918 resultados para antibody blood level
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Protective immunity against Plasmodium falciparum may be obtained after repeated exposure to infection. Several studies indicate that immunity against the blood stages of the P. Falciparum infection is mainly antibody mediated. Protective antibodies may act either on their own, mediate antibody-dependent phagocytosis and/or cell-mediated neutralization of parasites. This thesis describes several aspects of humoral immune responses to P. falciparum infection in individuals of different age groups, different genetic background and with different degrees of malaria exposure. Several target antigens for antibody-mediated inhibition of parasite growth or invasion have been identified. One such antigen is Pf332, which appears on the surface of parasitized erythrocytes at late trophozoite and schizont stage. This surface exposure makes the antigen a possible target for opsonizing antibodies. We optimized an in vitro assay for studying cellmediated parasite neutralization in the presence of Pf332-reactive antibodies. Our data demonstrate that, Pf332 specific antibodies are able to inhibit parasite growth on their own and in cooperation with human monocytes. The P. falciparum parasites have evolved several mechanisms to evade the host neutralizing immune responses. In this thesis, we show that freshly isolated P. falciparum parasites from children living in a malaria endemic area of Burkina Faso were less sensitive for growth inhibition in vitro by autologous immunoglobulins (Ig) compared with heterologous ones. Analyses of two consecutive isolates taken 14 days apart, with regard to genotypes and sensitivity to growth inhibition in vitro, did not give any clear-cut indications on possible mechanisms leading to a reduced inhibitory activity in autologous parasite/antibody combinations. The frequent presence of persisting parasite clones in asymptomatic children indicates that the parasite possesses as yet undefined mechanisms to evade neutralizing immune responses. Transmission reducing measures such insecticide treated nets (ITNs) have been shown to be effective in reducing morbidity and mortality from malaria. However, concerns have been raised that ITNs usage could affect the acquisition of malaria immunity. We studied the effect of the use of insecticide treated curtains (ITC) on anti-malarial immune responses of children living in villages with ITC since birth. The use of ITC did neither affect the levels of parasite neutralizing immune responses nor the multiplicity of infection. These results indicate that the use of ITC does not interfere with the acquisition of anti-malarial immunity in children living in a malaria hyperendemic area. There is substantial evidence that the African Fulani tribe is markedly less susceptible to malaria infection compared to other sympatrically living ethnic tribes. We investigated the isotypic humoral responses against P. falciparum asexual blood stages in different ethnic groups living in sympatry in two countries exhibiting different malaria transmission intensities, Burkina Faso and Mali. We observed higher levels of the total malaria-specific-IgG and its cytophilic subclasses in individuals of the Fulani tribe as compared to non-Fulani individuals. Fulani individuals also showed higher levels of antibodies to measles antigen, indicating that the intertribal differences are not specific for malaria and might reflect a generally activated immune system in the Fulani.
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[EN] Chronic hypoxia is associated with elevated sympathetic activity and hypertension in patients with chronic pulmonary obstructive disease. However, the effect of chronic hypoxia on systemic and regional sympathetic activity in healthy humans remains unknown. To determine if chronic hypoxia in healthy humans is associated with hyperactivity of the sympathetic system, we measured intra-arterial blood pressure, arterial blood gases, systemic and skeletal muscle noradrenaline (norepinephrine) spillover and vascular conductances in nine Danish lowlanders at sea level and after 9 weeks of exposure at 5260 m. Mean blood pressure was 28 % higher at altitude (P < 0.01) due to increases in both systolic (18 % higher, P < 0.05) and diastolic (41 % higher, P < 0.001) blood pressures. Cardiac output and leg blood flow were not altered by chronic hypoxia, but systemic vascular conductance was reduced by 30 % (P < 0.05). Plasma arterial noradrenaline (NA) and adrenaline concentrations were 3.7- and 2.4-fold higher at altitude, respectively (P < 0.05). The elevation of plasma arterial NA concentration was caused by a 3.8-fold higher whole-body NA release (P < 0.001) since whole-body noradrenaline clearance was similar in both conditions. Leg NA spillover was increased similarly (x 3.2, P < 0.05). These changes occurred despite the fact that systemic O2 delivery was greater after altitude acclimatisation than at sea level, due to 37 % higher blood haemoglobin concentration. In summary, this study shows that chronic hypoxia causes marked activation of the sympathetic nervous system in healthy humans and increased systemic arterial pressure, despite normalisation of the arterial O2 content with acclimatisation.
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[EN] The principal aim of this investigation was to determine the influence of blood haemoglobin concentration ([Hb]) on maximal exercise capacity and maximal O(2) consumption (V(O(2),max)) in healthy subjects acclimatised to high altitude. Secondarily, we examined the effects of [Hb] on the regulation of cardiac output (CO), blood pressure and muscular blood flow (LBF) during exercise. Eight Danish lowlanders (three females and five males; 24 +/- 0.6 years, mean +/- S.E.M.) performed submaximal and maximal exercise on a cycle ergometer after 9 weeks at an altitude of 5260 m (Mt Chacaltaya, Bolivia). This was done first with the high [Hb] resulting from acclimatisation and again 2-4 days later, 1 h after isovolaemic haemodilution with Dextran 70 to near sea level [Hb]. After measurements at maximal exercise while breathing air at each [Hb], subjects were switched to hyperoxia (55 % O(2) in N(2)) and the measurements were repeated, increasing the work rate as tolerated. Hyperoxia increased maximal power output and leg V(O(2),max), showing that breathing ambient air at 5260 m, V(O(2),max) is limited by the availability of O(2) rather than by muscular oxidative capacity. Altitude increased [Hb] by 36 % from 136 +/- 5 to 185 +/- 5 g l(-1) (P < 0.001), while haemodilution (replacing 1 l of blood with 1 l of 6 % Dextran) lowered [Hb] by 24 % to 142 +/- 6 g l(-1) (P < 0.001). Haemodilution had no effect on maximal pulmonary or leg V(O(2),max), or power output. Despite higher LBF, leg O(2) delivery was reduced and maximal V(O(2)) was thus maintained by higher O(2) extraction. While CO increased linearly with work rate irrespective of [Hb] or inspired oxygen fraction (F(I,O(2))), both LBF and leg vascular conductance were systematically higher when [Hb] was low. Close and significant relationships were seen between LBF (and CO) and both plasma noradrenaline and K(+) concentrations, independently of [Hb] and F(I,O(2)). In summary, under conditions where O(2) supply limits maximal exercise, the increase in [Hb] with altitude acclimatisation does not improve maximal exercise capacity or V(O(2),max), and does not alter peak CO. However, LBF and vascular conductance are higher at altitude when [Hb] is lowered to sea level values, with both relating closely to catecholamine and potassium concentrations. This suggests that the lack of effect of [Hb] on V(O(2),max) may involve reciprocal changes in LBF via local metabolic control of the muscle vasculature.
