cells and A. fumigatus, leading to the conclusion that CD56 is a pathogen recognition receptor. These findings give new insights into the functional role of CD56 in the pathogen recognition during the innate immune response.
CD70-abhängige und spezifische Aktivierung von TRAILR1 oder TRAILR2 durch scFv:CD70-TRAIL-Mutanten
(2014)
Das Ziel dieser Arbeit bestand darin, den T-Zell-inhibierenden Effekt eines CD70-blockierenden Antikörpers mit einer Fc-unabhängigen Zelltod-induzierenden Aktivität auf CD70-exprimierende Tumoren zu kombinieren. Dazu wurden Fusionsproteine hergestellt und untersucht, die aus einer CD70-bindenden scFv-Domäne sowie aus einer TRAIL-Domäne bestehen.
Der CD70-spezifische monoklonale Antikörper lαhCD70 sowie der beretis bekannte hCD70-spezifische Antikörper 1F6 blockieren mit hoher Effizienz die CD27/CD70-Interaktion von CD70-exprimierenden Zelllinien (Mino, OVCAR-3, U-266) und inhibieren dadurch die Induktion der IL8-Produktion durch diese Zellen in kokultivierten HT1080-CD27-Zellen. IL8 wird durch den klassischen NFκB-Signalweg reguliert und ist für den pro-angiogenetischen Effekt von entscheidender Bedeutung (Abb. 2, 3). Mit Hilfe zellulärer Gleichgewichtsbindungsstudien mit mono- und trimeren scFv:lαhCD70-GpL-Fusionsproteinen (Abb. 4) auf Mino- und OVCAR-3-Zellen konnte gezeigt werden, dass die Trimerisierung in beiden Zelllinien zu einer Steigerung der apparenten Affinität der scFv:lαhCD70-CD70 Interaktion führt und damit einen Effekt auf die CD70-Belegung hat (Abb. 5). Für die Konstruktion der Fusionsproteine wurde sowohl Wildtyp-TRAIL als auch TRAIL-Mutanten mit Präferenz für den TRAILR1 oder TRAILR2 verwendet. Die TRAILR-Präferenz der verwendeten TRAIL-Mutanten (wt, mutR1, mutR2) wurde nicht nur in zellulären GpL-Bindungsstudien (Abb. 7) sondern zusätzlich auch in TRAILR Immobilisierungsexperimenten (Abb. 8) bewiesen. Hier zeigte sich, dass bei TRAILR1 keine Interaktion mit TRAILmutR2, so wie bei TRAILR2 keine signifikante Bindung mit TRAILmutR1 erfolgte. Nur der TRAIL-Wildtyp band signifikant an beide TRAIL-Todesrezeptoren. Vitalitätsexperimente (Abb. 10) und Western-Blot Analysen der Caspase-Prozessierung (Abb. 11) bestätigten die starke TRAILR1- bzw. TRAILR2-Spezifität der TRAILmutR1- und TRAILmutR2-Varianten. Im Gegensatz zu den unvernetzten löslichen TRAIL-Trimeren waren nur die
quervernetzten TRAIL-TNC-Varianten in der Lage, eine signifikante Apoptose-Signalkaskade bei relativ geringen Konzentrationen zu induzieren. Die toxischen ED50-Konzentrationen der unoligomerisierten TRAIL-Formen lagen um einen Faktor 100 höher als die der oligomerisierten Varianten. Zusammenfassend zeigten die ED50-Werte der Zytotoxizitätsexperimente von M2-oligomerisierten zu -unoligomerisierten trimeren TRAIL-Varianten bei allen Fusionskonstrukten und Zelllinien eine eindeutige Verstärkung der Apoptoseinduktion durch die M2-Quervernetzung. Bei Jurkat- und Mino-Zellen konnte größtenteils erst nach Oligomerisierung überhaupt eine Bioaktivität bzw. eine Zelltodinduktion beobachtet werden. In OVCAR-3-Zellen zeigte sich eine 100-1000 fache apoptotische Verstärkung durch die Oligomerisierung (Abb. 10). Weiterhin zeigten Zytotoxizitätsexperimente, dass sich durch Bindung an hCD70 das Ausmaß der Toxizität der Fusionsproteine auf allen CD70-exprimierenden Zelllinien 10-100x verstärkte (Abb. 15, 17). In Übereinstimmung mit der verstärkten TRAIL-Todesrezeptor-Aktivierung durch die CD70-Bindung der scFv-TRAIL-Fusionsproteine, konnte durch eine CD70-Blockade die Caspase-8 Aktivierung und die Prozessierung von Caspase-3 signifikant unterbunden werden (Abb. 18). Die Trimerisierung des scFv:lαhCD70-Antikörpers führte zu keiner Apoptose und beeinflußte auch nicht die Aktivität von TRAIL (Abb. 19) was belegt, dass die beobachteten Effekte auf einer stärkeren TRAIL-induzierten Apoptose nach CD70-Bindung der Konstrukte beruhen muss.
Die Fusionsproteine beseitigen somit nachweislich einerseits das Problem der limitierenden Aktivität von löslichem TRAIL über ihre Verankerung an CD70 (Abb. 15-20) und anderseits die potentielle unerwünschte CD70-vermittelte protumorale CD27-Stimulation (Abb. 3). Darüber hinaus könnten die TRAILR-spezifischen TRAIL-Mutanten helfen, Nebeneffekte zu reduzieren, die primär durch den jeweils anderen TRAIL-Todesrezeptor vermittelt werden. Jedoch sind weiter Forschungen insbesondere in vivo Experimente notwendig, um Aussagen über Funktionalität, Halbwertszeiten, sowie Effektivität und Verträglichkeit treffen zu können.
