The measurement of transepithelial electrical resistance (TEER) is a common technique to determine the barrier integrity of epithelial cell monolayers. However, it is remarkable that absolute TEER values of similar cell types cultured under comparable conditions show an immense heterogeneity. Based on previous observations, we hypothesized that the heterogeneity of absolute TEER measurements can not only be explained by maturation of junctional proteins but rather by dynamics in the absolute length of cell junctions within monolayers. Therefore, we analyzed TEER in epithelial cell monolayers of Caco2 cells during their differentiation, with special emphasis on both changes in the junctional complex and overall cell morphology within monolayers. We found that in epithelial Caco2 monolayers TEER increased until confluency, then decreased for some time, which was then followed by an additional increase during junctional differentiation. In contrast, permeability of macromolecules measured at different time points as 4 kDA fluorescein isothiocyanate (FITC)-dextran flux across monolayers steadily decreased during this time. Detailed analysis suggested that this observation could be explained by alterations of junctional length along the cell borders within monolayers during differentiation. In conclusion, these observations confirmed that changes in cell numbers and consecutive increase of junctional length have a critical impact on TEER values, especially at stages of early confluency when junctions are immature.

Despite the increasing incidence and prevalence of Crohn’s Disease (CD), no curative options exist and treatment remains complex. While therapy has mainly focused on medical approaches in the past, growing evidence reveals that in cases of limited inflammation, surgery can suffice as an alternative primary treatment. We retrospectively assessed the disease course and outcomes of 103 patients with terminal Ileitis who underwent primary surgery (n = 29) or received primary medical treatment followed by surgery (n = 74). Primary endpoint was the need for immunosuppressive medication after surgical treatment (ileocecal resection, ICR) during a two-years follow-up. Rates for laparoscopic ICR were enhanced in case of early surgery, but no differences were seen for postoperative complications. In case of immunosuppressive medication, patients with ICR at an early state of disease needed significantly less anti-inflammatory medication during the two-year postoperative follow-up compared to patients who were primarily treated medically. Furthermore, in a subgroup analysis for patients with localized ileocecal disease manifestation, early surgery consistently resulted in a decreased amount of medical therapy postoperatively. In conclusion primary ICR is safe and effective in patients with limited CD, and the need for immunosuppressive medication during the postoperative follow-up is low compared to patients receiving surgery at a later stage of disease.

Background The most threatening metastases in breast cancer are brain metastases, which correlate with a very poor overall survival, but also a limited quality of life. A key event for the metastatic progression of breast cancer into the brain is the migration of cancer cells across the blood-brain barrier (BBB). Methods We adapted and validated the CD34\(^+\) cells-derived human in vitro BBB model (brain-like endothelial cells, BLECs) to analyse the effects of patient serum on BBB properties. We collected serum samples from healthy donors, breast cancer patients with primary cancer, and breast cancer patients with, bone, visceral or cerebral metastases. We analysed cytokine levels in these sera utilizing immunoassays and correlated them with clinical data. We used paracellular permeability measurements, immunofluorescence staining, Western blot and mRNA analysis to examine the effects of patient sera on the properties of BBB in vitro. Results The BLECs cultured together with brain pericytes in transwells developed a tight monolayer with a correct localization of claudin-5 at the tight junctions (TJ). Several BBB marker proteins such as the TJ proteins claudin-5 and occludin, the glucose transporter GLUT-1 or the efflux pumps PG-P and BCRP were upregulated in these cultures. This was accompanied by a reduced paracellular permeability for fluorescein (400 Da). We then used this model for the treatment with the patient sera. Only the sera of breast cancer patients with cerebral metastases had significantly increased levels of the cytokines fractalkine (CX3CL1) and BCA-1 (CXCL13). The increased levels of fractalkine were associated with the estrogen/progesterone receptor status of the tumour. The treatment of BLECs with these sera selectively increased the expression of CXCL13 and TJ protein occludin. In addition, the permeability of fluorescein was increased after serum treatment. Conclusion We demonstrate that the CD34\(^+\) cell-derived human in vitro BBB model can be used as a tool to study the molecular mechanisms underlying cerebrovascular pathologies. We showed that serum from patients with cerebral metastases may affect the integrity of the BBB in vitro, associated with elevated concentrations of specific cytokines such as CX3CL1 and CXCL13.

Ureaplasma species are common colonizers of the adult genitourinary tract and often considered as low-virulence commensals. Intraamniotic Ureaplasma infections, however, facilitate chorioamnionitis and preterm birth, and cases of Ureaplasma-induced neonatal sepsis, pneumonia, and meningitis raise a growing awareness of their clinical relevance. In vitro studies are scarce but demonstrate distinct Ureaplasma-driven impacts on immune mechanisms. The current study addressed cytokine and chemokine responses upon exposure of native or lipopolysaccharide (LPS) co-stimulated human brain microvascular endothelial cells (HBMEC) to Ureaplasma urealyticum or U. parvum, using qRT-PCR, RNA sequencing, multi-analyte immunoassay, and flow cytometry. Ureaplasma exposure in native HBMEC reduced monocyte chemoattractant protein (MCP)-3 mRNA expression (p < 0.01, vs. broth). In co-stimulated HBMEC, Ureaplasma spp. attenuated LPS-evoked mRNA responses for C-X-C chemokine ligand 5, MCP-1, and MCP-3 (p < 0.05, vs. LPS) and mitigated LPS-driven interleukin (IL)-1α protein secretion, as well as IL-8 mRNA and protein responses (p < 0.05). Furthermore, Ureaplasma isolates increased C-X-C chemokine receptor 4 mRNA levels in native and LPS co-stimulated HBMEC (p < 0.05). The presented results may imply immunomodulatory capacities of Ureaplasma spp. which may ultimately promote chronic colonization and long-term neuroinflammation.

