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Prognostische und prädiktive Biomarker in Adenokarzinomen des ösophagogastralen Übergangs (AEG)
Get PDFB cell metabolism in autoimmunity
No full textBereits seit einigen Jahren ist bekannt, dass Immunzellen ihren Metabolismus nach der Aktivierung grundlegend verändern. Dieser Prozess ist essentiell für das Gelingen der Immunantwort. Während die Hintergründe und Auswirkungen dieses Prozesses auf verschiedene Immunzellen wie T-Zellen und Makrophagen im Detail untersucht worden sind, fehlen diese Erkenntnisse bei den Zellen der B-Zell-Familie. Diese Arbeit zielt daher darauf ab, das metabolische Profil der B-Zellen und Plasmazellen zu beschreiben. Diese Erkenntnisse sollen dann genutzt werden, um die Funktionsfähigkeit der B-Zellen und
Plasmazellen über die pharmazeutische Inhibition der jeweiligen metabolischen Profile zu beeinflussen.
B-Zellen und Plasmazellen wurden mit Hilfe der Durchflusszytometrie hinsichtlich ihrer grundlegenden metabolischen Parameter wie der Glukoseaufnahme oder der mitochondrialen Masse auf Einzelzell-Level analysiert. Zusätzlich wurden die Biosynthese der Antikörper und die Aktivität der unfolded protein response (UPR) untersucht. Die Messung dieser Parameter erfolgte jeweils nach der Behandlung mit dem Glykolyseinhibitor 2-Deoxyglukose (2-DG) oder eine Kontrollsubstanz. In vitro wurden entweder isolierte B-Zellen durch Zugabe von Lipopolysacchariden (LPS) aktiviert oder übergreifend alle Milzzellen ohne zusätzliche Stimulation untersucht. Für die in vivo Versuche wurden B6.NZM-Sle1NZM2410/Aeg Sle2NZM2410/Aeg Sle3NZM2410/Aeg/Lmoj (BcN) Mäuse verwendet, die aufgrund der Entfernung von drei Lupus-Suszeptibilitäts-Loci Lupus-ähnliche Symptome entwickeln. Den Mäusen wurde 2-DG injiziert, um die Effekte von 2-DG auf die Zellen der B-Zell-Familie in der Milz und im Knochenmark zu analysieren.
Plasmazellen aus der Milz zeigten eine hohe Glukoseaufnahme, aber eine nur geringe mitochondriale Masse. Die Behandlung dieser Zellen mit 2-DG führte zu einem deutlichen Rückgang der Zahl an Plasmazellen, sowohl in vitro wie auch in vivo. Im Gegensatz dazu wurde die Anzahl an Plasmazellen im Knochenmark in vivo nicht durch die 2-DG Injektion beeinflusst. In vitro sorgte die Behandlung der Plasmazellen mit 2-DG zu einer Reduktion der Konzentration an IgM, IgG und IgA Antikörper im Überstand der Zellkultur, obwohl lediglich die Anzahl der IgM+ Plasmazellen durch die Behandlung
reduziert wurde. Während ihre Anzahl gleich blieb, wiesen die IgG+ und IgA+ Plasmazellen erhöhte Konzentrationen an Antikörpern im Inneren der Zellen und eine verstärkte UPR Aktivität auf. Einige (aber nicht alle) dieser Effekte konnten durch die Zugabe von Mannose zur Zellkultur gelindert oder komplett verhindert werden. Diesen Effekt entfaltete Mannose nicht, wenn statt 2-DG der strukturell sehr ähnliche Glykolyseinhibitor 2-Fluorodeoxyglukose (2-FDG) verwendet wurde.
Zusammenfassend zeigen diese Daten, dass Plasmazellen nach der Differenzierung zur aeroben Glykolyse neigen, ein Profil, das auch andere mTOR-abhängige Immunzellen wie Typ 1 oder Typ 17 T-Helferzellen (Th1 und Th17) oder M1 Makrophagen aufweisen. Ihre Abhängigkeit von der aeroben Glykolyse macht die Plasmazellen anfällig für Glykolyseinhibitoren.
Obwohl ein Teil der Wirkung von 2-DG auch auf seine Funktion als Glykolyseinhibitor zurückzuführen ist, inhibiert 2-DG vor allem auch den Mannose-Metabolismus, wodurch es zu Fehlern bei der Proteinfaltung, der Lysosom-Aktivität und dadurch letztlich zum Einsetzen der UPR kommt. Durch seine Spezifität gegenüber Plasmazellen hat 2-DG das Potential als Medikament bei Autoimmunerkrankungen zum Einsatz zu kommen, da es die Produktion von Autoantikörpern verringert und die Expression des anti-entzündlichen Zytokins Interleukin-10 (IL-10) in B-Zellen steigert.Metabolic reprogramming has been recognised as a major hallmark of immune cell activation. While researchers have gained detailed insight about this process in many different immune cells like T cells and macrophages, the B cell lineage lacks this level of understanding. In this thesis, I aimed at elucidating the metabolic profile of B cells and plasma cells to modulate their function by pharmaceutical inhibition of their respective metabolic profile.