Background:
Drug induced immune hemolytic anemia (DIIHA) is a rare complication and often underdiagnosed. DIIHA is frequently associated with a bad outcome, including organ failure and even death. For the last decades, ceftriaxone has been one of the most common drugs causing DIIHA, and ceftriaxone-induced immune hemolytic anemia (IHA) has especially been reported to cause severe complications and fatal outcomes.
Case Presentation:
A 76-year-old male patient was treated with ceftriaxone for cholangitis. Short time after antibiotic exposure the patient was referred to intensive care unit due to cardiopulmonary instability. Hemolysis was observed on laboratory testing and the patient developed severe renal failure with a need for hemodialysis for 2 weeks. Medical history revealed that the patient had been previously exposed to ceftriaxone less than 3 weeks before with subsequent hemolytic reaction. Further causes for hemolytic anemia were excluded and drug-induced immune hemolytic (DIIHA) anemia to ceftriaxone could be confirmed.
Conclusions:
The case demonstrates the severity of ceftriaxone-induced immune hemolytic anemia, a rare, but immediately life-threatening condition of a frequently used antibiotic in clinical practice. Early and correct diagnosis of DIIHA is crucial, as immediate withdrawal of the causative drug is essential for the patient prognosis. Thus, awareness for this complication must be raised among treating physicians.
The MuvB multiprotein complex, together with B-MYB and FOXM1 (MMB-FOXM1), plays an essential role in cell cycle progression by regulating the transcription of genes required for mitosis and cytokinesis. In many tumors, B-MYB and FOXM1 are overexpressed as part of the proliferation signature. However, the transcriptional targets that are important for oncogenesis have not been identified. Given that mitotic kinesins are highly expressed in cancer cells and that selected kinesins have been reported as target genes of MMB-FOXM1, we sought to determine which mitotic kinesins are directly regulated by MMB-FOXM1. We demonstrate that six mitotic kinesins and two microtubule-associated non-motor proteins (MAPs) CEP55 and PRC1 are direct transcriptional targets of MuvB, B-MYB and FOXM1 in breast cancer cells.
Suppression of KIF23 and PRC1 strongly suppressed proliferation of MDA-MB-231 cells. The set of MMB-FOXM1 regulated kinesins genes and 4 additional kinesins which we referred to as the mitotic kinesin signature (MKS) is linked to poor outcome in breast cancer patients. Thus, mitotic kinesins could be used as prognostic biomarker and could be potential therapeutic targets for the treatment of breast cancer.
While glioblastoma (GBM) is still challenging to treat, novel immunotherapeutic approaches have shown promising effects in preclinical settings. However, their clinical breakthrough is hampered by complex interactions of GBM with the tumor microenvironment (TME). Here, we present an analysis of TME composition in a patient-derived organoid model (PDO) as well as in organotypic slice cultures (OSC). To obtain a more realistic model for immunotherapeutic testing, we introduce an enhanced PDO model. We manufactured PDOs and OSCs from fresh tissue of GBM patients and analyzed the TME. Enhanced PDOs (ePDOs) were obtained via co-culture with PBMCs (peripheral blood mononuclear cells) and compared to normal PDOs (nPDOs) and PT (primary tissue). At first, we showed that TME was not sustained in PDOs after a short time of culture. In contrast, TME was largely maintained in OSCs. Unfortunately, OSCs can only be cultured for up to 9 days. Thus, we enhanced the TME in PDOs by co-culturing PDOs and PBMCs from healthy donors. These cellular TME patterns could be preserved until day 21. The ePDO approach could mirror the interaction of GBM, TME and immunotherapeutic agents and may consequently represent a realistic model for individual immunotherapeutic drug testing in the future.
Optical in vivo imaging methods have advanced the fields of stem cell transplantation, graft-versus–host disease and graft-versus-tumor responses. Two well known optical methods, based on the transmission of light through the test animal are bioluminescence imaging (BLI) and fluorescence imaging (FLI). Both methods allow whole body in vivo imaging of the same animal over an extended time span where the cell distribution and proliferation can be visualized. BLI has the advantages of producing almost no unspecific background signals and no necessity for external excitation light. Hence, BLI is a highly sensitive and reliable detection method. Yet, the BLI reporter luciferase is not applicable with common microscopy techniques, therefore abolishing this method for cellular resolution imaging. FLI in turn, presents the appealing possibility to use one fluorescent reporter for whole body imaging as well as cellular resolution applying microscopy techniques. The absorption of light occurs mainly due to melanin and hemoglobin in wavelengths up to 650 nm. Therefore, the wavelength range beyond 650 nm may allow sensitive optical imaging even in deep tissues. For this reason, significant efforts are undertaken to isolate or develop genetically enhanced fluorescent proteins (FP) in this spectral range. “Katushka” also called FP635 has an emission close to this favorable spectrum and is reported as one of the brightest far-red FPs. Our experiments also clearly showed the superiority of BLI for whole body imaging over FLI. Based on these results we applied the superior BLI technique for the establishment of a pre-clinical multiple myeloma (MM) mouse model. MM is a B-cell disease, where malignant plasma cells clonally expand in the bone marrow (BM) of older people, causing significant morbidity and mortality. Chromosomal abnormalities, considered a hallmark of MM, are present in nearly all patients and may accumulate or change during disease progression. The diagnosis of MM is based on clinical symptoms, including the CRAB criteria: increased serum calcium levels, renal insufficiency, anemia, and bone lesions (osteolytic lesions or osteoporosis with compression fractures). Other clinical symptoms include hyperviscosity, amyloidosis, and recurrent bacterial infections. Additionally, patients commonly exhibit more than 30% clonal BM plasma cells and the presence of monoclonal protein is detected in serum and/or urine. With current standard therapies, MM remains incurable and patients diagnosed with MM between 2001 and 2007 had a 5-year relative survival rate of only 41%. Therefore, the development of new drugs or immune cell-based therapies is desirable and necessary. To this end we developed the MOPC-315 cell line based syngeneic MM mouse model. MOPC-315 cells were labeled with luciferase for in vivo detection by BLI. We validated the non-invasively obtained BLI data with histopathology, measurement of idiotype IgA serum levels and flow cytometry. All methods affirmed the reliability of the in vivo BLI data for this model. We found that this orthotopic MM model reflects several key features of the human disease. MOPC-315 cells homed efficiently to the BM compartment including subsequent proliferation. Additionally, cells disseminated to distant skeletal parts, leading to the typical multifocal MM growth. Osteolytic lesions and bone remodeling was also detected. We found evidence that the cell line had retained plasticity seen by dynamic receptor expression regulation in different compartments such as the BM and the spleen.