Als Therapieversuch bei Plexusläsionen wird die Replantation ausgerissener Vorderwurzelfasern durchgeführt. Voraussetzung für die erfolgreiche Regeneration von Motoneuronaxonen sind 1. Überleben einer ausreichenden Anzahl von Motoneuronen 2. erfolgreiche Wiederherstellung der Kontuität ausgerissener Axone mit dem Rückenmark und 3. funktionelle Hochwertigkeit regenerierter Axone. Neurotrophe Faktoren können Überleben und Regenerationsfähigkeit von Motoneuronen fördern. Gegenstand der vorliegenden Arbeit war die Analyse des Einflusses von CNTF und BDNF auf die Regeneration von Motoneuronaxonen nach Ausriss und Replantation im Segment C7 nach einer Überlebenszeit von 3 Wochen bzw. 6 Monaten. Vervollständigt wurden diese Untersuchungen durch detaillierte morphologische Analysen von Spinalganglien, durchtrennter Hinterwurzel und verletztem Hinterhorn. In verschiedenen Gruppen von adulten Kaninchen wurden CNTF, BDNF, oder beide Faktoren auf die ventrolaterale Replantationsstelle appliziert, Kontrollen wurden ohne Faktor belassen (n>5). Die Überlebenszeit der Versuchstiere lag bei 3 Wochen (n=3 Kontrollen) und 6 Monaten (n=27). Aus dem perfundiertem Gewebe wurden Semidünnschnitte durch Vorderwurzel/Spinalganglien und Kryostatserienschnitte durch das Segment C7 angefertigt. DiI-Fluoreszenztracing, Markscheidenfärbung, eine modifizierte Klüver-Barrera-Färbung der Kryostatschnitte sowie eine Touloidinblaufärbung der Semidünnschnitte ermöglichte die morphologische und morphometrische Analyse des Gewebes. Die Anzahl der überlebenden Motoneurone lag nach sechs Monaten bei allen Versuchsgruppen bei etwa 30%. Fluoreszenz-Tracing und Markscheidenfärbungen von Serienschnitten zeigten, dass Axone sowohl über die ursprünglichen ventralen Austrittstellen als auch über die ventrolaterale Replantationsstelle das Rückenmark verließen und im Bereich des Spinalganglions eine kompakte Vorderwurzel bildeten. Ventral austretende Axone zeigten signifikant größere Durchmesser als lateral austretende. Ausmaß und Art der Regeneration waren interindividuell unterschiedlich, die besten Ergebnisse zeigte die Replantation nah am ursprünglichen Austrittsort der Vorderwurzel. Unterschiede zwischen den Gruppen waren nicht deutlich. In Semidünnschnitten durch die regenerierte Vorderwurzel fanden sich nach drei Wochen kaum intakte, myelinisierte Axone, nach sechs Monaten war die Zahl der Axone auf etwa 45% der Zahl der gesunden Seite angestiegen. Regenerierte Axone waren dünn, typische Motoneuronaxone stellten nur einen kleinen Teil der regenerierten Axone. Gruppenunterschiede fanden sich im Axon-Myelinverhältnis, das bei Kontrollen der replantierten Seiten signifikant erniedrigt war. Diese Erniedrigung war noch vorhanden, jedoch nicht mehr signifikant bei Tieren, die mit CNTF- und BDNF-behandelt wurden. Die replantierten Vorderwurzeln der CNTF+BDNF-Gruppe zeigte überwiegend eine signifikant bessere Myelinisierung als die replantierten Kontrollen. An der früheren Hinterwurzeleintrittszone am Rückenmark wurden in Tieren mit geringem Verletzungsausmaß kleine ZNS-Gewebsprotrusionen beobachtet, in denen sich myelinisierte Axone befanden. Diese Axone zeigten eine Wachstumsrichtung in die Peripherie, was auf eine Sprossung der sensorischen Rückenmarksneurone schließen lässt. Innerhalb des Spinalganglions waren Neuron- und Axondichte auf den verletzten Seiten nicht wesentlich verändert. Eine leichte Abnahme des relativen Anteils großer Neurone und Axone wurde in den verletzten Seiten der Kontrollgruppe beobachtet. Für Axone war diese Abnahme statistisch signifikant. Im Gegensatz dazu war dies in Tieren, die mit neurotrophen Faktoren behandelt wurden, nicht zu beobachten. Bei allen Tieren zeigte sich ein beträchtliches Auswachsen von Hinterwurzelaxonen aus dem Spinalganglion. Diese Axone fanden keine spontane Verbindung mit dem proximalen Rest der Wurzel, sondern waren durch Bindegewebe eingehüllt. Bei etwa der Hälfte der Tiere zeigte sich, dass einer Untergruppe dieser Axone in Richtung des Narbengewebes der replantierten Vorderwurzel gewachsen war und über Defekte in der Bindegewebshülle teilweise sogar in die Vorderwurzel einwuchsen. Ein möglicher Einfluss der applizierten neurotrophen Faktoren auf das quantitative Regenerationsergebnis scheint also in diesem Modell gering zu sein. Auf eine qualitative Verbesserung deutet die Normalisierung des Axon-Myelinverhältnisses großer regenerierter Axone bei Kombinationsbehandlung hin. Die im vorliegenden Modell beträchtliche Regenerationskapazität der Hinterwurzel scheint bisher unterschätzt worden zu sein. Das unerwartete Einwachsen von Hinterwurzelaxonen in die Vorderwurzel könnte mit einer funktionellen Beeinträchtigung der regenerierten Vorderwurzel verbunden sein.