1,721,022 research outputs found
The role and regulation of Moraxella catarrhalis-induced human beta-defensin 3 expression in human pulmonary epithelial cells
No full textBackground: Bacterial colonisation with Moraxella catarrhalis may partly sustain chronic inflammation in the lower airways of patients with chronic obstructive pulmonary disease (COPD). In addition, this bacterium causes infectious exacerbations of COPD, which often necessitate treatment with antibiotics. Antimicrobial peptides are the body's own antibiotic substances with bactericidal and bacteriostatic, as well as immunomodulatory function. In particular, human beta-defensin 3 (hBD-3) exerts an antimicrobial effect against an extraordinarily broad spectrum of pathogens. We therefore investigated the role of hBD-3 in infections of pulmonary epithelial cells with M. catarrhalis. Methods: The antimicrobial activity of hBD-3 vs. M. catarrhalis was evaluated in an antimicrobial susceptibility assay. We analyzed hBD-3 secretion of M. catarrhalis-infected pulmonary epithelial cells using ELISA. The role of M. catarrhalis-specific virulence factors, toll-like receptors (TLR) 2 and 4, MAPK pathways, and transcription factors AP-1 and NF-kappa B in the induction and regulation of hBD-3 expression were explored with specific inhibitors, small interference RNA, Western Blot, and chromatin immunoprecipitation (ChIP) assays. Results: HBD-3 exhibited a strong bactericidal effect against M. catarrhalis. M. catarrhalis induced hBD-3 expression in pulmonary epithelial cells, which was dependent on M. catarrhalis membranous lipoolygosaccharide (LOS), while the surface proteins UspA1 and UspA2 were not involved. Gene silencing of TLR2, but not TLR4, led to a reduced hBD-3 secretion after stimulation with M. catarrhalis or M. catarrhalis LOS. Inhibition of MAPKs ERK1/2 and JNK, but not p38, reduced hBD-3 secretion. HBD-3 expression was mediated through the recruitment of AP-1 to the hBD-3 gene promoter and was independent of NF-kappa B. Conclusion: The immune response of pulmonary epithelial cells towards M. catarrhalis involves secretion of hBD-3, which has a bactericidal effect against this pathogen. Binding of M. catarrhalis virulence factor LOS to TLR2 causes an ERK1/2- and JNK-dependent induction of AP-1-related transcription of the hBD-3 gene, resulting in the production and secretion of hBD-3. (C) 2015 Published by Elsevier Inc
The Moraxella catarrhalis-induced pro-inflammatory immune response is enhanced by the activation of the epidermal growth factor receptor in human pulmonary epithelial cells
No full textAbstractBackgroundChronic lower airway inflammation is considered to be a major cause of pathogenesis and disease progression in chronic obstructive pulmonary disease (COPD). Moraxella catarrhalis is a COPD-associated pathogen causing exacerbations and bacterial colonization in the lower airways of patients, which may contribute to chronic inflammation. Increasing evidence suggests that the epidermal growth factor receptor (EGFR) modulates inflammatory processes in the human airways. The goal of this study was to investigate the role of EGFR in the M. catarrhalis-induced pro-inflammatory immune response in airway epithelial cells.MethodsThe effects of inhibition and gene silencing of EGFR on M. catarrhalis-dependent pro-inflammatory cytokine expression in human primary bronchial epithelial cells (NHBEs), as well as the pulmonary epithelial cell lines BEAS-2B and A549 were analyzed. We also assessed the involvement of EGFR-dependent ERK and NF-κB signaling pathways.ResultsThe M. catarrhalis-induced pro-inflammatory immune response depends, at least in part, on the phosphorylation and activation of the EGF receptor. Interaction of M. catarrhalis with EGFR increases the secretion of pro-inflammatory cytokines, which is mediated via ERK and NF-κB activation.ConclusionThe interaction between M. catarrhalis and EGFR increases airway inflammation caused by this pathogen. Our data suggest that the inhibition of EGFR signaling in COPD could be an interesting target for reducing M. catarrhalis-induced airway inflammation
The Role of Single Nucleotide Polymorphisms in C-Type Lectin Receptors and the Signaling Molecules in their Pathways in Susceptibility towards developing Pulmonary Tuberculosis in an Indian Population
