Kinderklinik und Poliklinik
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Wilms' tumor primary cells display potent immunoregulatory properties on NK cells and macrophages
(2021)
The immune response plays a crucial defensive role in cancer growth and metastasis and is a promising target in different tumors. The role of the immune system in Wilm’s Tumor (WT), a common pediatric renal malignancy, is still to be explored. The characterization of the immune environment in WT could allow the identification of new therapeutic strategies for targeting possible inhibitory mechanisms and/or lowering toxicity of the current treatments. In this study, we stabilized four WT primary cultures expressing either a blastematous (CD56\(^+\)/CD133\(^−\)) or an epithelial (CD56\(^−\)/CD133\(^+\)) phenotype and investigated their interactions with innate immune cells, namely NK cells and monocytes. We show that cytokine-activated NK cells efficiently kill WT cells. However, after co-culture with WT primary cells, NK cells displayed an impaired cytotoxic activity, decreased production of IFNγ and expression of CD107a, DNAM-1 and NKp30. Analysis of the effects of the interaction between WT cells and monocytes revealed their polarization towards alternatively activated macrophages (M2) that, in turn, further impaired NK cell functions. In conclusion, we show that both WT blastematous and epithelial components may contribute directly and indirectly to a tumor immunosuppressive microenvironment that is likely to play a role in tumor progression.
Virale Reaktivierungen treten im Rahmen der Immundefizienz und Immunsuppression nach allogener Stammzelltransplantation häufig auf und können zu schwerwiegenden Komplikationen führen. Ziel dieser retrospektiven Studie war die Charakterisierung von viralen Reaktivierungen im ersten Jahr nach allogener Stammzelltransplantation, die Identifikation von Risikofaktoren sowie die Untersuchung des Einflusses viraler Reaktivierungen auf das Transplantationsoutcome. 107 pädiatrische allogene Stammzelltransplantationen im Zeitrahmen von Januar 2005 bis Dezember 2015 wurden in diesem Zusammenhang auf Infektionen mit dem Epstein-Barr Virus (EBV), Cytomegalovirus (CMV), Humanen Herpesvirus 6 (HHV 6), Herpes simplex Virus (HSV), Varicella zoster Virus (VZV) und Adenovirus (ADV) untersucht.
Die Dissertation untersucht hospitalisierte Patienten in der Kinderklinik des Universitätsklinikum Innsbruck, die wegen einer rotaviren assoziierten Gastroenteritis hospitalisiert wurden. Der Untersuchungszeitraum war von Januar 2002 bis Dezmber 2012.Untersucht wurde die Hospitalisierungsrate, Hospitalisierungsdauer, Hospitalisierungsalter, die Schwere der Erkrankung sowie eine Änderung von nosokomialen und ambulanten Erwerb vor und nach Impfeinführung im Juli 2007.
Perinatal inflammatory stress is strongly associated with adverse pulmonary outcomes after preterm birth. Antenatal infections are an essential perinatal stress factor and contribute to preterm delivery, induction of lung inflammation and injury, pre-disposing preterm infants to bronchopulmonary dysplasia. Considering the polymicrobial nature of antenatal infection, which was reported to result in diverse effects and outcomes in preterm lungs, the aim was to examine the consequences of sequential inflammatory stimuli on endogenous epithelial stem/progenitor cells and vascular maturation, which are crucial drivers of lung development. Therefore, a translational ovine model of antenatal infection/inflammation with consecutive exposures to chronic and acute stimuli was used. Ovine fetuses were exposed intra-amniotically to Ureaplasma parvum 42 days (chronic stimulus) and/or to lipopolysaccharide 2 or 7 days (acute stimulus) prior to preterm delivery at 125 days of gestation. Pulmonary inflammation, endogenous epithelial stem cell populations, vascular modulators and morphology were investigated in preterm lungs. Pre-exposure to UP attenuated neutrophil infiltration in 7d LPS-exposed lungs and prevented reduction of SOX-9 expression and increased SP-B expression, which could indicate protective responses induced by re-exposure. Sequential exposures did not markedly impact stem/progenitors of the proximal airways (P63+ basal cells) compared to single exposure to LPS. In contrast, the alveolar size was increased solely in the UP+7d LPS group. In line, the most pronounced reduction of AEC2 and proliferating cells (Ki67+) was detected in these sequentially UP + 7d LPS-exposed lambs. A similar sensitization effect of UP pre-exposure was reflected by the vessel density and expression of vascular markers VEGFR-2 and Ang-1 that were significantly reduced after UP exposure prior to 2d LPS, when compared to UP and LPS exposure alone. Strikingly, while morphological changes of alveoli and vessels were seen after sequential microbial exposure, improved lung function was observed in UP, 7d LPS, and UP+7d LPS-exposed lambs. In conclusion, although sequential exposures did not markedly further impact epithelial stem/progenitor cell populations, re-exposure to an inflammatory stimulus resulted in disturbed alveolarization and abnormal pulmonary vascular development. Whether these negative effects on lung development can be rescued by the potentially protective responses observed, should be examined at later time points.