Das Immunsystem zu aktivieren, um eine körpereigene Immunantwort gegen Tumorzellen hervorzurufen, ist ein innovativer Therapieansatz. Eine vielversprechende Zielstruktur hierfür ist CD40, ein Mitglied der TNFRSF- Familie und starker Stimulator Antigen-präsentierender Zellen.
Die TNFRSF-Rezeptor Aktivierung ist abhängig von der Bildung oligomerer (TNFSF3-TNFRSF3)2 Komplexe, was insbesondere durch entsprechende räumliche Ausrichtung membranständiger Liganden und deren hohe lokale Konzentration im Zell-Zell-Kontakt gewährleistet wird. Im Rahmen dieser Arbeit wurde die (TNFSF3-TNFRSF3)2 Komplexbildung mittels membranständiger Liganden durch die Generierung von CD40-spezifischen Antikörper-Fusions- proteinen imitiert, die über zusätzliche Bindedomänen, single chain fragment variable (scFvs), für zellständige Zielstrukturen (CD70, BCMA, PDL1) verfügen. Dazu wurden die schweren und/oder leichten anti-CD40 Antikörperketten C-terminal mit einem scFv-Fragment verknüpft und dadurch verschiedene CD40-spezifische Antikörper-Fusionsproteine mit scFv-Fragmenten generiert. Die Funktionalität dieser besonderen Antikörper-Fusionsproteine wurde hinsichtlich ihrer Bindungsfähigkeit mittels Gaussia princeps Luciferaseassay und hinsichtlich ihres Agonismus über den Nachweis der Interleukin-8 Induktion per ELISA analysiert. Dabei zeigte sich, dass die CD40-Aktivierung durch die an den Antikörper-Fusionsproteinen verankerten scFv-Domänen bei einem Großteil potenziert werden konnte, wenn diese die entsprechenden Zielantigene CD70, BCMA, PDL1 binden. Des Weiteren waren hinsichtlich ihres Agonimsus die Antikörper-Fusionsproteine mit einer scFv-Domäne an der schweren oder an der leichten Antikörperkette den Antikörper-Fusionsproteinen überlegen, die scFv-Domänen an beiden Antikörperketten aufwiesen. Dennoch stellen auch letztere eine vielversprechende Therapievariante dar, da sie aufgrund ihrer breiteren Spezifität verschiedene Tumorantigene binden können. Die in dieser Arbeit produzierten und charakterisierten CD40-spezifischen Antikörper-Fusionsproteine aktivieren das Immunsystem gezielter in dem Gewebe, in dem vermehrt spezifische Tumorantigene exprimiert werden. Dadurch eröffnen sie neue Möglichkeiten in der Tumortherapie.
Homing- und Chemokin-Rezeptoren können wichtige Informationen liefern über Aktivierungsstand und Organspezifität der einzelnen Zelle, aber auch über Homöostase und Gleichgewicht von T-Zellen untereinander. Mittels FACS-Analyse konnte in murinen Transplantationsmodellen durch die Hochregulation einzelner Homing-Rezeptoren auf T-Zellen die Entwicklung einer aGvHD vorhergesagt werden. Ob sich ein solches diagnostisches Fenster auch beim Menschen darstellen könnte, sollte in einer klinischen Pilotstudie untersucht werden. Zu diesem Zweck wurde der Expressionsverlauf von 19 verschiedenen Aktivierungsmarkern, Chemokin- und Homingrezeptoren auf T-Zell-Subpopulationen bei allogen transplantierten Patienten charakterisiert. Anschließend wurde versucht, eine Assoziation zwischen der Höhe der jeweiligen Rezeptorexpression und der späteren Entwicklung einer akuten Graft-versus-Host-Disease herzustellen.
Die Expression der meisten untersuchten Rezeptoren nahm im Zeitverlauf ab und war insgesamt nur schwach ausgeprägt. Dabei zeigte sich insbesondere im frühen Verlauf nach SZT eine hohe relative Expression dieser Marker bei Patienten ohne aGvHD verglichen mit Patienten mit aGvHD im Verlauf. Insofern scheint eine hohe relative Expression dieser Rezeptoren kein Hinweis auf eine gesteigerte Alloreaktivität der jeweiligen T-Zellen zu sein. Gleichzeitig schien die absolute Anzahl an rezeptorpositiven Zellen eher positiv mit einer aGvHD korreliert zu sein. Die erhöhte Anzahl rezeptorpositiver Zellen errechnete sich allerdings aus der höheren absoluten Anzahl aller T-Zellen bei Patienten mit aGvHD. Damit war diese nicht rezeptorspezifisch, so dass sich Rezeptoren vom Expressionstyp 1 nicht eignen, um in der klinischen Routine eine aGvHD vorherzusagen.