Full text linkTuberculosis (TB) is a multifactorial disease being affected by bacterial, host as well
as environmental factors. Mycobacterium tuberculosis (Mtb) engages a number of
receptors during infection and the pathogenesis not only depends upon the receptors
involved but all the adaptors down the signaling pathways and their cross-talk and
involvement with other receptors/pathways. The members of C-type lectin receptors
(CTLRs) have recently been described as important in TB pathogenesis. Some of
these receptors can directly recognize the potent virulence factors of Mtb cell wall
and induce several pro-inflammatory immune responses. Not many studies have
been performed looking into the genetic variations among these receptors and their
effects of TB disease. In this study, important CTLRs and their signaling molecules
involved in TB infection and pathogenesis were investigated for potential TB
associated single nucleotide polymorphisms (SNPs). We performed a case-control
study consisting of 144 HIV-negative new pulmonary TB cases and 181 healthy
controls recruited in Hyderabad, India, and the DNA was collected from the blood of
each subject. A two stage sequencing approach was adopted in which candidate
common variations were first screened out in a pilot explorative phase by Ampliseq
based next generation sequencing consisting of 80 samples. An adjustment for
population stratification was performed assuming a heterogeneous population and
the candidate SNPs were genotyped and verified in all the samples in the validation
phase. The results showed no association of SNPs in CTLRs with the occurrence of
(pulmonary TB) PTB. However, while also focusing on signaling proteins related to
CTLRs we found that SNP rs3774275 in MASP1, which is downstream of the MBL
pathway, is significantly associated with pulmonary TB (PTB) in our population (meta-
analysis p=0.034). The G allele occurs more frequently among controls and seems to
provide a protective effect against TB in this study population. Furthermore, the
MASP-1 and Map44 serum levels are significantly higher in TB patients when
compared to healthy controls. A further in vitro experiment with recombinant human
MASP-1 (rhMASP-1) demonstrated that addition of MASP-1 in serum increases the
lectin pathway activity, suggesting a functional role of MASP-1 in TB pathogenesis. In
conclusion, this study demonstrates a significant relationship between MASP-1
polymorphisms and serum levels and development of pulmonary TB, suggesting an
important role of lectin pathway in TB pathogenesis. Moreover, the results propose
MASP-1 as a potential genetic marker for TB resistance
Elements and basics of infection prevention
No full textInfektionsprävention ist ein wichtiger Aspekt der Gesunderhaltung der Menschen und der sie umgebenden Lebensräume. Für die Infektionsprävention werden in der vorliegenden Schrift verschiedene Bausteine von Maßnahmen sowie notwendige Grundlagen für die Entwicklung von geeigneten Präventionsbündeln beschrieben werden. Infektionspräventionsmaßnahmen finden Anwendung in verschiedenen Settings, wie im Krankenhaus oder in der Allgemeinbevölkerung. Zudem richten sich die Maßnahmen nach den vorliegenden Optionen, d.h. liegen für die jeweilige Infektionskrankheit Impfstoffe vor, ist eine Dekolonisation möglich oder kann durch eine rationale Antibiotikaanwendung die Entwicklung von antimikrobieller Resistenz (AMR) eingedämmt werden. Zudem ist stets die Umgebung in den Gesundheitsschutz einzubeziehen. Für die Entwicklung von Maßnahmen zur Verhinderung bzw. Reduktion von Transmissionen und Infektionen sowie zur Kontrolle von Infektionskrankheiten, AMR und multiresistenten Erregern sind ausreichend valide Daten aus der infektionsepidemiologischen Forschung notwendig. Diese geben ein Verständnis für die Häufigkeit und Schwere einer Infektionskrankheit (Krankheitslast), für die Infektionsdynamik, mögliche Transmissionswege, Risikofaktoren in der Bevölkerung sowie Behandlungs- und Präventionsmöglichkeiten. Daraus lassen sich geeignete Maßnahmen für die Infektionsprävention ableiten, die die Besonderheit von Infektionskrankheiten berücksichtigt, nämlich, dass sie über Erreger von einem Menschen zum anderen übertragen werden können. Je nach Erregerspezifikationen, der aktuellen epidemiologischen Situation, Risikogruppen und Therapieoptionen können aus nicht-pharmakologischen und pharmakologischen Maßnahmen Präventionsbündel