Kinderklinik und Poliklinik
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- Institut für Humangenetik (6)
Sonstige beteiligte Institutionen
- Caritas-Krankenhaus Bad Mergentheim (1)
- Department of Medicinal Chemistry, University of Vienna, Althanstraße 14, 1090 Vienna, Austria (1)
- Department of Paediatric Radiology, Institute of Diagnostic and Interventional Radiology, Josef-Schneider-Straße 2, Wuerzburg 97080, Germany (1)
- Department of Pediatrics, Pediatrics I, Innsbruck Medical University, Anichstr. 35, 6020, Innsbruck, Austria (1)
- Department of Pharmaceutical Technology and Biopharmaceutics, University of Vienna, Althanstraße 14, 1090 Vienna, Austria (1)
- Interdisciplinary Center for Clinical Research (IZKF), Würzburg, Germany (1)
- Interdisziplinäres Zentrum für Klinische Forschung (IZKF) (1)
- Kinderklinik Bad Mergentheim (1)
- Klinik für Kinder- und Jugendmedizin des Caritas-Krankenhauses Bad Mergentheim (1)
- Orthopädische Klinik König-Ludwig-Haus (1)
EU-Project number / Contract (GA) number
- 229289 (1)
- 241778 (1)
- 278514 (1)
- 609,020 (1)
- HEALTH-F2-2009-241778 (1)
Natural and cryptic peptides dominate the immunopeptidome of atypical teratoid rhabdoid tumors
(2021)
Background
Atypical teratoid/rhabdoid tumors (AT/RT) are highly aggressive CNS tumors of infancy and early childhood. Hallmark is the surprisingly simple genome with inactivating mutations or deletions in the SMARCB1 gene as the oncogenic driver. Nevertheless, AT/RTs are infiltrated by immune cells and even clonally expanded T cells. However, it is unclear which epitopes T cells might recognize on AT/RT cells.
Methods
Here, we report a comprehensive mass spectrometry (MS)-based analysis of naturally presented human leukocyte antigen (HLA) class I and class II ligands on 23 AT/RTs. MS data were validated by matching with a human proteome dataset and exclusion of peptides that are part of the human benignome. Cryptic peptide ligands were identified using Peptide-PRISM.
Results
Comparative HLA ligandome analysis of the HLA ligandome revealed 55 class I and 139 class II tumor-exclusive peptides. No peptide originated from the SMARCB1 region. In addition, 61 HLA class I tumor-exclusive peptide sequences derived from non-canonically translated proteins. Combination of peptides from natural and cryptic class I and class II origin gave optimal representation of tumor cell compartments. Substantial overlap existed with the cryptic immunopeptidome of glioblastomas, but no concordance was found with extracranial tumors. More than 80% of AT/RT exclusive peptides were able to successfully prime CD8+ T cells, whereas naturally occurring memory responses in AT/RT patients could only be detected for class II epitopes. Interestingly, >50% of AT/RT exclusive class II ligands were also recognized by T cells from glioblastoma patients but not from healthy donors.
Conclusions
These findings highlight that AT/RTs, potentially paradigmatic for other pediatric tumors with a low mutational load, present a variety of highly immunogenic HLA class I and class II peptides from canonical as well as non-canonical protein sources. Inclusion of such cryptic peptides into therapeutic vaccines would enable an optimized mapping of the tumor cell surface, thereby reducing the likelihood of immune evasion.
Respiratory syncytial virus (RSV) is a leading cause of severe lower respiratory tract infection in early childhood. Underlying pathomechanisms of elevated pulmonary morbidity in later infancy are largely unknown. We found that RSV-infected H441 cells showed increased mRNA expression of connective tissue growth factor (CTGF), a key factor in airway remodeling. Additional dexamethasone treatment led to further elevated mRNA levels, indicating additive effects. Caffeine treatment prevented RSV-mediated increase in CTGF mRNA. RSV may be involved in airway remodeling processes by increasing CTGF mRNA expression. Caffeine might abrogate these negative effects and thereby help to restore lung homeostasis.