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[EN] 1. One to five weeks of chronic exposure to hypoxia has been shown to reduce peak blood lactate concentration compared to acute exposure to hypoxia during exercise, the high altitude 'lactate paradox'. However, we hypothesize that a sufficiently long exposure to hypoxia would result in a blood lactate and net lactate release from the active leg to an extent similar to that observed in acute hypoxia, independent of work intensity. 2. Six Danish lowlanders (25-26 years) were studied during graded incremental bicycle exercise under four conditions: at sea level breathing either ambient air (0 m normoxia) or a low-oxygen gas mixture (10 % O(2) in N(2), 0 m acute hypoxia) and after 9 weeks of acclimatization to 5260 m breathing either ambient air (5260 m chronic hypoxia) or a normoxic gas mixture (47 % O(2) in N(2), 5260 m acute normoxia). In addition, one-leg knee-extensor exercise was performed during 5260 m chronic hypoxia and 5260 m acute normoxia. 3. During incremental bicycle exercise, the arterial lactate concentrations were similar at sub-maximal work at 0 m acute hypoxia and 5260 m chronic hypoxia but higher compared to both 0 m normoxia and 5260 m acute normoxia. However, peak lactate concentration was similar under all conditions (10.0 +/- 1.3, 10.7 +/- 2.0, 10.9 +/- 2.3 and 11.0 +/- 1.0 mmol l(-1)) at 0 m normoxia, 0 m acute hypoxia, 5260 m chronic hypoxia and 5260 m acute normoxia, respectively. Despite a similar lactate concentration at sub-maximal and maximal workload, the net lactate release from the leg was lower during 0 m acute hypoxia (peak 8.4 +/- 1.6 mmol min(-1)) than at 5260 m chronic hypoxia (peak 12.8 +/- 2.2 mmol min(-1)). The same was observed for 0 m normoxia (peak 8.9 +/- 2.0 mmol min(-1)) compared to 5260 m acute normoxia (peak 12.6 +/- 3.6 mmol min(-1)). Exercise after acclimatization with a small muscle mass (one-leg knee-extensor) elicited similar lactate concentrations (peak 4.4 +/- 0.2 vs. 3.9 +/- 0.3 mmol l(-1)) and net lactate release (peak 16.4 +/- 1.8 vs. 14.3 mmol l(-1)) from the active leg at 5260 m chronic hypoxia and 5260 m acute normoxia. 4. In conclusion, in lowlanders acclimatized for 9 weeks to an altitude of 5260 m, the arterial lactate concentration was similar at 0 m acute hypoxia and 5260 m chronic hypoxia. The net lactate release from the active leg was higher at 5260 m chronic hypoxia compared to 0 m acute hypoxia, implying an enhanced lactate utilization with prolonged acclimatization to altitude. The present study clearly shows the absence of a lactate paradox in lowlanders sufficiently acclimatized to altitude.
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[EN] Head and neck cancer is treated mainly by surgery and radiotherapy. Normal tissue toxicity due to x-ray exposure is a limiting factor for treatment success. Many efforts have been employed to develop predictive tests applied to clinical practice. Determination of lymphocyte radio-sensitivity by radio-induced apoptosis arises as a possible method to predict tissue toxicity due to radiotherapy. The aim of the present study was to analyze radio-induced apoptosis of peripheral blood lymphocytes in head and neck cancer patients and to explore their role in predicting radiation induced toxicity. Seventy nine consecutive patients suffering from head and neck cancer, diagnosed and treated in our institution, were included in the study. Toxicity was evaluated using the Radiation Therapy Oncology Group scale. Peripheral blood lymphocytes were isolated and irradiated at 0, 1, 2 and 8 Gy during 24 hours. Apoptosis was measured by flow cytometry using annexin V/propidium iodide. Lymphocytes were marked with CD45 APC-conjugated monoclonal antibody. Radiation-induced apoptosis increased in order to radiation dose and fitted to a semi logarithmic model defined by two constants: α and β. α, as the origin of the curve in the Y axis determining the percentage of spontaneous cell death, and β, as the slope of the curve determining the percentage of cell death induced at a determined radiation dose, were obtained. β value was statistically associated to normal tissue toxicity in terms of severe xerostomia, as higher levels of apoptosis were observed in patients with low toxicity (p = 0.035; Exp(B) 0.224, I.C.95% (0.060-0.904)). These data agree with our previous results and suggest that it is possible to estimate the radiosensitivity of peripheral blood lymphocytes from patients determining the radiation induced apoptosis with annexin V/propidium iodide staining. β values observed define an individual radiosensitivity profile that could predict late toxicity due to radiotherapy in locally advanced head and neck cancer patients. Anyhow, prospective studies with different cancer types and higher number of patients are needed to validate these results.