Hintergrund: Geflüchtete haben ein hohes Risiko, Multiresistente Erreger (MRE) zu tragen. Infektionen mit MRE (Multiresistente Gram-negative Bakterien [MRGN] und Methicillin-resistenter Staphylococcus aureus [MRSA]) sind mit einer erhöhten Mortalität, Krankenhausaufenthaltsdauer und Krankenhauskosten assoziiert. Der Einfluss von prädisponierenden Faktoren für eine Besiedlung mit MRE ist für Geflüchtete noch unzureichend erforscht. Kenntnisse über prädisponierende Faktoren können helfen, Infektionsschutzmaßnahmen für Geflüchtete in Krankenhäusern anzupassen.
Methodik: Von November 2015 bis April 2016 wurden 134 Geflüchtete am Universitätsklinikum Würzburg auf MRE im Nasen-/Rachen- (MRSA), Rektal- (MDRGN-Enterobacteriaceae, MDRGN-Pseudomonas aeruginosa) und Haut-/Rachenabstrich (MDRGN-Acinetobacter baumannii) gescreent.
Ergebnisse: 62,7% von 134 gescreenten Flüchtlingen waren männlichen Geschlechts und das Durchschnittsalter lag bei 19 Jahren [IQR: 7–31]. 23,9% (n=32) zeigten einen positiven MRE-Befund (MRSA: 3,4 % von 118, 2MDRGN-Neopäd: 19,3 % von 57, 3MDRGN: 13,6 % von 125, 4MDRGN: 0 % von 125). Es wurden 25 Escherichia coli (98,3%), 3 Klebsiella pneumoniae (10,7%) und keine positiven Befunde auf Pseudomonas aeruginosa oder Acinetobacter baumannii gefunden. 3 Geflüchtete (9,6%) zeigten eine Mehrfachbesiedlung und 2 Geflüchtete (6,2%) wiesen eine durch MRE bedingte Infektionserkrankung auf (submandibulärer Abszess, Pyelonephritis). Bei 94 Geflüchteten mit vollständigem Screening waren Geflüchtete mit positivem MRE-Befund im Vergleich zu Geflüchteten mit negativem MRE-Befund jüngeren Alters (Medianalter: 8 Jahre [IQR: 3–36] vs. 24 Jahre [IQR: 14–33]) und vermehrt weiblichen Geschlechts (61,1%). Geflüchtete mit positivem MRE-Befund wiesen zudem im Vergleich vermehrt prädisponierende Faktoren auf, bspw. einen vorherigen Krankenhausaufenthalt (61,1 % vs. 35,5%), chronische Pflegebedürftigkeit (16,7 % vs. 1,3 %) oder eine Fluchtanamnese ≤ 3 Monate (80,0 % vs. 29,4 %).
Schlussfolgerung: Prädisponierende Faktoren spielen eine große Rolle für eine Besiedlung mit MRE. Prospektive Studien sollten folgen, um prädisponierende Faktoren für eine Besiedlung mit MRE bei Geflüchteten besser charakterisieren zu können.
Background
The spondylodysplastic Ehlers-Danlos subtype (OMIM #130070) is a rare connective tissue disorder characterized by a combination of connective tissue symptoms, skeletal features and short stature. It is caused by variants in genes encoding for enzymes involved in the proteoglycan biosynthesis or for a zinc transporter.