komponiert werden. Die in dieser Schrift vorgestellten wissenschaftlichen Ergebnisse finden Anwendung in der Praxis und gingen in Empfehlungen oder als Daten für den Entscheidungsfindungsprozess bzw. die Entwicklung von Präventionsstrategien ein.Infection prevention is an important aspect of keeping people and their environment healthy. For infection prevention, this paper describes different elements of measures as well as the necessary basis for developing appropriate prevention bundles. Infection prevention measures are applied in different settings, e.g. in hospitals or in the general population. Furthermore, the measures depend on the available options, i.e. are vaccines available for the respective infectious disease, is decolonisation possible or can the development of antimicrobial resistance (AMR) be contained by appropriate antibiotic use. In addition, the environment must always be included in health protection. For the development of measures to prevent or reduce transmissions and infections and to control infectious diseases, AMR and multiresistant pathogens, sufficiently valid data from infectious disease epidemiological research are necessary. These provide information on the frequency and severity of an infectious disease (disease burden), the infection dynamics, possible transmission routes and risk factors in the population as well as on treatment and prevention options. From this, suitable infection prevention measures can be derived that take into account the special feature of infectious diseases that they can be transmitted from person to person via pathogens. Depending on the pathogen specification, current epidemiological situation, risk groups and therapy options, prevention bundles can be put together from non-pharmacological and pharmacological measures. The scientific results presented in this paper are applied in practice and have been incorporated into recommendations or as data for the decision-making process or the development of prevention strategies
Staphylococcus aureus induced tolerance in human monocytes and THP-1 cells and modulation by decanoic acid
Full text linkThe complex systemic inflammatory response to invading pathogens usually consists of a sequence of pro-inflammatory reactions, followed by a phase of diminished inflammatory responses, in which monocytes enter a cellular state called monocyte tolerance. To improve therapeutic opportunities, it would be important to differentiate monocytes according to a tolerant or non-tolerant cell state for targeted therapy. Additionally, medium chain fatty acids (MCFAs) like decanoic acid possess pro-inflammatory immune modulating capacity and could thereby provide a potential treatment option for the rescue of monocytes from the tolerant cell state. This doctoral thesis investigated the capability of live Staphylococcus aureus bacteria to induce the tolerant cell state in human monocytes isolated from blood in pre- and restimulation infection experiments along with a modulation by decanoic acid by analysis of gene expression changes via RNA-AmpliSeq. Additionally, transcriptional responses of monocytes derived from 10 patients with S. aureus bacteremia after ex vivo stimulation with S. aureus were analysed for signs of tolerance development. It was found that S. aureus stimulation in vitro induced the tolerant cell state in human monocytes, accompanied by broad changes in gene expression, shifting from an early pro-inflammatory to a late anti-inflammatory response, accompanied by unresponsiveness towards secondary stimuli. However, in monocytes isolated from patients with blood-culture confirmed S. aureus bacteremia, no signs of the tolerant cell state were found. Induction of the tolerant cell state was also shown in THP-1 cells by stimulation with Pam3CysK and S. aureus and proteomic and glycoproteomic analysis identified potentially interesting protein expression changes associated with this cell state. The transcriptional signature of the tolerant cell state was to some extent modified by addition of decanoic acid, resulting in the re-expression of some tolerizable genes
The complex role of the immunoproteasome in E. coli-induced immune responses in macrophages