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[EN] Background: Cervical cancer is treated mainly by surgery and radiotherapy. Toxicity due to radiation is a limiting factor for treatment success. Determination of lymphocyte radiosensitivity by radio-induced apoptosis arises as a possible method for predictive test development. The aim of this study was to analyze radio-induced apoptosis of peripheral blood lymphocytes. Methods: Ninety four consecutive patients suffering from cervical carcinoma, diagnosed and treated in our institution, and four healthy controls were included in the study. Toxicity was evaluated using the Lent-Soma scale. Peripheral blood lymphocytes were isolated and irradiated at 0, 1, 2 and 8 Gy during 24, 48 and 72 hours. Apoptosis was measured by flow cytometry using annexin V/propidium iodide to determine early and late apoptosis. Lymphocytes were marked with CD45 APC-conjugated monoclonal antibody. Results: Radiation-induced apoptosis (RIA) increased with radiation dose and time of incubation. Data strongly fitted to a semi logarithmic model as follows: RIA = βln(Gy) + α. This mathematical model was defined by two constants: α, is the origin of the curve in the Y axis and determines the percentage of spontaneous cell death and β, is the slope of the curve and determines the percentage of cell death induced at a determined radiation dose (β = ΔRIA/Δln(Gy)). Higher β values (increased rate of RIA at given radiation doses) were observed in patients with low sexual toxicity (Exp(B) = 0.83, C.I. 95% (0.73-0.95), p = 0.007; Exp(B) = 0.88, C.I. 95% (0.82-0.94), p = 0.001; Exp(B) = 0.93, C.I. 95% (0.88-0.99), p = 0.026 for 24, 48 and 72 hours respectively). This relation was also found with rectal (Exp(B) = 0.89, C.I. 95% (0.81-0.98), p = 0.026; Exp(B) = 0.95, C.I. 95% (0.91-0.98), p = 0.013 for 48 and 72 hours respectively) and urinary (Exp(B) = 0.83, C.I. 95% (0.71-0.97), p = 0.021 for 24 hours) toxicity. Conclusion: Radiation induced apoptosis at different time points and radiation doses fitted to a semi logarithmic model defined by a mathematical equation that gives an individual value of radiosensitivity and could predict late toxicity due to radiotherapy. Other prospective studies with higher number of patients are needed to validate these results.
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The first part of the research project of the Co-Advisorship Ph.D Thesis was aimed to select the best Bifidobacterium longum strains suitable to set the basis of our study. We were looking for strains with the abilities to colonize the intestinal mucosa and with good adhesion capacities, so that we can test these strains to investigate their ability to induce apoptosis in “damaged” intestinal cells. Adhesion and apoptosis are the two process that we want to study to better understand the role of an adhesion protein that we have previously identified and that have top scores homologies with the recent serpin encoding gene identified in B. longum by Nestlè researchers. Bifidobacterium longum is a probiotic, known for its beneficial effects to the human gut and even for its immunomodulatory and antitumor activities. Recently, many studies have stressed out the intimate relation between probiotic bacteria and the GIT mucosa and their influence on human cellular homeostasis. We focused on the apoptotic deletion of cancer cells induced by B. longum. This has been valued in vitro, performing the incubation of three B.longum strains with enterocyte-like Caco- 2 cells, to evidence DNA fragmentation, a cornerstone of apoptosis. The three strains tested were defined for their adhesion properties using adhesion and autoaggregation assays. These features are considered necessary to select a probiotic strain. The three strains named B12, B18 and B2990 resulted respectively: “strong adherent”, “adherent” and “non adherent”. Then, bacteria were incubated with Caco-2 cells to investigate apoptotic deletion. Cocultures of Caco-2 cells with B. longum resulted positive in DNA fragmentation test, only when adherent strains were used (B12 and B18). These results indicate that the interaction with adherent B. longum can induce apoptotic deletion of Caco-2 cells, suggesting a role in cellular homeostasis of the gastrointestinal tract and in restoring the ecology of damaged colon tissues. These results were used to keep on researching and the strains tested were used as recipient of recombinant techniques aimed to originate new B.longum strains with enhanced capacity of apoptotic induction in “damaged” intestinal cells. To achieve this new goal it was decided to clone the serpin encoding gene of B. longum, so that we can understand its role in adhesion and apoptosis induction. Bifidobacterium longum has immunostimulant activity that in vitro can lead to apoptotic response of Caco-2 cell line. It secretes a hypothetical eukaryotic type serpin protein, which could be involved in this kind of deletion of damaged cells. We had previously characterised a protein that has homologies with the hypothetical serpin of B. longum (DD087853). In order to create Bifidobacterium serpin transformants, a B. longum cosmid library was screened with a PCR protocol using specific primers for serpin gene. After fragment extraction, the insert named S1 was sub-cloned into pRM2, an Escherichia coli - Bifidobacterium shuttle vector, to construct pRM3. Several protocols for B. longum transformation were performed and the best efficiency was obtained using MRS medium and raffinose. Finally bacterial cell supernatants were tested in a dotblot assay to detect antigens presence against anti-antitrypsin polyclonal antibody. The best signal was produced by one starin that has been renamed B. longum BLKS 7. Our research study was aimed to generate transformants able to over express serpin encoding gene, so that we can have the tools for a further study on bacterial apoptotic induction of Caco-2 cell line. After that we have originated new trasformants the next step to do was to test transformants abilities when exposed to an intestinal cell model. In fact, this part of the project was achieved in the Department of Biochemistry of the Medical Faculty of the University of Maribor, guest of the abroad supervisor of the Co-Advisorship Doctoral Thesis: Prof. Avrelija Cencic. In this study we examined the probiotic ability of some bacterial strains using intestinal cells from a 6 years old pig. The use of intestinal mammalian cells is essential to study this symbiosis and a functional cell model mimics a polarised epithelium in which enterocytes are separated by tight junctions. In this list of strains we have included the Bifidobacterium longum BKS7 transformant strain that we have previously originated; in order to compare its abilities. B. longum B12 wild type and B. longum BKS7 transformant and eight Lactobacillus strains of different sources were co-cultured with porcine small intestine epithelial cells (PSI C1) and porcine