Background
Infants with history of prematurity (<37 weeks gestation) and low birth weight (LBW, <2500 g) are at high risk of infection due to functional immaturity of normal physical and immunological defense mechanisms. Despite current recommendations that infants with history of prematurity/LBW should receive routine immunization according to the same schedule and chronological age as full-term infants, immunization is often delayed.
Methods
Here we summarize 10 clinical studies and 15 years of post-marketing safety surveillance of GSK’s hexavalent vaccine (DTPa-HBV-IPV/Hib), a combined diphtheria-tetanus-acellular-pertussis-hepatitis-B-inactivated-poliovirus-Haemophilus influenzae-type-b (Hib) conjugate vaccine, when administered alone, or co-administered with pneumococcal conjugate, rotavirus, and meningococcal vaccines and respiratory syncytial virus IgG to infants with history of prematurity/LBW in clinical trials.
Results
At least 92.5% of infants with history of prematurity/LBW as young as 24 weeks gestation in clinical studies were seropositive to all vaccine antigens after 3-dose primary vaccination with GSK’s hexavalent DTPa-HBV-IPV/Hib vaccine, with robust immune responses to booster vaccination. Seropositivity rates and antibody concentrations to hepatitis B and Hib appeared lower in infants with history of prematurity/LBW than term infants. Between 13–30% of medically stable infants with history of prematurity developed apnea after vaccination with GSK’s hexavalent DTPa-HBV-IPV/Hib vaccine; usually after dose 1. The occurrence of post-immunization cardiorespiratory events appears to be influenced by the severity of any underlying neonatal condition. Most cardiorespiratory events resolve spontaneously or require minimal intervention. GSK’s hexavalent DTPa-HBV-IPV/Hib vaccine was well tolerated in co-administration regimens.
Conclusion
GSK’s hexavalent DTPa-HBV-IPV/Hib vaccine alone or co-administered with other pediatric vaccines has a clinically acceptable safety and immunogenicity profile when used in infants with history of prematurity/LBW for primary and booster vaccination. Additional studies are needed in very premature and very LBW infants. However, currently available data support using GSK’s hexavalent DTPa-HBV-IPV/Hib vaccine to immunize infants with history of prematurity/LBW according to chronological age.
Characterization of a novel OTX2-driven stem cell program in Group 3 and Group 4 medulloblastoma
(2018)
Medulloblastoma (MB) is the most common malignant primary pediatric brain cancer. Among the most aggressive subtypes, Group 3 and Group 4 originate from stem/progenitor cells, frequently metastasize, and often display the worst prognosis, yet we know the least about the molecular mechanisms driving their progression. Here, we show that the transcription factor orthodenticle homeobox 2 (OTX2) promotes self-renewal while inhibiting differentiation in vitro and increases tumor initiation from MB stem/progenitor cells in vivo. To determine how OTX2 contributes to these processes, we employed complementary bioinformatic approaches to characterize the OTX2 regulatory network and identified novel relationships between OTX2 and genes associated with neuronal differentiation and axon guidance signaling in Group 3 and Group 4 MB stem/progenitor cells. In particular, OTX2 levels were negatively correlated with semaphorin (SEMA) signaling, as expression of 9 SEMA pathway genes is upregulated following OTX2 knockdown with some being potential direct OTX2 targets. Importantly, this negative correlation was also observed in patient samples, with lower expression of SEMA4D associated with poor outcome specifically in Group 4 tumors. Functional proof-of-principle studies demonstrated that increased levels of select SEMA pathway genes are associated with decreased self-renewal and growth in vitro and in vivo and that RHO signaling, known to mediate the effects of SEMA genes, is contributing to the OTX2 KD phenotype. Our study provides mechanistic insight into the networks controlled by OTX2 in MB stem/progenitor cells and reveals novel roles for axon guidance genes and their downstream effectors as putative tumor suppressors in MB.
Objectives
Parapneumonic pleural effusions/empyema (PPE/PE) are severe complications of community-acquired pneumonia. We investigated the bacterial aetiology and incidence of paediatric PPE/PE in Germany after the introduction of universal pneumococcal conjugate vaccine (PCV) immunization for infants.
