610 Medizin und Gesundheit
Refine
Has Fulltext
- yes (2)
Is part of the Bibliography
- yes (2)
Year of publication
- 2020 (2) (remove)
Document Type
- Journal article (1)
- Doctoral Thesis (1)
Keywords
- gene expression (2) (remove)
A major obstacle in infection biology is the limited ability to recapitulate human disease trajectories in traditional cell culture and animal models, which impedes the translation of basic research into clinics. Here, we introduce a three-dimensional (3D) intestinal tissue model to study human enteric infections at a level of detail that is not achieved by conventional two-dimensional monocultures. Our model comprises epithelial and endothelial layers, a primary intestinal collagen scaffold, and immune cells. Upon Salmonella infection, the model mimics human gastroenteritis, in that it restricts the pathogen to the epithelial compartment, an advantage over existing mouse models. Application of dual transcriptome sequencing to the Salmonella-infected model revealed the communication of epithelial, endothelial, monocytic, and natural killer cells among each other and with the pathogen. Our results suggest that Salmonella uses its type III secretion systems to manipulate STAT3-dependent inflammatory responses locally in the epithelium without accompanying alterations in the endothelial compartment. Our approach promises to reveal further human-specific infection strategies employed by Salmonella and other pathogens.
IMPORTANCE Infection research routinely employs in vitro cell cultures or in vivo mouse models as surrogates of human hosts. Differences between murine and human immunity and the low level of complexity of traditional cell cultures, however, highlight the demand for alternative models that combine the in vivo-like properties of the human system with straightforward experimental perturbation. Here, we introduce a 3D tissue model comprising multiple cell types of the human intestinal barrier, a primary site of pathogen attack. During infection with the foodborne pathogen Salmonella enterica serovar Typhimurium, our model recapitulates human disease aspects, including pathogen restriction to the epithelial compartment, thereby deviating from the systemic infection in mice. Combination of our model with state-of-the-art genetics revealed Salmonella-mediated local manipulations of human immune responses, likely contributing to the establishment of the pathogen's infection niche. We propose the adoption of similar 3D tissue models to infection biology, to advance our understanding of molecular infection strategies employed by bacterial pathogens in their human host.
microRNA-Genexpressionsprofile in Blut-, Haut- und Nervenproben von Patienten mit Polyneuropathien
(2020)
Die Polyneuropathie (PNP) ist die häufigste Störung des peripheren Nervensystems bei Erwachsenen. Die Suche nach der Ursache bleibt in vielen Fällen erfolglos, ist aber unverzichtbar, da die Therapiewahl von der Ätiologie der Erkrankung abhängt. Geeignete Biomarker könnten die Differentialdiagnose unter Umständen erleichtern. microRNAs (miRNAs) sind in dieser Hinsicht vielversprechend, da in vielen Studien bei Nervende- und regenerationsprozessen sowie in neuropathischen Schmerzmodellen eine Dysregulation beschrieben wurde.
In dieser Studie wurde die Expression zweier miRNAs, miR-103a und miR-let-7d, sowie eines Zielmoleküls der miR-103a, des Kalziumkanals Cav1,2, in einer großen Kohorte von PNP-Patienten unterschiedlicher Ätiologie in Blut, Haut- und Nervenbiopsien untersucht. Insgesamt wurden 116 Patienten und 22 Kontroll-probanden in die Studie eingeschlossen. Nach der Isolation von RNA aus weißen Blutzellen (WBC), Haut- und Nervenbiopsien folgte die Expressionsbestimmung mittels qRT-PCR.
Während sich jeweils Unterschiede zwischen PNP-Patienten und Kontrollen und zwischen Patienten mit entzündlicher und solchen mit nicht-entzündlicher PNP zeigten, wurden keine Unterschiede in der Expression zwischen den ätiologischen Subgruppen oder zwischen Patienten mit schmerzhafter und schmerzloser PNP festgestellt. In den Nervenbiopsien der Patientenkohorte ergab sich eine inverse Korrelation der miR-103a und ihrem Zielgen Cacna1c, die darauf hinweisen könnte, dass Cacna1c von der miR-103a negativ reguliert wird.
Da in unserer Patientenkohorte keine Unterschiede zwischen den PNP-Subgruppen auftraten, scheint der Einsatz der miR-103a und miR-let-7d als diagnostische Biomarker zur ätiologischen Einordnung einer PNP nicht gerechtfertigt. Dennoch deuten unsere Ergebnisse auf eine mögliche Rolle der untersuchten miRNAs bei Entstehung und Verlauf von PNP hin. Für ein tieferes pathophysiologisches Verständnis der miRNAs vor allem bei entzündlichen Neuropathien, könnte die Untersuchung von weiteren miRNAs und Zielgenen Aufschluss geben.