blood monocytes (PoM2) in Transwell filter inserts. The strains, including Lb. gasseri, Lb. fermentum, Lb. reuterii, Lb. plantarum and unidentified Lactobacillus from kenyan maasai milk and tanzanian coffee, were assayed for activation of cell lines, measuring nitric oxide by Griess reaction, H202 by tetramethylbenzidine reaction and O2 - by cytochrome C reduction. Cytotoxic effect by crystal violet staining and induction on metabolic activity by MTT cell proliferation assay were tested too. Transepithelial electrical resistance (TER) of polarised PSI C1 was measured during 48 hours co-culture. TER, used to observe epithelium permeability, decrease during pathogenesis and tissue becomes permeable to ion passive flow lowering epithelial barrier function. Probiotics can prevent or restore increased permeability. Lastly, dot-blot was achieved against Interleukin-6 of treated cells supernatants. The metabolic activity of PoM2 and PSI C1 increased slightly after co-culture not affecting mitochondrial functions. No strain was cytotoxic over PSI C1 and PoM2 and no cell activation was observed, as measured by the release of NO2, H202 and O2 - by PoM2 and PSI C1. During coculture TER of polarised PSI C1 was two-fold higher comparing with constant TER (~3000 ) of untreated cells. TER raise generated by bacteria maintains a low permeability of the epithelium. During treatment Interleukin-6 was detected in cell supernatants at several time points, confirming immunostimulant activity. All results were obtained using Lactobacillus paracasei Shirota e Carnobacterium divergens as controls. In conclusion we can state that both the list of putative probiotic bacteria and our new transformant strain of B. longum are not harmful when exposed to intestinal cells and could be selected as probiotics, because can strengthen epithelial barrier function and stimulate nonspecific immunity of intestinal cells on a pig cell model. Indeed, we have found out that none of the strains tested that have good adhesion abilities presents citotoxicity to the intestinal cells and that non of the strains tested can induce cell lines to produce high level of ROS, neither NO2. Moreover we have assayed even the capacity of producing certain citokynes that are correlated with immune response. The detection of Interleukin-6 was assayed in all our samples, including B.longum transformant BKS 7 strain, this result indicates that these bacteria can induce a non specific immune response in the intestinal cells. In fact, when we assayed the presence of Interferon-gamma in cells supernatant after bacterial exposure, we have no positive signals, that means that there is no activation of a specific immune response, thus confirming that these bacteria are not recognize as pathogen by the intestinal cells and are certainly not harmful for intestinal cells. The most important result is the measure of Trans Epithelial Electric Resistance that have shown how the intestinal barrier function get strengthen when cells are exposed to bacteria, due to a reduction of the epithelium permeability. We have now a new strain of B. longum that will be used for further studies above the mechanism of apoptotic induction to “damaged cells” and above the process of “restoring ecology”. This strain will be the basis to originate new transformant strains for Serpin encoding gene that must have better performance and shall be used one day even in clinical cases as in “gene therapy” for cancer treatment and prevention.
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Expression of antibodies in plant against essential viral proteins could provide an alternative approach to engineered viral resistance. Engineered single chain Fv antibodies scFV are particularly suitable for expression in plant because of their small size and the lack of assembly requirements. RNA-dependent RNA polymerases (RdRps) function as the catalytic subunit of viral replicases required for the replication of all positive strand RNA viruses. By using Phage technology we selected scFvs from a phage library using purified E.coli expressed TBSV(Tomato bushy stunt virus) replicase as antigen. The scFvs mediated-inhibition of RdRp activity was studied in vitro and in planta. In vitro experiments showed the inhibition of CNV(Cucumber necrosis virus) and TCV(Turnip crinkle virus) RdRp. Transient in planta assays based on agroinfiltration and an infectious clone of TBSV demonstrated the inhibition of the replication of TBSV(Tomato bushy stunt virus). Epitope mapping showed that the selected scFvs target the motif E of RdRp which is involved in template binding.Moreover T1 plants of transgenic lines of N. benthamiana expressing different scFvs either in the cytoplasm or the ER (endoplasmic reticulum) showed a high level of resistance against infection with TBSV and RCNMV(Red clover necrotic mosaic virus) upon inoculation with virus particles. This is the first report that scFvs against a RdRp of a plant viruses can inhibit viral replication in vivo. The resistance is even efficient against viruses belonging to different virus families.
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NGAL (Neutrophil Gelatinase-associated Lipocalin ) is a protein of lipocalin superfamily. Recent literature focused on its biomarkers function in several pathological condition (acute and chronic kidney damage, autoimmune disease, malignancy). NGAL biological role is not well elucidated. Several are the demonstration of its bacteriostatic role. Recent papers have indeed highlight NGAL role in NFkB modulation. The aim of this study is to understand whether NGAL may exert a role in the activation (modulation) of T cell response through the regulation of HLA-G complex, a mediator of tolerance. From 8 healthy donors we obtained peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) and we isolated by centrifugation on a Ficoll gradient. Cells were then treated with four concentrations of NGAL (40-320 ng/ml) with or without iron. We performed flow cytometry analysis and ELISA test. NGAL increased the HLA-G expression on CD4+ T cells, with an increasing corresponding to the dose. Iron effect is not of unique interpretation. NGAL adiction affects regulatory T cells increasing in vitro expansion of CD4+ CD25+ FoxP3+ cells. Neutralizing antibody against NGAL decreased HLA-G expression and reduced significantly CD4+ CD25+ FoxP3+ cells percentage. In conclusion, we provided in vitro evidence of NGAL involvement in cellular immunity. The potential role of NGAL as an immunomodulatory molecule has been evaluated: it has been shown that NGAL plays a pivotal role in the induction of immune tolerance up regulating HLA-G and T regulatory cells expression in healthy donors. As potential future scenario we highlight the in vivo role of NGAL in immunology and immunomodulation, and its possible relationship with immunosuppressive therapy efficacy, tolerance induction in transplant patients, and/or in other immunological disorders.