Methods
Children <18 years of age hospitalized with pneumonia-associated PPE/PE necessitating pleural drainage or persisting >7 days were reported to the German Surveillance Unit for Rare Diseases in Childhood between October 2010 and June 2017. All bacteria detected in blood or pleural fluid (by culture/PCR) were included, with serotyping for Streptococcus pneumoniae.
Results
The median age of all 1447 PPE/PE patients was 5 years (interquartile range 3–10). In 488 of the 1447 children with PPE/PE (34%), 541 bacteria (>40 species) were detected. Aerobic gram-positive cocci accounted for 469 of 541 bacteria detected (87%); these were most frequently Streptococcus pneumoniae (41%), Streptococcus pyogenes (19%) and Staphylococcus aureus (6%). Serotype 3 accounted for 45% of 78 serotyped S. pneumoniae strains. Annual PPE/PE incidence varied between 14 (95%CI 12–16) and 18 (95%CI 16–21) PPE/PE per million children. Incidence of S. pneumoniae PPE/PE decreased from 3.5 (95%CI 2.5–4.6) per million children in 2010/11 to 1.5 (95%CI 0.9–2.4) in 2013/14 (p 0.002), followed by a re-increase to 2.2 (95%CI 1.5–3.2) by 2016/17 (p 0.205).
Conclusions
In the era of widespread PCV immunization, cases of paediatric PPE/PE were still caused mainly by S. pneumoniae and, increasingly, by S. pyogenes. The re-increase in the incidence of PPE/PE overall and in S. pneumoniae-associated PPE/PE indicates ongoing changes in the bacterial aetiology and requires further surveillance.
In der Pathogenese der Psoriasis spielen IL 17 und die Plastizität von Tregs zu Th17 Zellen mit Produktion proinflammatorischer Zytokine sowie die möglicherweise reduzierte suppressive Funktion von Tregs eine entscheidende Rolle. Wir versuchten daher in unserer Arbeit einen Überblick über die T Zellverteilung im peripherem Blut bei PSO und HC zu erhalten und die Reaktion der Zellen auf IL 17, anti IL 17 und Secukinumab sowie ein Th 17 induzierendes Milieu im Vergleich von PSO und HC zu evaluieren.
In der Analyse der PBMCs von PSO und HC konnten bei PSO tendenziell weniger inflammatorische Marker, wahrscheinlich aufgrund der niedrigen Krankheitsaktivität und der bereits eingeleiteten medikamentösen Therapie festgestellt werden.
Nach Isolierung der Tregs und Kultivierung konnten bei PSO im Vergleich zu HC erhöhte inflammatorische Marker nachgewiesen werden. Dies kann an der höheren Plastizität von Tregs bei PSO ex vivo ohne den Einfluss einer medikamentösen Therapie hin zu inflammatorischen Zellen.
In den Suppressionsversuchen zeigte sich sowohl bei PSO als auch bei HC unter Th17 Milieu eine verminderte Inhibition der PBMCs durch die autologen Tregs.
Ursächlich hierfür könnte eine Dysregulation der Tregs durch das Th17 Milieu oder eine Auswirkung des Th17-induzierenden Cocktails auf die PBMCs im Sinne einer Effektorresistenz gegenüber den Tregs sein.
Eine Veränderung der Suppression ergab sich für IL 17 oder anti IL 17 nicht. Unter der gleichzeitigen Kultivierung mit Secukinumab und einem Th17 induzierendem Cocktail konnte keine verbesserte Inhibition festgestellt werden.
Insgesamt bestätigt die Arbeit eine Instabilität der Tregs bei PSO mit der Möglichkeit der Plastizität zu Th17 Zellen unter proinflammatorischem Milieu, sowie einen Verlust der Suppressionsfähigkeit durch eine Treg Dysfunktion oder eine erhöhte Effektorresistenz. Für IL 17 oder die Blockade von IL 17 durch monoklonale Antikörper konnte in unserer Studie kein Einfluss festgestellt werden.