Presentation of cases
We report two brothers with a similar phenotype of short stature, joint hypermobility, distinct craniofacial features, developmental delay and severe hypermetropia indicative for a spondylodysplastic Ehlers-Danlos subtype. One also suffered from a recurrent pneumothorax. Gene panel analysis identified two compound heterozygous variants in the B4GALT7 gene: c.641G > A and c.723 + 4A > G. B4GALT7 encodes for galactosyltransferase I, which is required for the initiation of glycosaminoglycan side chain synthesis of proteoglycans.
Conclusions
This is a first full report on two cases with spondylodysplastic Ehlers-Danlos syndrome and the c.723 + 4A > G variant of B4GALT7. The recurrent pneumothoraces observed in one case expand the variable phenotype of the syndrome.
Ziel dieser Arbeit war es, den Einfluss von IL-12 auf die Rezeptoren DNAM-1, TIGIT und CD96 auf NK-Zellen näher zu untersuchen. Wir konnten nachweisen, dass IL-12 den Rezeptor DNAM-1 hochreguliert. CD96 wurde nach 48-stündiger Inkubation mit IL-12 bei frisch isolierten NK-Zellen zunächst ebenfalls hochreguliert, nach längerer in vitro Kultur mit IL-2/IL-15 und anschließender Intervention mit IL-12 für 48h fiel CD96 allerdings wieder unter das Ausgangsniveau ab. Die höchste Steigerung der Expression durch IL-12 konnte an den Rezeptoren CD62L (Adhäsion) und CD161 (Inhibition) beobachtet werden.
Die Ergebnisse wiesen darauf hin, dass IL-12 einen Einfluss auf das Verhältnis der NK-Subpopulationen besitzt, indem es durch Hochregulation von CD56 und Herabregulation von CD16 zu einer Umwandlung von CD56dimCD16+ NK-Zellen zu CD56brightCD16- NK-Zellen beitrug. Während bei beiden Populationen DNAM-1 hochreguliert wurde, stieg die Expression von CD96 in der CD56dim Population, fiel aber in der CD56bright Population. Die Expression von TIGIT verhielt sich in der IL-15 Gruppe gegensätzlich dazu.
IFN-γ konnte die Expression der Liganden für DNAM-1, TIGIT und CD96 auf einer der untersuchten Tumorzelllinien (SK-ES-1) steigern.
Die Zytotoxizität von NK-Zellen konnte nicht durch IL-12 gesteigert werden. Indessen konnten wir feststellen, dass DNAM-1 für die Aufrechterhaltung der zytotoxischen Funktion essentiell war und eine Blockierung von DNAM-1 zu einer drastischen Verringerung derselben geführt hat. Dagegen konnten die NK-Zellen ihre Funktion nach der Blockierung von CD96 weitestgehend aufrechterhalten, es kam allerdings auch nicht zu einer gesteigerten Lyse von Tumorzellen.
Die Ergebnisse verdeutlichten, dass IL-12 zwar die Expression von DNAM-1 auf NK-Zellen zu steigern vermochte, dies allerdings nicht zu einer gesteigerten Zytotoxizität der NK-Zellen gegenüber den getesteten drei Tumorzelllinien geführt hat.
Die Invasive Aspergillose (IA) stellt eine Hauptursache der infektassoziierten Morbidität und Mortalität bei pädiatrischen Patienten mit hämato-onkologischer Grunderkrankung und/oder allogener Stammzelltransplantation dar. Die sichere und frühzeitige Diagnose ist bei Kindern aufgrund spärlicher pädiatrischer Daten weiterhin eine klinische Herausforderung. Die Kombination der Biomarker Galactomannanantigen und Aspergillus DNA hat sich in Erwachsenenstudien als vorteilhaft in der Diagnose der IA erwiesen. Ziel der durchgeführten Studie war daher, die diagnostische Güte des kombinierten Biomarkerscreenings in einer pädiatrischen Hochrisikokohorte zu ermitteln.