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Ein neuer Ansatz der immunologischen Krebstherapie ist die Verwendung der bispezifischen, trifunktionalen Antikörper catumaxomab (anti-EpCAM x anti-CD3) und ertumaxomab (anti-Her2/neu x anti-CD3). Die Bispezifität besteht in der Bindung eines Tumor-assoziierten Antigens (EpCAM bzw. Her2/neu) und des CD3 Moleküls auf der Oberfläche von T-Zellen. Darüber hinaus stellt die Interaktion des Fc-Teils mit FcγRI/IIa/III positiven akzessorischen Immunzellen die dritte Funktion der Antikörper dar. Diese einzigartige Kombination ermöglicht theoretisch die Ausbildung eines Tri-Zell-Komplexes. In klinischen Studien konnte bereits die Wirksamkeit beider Antikörper nachgewiesen werden. Die eigentlichen Wirkmechanismen der trifunktionalen Antikörper jedoch sind noch nicht ausreichend bekannt. Um die Wechselwirkung zwischen den stark EpCAM- und schwach Her2/neu-positive FaDu- sowie den stabil mit humanem Her2/neu transfizierten FaDu E593-Tumorzellen, peripheren Blutmonozyten (PBMC) und trifunktionalen Antikörpern systematisch zu untersuchen wurde ein 3D-Tumormodell, die so genannten multizellulären Tumorsphäroide (MCTS), angewandt. Als Endpunkte zur Beurteilung der Therapieeffizienz dienten das Volumenwachstum der Sphäroide, sowie die Klonogenität und die Zellvitalität. Zur Beurteilung der PBMC-Penetration in die Sphäroide erfolgten immunhistochemische Färbungen und molekularbiologische Nachweise der Abwehrzellantigene. Entsprechend wurden in den Sphäroiden die Proliferationsrate über eine Ki67-Färbung sowie die Apoptoserate über eine FragEL-Markierung identifiziert. Die Aktivität der PBMC wurde durch die Bestimmung ausgewählter Zytokine (ELISA) und der Zellzahl aus den Medienüberständen charakterisiert. Die an den FaDu- und E593-Sphäroiden erzielten Ergebnisse zeigten, dass catumaxomab und ertumaxomab eine konzentrations- und zeitabhängige Abnahme des Sphäroidvolumens bewirkten. Die Schrumpfung der Tumorsphäroide ging mit einer Reduktion des proliferativen und mit einer Steigerung des apoptotischen Tumorzellanteils einher. Die histologischen Befunde weisen darauf hin, dass die Volumenreduktion durch eine gesteigerte Anzahl infiltrierender Leukozyten bedingt ist. Auf verschiedenen Methoden basierende Analysen der Immunzellsubtypen zeigten eine dominierende Infiltration von zytotoxischen T-Zellen in die Tumorsphäroide. Der Aktivitätsnachweis der T-Zellen wurde über die Detektion der IL-2 mRNA und des sekretierten Zytokins erbracht. Einen zusätzlichen Hinweis auf eine zelluläre Immunantwort liefert das Zytokinmuster mit hohen Konzentrationen an IFN-γ. Der direkte Vergleich beider Antikörper zeigte, dass der anti-tumorale Effekt abhängig von der Antigenexpression auf den Tumorzellen war. Die Analyse von Medienüberständen wies auf eine mehrheitlich höhere Zytokinausschüttung in Gegenwart des Tumorantigens hin. Sphäroid-Kokulturen, die mit dem parentalen anti-EpCAM Antikörper behandelt wurden, zeigten keine Volumenreduktion. Im Gegensatz dazu führte der parentale CD3-Antikörper, das CD3- und Tumorzell-bindende catumaxomab F(ab')2 Fragment oder eine Kombination beider parentaler Antikörper zu einer anti-tumoralen Wirkung, die jedoch nicht so stark war wie die des trifunktionalen Antikörpers catumaxomab. Demnach ist für catumaxomab gezeigt, dass für die Effektivität des Antikörpers die Trifunktionalität unabdingbar ist. Daraus leitet sich ab, dass die Aktivierung der Abwehrzellen durch kostimulatorische Signale notwendig ist und über die Tumorantigenbindung Mechanismen wie ADCC (antibody-dependent cellular cytotoxicity) zum Tragen kommen. Die Experimente mit gleichzeitiger Gabe von trifunktionalen Antikörpern und Immunsuppressiva haben gezeigt, dass eine Kombination beider Agenzien möglich ist. Die Konzentrationen sind jedoch sorgfältig derart zu wählen, dass die Zytokinausschüttung und die damit verbundenen Nebenwirkungen reduziert sind, ohne dass die anti-tumorale Wirkung der Antikörper maßgeblich beeinflusst wird. T-Zellen bedienen sich nach Aktivierung für die rasche Proliferation einer gesteigerten aeroben Glykolyse. Unter Behandlung der Kokulturen mit catumaxomab konnte im Vergleich zu anderen immunstimulatorischen Agenzien die größte Steigerung der Laktatproduktion bzw. der Azidifizierungs- und Sauerstoffverbrauchsrate detektiert werden. Diese Effekte weisen auf eine metabolische Aktivierung der PBMC durch catumaxomab hin. Das von den Tumorzellen abgegebene Laktat kann die Immunzellen jedoch inhibieren. Daher wäre die Kombination mit Glykolyseinhibitoren ein möglicher Ansatz, um die Therapieeffizienz weiter zu steigern. Darüber hinaus konnte gezeigt werden, dass eine Komedikation der trifunktionalen Antikörper mit Chemotherapeutika zu einer gesteigerter Wirkung führte. Insgesamt liegt die Zukunft der Immuntherapien wohl in der Kombination mit anderen Wirkstoffklassen, die anti-tumorale Effekte verstärken oder immunsupprimierende Mechanismen inhibieren.