Full text linkDas Immunoproteasom (IP) ist ein multiproteolytischer Proteinkomplex, der während einer Infektion gebildet wird um die Proteinhomöostase der Zelle aufrechtzuerhalten. Bisherige Studien haben die Bedeutung des IPs in viralen Infektionen erforscht. Hingegen ist bisher wenig bekannt über die Rolle des IPs in der antibakteriellen Immunantwort. Die vorliegende Dissertation untersuchte erstmals die Rolle des Immunoproteasoms in Makrophagen bei einer bakteriellen Infektion. Um ein umfassendes Verständnis zu gewinnen, wie das IP wichtige Makrophagen-Effektorfunktionen moduliert, wurden primäre murine IP-K.O. Makrophagen sowie relevante bakterielle Stimuli, wie LPS und E. coli, verwendet. Die Ergebnisse der Arbeit zeigen, dass das IP an zahlreichen fundamentalen Makrophagen-Effektorfunktionen beteiligt ist. Als Antwort auf bakterielle Reize weisen IP-K.O. Makrophagen ein verändertes Sekretionsmuster wichtiger Zytokine / Chemokine, wie z. B. IFNγ, IL-1β, IL-6 und CCL4 auf. In diesem Zusammenhang zeigen gleiche Zytokin- / Chemokin-Genexpressionsmuster sowie eine unveränderte proximale TLR4-Signaltransduktion, dass das IP die Zytokin- / Chemokin-Antwort ausschließlich auf post-transkriptionaler Ebene reguliert. Darüber hinaus belegen die Daten der Studie, dass die Phagozytose von Bakterien nicht vom IP reguliert wird. Hingegen könnte das extrazelluläre Abtöten von Pathogenen gestört sein, da IP-defiziente Makrophagen eine reduzierte Sekretion von Stickstoffmonoxid nach Stimulation mit LPS und E. coli aufweisen. Aufgrund erhöhter Zelltodraten sowie intrazellulärer Akkumulation von reaktiven Sauerstoffspezies in IP-K.O. Makrophagen, als Antwort auf bakterielle Reize, kommt die Dissertation weiterhin zu dem Schluss, dass das Fehlen der IP-Aktivität zu einer verminderten Stresstoleranz von Makrophagen bei Bakterieninfektionen führt. Zusätzlich zu der gezeigten Bedeutung bei der angeborenen antibakteriellen Immunantwort weisen die Daten darauf hin, dass das IP die Fähigkeit von Makrophagen reguliert, die adaptive T-Zell-Antwort zu aktivieren. Die Oberflächenexpression von MHC-I und die des T-Zell kostimulatorischen Moleküls CD86 ist in IP-K.O. Makrophagen reduziert, was zu einer gestörten Makrophagen-vermittelnden T-Zell-Aktivierung bei bakteriellen Infektionen führen könnte. Zusammenfassend zeigt die vorliegende Dissertation, dass das IP eine wichtige Rolle bei der Regulation von angeborenen und adaptiven Makrophagen-Effektorfunktionen während bakterieller Infektionen spielt
Analysis and comparison of the glycoproteomic phenotype of TLR4- and TLR2-induced tolerance in human monocytes
Full text linkEndotoxin tolerance of human monocytes contributes to sepsis-induced immunosuppression, a leading cause of sepsis-related deaths worldwide. Although several studies already demonstrated distinct alterations of cytokine expression, phagocytotic capability and expression changes of particular receptor- and glycoproteins to be linked with the tolerant state in human monocytes, no study investigated changes of the whole glycoproteome on a global level. Due to the fact that most membrane-bound receptors are glycosylated, the characterization of the tolerant monocyte cell state by glycoproteomics using tandem mass spectrometry (LC-MS/MS) might reveal new and useful markers to distinguish tolerant from naϊve cells and can provide possible new targets for improving immune-modulatory therapies. In this doctoral thesis, (a) PAMPs binding to cell surface-expressed pattern recognition receptors (PRRs) (TLR4 agonist LPS, TLR2/1 agonist Pam3CSK and TLR2/6 agonist MALP2), (b) PAMPs binding to intracellular PRR (NOD- like receptor (NLR) ligands 1 and 2; iE-DAP and MDP) and (c) the alarmin S100A12, signaling via the receptor for advanced glycation endproducts (RAGE) and TLR4, were examined for their capability to induce the monocyte tolerant state. Qualitative and quantitative analysis of glycoprotein expression changes in purified monocytes of three different peripheral blood donors were assessed with and without LPS-, Pam3CSK- and MALP2-stimulation and analyzed in the naϊve and tolerant state. Tolerance was measured by restimulation with LPS of monocytes that were prestimulated with adjusted concentrations of either LPS, Pam3CSK or MALP2. Prestimulation with all three PRR agonists led to highly decreased expression of the pro-inflammatory cytokines TNF-α and IL-6, which is consistent with the cells entering a tolerant state. NLR ligands iE-DAP and MDP induced only weak pro-inflammatory responses in human monocytes