Einige Rezeptoren waren auf T-Helfer-Zellen auf mittlerem Niveau konstant exprimiert. Für manche von diesen zeigten sich unterschiedlich hohe relative Expressionsniveaus vor GvHD-Beginn bei Grad 2-4 verglichen mit Grad 1. Die absolute Anzahl rezeptorpositiver Zellen war bei allen Rezeptoren bei aGvHD Grad 2-4 höher als bei Grad 1.
Die Expression einiger Marker war auf T-Zellen ausgeprägt, aber im Zeitverlauf fluktuierend. Für die Expression von beta 7 integrin allein und auch für dessen Koexpression zusammen mit CD 49d alpha 4 deuteten sich bei Patienten mit aGvHD Grad 2-4 höhere relative und absolute Werte an als für Patienten mit aGvHD Grad 1. Die Expression der übrigen hoch exprimierten Rezeptoren schien nicht vom Ausmaß der später einsetzenden aGvHD beeinflusst zu werden.
Ob durch FACS-Analyse der Rezeptoren CLA, CCR 4, CD 45RA und/oder alpha 4 beta 7 allein oder in Kombination tatsächlich die alloreaktiven T-Zellen der aGvHD charakterisiert und quantifiziert werden können, muss an einem größeren Patientenkollektiv untersucht werden. Da zum jetzigen Zeitpunkt der prädiktive Wert dieser Marker weder postuliert noch ausgeschlossen werden kann, erscheint eine weitergehende Untersuchung sinnvoll.
Es sollten Checkpoint inhibierende anti-TNFRSF Rezeptor Antikörper-Fusionsproteine hergestellt und charakterisiert werden. Die agonistische Aktivität TNFR-spezifischer Antikörper wird maßgeblich durch eine Immobilisation über Fcγ-Rezeptoren beeinflusst. In dieser Arbeit erfolgte die Immobilisation der Antikörper-Fusionsproteine über den PD-L1. In funktionellen Assays konnte eine Aktivitätssteigerung der TNFR-spezifischen Domänen mittels PD-L1 vermittelter Immobilisation gezeigt werden.
Chimeric Antigen Receptor Library Screening Using a Novel NF-kappa B/NFAT Reporter Cell Platform
(2019)
Chimeric antigen receptor (CAR)-T cell immunotherapy is under intense preclinical and clinical investigation, and it involves a rapidly increasing portfolio of novel target antigens and CAR designs. We established a platform that enables rapid and high-throughput CAR-screening campaigns with reporter cells derived from the T cell lymphoma line Jurkat. Reporter cells were equipped with nuclear factor kappa B (NF kappa B) and nuclear factor of activated T cells (NFAT) reporter genes that generate a duplex output of enhanced CFP (ECFP) and EGFP, respectively. As a proof of concept, we modified reporter cells with CD19-specific and ROR1-specific CARs, and we detected high-level reporter signals that allowed distinguishing functional from non-functional CAR constructs. The reporter data were highly reproducible, and the time required for completing each testing campaign was substantially shorter with reporter cells (6 days) compared to primary CAR-T cells (21 days). We challenged the reporter platform to a large-scale screening campaign on a ROR1-CAR library, and we showed that reporter cells retrieved a functional CAR variant that was present with a frequency of only 6 in 1.05 x 10(6). The data illustrate the potential to implement this reporter platform into the preclinical development path of novel CAR-T cell products and to inform and accelerate the selection of lead CAR candidates for clinical translation.
Cholangiocarcinoma (CCA) is a heterogeneous group of malignancies with features of biliary tract differentiation. CCA is the second most common primary liver tumour and the incidence is increasing worldwide. CCA has high mortality owing to its aggressiveness, late diagnosis and refractory nature. In May 2015, the "European Network for the Study of Cholangiocarcinoma" (ENS-CCA: www.enscca.org or www.cholangiocarcinoma.eu) was created to promote and boost international research collaboration on the study of CCA at basic, translational and clinical level. In this Consensus Statement, we aim to provide valuable information on classifications, pathological features, risk factors, cells of origin, genetic and epigenetic modifications and current therapies available for this cancer. Moreover, future directions on basic and clinical investigations and plans for the ENS-CCA are highlighted.
Occupational mold exposure can lead to Aspergillus-associated allergic diseases including asthma and hypersensitivity pneumonitis. Elevated IL-17 levels or disbalanced T-helper (Th) cell expansion were previously linked to Aspergillus-associated allergic diseases, whereas alterations to the Th cell repertoire in healthy occupationally exposed subjects are scarcely studied. Therefore, we employed functional immunoassays to compare Th cell responses to A. fumigatus antigens in organic farmers, a cohort frequently exposed to environmental molds, and non-occupationally exposed controls. Organic farmers harbored significantly higher A. fumigatus-specific Th-cell frequencies than controls, with comparable expansion of Th1- and Th2-cell frequencies but only slightly elevated Th17-cell frequencies. Accordingly, Aspergillus antigen-induced Th1 and Th2 cytokine levels were strongly elevated, whereas induction of IL-17A was minimal. Additionally, increased levels of some innate immune cell-derived cytokines were found in samples from organic farmers. Antigen-induced cytokine release combined with Aspergillus-specific Th-cell frequencies resulted in high classification accuracy between organic farmers and controls. Aspf22, CatB, and CipC elicited the strongest differences in Th1 and Th2 responses between the two cohorts, suggesting these antigens as potential candidates for future bio-effect monitoring approaches. Overall, we found that occupationally exposed agricultural workers display a largely balanced co-expansion of Th1 and Th2 immunity with only minor changes in Th17 responses.