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Disruption of the blood-brain barrier (BBB) results in cerebral edema formation, which is a major cause for high mortalityrnafter traumatic brain injury (TBI). As anesthetic care is mandatory in patients suffering from severe TBI it may be importantrnto elucidate the effect of different anesthetics on cerebral edema formation. Tight junction proteins (TJ) such as zonularnoccludens-1 (ZO-1) and claudin-5 (cl5) play a central role for BBB stability. First, the influence of the volatile anestheticsrnsevoflurane and isoflurane on in-vitro BBB integrity was investigated by quantification of the electrical resistance (TEER) inrnmurine brain endothelial monolayers and neurovascular co-cultures of the BBB. Secondly brain edema and TJ expression ofrnZO-1 and cl5 were measured in-vivo after exposure towards volatile anesthetics in native mice and after controlled corticalrnimpact (CCI). In in-vitro endothelial monocultures, both anesthetics significantly reduced TEER within 24 hours afterrnexposure. In BBB co-cultures mimicking the neurovascular unit (NVU) volatile anesthetics had no impact on TEER. In healthyrnmice, anesthesia did not influence brain water content and TJ expression, while 24 hours after CCI brain water contentrnincreased significantly stronger with isoflurane compared to sevoflurane. In line with the brain edema data, ZO-1 expressionrnwas significantly higher in sevoflurane compared to isoflurane exposed CCI animals. Immunohistochemical analysesrnrevealed disruption of ZO-1 at the cerebrovascular level, while cl5 was less affected in the pericontusional area. The studyrndemonstrates that anesthetics influence brain edema formation after experimental TBI. This effect may be attributed tornmodulation of BBB permeability by differential TJ protein expression. Therefore, selection of anesthetics may influence thernbarrier function and introduce a strong bias in experimental research on pathophysiology of BBB dysfunction. Futurernresearch is required to investigate adverse or beneficial effects of volatile anesthetics on patients at risk for cerebral edema.
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Die Nuklearmedizin ist ein modernes und effektives Werkzeug zur Erkennung und Behandlung von onkologischen Erkrankungen. Molekulare Bildgebung, die auf dem Einsatz von Radiopharmaka basiert, beinhaltet die Einzel-Photonen-Emissions-Tomographie (SPECT) und Positronenemissions¬tomographie (PET) und ermöglicht die nicht-invasive Visualisierung von Tumoren auf nano-und picomolarer Ebene.rnDerzeit werden viele neue Tracer für die genauere Lokalisierung von kleinen Tumoren und Metastasen eingeführt und hinsichtlich ihrer Eignung untersucht. Die meisten von ihnen sind Protein-basierte Biomoleküle, die die Natur selbst als Antigene für die Tumorzellen produziert. Dabei spielen Antikörper und Antikörper-Fragmente eine wichtige Rolle in der Tumor-Diagnostik und Behandlung. Die PET-Bildgebung mit Antikörpern und Antikörperfragmenten bezeichnet man als immuno-PET. Ein wichtiger Aspekt hierbei ist, dass entsprechende Radiopharmaka benötigt werden, deren Halbwertszeit mit der Halbwertszeit der Biomoleküle korreliert ist.rnIn neueren Arbeiten wird 90Nb als potenzieller Kandidat für die Anwendung in der immuno-PET vorgeschlagen. Seine Halbwertszeit von 14,6 Stunden ist geeignet für die Anwendung mit Antikörperfragmenten und einige intakten Antikörpern. 90Nb hat eine relativ hohen Anteil an Positronenemission von 53% und eine optimale Energie für die β+-Emission von 0,35 MeV, die sowohl eine hohe Qualität der Bildgebung als auch eine niedrige Aktivitätsmenge des Radionuklids ermöglicht.rnErsten grundlegende Untersuchungen zeigten: i) dass 90Nb in ausreichender Menge und Reinheit durch Protonen-Bombardierung des natürlichen Zirkonium Targets produziert, ii) aus dem Targetmaterial in entsprechender radiochemischer Reinheit isoliert und iii) zur Markierung des monoklonalen Antikörpers (Rituximab) verwendet werden kann und iv) dieser 90Nb-markierte mAb eine hohe in vitro Stabilität besitzt. Desweiteren wurde eine alternative und schnelle Abtrennungsmethode entwickelt, die es erlaubt 90Nb, mit einer geeigneten radiochemischen und radionuklidischen Reinheit für eine anschließende Markierung von Biomolekülen in einer Stunde zu aufzureinigen. Schließlich wurden erstmals 90Nb-markierte Biomolekülen in vivo untersucht. Desweiteren wurden auch Experimente durchgeführt, um den optimalen bifunktionellen Chelatbildner (BFC) für 90Niob zu finden. Mehrere BFC wurden hinsichtlich Komplexbildung mit NbV untersucht. Desferrioxamin (Df) erwies sich als geeignetster Chelator für 90Nb. Der monoklonale Antikörper Bevacizumab (Avastin®) wurde mit 90Nb markiert und eine Biodistributionsstudie und eine PET-Untersuchung durchgeführt. Alle diese Ergebnisse zeigten, dass 90Nb ein vielversprechendes Radionuklid für die Immuno-PET ist, welches sogar für weitere kommerzielle Anwendungen in der klinischen Routine geeignet zu sein scheint.rn