The regulation of immune cell migration throughout the body is essential to warrant immunosurveillance and to maintain immune homeostasis. Marking and tracking of these cells has proven important to study mechanisms of immune cell trafficking and cell interaction in vivo. Photoconversion is a well-suited technique for intravital application because it enables contactless time- and location-specific marking of cells in the tissue without surgically manipulating the microenvironment of the cells in question. However, in dividing cells the converted fluorescent protein may decline quickly. Here, we provide a detailed description of the photoconversion technique and its applicability to tracking highly proliferating T cells from the priming site of T cell activation to peripheral target organs of effector function in a preclinical model. Dendra2+ T cells were photoconverted in the Peyer’s patches during the initiation phase of acute graft-versus-host disease (GvHD) and tracked through the mesenteric lymph nodes and the peripheral blood to the small intestine with flow cytometry and intravital two-photon microscopy. Photoconverted alloreactive T cells preserved the full proliferative capacity, homing, and migration of alloreactive T cells in the intestinal lamina propria. We conclusively proved that photoconversion of highly proliferative alloreactive T cells in the Peyer’s patches is an effective tool to study trafficking of alloreactive T cells under physiologic conditions and to GvHD target tissues. This technique can also be applied to the study of immune cell tracking under inflammatory and non-inflammatory conditions.
In dieser Arbeit wurde der Impfstatus der Würzburger Medizinstudierenden von 2004-2020 entsprechend der jeweils im sechsten Semester geltenden STIKO Empfehlungen ausgewertet (im folgenden Impfquote genannt) und mit den Ergebnissen von Studien an Universitäten in Frankfurt, Bochum und Dresden, sowie der Allgemeinbevölkerung und dem medizinischen Personal in Deutschland verglichen. Außerdem wurde ausgewertet, inwiefern das Angebot der Nachimpfungen im Impfkurs angenommen wurde und mögliche Zusammenhänge mit aufgedeckten Impflücken wurden diskutiert.
Bei manchen impfpräventablen Infektionskrankheiten (IPIE) wie Pertussis war von 2004-2020 ein deutlicher Anstieg der Impfquote (von <2% auf knapp 90%) zu beobachten, bei anderen, wie Tetanus war bereits seit 2004 eine Impfquote von etwa 75-90% zu sehen, der über die gesamte Beobachtungszeit auf etwa 85-90% anstieg.
Im Vergleich zu anderen Studien mit Medizinstudierenden anderer Universitäten in Deutschland schnitten die Würzburger Medizinstudierenden in Bezug auf Masern, Mumps, Röteln und Varizellen mit Impfquoten um die 80-90% oder höher im Vergleich zu 73-86% in den anderen Städten durchweg besser ab. Bei Hepatitis B war anfangs eine vergleichbare (65-90%), später eine höhere Impfquote (um die 80%) als in den Vergleichsstudien (um die 40%) zu beobachten. In Bezug auf Tetanus (Impfquote im Schnitt 85,2%), Diphtherie (Impfquote im Schnitt 82,9%), Pertussis (Impfquote im Schnitt 49,3%) und Influenza (Impfung in Vorsaison im Schnitt bei 29,3%) waren die Daten aus Würzburg gut mit den Daten aus Vorstudien in ähnlichen Zeiträumen vergleichbar.
Im Vergleich zu Daten zur Impfquote bei Meningokokken und HPV aus der Allgemeinbevölkerung lagen die Würzburger Medizinstudierenden von 2017-2020 über den dort verzeichneten Werten (48% zu 29% bzw. 63% zu 53). Im Vergleich zu Daten der Impfsurveillance des RKI aus 2020 zeigte sich der Effekt der Impfempfehlung bei Kindern (Meningokokken: 90% der 4-7 Jährigen, HPV: 63,3% der 14 Jährigen). Bei der Pneumokokken Impfung gaben – obwohl die STIKO Empfehlung nicht auf medizinisches Personal zutrifft – 10,8% der Studierenden an, mindestens einmal geimpft zu sein. Dies könnte ein erhöhtes Gesundheitsbewusstsein der Medizinstudierenden widerspiegeln.