Using flow cytometry, plasma cells and B cells were analysed with regard to the basic metabolic parameters glucose uptake and mitochondrial mass, as well as antibody synthesis and the activity of the unfolded protein response (UPR) on the single
cell level. These parameters were analysed after treatment with glycolysis inhibitor 2-deoxyglucose (2-DG) in vitro in either isolated B cells activated with lipopolysaccharides (LPS) or whole spleen cells without stimulant. In addition, B6.NZM-Sle1NZM2410/Aeg Sle2NZM2410/Aeg Sle3NZM2410/Aeg/Lmoj (BcN) mice, a mouse strain developing lupus-like symptoms due to the deletion of three lupus susceptibility loci, were injected with 2-DG to analyse its effect on B lineage cells in spleen and bone marrow in vivo.
Plasma cells from spleen showed high glucose uptake, but low mitochondrial mass. Furthermore, 2-DG treatment lead to a distinct decrease in splenic plasma cell numbers both in vitro and in vivo, indicating a preference for aerobic glycolysis. However, the number of bone marrow plasma cells was not affected by 2-DG treatment. In addition, 2-DG treatment in vitro resulted in a decrease in the concentration of IgM, IgG and IgA antibodies in cell culture supernatant, while only the number of IgM+ plasma cells was decreased. Instead of a decrease in numbers, IgG+ and IgA+ plasma cells showed an increase in the amount of intracellular antibodies and UPR activity, indicating defective protein synthesis or secretion due to 2-DG. Some (but not all) of the effects of 2-DG could be prevented by adding mannose to the cell culture, an effect that could
not be found when replacing 2-DG with the structurally similar glycolysis inhibitor 2-fluorodeoxyglucose (2-FDG).
In conclusion, these data show that plasma cells adopt aerobic glycolysis after differentiation, a metabolic profile similar to other mTOR-dependent immune cells like Type 1 or Type 17 T helper cells (Th1, Th17) or M1 macrophages. The dependence on aerobic glycolysis makes plasma cells susceptible to treatment with glycolysis inhibitors. While the impact of 2-DG on plasma cells is in part due to its function as a glycolysis inhibitor, it also inhibits mannose metabolism, leading to defective protein folding, flawed lysosome assembly thereby eventually inducing UPR activity. Due to its specificity towards plasma cells, 2-DG has potential to become a novel therapy approach in autoimmune diseases, reducing autoantibody production by plasma cells while simultaneously increasing the expression of the anti-inflammatory cytokine interleukin 10 (IL-10) in B cells
Einfluss des Geburtsgewichtes auf die Inanspruchnahme von Fördermaßnahmen bei Vorschulkindern in Schleswig-Holstein
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No full textMetabolic dysfunction-associated steatotic liver disease (MASLD) and steatohepatitis (MASH) are widespread diseases influenced by thyroid hormone (TH). Hypothyroidism pro-motes hyperlipidemia, obesity, and insulin resistance, while TH replacement therapy and thyromimetics show promising results in improving disease progression. However, recent studies indicate that is not the systemic levels but the local hepatic TH metabolism that plays a crucial role. This is primarily controlled in the liver by the TH beta receptor (TRβ) and TH-activating deiodinase type I (DIO1). In humans, the severity of MASH correlates with reduced hepatic TRβ expression, indicating developing TH resistance, which could therapeutically diminish the efficacy of thyromimetics.
This dissertation investigates the role of hepatic TRβ and DIO1 during MASH development. Using TRβ knockout mice and viral overexpression of TRβ, the influence of receptor levels on MASH progression is examined. The experimental approach also included the development of a novel MASH mouse model by combining a choline-deficient high-fat diet with optimized methionine concentration and thermoneutral housing, reflecting important human charac-teristics such as a reduction in TRβ during disease progression. Additionally, in vitro studies with primary mouse hepatocytes were conducted to identify specific factors that can selec-tively modulate deiodinase type 1 or TRβ to find new therapeutic approaches for improving local TH availability.
The main results showed that thermoneutrality not only mitigates the usual hyperthyroidism of TRβ knockout mice, allowing the study of TRβ without confounding effects, but also that such a mouse model better reflects the human situation compared to studies at room tem-perature. The lack of TRβ in the animals led to increased fat mass but improved fibrosis and less inflammation, while TRβ overexpression had no effect. Increased Dio1 mRNA after MASH induction indicated a protective compensatory mechanism. The findings clearly demonstrate that a reduction in the TRβ signaling pathway can be beneficial for certain dis-ease pathologies, thus questioning the use of thyromimetics in later stages of fibrosis
Wechselwirkung zwischen Hirnenergiestoffwechsel, systemischer Glukoseregulation und Nahrungsaufnahme bei normalgewichtigen und adipösen Menschen
No full textPrioritizing coronary artery disease candidate genes using gene panel sequencing data from 54k+ Europeans
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