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Der Fokus dieser Arbeit lag auf der definierten Synthese multifunktioneller Polymer-Konjugate zur Anwendung in der Krebs-Immunotherapie. Durch gezielte Variation der Kon-jugationsbedingungen wurde Zusammensetzung, Größe und Aggregationsverhalten in Zell-medium sowie in humanem Serum untersucht. Nach definierter physikalisch-chemischer Charakterisierung wurde dann die induzierte Antigen-Präsentation zur Aktivierung der T-Zellproliferation analysiert.rnDafür wurden zwei verschiedene polymere Carrier-Systeme gewählt, lineares Poly-L-lysin und eine Polylysinbürste (PLL-Bürste). Es wird vermutet, dass die PLL-Bürste aufgrund der anisotropen Form eine bessere Verteilung im Körper und eine verlängerte Zirkulationsdauer zeigen wird. Die zu konjugierenden biologisch aktiven Komponenten waren der antiDEC205-Antikörper (aDEC205) für die gezielte Adressierung CD8-positiver dendritischer Zellen (DC), ein Ovalbumin (OVA)-spezifisches Antigen mit der Kernsequenz SIINFEKL für die Spezifität der Immunantwort gegen Krebszellen, die dieses Antigen tragen, und ein immunaktivieren-der TLR9-Ligand, CpG1826. Die Effizienz dieses Konjugates dendritische Zellen zu aktivieren, welche wiederum eine Immunantwort gegen OVA-exprimierende Krebszellen induzieren, wurde durch die Konjugation aller Komponenten am identischen Trägermolekül deutlich höher erwartet.rnLineares Poly-L-lysin diente als Modellsystem um die Konjugationschemie zu etablieren und dann auf die zylindrische Polylysinbürste zu übertragen. Anhand dieser polymeren Träger wurde das Verhalten der verschiedenen Topologien des Knäuels und der Bürste im Hinblick auf den Einfluss struktureller Unterschiede sowohl auf Konjugationsreaktionen als auch auf das in situ und in vitro Verhalten untersucht.rnFluoreszenzmarkiertes Antigen und der CpG Aktivator konnten jeweils aufgrund einer Thiol-Modifizierung an die Thiol-reaktive Maleimidgruppe des heterobifunktionellen Linkers Sulfo-SMCC an PLL-AlexaFluor48 konjugiert werden. Anschließend wurde aDEC205-AlexaFluor647 an PLL gekoppelt, entweder durch Schiff Base-Reaktion des oxidierten Antikörpers mit PLL und anschließender Reduzierung oder durch Click-Reaktion des PEG-Azids modifizierten An-tikörpers mit Dicyclobenzylcyclooctin (DIBO)-funktionalisiertem PLL. Die Konjugation der biologisch aktiven Komponenten wurde mit Durchflusszytometrie (FACS) und konfokaler Laser Scanning Mikroskopie (CLSM) untersucht und die Zusammensetzung des Konjugatesrnmittels UV/Vis-Spektroskopie bestimmt. Die PLL-Bürste alleine zeigte eine hohe Zytotoxizität bei HeLa und JAWS II Zelllinien, wohingegen lineares PLL und PLL-Konjugate sowie die PLL Bürsten-Konjugate keine ausgeprägte Zytotoxizität aufwiesen. Die Polymer-Konjugate wie-sen keine Aggregation in Zellmedium oder humanem Serum auf, was mittels winkelabhängi-ger dynamischer Lichtstreuung bestimmt wurde. CLSM Aufnahmen zeigten Kolokalisation der an die einzelnen Komponenten gebundenen Fluoreszenzfarbstoffe in dendritischen Zel-len, was die erfolgreiche Konjugation und Internalisierung der Konjugate in die Zellen bele-gen konnte. FACS Messungen ergaben eine geringfügig erhöhte Aufnahme des adressierten PLL-Antigen-Antikörper-Konjugates verglichen mit dem PLL-Antigen-Konjugat. Experimente mit dem „Specific Hybridization Internalization Sensor“ (SHIP) zeigten jedoch nur Aufnahme der PLL-Konjugate in CD8+ unreife DC, nicht in reife DC, die nicht mehr unspezifisch, sondern nur noch über Rezeptoren internalisieren. Dies bewies die unspezifische Aufnahme des Kon-jugates, da Antikörper-Konjugation keine Rezeptor-vermittelte Endozytose in reife DC indu-zieren konnte. T-Zell-Proliferationsassays ergaben eine Aktivierung von CD8+ T-Zellen indu-ziert durch Antigen-tragende Konjugate, wohingegen Konjugate ohne Antigen als Negativ-kontrollen dienten und keine T-Zell-Proliferation erzielten. Es konnte jedoch kein Unter-schied zwischen adressierten und nicht adressierten Konjugaten aufgrund der unspezifischen Aufnahme durch das Polymer beobachtet werden. Lösliches SIINFEKL alleine bewirkte schon bei geringeren Konzentrationen eine T-Zell-Proliferation.rnEs war somit möglich, drei biologischen Komponenten an einen polymeren Träger zu konju-gieren und diese Konjugate im Hinblick auf Zusammensetzung, Größe, Internalisierung in dendritische Zellen und Aktivierung der T-Zell-Proliferation zu untersuchen. Außerdem wur-de die Konjugationschemie erfolgreich von dem Modellsystem des linearen PLL auf die PLL-Bürste übertragen. Die Polymer-Konjugate werde unspezifisch in DC aufgenommen und in-duzieren T-Zellproliferation, die mit Antigen-Präsentationsassays nachgewiesen wird. Es konnte jedoch durch Konjugation des Antikörpers keine Rezeptor-vermittelte Aufnahme in CD8+ DC erzielt werden.rnDiese Studien stellen einen erfolgsversprechenden ersten Schritt zur Entwicklung neuer Na-nomaterialien für die Anwendung in Krebs-Immuntherapie dar.