and none of the NLR ligands demonstrated a reduction of TNF-α expression in subsequent LPS challenges. Commercially available S100A12, that was efficient in inducing pro-inflammatory activation of monocytic THP-1 cells, was found to be significantly contaminated with LPS, as revealed by Limulus Amebocyte-Lysate (LAL) test. Further experiments with endotoxin-free, granulocyte-derived, purified S100A12 induced neither a pro-inflammatory activation of human monocytes nor tolerance. Thus, only the glycoproteomes of LPS-, Pam3CSK- and MALP2-stimulated monocytes, that induced the tolerant state, were analyzed in a mass spectrometry approach. Comparable numbers of glycoproteins (1003, 966 and 1033) were identified in purified human monocytes from each of the three donors, respectively. Altogether, 1176 annotated proteins were identified, originating from various cellular organells. 898 of the 1176 identified glycoproteins were predicted to contain at least one transmembrane domain, demonstrating that a high number of membrane spanning glycoproteins has been found. The majority of the identified glycoproteins were annotated in Gene Ontology (GO) as “plasma membrane” associated including 202 CD antigens and 54 GPCRs. Stimulation of the purified human monocytes with LPS, Pam3CSK or MALP2 induced significantly differential expression levels of 135 glycoproteins. From 75 glycoproteins annotated to be involved in glycan processing and maturation, only 4 demonstrated significantly expression changes, indicating no major changes in the glycosylation of the proteins which might have affected enrichment and quantification during LC-MS/MS analysis. The largest subset of differentially expressed glycoproteins was again annotated as plasma membrane-resident glycoproteins comprising 35 significantly regulated CD antigens. KEGG pathway analysis revealed an enrichment of CD antigens involved in cell adhesion processes (e.g. ITGAV (CD51) and ICAM-1(CD54)). Interestingly, all three TLR agonists led to highly similar changes in the glycoproteomes of the stimulated cells. Resemblance of the glycoproteomic signature was higher among the different stimuli than between the three donors due to interindividual differences in glycoprotein expression (e.g. HLA molecules) and donor-dependent sample purity. 75 glycoproteins demonstrated significantly increased expression levels, with PD-L1 (CD274), ITGB8 and IL7R (CD127) among the most highly upregulated glycoproteins. Collectin 12 (COLEC12) and lysophosphatidic acid receptor 6 (LPAR6) displayed the strongest decrease in their expression out of 60 significantly down-regulated glycoproteins. Whereas upregulation of PD-L1 and IL7R expression in monocytes of septic patients is a well-described phenomenon in the literature, this study identifies, for the first time, strongly upregulated expression of ITGB8 in tolerant human monocytes. ITGB8 is involved in the activation of latent TGF-β, a cytokine which was shown to contribute to and to be expressed increased during sepsis-induced immunosuppression. Taken together, the tolerant monocyte cell state is accompanied by differential expression of a series of glycoproteins. Changes in the monocytes glycoproteome were highly similar in cases of TLR2- and TLR4-mediated tolerance and revealed possible new biomarkers of the tolerant monocyte state like ITGB8, which should be validated in future in vivio studies.Eine hohe Zahl septischer Patienten entwickelt eine Immunsuppression, die zu den wichtigsten Gründen Sepsis bedingter Todesursachen zählt. Endotoxin Toleranz menschlicher Monozyten trägt entscheidend zur Sepsis induzierten Immunsuppression bei und eine Reihe von Studien konnte zeigen, dass dieses tolerante Zellstadium mit spezifischen Veränderungen der pro- und anti-inflammatorischen Zytokinexpression, phagozytotischen Aktivität und Expression bestimmter Rezeptor- und Glykoproteine auf Monozyten assoziiert ist. Bisher erfolgte jedoch noch keine Untersuchung des Glykoproteoms toleranter Monozyten auf globaler Ebene: Dies wäre jedoch ein vielversprechender Ansatz neue Biomarker des toleranten Zellstadiums zu entdecken, da der größte Teil der auf der Zelloberfläche-exprimierten Rezeptoren glykosyliert ist. Diese Biomarker könnten einerseits der Unterscheidung toleranter von naiven Zellen dienen, als auch mögliche neue pharmakologische Angriffspunkte darstellen.