Zusammenfassend kann gesagt werden, dass der Anteil der Würzburger Medizinstudierenden, deren Impfstatus für die einzelnen IPIE den STIKO Empfehlungen für medizinisches Personal entsprach, über die Jahre 2004 bis 2020 angestiegen ist. Zum Großteil lag der Anteil der Studierenden mit Impfstatus entsprechend den STIKO Empfehlungen über dem aus den Studien der anderen Universitäten.
Trotzdem blieben noch deutliche Lücken im Impfstatus, bspw. bei Pertussis oder Masern, und Wissen der Würzburger Medizinstudierenden bestehen. Diese Lücken werden sich auf Dauer in die Ärzteschaft und schließlich auch in die Empfehlungen durch das ärztliche Personal fortsetzen. Deshalb sollte ein besonderer Fokus auf die Verbesserung des Impfstatus Medizinstudierender gelegt werden, beispielsweise durch regelmäßige verpflichtende Kontrollen durch Betriebärzt*in, intensivierte Lehre sowie bessere Aufklärung bereits zu Beginn des Studiums.
Das Format des Impfkurses, wie er in Würzburg durchgeführt wird, scheint ein gut gewähltes Format, um den Studierenden die Möglichkeit zu geben, ihren eigenen Impfstatus zu überprüfen und diesen weiter zu verbessern. Die Impfquote der Studierenden lag in den Jahren 2014 bis 2020 – den Jahren, in denen die Nachimpfungen im Kurs erfasst wurden – im Schnitt nach dem Kurs bei fast allen IPIE über 90%. Nur bei Pertussis lag die Impfquote nach dem Kurs bei 83,4% (vgl. vor dem Kurs 68,4%). Durch nationale Vereinheitlichung der Lehre im NKLM zum Thema Impfen, frühe Auseinandersetzung mit dem Thema und regelmäßige Überprüfung des eigenen Impfstatus sowie niederschwellige Impfangebote im Medizinstudium, kann einerseits eine Verbesserung des Impfstatus von Medizinstudierenden erreicht werden. Andererseits können so auch insgesamt bessere Impfquoten in der Bevölkerung durch die verbesserte Ausbildung von Ärztinnen bereits im Medizinstudium erzielt werden.
Introduction: The German PID-NET registry was founded in 2009, serving as the first national registry of patients with primary immunodeficiencies (PID) in Germany. It is part of the European Society for Immunodeficiencies (ESID) registry. The primary purpose of the registry is to gather data on the epidemiology, diagnostic delay, diagnosis, and treatment of PIDs.
Methods: Clinical and laboratory data was collected from 2,453 patients from 36 German PID centres in an online registry. Data was analysed with the software Stata® and Excel.
Results: The minimum prevalence of PID in Germany is 2.72 per 100,000 inhabitants. Among patients aged 1-25, there was a clear predominance of males. The median age of living patients ranged between 7 and 40 years, depending on the respective PID. Predominantly antibody disorders were the most prevalent group with 57% of all 2,453 PID patients (including 728 CVID patients). A gene defect was identified in 36% of patients. Familial cases were observed in 21% of patients. The age of onset for presenting symptoms ranged from birth to late adulthood (range 0-88 years). Presenting symptoms comprised infections (74%) and immune dysregulation (22%). Ninety-three patients were diagnosed without prior clinical symptoms. Regarding the general and clinical diagnostic delay, no PID had undergone a slight decrease within the last decade. However, both, SCID and hyper IgE-syndrome showed a substantial improvement in shortening the time between onset of symptoms and genetic diagnosis. Regarding treatment, 49% of all patients received immunoglobulin G (IgG) substitution (70%-subcutaneous; 29%-intravenous; 1%-unknown). Three-hundred patients underwent at least one hematopoietic stem cell transplantation (HSCT). Five patients had gene therapy.
Conclusion: The German PID-NET registry is a precious tool for physicians, researchers, the pharmaceutical industry, politicians, and ultimately the patients, for whom the outcomes will eventually lead to a more timely diagnosis and better treatment.