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Klinische Studien haben gezeigt, dass die allergenspezifische Immuntherapie (SIT) eine effektive Therapieoption für allergische Erkrankungen ist. Obwohl dieses Therapieverfahren seit über 100 Jahren existiert, sind die zugrunde liegenden Suppressionsmechanismen jedoch nicht vollständig verstanden. Bisher wird angenommen, dass der Behandlungserfolg der SIT auf einer Blockade durch allergenspezifische Antikörper, einer Verschiebung des Th1-Th2-Gleichgewichtes und/oder auf einer Suppression durch regulatorische T-Zellen (Tregs) basiert. Um die Effekte der SIT in einer chronischen Erkrankung in vivo untersuchen zu können, wurde in dieser Doktorarbeit ein Mausmodell für chronisches Asthma entwickelt, das die Situation im Menschen nach einer SIT nachahmt. rnDurch eine SIT war es möglich, allergeninduzierte Asthmasymptome wie Atemwegshyperreagibilität (AHR), Eosinophilie in der Lunge, IgE-Produktion und Atemwegsentzündung im Modell zu unterdrücken. Bemerkenswert ist, dass durch OVA-spezifische Immuntherapie (OVA-IT) ebenfalls eine Verringerung der strukturellen Veränderungen im Lungengewebe im chronischen Krankheitsverlauf erreicht wurde.rnDes Weiteren wurde in diesem Modell nach den Prozessen gesucht, die für die toleranzinduzierende Wirkung der SIT verantwortlich sein können. Dabei wurde im Vergleich zur Placebo-behandelten Gruppe eine erhöhte Antwort spezifischer IgG1-Antikörper, eine verstärkte Th1-Antwort, sowie eine erhöhte Frequenz von FoxP3+ Tregs und von IL-10-produzierenden T-Zellen (Tr1-Zellen) nach OVA-IT festge-stellt. Zur weiteren Untersuchung der von SIT-induzierten T-Zellantworten wurden Mausmodelle des allergischen Asthmas mit einem akuten Verlauf gewählt.rnDie Bedeutung der Th1-Zellen für die SIT wurde in T-bet-/- Mäusen untersucht, welche aufgrund des Fehlens des Transkriptionsfaktors T-bet keine stabile Th1-Antwort induzieren können. Durch SIT war es möglich, allergeninduzierte Asthmasymptome wie AHR, eosinophile Granulozyten in der Lunge, IgE-Produktion und Atemwegsentzündung in den T-bet-/- Tieren im gleichen Maße wie in den Wildtyptieren zu unterdrücken. Diese Untersuchung zeigte, dass die SIT auch ohne funktionelle Th1-Zellen die allergische Entzündung unterdrücken kann. rnDie Rolle der Tregs für die SIT wurde in DO11.10 Mäusen und DO11.10 RAG-/- Mäusen untersucht. In beiden Stämmen konnte nach SIT eine Induktion OVA-spezifischer Tregs nachgewiesen werden. In DO11.10 RAG-/- Mäusen können durch den Knockout im rag2-Gen keine natürlichen, d.h. im Thymus gereiften, Tregs entstehen. Im Blut von DO11.10 RAG-/- Mäusen war direkt nach Durchführung der OVA-IT eine FoxP3+ Treg-Population detektierbar. Demnach wird durch die OVA-IT eine de-novo-Induktion von FoxP3+ Tregs in Gang gesetzt. In Abwesenheit der natürlichen Tregs zeigte sich weiterhin, dass diese Zellen zur Produktion von IL-10 in T-Zellen und somit zum Erfolg der SIT beitragen.rnDie Rolle der FoxP3+ Tregs bei der SIT wurde in DEREG Mäusen untersucht. Eine Depletion der FoxP3+ Tregs in DEREG Mäusen während der Durchführung der OVA-IT hob die protektiven Effekte der Therapie jedoch nur teilweise auf. rnUm die Rolle des regulatorischen Zytokins IL-10 bei der SIT zu untersuchen, wurde ein blockierender Antikörper gegen den IL-10-Rezeptor (anti-IL-10R) im chronischen Modell des allergischen Asthmas mit SIT angewendet. Anti-IL-10R hob die protektive Wirkung der SIT auf die AHR, die Atemwegsentzündung und die strukturellen Veränderungen im Lungengewebe auf. Somit ist die protektive Wirkung der SIT abhängig vom IL-10-Signalweg.rnZusammenfassend stellt diese Arbeit die Bedeutung der SIT für allergische Erkrankungen heraus. SIT kann durch die positive Beeinflussung der allergiebedingten, strukturellen Veränderungen in der Lunge auch für Asthmapatienten große Vorteile bringen. Die aus Studien bekannten Mechanismen konnten im Modell bestätigt werden und wurden im weiteren Verlauf untersucht. Die Arbeit stellt im Besonderen die Bedeutung der IL-10-produzierenden und FoxP3+ Tregs für die Effektivität der SIT in den Vordergrund. Zudem ist durch die Etablierung eines neuen Mausmodells der SIT für chronisches allergisches Asthma ein Mittel zur weiteren Erforschung der zugrunde liegenden Prozesse dieser erfolgreichen Therapie geschaffen worden. rn
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OBJECTIVES: Hypoglycaemia (glucose <2.2 mmol/l) is a defining feature of severe malaria, but the significance of other levels of blood glucose has not previously been studied in children with severe malaria. METHODS: A prospective study of 437 consecutive children with presumed severe malaria was conducted in Mali. We defined hypoglycaemia as <2.2 mmol/l, low glycaemia as 2.2-4.4 mmol/l and hyperglycaemia as >8.3 mmol/l. Associations between glycaemia and case fatality were analysed for 418 children using logistic regression models and a receiver operator curve (ROC). RESULTS: There was a significant difference between blood glucose levels in children who died (median 4.6 mmol/l) and survivors (median 7.6 mmol/l, P < 0.001). Case fatality declined from 61.5% of the hypoglycaemic children to 46.2% of those with low glycaemia, 13.4% of those with normal glycaemia and 7.6% of those with hyperglycaemia (P < 0.001). Logistic regression showed an adjusted odds ratio (AOR) of 0.75 (0.64-0.88) for case fatality per 1 mmol/l increase in baseline blood glucose. Compared to a normal blood glucose, hypoglycaemia and low glycaemia both significantly increased the odds of death (AOR 11.87, 2.10-67.00; and 5.21, 1.86-14.63, respectively), whereas hyperglycaemia reduced the odds of death (AOR 0.34, 0.13-0.91). The ROC [area under the curve at 0.753 (95% CI 0.684-0.820)] indicated that glycaemia had a moderate predictive value for death and identified an optimal threshold at glycaemia <6.1 mmol/l, (sensitivity 64.5% and specificity 75.1%). CONCLUSIONS: If there is a threshold of blood glucose which defines a worse prognosis, it is at a higher level than the current definition of 2.2 mmol/l.