Die vorliegende Studie untersuchte die pro-inflammatorische Aktivierung und Toleranz-Induktion in aufgereinigten CD14+ Monozyten durch verschiedene bakterielle Zellwandbestandteile (PAMPs). Verwendet wurden (a) PAMPs, die an PRRs der Zelloberfläche binden (TLR4-Ligand LPS, TLR2/1-Ligand Pam3CSK, TLR2/6-Ligand MALP2), (b) PAMPs, die an intrazellulär lokalisierte PRRs binden (NOD-like receptor (NLR)-Liganden 1 und 2; iE-DAP und MDP) und (c) das von Granulozyten synthetisierte Alarmin S100A12, ein Agonist des Receptor for Advanced Glycation Endproducts (RAGE) und TLR4. Veränderungen des Glykoprotein-Expressionsmusters naiver und LPS-, Pam3CSK- und MALP2-stimulierter Monozyten wurden von drei unterschiedlichen Blutspendern mittels Tandem-Massenspektroskopie (LC-MS/MS) qualitative und quantitative erfasst und verglichen.
LPS-Restimulation LPS-, Pam3CSK- und MALP2-(vor)stimulierter Monozyten führte zu einer signifikant verminderten Expression pro-inflammatorischer Zytokine (TNF-α, IL-6), ein Merkmal, dass sich die entsprechend stimulierten Monozyten im toleranten Zustand befinden. Beide NLR-Agonisten, iE-DAP und MDP, induzierten eine messbare pro-inflammatorische Aktivierung, resultierten jedoch im Gegensatz zu den oben genannten TLR-Agonisten nicht in der Abnahme der TNF-α Expression bei anschließender LPS-Restimulation. Kommerziell erhältliches S100A12, zeigte eine pro-inflammatorische Aktivierung monozytärer THP-1 Zellen. Allerdings bestätigte der Limulus Amöbozyten-Lysat (LAL)-Test eine messbare Kontamination mit LPS. LPS-freies, von Granulozyten-gewonnen und aufgereinigtes S100A12 zeigte weder ein pro-inflammatorische Aktivierung noch eine Toleranzinduktion in Monozyten.
Daher wurden in der nachfolgenden Massenspektroskopischen Analyse nur die Glykoproteome naiver und LPS-, Pam3CSK- und MALP2-stimulierter Monozyten untersucht.
Insgesamt wurden 1176 Glykoproteine der aufgereinigten Monozyten von annähernd allen vorhanden Zellkompartimenten identifiziert und eine vergleichbare Anzahl an Glykoproteinen (1003, 966 und 1033) von allen 3 Spendern detektiert. 898 der 1176 identifizierten Glykoproteine enthielten mindestens eine Transmembran Domäne, entsprechend gelang es eine hohe Zahl an Membran-überspannenden Glykoproteinen zu isolieren. Der größte Anteil identifizierter Glykoproteinen wurde mittels Gene Ontology (GO) als „plasma membrane“-assoziiert annotiert und enthielt 202 CD Antigene und 54 G-Protein gekoppelte Rezeptoren. Stimulation der Monozyten mit LPS, Pam3CSK und MALP2 führte zur signifikant veränderten Expression von 135 Glykoproteinen. Nur 4 von insgesamt 75 Glykoproteinen, annotiert als involviert in unterschiedlichen Schritten der Protein-Glykosylierung, zeigten eine signifikant veränderte Expression, weshalb von keiner Beeinflussung der Glykoprotein Anreicherung oder massenspektroskopischen Quantifizierung auszugehen ist. Glykoproteine der Plasmamembran bildeten auch die größte Gruppe signifikant regulierter Glykoproteine, darunter 35 CD Antigene. KEGG Analyse ergab eine Anreicherung von CD Proteinen involviert in Zelladhäsions Prozessen (z.B. ITGAV (CD51) und ICAM-1 (CD54)). Interessanterweise resultierte die Stimulation der Monozyten mit allen 3 TLR Liganden in sehr ähnlichen Veränderungen des Glykoproteoms. Die Ähnlichkeit der Glykoprotein-Expressionsmuster war sogar größer zwischen den einzelnen Stimuli als zwischen den verschiedenen Blutspendern, wozu einerseits interindividuelle Unterschiede der Glykoproteinexpression (z. B. der HLA Antigene) und andererseits die Spender-abhängige Reinheit der verwendeten Proben beitrugen. 