Combined MEK‐BRAF inhibition is a well‐established treatment strategy in BRAF‐mutated cancer, most prominently in malignant melanoma with durable responses being achieved through this targeted therapy. However, a subset of patients face primary unresponsiveness despite presence of the activating mutation at position V600E, and others acquire resistance under treatment. Underlying resistance mechanisms are largely unknown, and diagnostic tests to predict tumor response to BRAF‐MEK inhibitor treatment are unavailable.
Multiple myeloma represents the second most common hematologic malignancy, and point mutations in BRAF are detectable in about 10% of patients. Targeted inhibition has been successfully applied, with mixed responses observed in a substantial subset of patients mirroring the widespread spatial heterogeneity in this genomically complex disease. Central nervous system (CNS) involvement is an extremely rare, extramedullary form of multiple myeloma that can be diagnosed in less than 1% of patients. It is considered an ultimate high‐risk feature, associated with unfavorable cytogenetics, and, even with intense treatment applied, survival is short, reaching less than 12 months in most cases. Here we not only describe the first patient with an extramedullary CNS relapse responding to targeted dabrafenib and trametinib treatment, we furthermore provide evidence that a point mutation within the capicua transcriptional repressor (CIC) gene mediated the acquired resistance in this patient.
Clinical and biological characteristics of medullary and extramedullary plasma cell dyscrasias
(2021)
Background: Extramedullary plasma cell (PC) disorders may occur as extramedullary disease in multiple myeloma (MM-EMD) or as primary extramedullary plasmocytoma (pEMP)/solitary osseous plasmocytoma (SOP). In this study, we aimed to obtain insights into the molecular mechanisms of extramedullary spread of clonal PC. Methods: Clinical and biological characteristics of 87 patients with MM-EMD (n = 49), pEMP/SOP (n = 20) and classical MM (n = 18) were analyzed by using immunohistochemistry (CXCR4, CD31, CD44 and CD81 staining) and cytoplasmic immunoglobulin staining combined with fluorescence in situ hybridization (cIg-FISH). Results: High expression of CD44, a cell-surface glycoprotein involved in cell-cell interactions, was significantly enriched in MM-EMD (90%) vs. pEMP/SOP (27%) or classical MM (33%) (p < 0.001). In addition, 1q21 amplification by clonal PC occurred at a similar frequency of MM-EMD (33%), pEMP/SOP (57%) and classical MM (44%). Conversely, del(17p13), t(4;14) and t(14;16) were completely absent in pEMP/SOP. Besides this, 1q21 amplification was identified in 64% of not paraskeletal samples from MM-EMD or pEMP compared to 9% of SOP or paraskeletal MM-EMD/pEMP and 44% of classical MM samples, respectively (p = 0.02). Conclusion: Expression of molecules involved in homing and cytogenetic aberrations differ between MM with or without EMD and pEMP/SOP.
Purpose
The ongoing pandemic caused by the novel severe acute respiratory coronavirus 2 (SARS-CoV-2) has stressed health systems worldwide. Patients with chronic kidney disease (CKD) seem to be more prone to a severe course of coronavirus disease (COVID-19) due to comorbidities and an altered immune system. The study’s aim was to identify factors predicting mortality among SARS-CoV-2-infected patients with CKD.
Methods
We analyzed 2817 SARS-CoV-2-infected patients enrolled in the Lean European Open Survey on SARS-CoV-2-infected patients and identified 426 patients with pre-existing CKD. Group comparisons were performed via Chi-squared test. Using univariate and multivariable logistic regression, predictive factors for mortality were identified.
Results
Comparative analyses to patients without CKD revealed a higher mortality (140/426, 32.9% versus 354/2391, 14.8%). Higher age could be confirmed as a demographic predictor for mortality in CKD patients (> 85 years compared to 15–65 years, adjusted odds ratio (aOR) 6.49, 95% CI 1.27–33.20, p = 0.025). We further identified markedly elevated lactate dehydrogenase (> 2 × upper limit of normal, aOR 23.21, 95% CI 3.66–147.11, p < 0.001), thrombocytopenia (< 120,000/µl, aOR 11.66, 95% CI 2.49–54.70, p = 0.002), anemia (Hb < 10 g/dl, aOR 3.21, 95% CI 1.17–8.82, p = 0.024), and C-reactive protein (≥ 30 mg/l, aOR 3.44, 95% CI 1.13–10.45, p = 0.029) as predictors, while renal replacement therapy was not related to mortality (aOR 1.15, 95% CI 0.68–1.93, p = 0.611).
Conclusion
The identified predictors include routinely measured and universally available parameters. Their assessment might facilitate risk stratification in this highly vulnerable cohort as early as at initial medical evaluation for SARS-CoV-2.
Die CDI ist weltweit die häufigste Ursache der antibiotikaassoziierten nosokomialen Diarrhoe. Sie geht mit steigender Inzidenz, Hospitalisierung und hohen Behandlungskosten in Milliardenhöhe einher. Auch im ambulanten Sektor werden steigende Infektionszahlen gemeldet, die nicht nur ein Problem für die Krankenhäuser, sondern auch für die Pflegeeinrichtungen darstellen.