Hierfür wurden 39 pädiatrische Patienten, die während eines Zeitraumes von drei Jahren aufgrund einer hämato-onkologischen Grunderkrankung und Notwendigkeit einer Stammzelltransplantation in der Würzburger Kinderklinik behandelt wurden, einem hochstandardisierten, zweimal wöchentlichen Screening auf Galactomannanantigen und fungaler DNA zugeführt. Zusätzlich wurde für jeden Patienten ein breites Spektrum an klinischen Daten sowie mikrobiologischen und radiologischen Ergebnissen erfasst und die IA-Klassifikation nach den EORTC/MSG-Kriterien durchgeführt.
Unsere Daten zeigten eine IA-Inzidenz (probable IA) von 10%, was per definitionem einer Hochrisikokohorte entspricht. Das kombinierte Monitoring der Biomarker Galactomannanantigen und Aspergillus-DNA wies eine hohe diagnostische Genauigkeit mit einer Sensitivität/Spezifität/PPV/NPV von 1.00 und gute Eignung als Screeningtest auf. Die antifungale Prophylaxe zeigte keinen negativen Einfluss auf die diagnostischen Gütekriterien der beiden Biomarker, wie in anderen Studien postuliert. Der Galactomannanindex erwies sich als vielversprechender Surrogatmarker für das Outcome und das Therapieansprechen.
Weiterführende Studien sind notwendig, um festzulegen, ob die Biomarkerkombination eine Detektion asymptomatischer subklinischer Infektionen als eine Art „Frühwarnsystem“ ermöglicht und somit eine Reduktion der Mortalität bedingen kann.
We observed substantial differences in predicted Major Histocompatibility Complex II (MHCII) epitope presentation of SARS-CoV-2 proteins for different populations but only minor differences in predicted MHCI epitope presentation. A comparison of this predicted epitope MHC-coverage revealed for the early phase of infection spread (till day 15 after reaching 128 observed infection cases) highly significant negative correlations with the case fatality rate. Specifically, this was observed in different populations for MHC class II presentation of the viral spike protein (p-value: 0.0733 for linear regression), the envelope protein (p-value: 0.023), and the membrane protein (p-value: 0.00053), indicating that the high case fatality rates of COVID-19 observed in some countries seem to be related with poor MHC class II presentation and hence weak adaptive immune response against these viral envelope proteins. Our results highlight the general importance of the SARS-CoV-2 structural proteins in immunological control in early infection spread looking at a global census in various countries and taking case fatality rate into account. Other factors such as health system and control measures become more important after the early spread. Our study should encourage further studies on MHCII alleles as potential risk factors in COVID-19 including assessment of local populations and specific allele distributions.
Pediatric tumors-mediated inhibitory effect on NK cells: the case of neuroblastoma and Wilms' tumors
(2021)
Natural killer (NK) cells play a key role in the control of cancer development, progression and metastatic dissemination. However, tumor cells develop an array of strategies capable of impairing the activation and function of the immune system, including NK cells. In this context, a major event is represented by the establishment of an immunosuppressive tumor microenvironment (TME) composed of stromal cells, myeloid-derived suppressor cells, tumor-associated macrophages, regulatory T cells and cancer cells themselves. The different immunoregulatory cells infiltrating the TME, through the release of several immunosuppressive molecules or by cell-to-cell interactions, cause an impairment of the recruitment of NK cells and other lymphocytes with effector functions. The different mechanisms by which stromal and tumor cells impair NK cell function have been particularly explored in adult solid tumors and, in less depth, investigated and discussed in a pediatric setting. In this review, we will compare pediatric and adult solid malignancies concerning the respective mechanisms of NK cell inhibition, highlighting novel key data in neuroblastoma and Wilms’ tumor, two of the most frequent pediatric extracranial solid tumors. Indeed, both tumors are characterized by the presence of stromal cells acting through the release of immunosuppressive molecules. In addition, specific tumor cell subsets inhibit NK cell cytotoxic function by cell-to-cell contact mechanisms likely controlled by the transcriptional coactivator TAZ. These findings could lead to a more performant diagnostic approach and to the development of novel immunotherapeutic strategies targeting the identified cellular and molecular targets.