75 Glykoproteine demonstrierten signifikant erhöhte Expressionsraten, wobei sich PD-L1 (CD274), ITGB8 und IL7R (CD127) unter den am stärksten herauf regulierten Glykoproteinen befanden. Collectin 12 (COLEC12) und Lysophosphatic acid receptor 6 (LPAR6) zeigten unter den insgesamt 60 herunter regulierten Glykoproteinen die stärkste Abnahme ihrer Expression. Während die erhöhte Expression von PD-L1 und IL7R auf Monozyten septischer Patienten, und ihr Beitrag zur Sepsis induzierten Immunsuppression, ein in der wissenschaftlichen Literatur bekanntes Phänomen ist, konnte die vorliegende Studie zum ersten Mal deutlich erhöhte Expressionsraten von ITGB8 zeigen. ITGB8 ist in der Aktivierung des latenten, immunsuppressiven TGF-β involviert und stellt somit ein möglichen neuen Glykoprotein-Biomarker des toleranten Status von Monozyten dar, der unter Umständen sogar von pharmakologischen Interesse sein könnte. Die Validität dieses möglichen neuen Biomarkers bleibt jedoch in weiteren in vivo Studien zu überprüfen
Streptococcus pneumoniae von Patienten mit hämolytisch-urämischem Syndrom schädigen Endothelzellen durch aktiviertes Plasmin und inhibieren das Komplementsystem
Full text linkIn the present study two clinical isolates of S. pneumoniae from pneumococcal HUS-patients were investigated. Both clinical strains (SpHUSA and SpHUSB) express the Factor H-binding proteins, translation elongation factor Tu (Tuf) and pneumococcal surface protein C (PspC). In contrast to the highly conserved Tuf proteins, the PspC molecules of the clinical isolates have prominent sequence variations. SpHUSA expresses an isotype of subgroup PspC6. SpHUSB expresses a new variant of PspC3. Recombinant PspC of the clinical strains binds the human complement regulator Factor H. PspC-bound Factor H has cofactor activity and supports the Factor I-mediated inactivation of C3b. SpHUSA and SpHUSB recruit high amounts of Factor H to their surface and pneumococci-bound Factor H retains cofactor activity. Also complement-mediated opsonization and phagocytosis of the clinical isolates by human neutrophils is reduced. Thus, efficient Factor H binding improves the immune evasion of the clinical strains. Surface-bound Factor H increases adhesion of SpHUSA and SpHUSB to human, vascular endothelial cells and consequently their potential to damage host cells. The clinical strains bind high amounts of the complement regulator plasminogen. PspC is identified as new pneumococcal plasminogen-binding protein. PspC- and pneumococci-bound plasminogen can be converted to the serine protease plasmin by human activators and degrades C3b. Therefore, PspC-mediated plasminogen binding contributes to immune evasion of the clinical strains. Surface-bound plasmin damages human, vascular endothelial cells, induces the exposition of the subendothelial matrix and thereby causes a prothrombotic milieu. This may lead to the activation of thrombocytes and thrombus formation, inducing mechanical hemolysis, disturbance of renal function and thus the phenotype of pHUS. By that, the present study describes a connection of Plasmin-mediated damage of human, vascular endothelial cells and the pathogenesis of pHUS
Regulation der Cholesterolbiosynthese als spezifische adaptive Wirtsreaktion in murinen Sepsismodellen