Ziel dieser Arbeit war es, retrospektiv die CDI-Fälle des Klinikums Aschaffenburg-Alzenau (ausgenommen Kinderklinik) im Zeitraum 01.01.2013 - 25.05.2015 zu erfassen und die antibiotische Initialtherapie zu ermitteln. Für die Diagnose einer CDI wurde ein positiver Toxinnachweis in der Stuhlkultur vorausgesetzt. Im weiteren Fokus standen die Rezidivhäufigkeit, die antibiotische Folgetherapie, die Komplikationen bis hin zu den Todesursachen sowie Präventionsmaßnahmen.
Im o.g. Zeitraum waren 299 Patienten und Patientinnen mit einer CDI hospitalisiert. Das mittlere Alter lag bei 73,8 Jahren. Es handelte sich in der Mehrzahl um multimorbide und immunsupprimierte Patienten und Patientinnen. 61% waren antibiotisch vorbehandelt. Am häufigsten verwendet wurden Breitbandpenicilline (36%), Cephalosporine der 3. Generation (12%) und Fluorchinolone (10%). Über 1/3 der Patienten und Patientinnen wurde mit Mehrfachkombinationen behandelt und bei 2% war eine zytostatische Behandlung vorausgegangen. In der Initialtherapie der CDI kam bei fast der Hälfte Erkrankten (47%) Metronidazol zur Anwendung. Die Rezidivrate lag bei 20%, Mehrfachrezidive traten bei 5,7% auf. Die antibiotische Folgetherapie der CDI erfolgte bei 39% der Patienten und Patientinnen mit Vancomycin oder Fidaxomicin entsprechend den damals geltenden Empfehlungen leitlinienkonform. Rund ¼ aller Erkrankten verstarben, davon 17% CDI-assoziiert. Der fäkale Stuhltransfer, der ab dem 2. Rezidiv empfohlen wird, und die Genotypisierung bei Mehrfachrezidiven wurde in keinem Fall durchgeführt.
2021 wurde die CDI-Behandlungsleitlinie der ESCMID aktualisiert. Statt dem Einsatz von Metronidazol werden nun Fidaxomicin oder Vancomycin, in Rezidivsituationen die Standardantibiose um den Antikörper Bezlotoxumab ergänzt. 06/2023 erschien die Konsultationsfassung der S2k-Leitlinie “Gastrointestinale Infektionen und Morbus Whipple” der DGVS. Die Empfehlungen gleichen sich.
Es kann festgehalten werden, dass die CDI auch im Klinikum Aschaffenburg-Alzenau ein ernstes Problem darstellt, das Präventionsmaßnahmen bedarf. Die Rezidiv- und
Todesraten sind hoch.
In dieser Arbeit konnte bestätigt werden, dass der unbedachte Einsatz von Antibiotika ein wichtiger Hauptrisikofaktor für die Entstehung einer CDI ist. Daher sollte die Indikation für eine antibiotische Therapie streng gestellt werden. Die Daten zeigen ferner, dass die Umsetzung aktueller Leitlinienempfehlungen nicht oder zeitlich verzögert erfolgte.
Seit der Etablierung und Umsetzung des ABS 2017 am Klinikum Aschaffenburg-Alzenau konnte ein Rückgang der CDI um 21% verzeichnet werden. Ein ABS ist eine Möglichkeit die konsequente Anwendung aktueller Empfehlungen im klinischen Alltag umzusetzen und so zu einer höheren Erfolgsrate der Behandlung und einer niedrigeren Rezidivrate beizutragen. Die Umsetzung einer gezielten frühen Diagnostik, Schutz- und Isoliermaßnahmen, Surveillance und regelmäßige Fort- und Weiterbildung der Mitarbeiter*innen sind weitere wichtige Bausteine, die zur Prävention der CDI beitragen.
Infections of the central nervous system (CNS) are infrequently diagnosed in immunocompetent patients, but they do occur in a significant proportion of patients with hematological disorders. In particular, patients undergoing allogeneic hematopoietic stem-cell transplantation carry a high risk for CNS infections of up to 15%. Fungi and Toxoplasma gondii are the predominant causative agents. The diagnosis of CNS infections is based on neuroimaging, cerebrospinal fluid examination and biopsy of suspicious lesions in selected patients. However, identification of CNS infections in immunocompromised patients could represent a major challenge since metabolic disturbances, side-effects of antineoplastic or immunosuppressive drugs and CNS involvement of the underlying hematological disorder may mimic symptoms of a CNS infection. The prognosis of CNS infections is generally poor in these patients, albeit the introduction of novel substances (e.g. voriconazole) has improved the outcome in distinct patient subgroups. This guideline has been developed by the Infectious Diseases Working Party (AGIHO) of the German Society of Hematology and Medical Oncology (DGHO) with the contribution of a panel of 14 experts certified in internal medicine, hematology/oncology, infectious diseases, intensive care, neurology and neuroradiology. Grades of recommendation and levels of evidence were categorized by using novel criteria, as recently published by the European Society of Clinical Microbiology and Infectious Diseases.
Background:
We assessed the diagnostic value of standard clinical methods and combined biomarker testing (galactomannan assay and polymerase chain reaction screening) in a prospective case-control study to detect invasive pulmonary aspergillosis in patients with hematological malignancies and prolonged neutropenia.