Full text linkEs soll eine Analyse der Regulation der Cholesterolbiosynthese im murinen Lebergewebe für die zwei häufigsten Infektionsfoki bei Sepsis, S. pneumoniae-induzierte Pneumonie und polymikrobielle Peritonitis, erfolgen. Auf Ebene des Transkriptoms werden die für die Regulation der Cholesterolbiosynthese entscheidenden Transkriptionsfaktoren und Enzyme untersucht. Diese Daten werden auf Ebene des Metaboloms durch die Konzentrationen von Synthesezwischenprodukten sowie des Endproduktes Cholesterol in Lebergewebe und Plasma ergänzt und anschließend in einer integrativen Datenanalyse ausgewertet. Dabei soll geklärt werden, ob die Regulation der Cholesterolbiosynthese eine differenzierte adaptive Wirtsreaktion auf die untersuchten Infektionsfoki darstellen kann. Weibliche Mäuse wurden auf zwei experimentelle Gruppen aufgeteilt: pulmonale Infektion durch intra-tracheale Instillation von Pneumokokkenserotypen unterschiedlicher Virulenz und polymikrobielle Peritonitis durch intraperitoneale Injektion einer humanen Faeces-Suspension. Expressionsveränderungen der Zielgene wurden mittels RT-PCR untersucht und Metabolomdaten wurden durch Massenspektroskopie sowie automatisierte Analyse erhoben. Das Pneumoniemodell zeigte in der Auswertung eine konzertierte Hochregulation der Cholesterolbiosynthese. Dabei war das Ausmaß der Regulation abhängig vom verwendeten Erregerserotyp. Bei Peritonitis hingegen zeigte sich eine konzertierte Herabregulation. Daraus lässt sich eine Abhängigkeit der adaptiven Wirtsantwort von Infektionsfokus und Erregerspektrum im Rahmen bei Sepsis ableiten, welche im Pneumoniemodell erregerspezifisch ist. In künftigen klinischen Studien ist daher eine stärkere Berücksichtigung von Infektionsfokus und Erregerspektrum sowie ein engmaschiges Cholesterolmonitoring zu empfehlen, um den pathogenetischen Aspekt in der Entwicklung der Sepsistherapie mehr Bedeutung beizumessen
Die Bedeutung von Dectin-1 für die durch Nontypeable Haemophilus Influenzae (NTHi) induzierte Immunantwort des humanen Lungenepithels
Full text linkNTHi ist ein bakterielles Pathogen, das bei Patienten mit Chronisch obstruktiver Lungenerkrankung (COPD) den sonst sterilen unteren Respirationstrakt besiedeln und dort durch die Induktion einer Entzündungsreaktion, die Schwere der COPD verstärken kann. Dabei ist das Atemwegsepithel von besonderer Bedeutung für die Pathogenerkennung und die Aktivierung des Immunsystems. Der auf myeloiden Zellen beschriebene C-type-lectin-like Rezeptor Dectin-1 spielt eine wichtige Rolle in der Erkennung respiratorischer Pathogene wie z.B. Aspergillus fumigatus und ist in der Lage die Expression pro-inflammatorischer Zytokine zu induzieren.
In dieser Arbeit die Hypothese untersucht, dass Dectin-1 in humanem Lungenepithel exprimiert wird und eine Rolle bei der Immunantwort der respiratorischen Epithelzellen gegen NTHi spielt.
Die Expression von Dectin-1 in der humanen Lunge wurde anhand der immunhistochemischen Färbung humaner Lungensektionen charakterisiert. Als Zellkulturmodelle dienten primäre Bronchialepithelzellen (NHBE) sowie die alveoläre Epithelzelllinie A549, die stabil mit Dectin-1 (Isoform A oder B) bzw. mit Dectin-1A mit mutiertem, nicht-funktionalem hemITAM-Signalmotiv, transfiziert worden war.
Es konnte gezeigt werden, dass Dectin-1 unabhängig von COPD oder Rauchen auf der apikalen Seite des humanen Lungenepithels exprimiert wird. Wie anhand von Inhibitionsversuchen in NHBE-Zellen und dem A549-Dectin-1-Überexpressionsmodell gezeigt werden konnte, spielt Dectin-1A eine wichtige Rolle bei der Induktion von Interleukin-8. Dies war abhängig von der hemITAM-Signaldomäne, der Aktivität von Src-Kinasen und der Aktivierung des Transkriptionsfaktors NF-B. Eine Dectin-1 abhängige Adhäsion von NTHi an Lungenepithelzellen konnte nicht nachgewiesen werden. Anscheinend leistet die Erkennung von NTHi durch Dectin-1 auf pulmonalem Epithel einen wichtigen Beitrag zur Pathogenese von NTHi-Infektionen des unteren respiratorischen Traktes
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