Methods:
In this observational study 162 biomarker analyses were performed on samples from 27 febrile neutropenic episodes. Sera were successively screened for galactomannan antigen and for Aspergillus fumigatus specific nucleic acid targets. Furthermore thoracic computed tomography scanning was performed along with bronchoscopy with lavage when clinically indicated. Patients were retrospectively stratified to define a case-group with "proven" or "probable" invasive pulmonary aspergillosis (25.93 %) and a control-group of patients with no evidence for of invasive pulmonary aspergillosis (74.07 %). In 44.44 % of episodes fever ceased in response to antibiotic treatment (group II). Empirical antifungal therapy was administered for episodes with persistent or relapsing fever (group I). 48.15 % of patients died during the study period. Postmortem histology was pursued in 53.85 % of fatalities.
Results:
Concordant negative galactomannan and computed tomography supported by a polymerase chain reaction assay were shown to have the highest discriminatory power to exclude invasive pulmonary aspergillosis. Bronchoalveolar lavage was performed in 6 cases of invasive pulmonary aspergillosis and in 15 controls. Although bronchoalveolar lavage proved negative in 93 % of controls it did not detect IPA in 86 % of the cases. Remarkably post mortem histology convincingly supported the presence of Aspergillus hyphae in lung tissue from a single case which had consecutive positive polymerase chain reaction assay results but was misdiagnosed by both computed tomography and consistently negative galactomannan assay results. For the galactomannan enzyme-immunoassay the diagnostic odds ratio was 15.33 and for the polymerase chain reaction assay it was 28.67. According to Cohen's kappa our in-house polymerase chain reaction method showed a fair agreement with the galactomannan immunoassay. Combined analysis of the results from the Aspergillus galactomannan enzyme immunoassay together with those generated by our polymerase chain reaction assay led to no misdiagnoses in the control group.
Conclusion:
The data from this pilot-study demonstrate that the consideration of standard clinical methods combined with biomarker testing improves the capacity to make early and more accurate diagnostic decisions.
Invasive Aspergillosis (IA) is an opportunistic infection caused by Aspergillus, a ubiquitously present airborne pathogenic mold. A growing number of studies suggest a major host genetic component in disease susceptibility. Here, we evaluated whether 14 single-nucleotide polymorphisms within NFκB1, NFκB2, RelA, RelB, Rel, and IRF4 genes influence the risk of IA in a population of 834 high-risk patients (157 IA and 677 non-IA) recruited through a collaborative effort involving the aspBIOmics consortium and four European clinical institutions. No significant overall associations between selected SNPs and the risk of IA were found in this large cohort. Although a hematopoietic stem cell transplantation (HSCT)-stratified analysis revealed that carriers of the IRF4rs12203592T/T genotype had a six-fold increased risk of developing the infection when compared with those carrying the C allele (ORREC = 6.24, 95%CI 1.25–31.2, P = 0.026), the association of this variant with IA risk did not reach significance at experiment-wide significant threshold. In addition, we found an association of the IRF4AATC and IRF4GGTC haplotypes (not including the IRF4rs12203592T risk allele) with a decreased risk of IA but the magnitude of the association was similar to the one observed in the single-SNP analysis, which indicated that the haplotypic effect on IA risk was likely due to the IRF4rs12203592 SNP. Finally, no evidence of significant interactions among the genetic markers tested and the risk of IA was found. These results suggest that the SNPs on the studied genes do not have a clinically relevant impact on the risk of developing IA.
Understanding the mechanisms of early invasion and epithelial defense in opportunistic mold infections is crucial for the evaluation of diagnostic biomarkers and novel treatment strategies. Recent studies revealed unique characteristics of the immunopathology of mucormycoses. We therefore adapted an alveolar Transwell® A549/HPAEC bilayer model for the assessment of epithelial barrier integrity and cytokine response to Rhizopus arrhizus, Rhizomucor pusillus, and Cunninghamella bertholletiae. Hyphal penetration of the alveolar barrier was validated by 18S ribosomal DNA detection in the endothelial compartment. Addition of dendritic cells (moDCs) to the alveolar compartment led to reduced fungal invasion and strongly enhanced pro-inflammatory cytokine response, whereas epithelial CCL2 and CCL5 release was reduced. Despite their phenotypic heterogeneity, the studied Mucorales species elicited the release of similar cytokine patterns by epithelial and dendritic cells. There were significantly elevated lactate dehydrogenase concentrations in the alveolar compartment and epithelial barrier permeability for dextran blue of different molecular weights in Mucorales-infected samples compared to Aspergillus fumigatus infection. Addition of monocyte-derived dendritic cells further aggravated LDH release and epithelial barrier permeability, highlighting the influence of the inflammatory response in mucormycosis-associated tissue damage. An important focus of this study was the evaluation of the reproducibility of readout parameters in independent experimental runs. Our results revealed consistently low coefficients of variation for cytokine concentrations and transcriptional levels of cytokine genes and cell integrity markers. As additional means of model validation, we confirmed that our bilayer model captures key principles of Mucorales biology such as accelerated growth in a hyperglycemic or ketoacidotic environment or reduced epithelial barrier invasion upon epithelial growth factor receptor blockade by gefitinib. Our findings indicate that the Transwell® bilayer model provides a reliable and reproducible tool for assessing host response in mucormycosis.
Cytomegalovirus (CMV) infection is a major cause of morbidity and mortality following hematopoietic stem cell transplantation (HSCT). Measuring CMV-specific cellular immunity may improve the risk stratification and management of patients. IFN-γ ELISpot assays, based on the stimulation of peripheral blood mononuclear cells with CMV pp65 and IE-1 proteins or peptides, have been validated in clinical settings. However, it remains unclear to which extend the T-cell response to synthetic peptides reflect that mediated by full-length proteins processed by antigen-presenting cells. We compared the stimulating ability of pp65 and IE-1 proteins and corresponding overlapping peptides in 16 HSCT recipients using a standardized IFN-γ ELISpot assay. Paired qualitative test results showed an overall 74.4% concordance. Discordant results were mainly due to low-response tests, with one exception. One patient with early CMV reactivation and graft-versus-host disease, sustained CMV DNAemia and high CD8\(^+\) counts showed successive negative protein-based ELISpot results but a high and sustained response to IE-1 peptides. Our results suggest that the response to exogenous proteins, which involves their uptake and processing by antigen-presenting cells, more closely reflects the physiological response to CMV infection, while the response to exogenous peptides may lead to artificial in vitro T-cell responses, especially in strongly immunosuppressed patients.
Comparison of nonculture blood-based tests for diagnosing invasive aspergillosis in an animal model
(2016)
The European Aspergillus PCR Initiative (EAPCRI) has provided recommendations for the PCR testing of whole blood (WB) and serum/plasma. It is important to test these recommended protocols on nonsimulated "in vivo" specimens before full clinical evaluation. The testing of an animal model of invasive aspergillosis (IA) overcomes the low incidence of disease and provides experimental design and control that is not possible in the clinical setting. Inadequate performance of the recommended protocols at this stage would require reassessment of methods before clinical trials are performed and utility assessed. The manuscript describes the performance of EAPCRI protocols in an animal model of invasive aspergillosis. Blood samples taken from a guinea pig model of IA were used for WB and serum PCR. Galactomannan and beta-D-glucan detection were evaluated, with particular focus on the timing of positivity and on the interpretation of combination testing. The overall sensitivities for WB PCR, serum PCR, galactomannan, and beta-D-glucan were 73%, 65%, 68%, and 46%, respectively. The corresponding specificities were 92%, 79%, 80%, and 100%, respectively. PCR provided the earliest indicator of IA, and increasing galactomannan and beta-D-glucan values were indicators of disease progression. The combination of WB PCR with galactomannan and beta-D-glucan proved optimal (area under the curve AUC], 0.95), and IA was confidently diagnosed or excluded. The EAPRCI-recommended PCR protocols provide performance comparable to commercial antigen tests, and clinical trials are warranted. By combining multiple tests, IA can be excluded or confirmed, highlighting the need for a combined diagnostic strategy. However, this approach must be balanced against the practicality and cost of using multiple tests.
Complement 1q/tumor necrosis factor-related proteins (CTRPs): structure, receptors and signaling
(2023)
Adiponectin and the other 15 members of the complement 1q (C1q)/tumor necrosis factor (TNF)-related protein (CTRP) family are secreted proteins composed of an N-terminal variable domain followed by a stalk region and a characteristic C-terminal trimerizing globular C1q (gC1q) domain originally identified in the subunits of the complement protein C1q. We performed a basic PubMed literature search for articles mentioning the various CTRPs or their receptors in the abstract or title. In this narrative review, we briefly summarize the biology of CTRPs and focus then on the structure, receptors and major signaling pathways of CTRPs. Analyses of CTRP knockout mice and CTRP transgenic mice gave overwhelming evidence for the relevance of the anti-inflammatory and insulin-sensitizing effects of CTRPs in autoimmune diseases, obesity, atherosclerosis and cardiac dysfunction. CTRPs form homo- and heterotypic trimers and oligomers which can have different activities. The receptors of some CTRPs are unknown and some receptors are redundantly targeted by several CTRPs. The way in which CTRPs activate their receptors to trigger downstream signaling pathways is largely unknown. CTRPs and their receptors are considered as promising therapeutic targets but their translational usage is still hampered by the limited knowledge of CTRP redundancy and CTRP signal transduction.
Patients suffering from coronavirus disease-2019 (COVID-19) are susceptible to deadly secondary fungal infections such as COVID-19-associated pulmonary aspergillosis and COVID-19-associated mucormycosis. Despite this clinical observation, direct experimental evidence for severe acute respiratory syndrome coronavirus type 2 (SARS-CoV-2)-driven alterations of antifungal immunity is scarce. Using an ex-vivo whole blood stimulation assay, we challenged blood from twelve COVID-19 patients with Aspergillus fumigatus and Rhizopus arrhizus antigens and studied the expression of activation, maturation, and exhaustion markers, as well as cytokine secretion. Compared to healthy controls, T-helper cells from COVID-19 patients displayed increased expression levels of the exhaustion marker PD-1 and weakened A. fumigatus- and R. arrhizus-induced activation. While baseline secretion of proinflammatory cytokines was massively elevated, whole blood from COVID-19 patients elicited diminished release of T-cellular (e.g., IFN-γ, IL-2) and innate immune cell-derived (e.g., CXCL9, CXCL10) cytokines in response to A. fumigatus and R. arrhizus antigens. Additionally, samples from COVID-19 patients showed deficient granulocyte activation by mold antigens and reduced fungal killing capacity of neutrophils. These features of weakened anti-mold immune responses were largely decoupled from COVID-19 severity, the time elapsed since diagnosis of COVID-19, and recent corticosteroid uptake, suggesting that impaired anti-mold defense is a common denominator of the underlying SARS-CoV-2 infection. Taken together, these results expand our understanding of the immune predisposition to post-viral mold infections and could inform future studies of immunotherapeutic strategies to prevent and treat fungal superinfections in COVID-19 patients.