B-vitamins : past, present and future in the study of the coenzymes that built and maintain a habitable planet

Trabajo realizado por Sergio Sañudo-Wilhelmy, Danielle Monteverde and Laura Gomez-Consarnau

Indagine delle proprietà statistiche di serie temporali di posizione applicata al caso della stazione permanente GPS della base Mario Zucchelli in Terra Vittoria (Antartide)

Da ormai sette anni la stazione permanente GPS di Baia Terranova acquisisce dati giornalieri che opportunamente elaborati consentono di contribuire alla comprensione della dinamica antartica e a verificare se modelli globali di natura geofisica siano aderenti all’area di interesse della stazione GPS permanente. Da ricerche bibliografiche condotte si è dedotto che una serie GPS presenta molteplici possibili perturbazioni principalmente dovute a errori nella modellizzazione di alcuni dati ancillari necessari al processamento. Non solo, da alcune analisi svolte, è emerso come tali serie temporali ricavate da rilievi geodetici, siano afflitte da differenti tipologie di rumore che possono alterare, se non opportunamente considerate, i parametri di interesse per le interpretazioni geofisiche del dato. Il lavoro di tesi consiste nel comprendere in che misura tali errori, possano incidere sui parametri dinamici che caratterizzano il moto della stazione permanente, facendo particolare riferimento alla velocità del punto sul quale la stazione è installata e sugli eventuali segnali periodici che possono essere individuati.

Identifizierung und Charakterisierung T-zellerkannter Tumorantigene im Melanommodell MZ7

Die Kenntnis immunogener Tumorantigene ist Grundlage für die rationale Entwicklung immunologisch orientierter Therapieverfahren. In der vorliegenden Arbeit wurden im autologen Melanommodell MZ7 drei neue T-zellerkannte Tumorantigene vorgestellt. Während nahezu alle bisher beschriebenen Tumorantigene mit Hilfe von T-Zellklonen (CTL) entdeckt wurden, die aus tumorreaktiven MLTCs (gemischte Lymphozyten/Tumor-Zellkulturen) generiert worden waren, wurde in dieser Arbeit versucht, wenige Wochen stimulierte MLTCs direkt zur Antigensuche zu verwenden. Als sensitives Nachweissystem wurde der IFNg-ELISPOT-Assay eingesetzt. Die Motivation dazu waren einerseits praktische Erwägungen, da CTL-Klonierungen material- und zeitaufwendig sind. Andererseits wurde vermutet, dass die Etablierung von CTL-Klonen in Langzeitkultur neben Zufallsprozessen auch Selektionsprozessen unterliegt, die CTL mit bestimmten Eigenschaften favorisieren. Eventuell eröffnete sich durch den Einsatz der MLTCs die Möglichkeit, Antigene zu entdecken, die mit Hilfe permanent kultivierter CTL aus den MLTCs nicht gefunden würden.Um beispielsweise Schwankungen im Proliferationsverhalten und in Effektorfunktionen permanent kultivierter T-Zellen zu umgehen, wurden für die Versuche in dieser Arbeit in Portionen eingefrorene T-Zellen verwendet, die zuvor zu ausreichender Menge expandiert worden waren. Es ließ sich zeigen, dass durch die Kryokonservierung der T-Zellen zu einem bestimmten Zeitpunkt nach einer Restimulation mit den Tumorzellen der Aktivierungszustand der T-Zellen konserviert wurde, und dass die T-Zellen nach dem Auftauen in ELISPOT-Assays ohne wesentliche Einbußen spezifisch auf einen erneuten Antigenkontakt reagierten. Bei der Testung von mehreren, unabhängig generierten MLTCs gegen bekannte Tumorantigene wurden T-Zellantworten gegen gp100/HLA-B7.2, Tyrosinase/HLA-A26.1, SIRT2P182L/HLA-A3.1 und, deutlich stärker, gegen die Melanomzelllinie festgestellt. Nachfolgend wurde mit Hilfe bereits etablierter CTL-Klone die peptidkodierende Region von gp100 über die Transfektion von gp100-Fragmenten in COS-7-Zellen eingegrenzt und anschließend ein synthetisches Peptid identifiziert, das von den CTL-Klonen erkannt wurde. Das zweite identifizierte Tumorantigen, Tyrosinase/HLA-A26.1, wurde nur in einer von sechs neu generierten, unabhängigen MLTCs entdeckt. Da keine Tyrosinase/HLA-A26.1-reaktiven CTL-Klone zur Verfügung standen, wurden die zur Eingrenzung der peptidkodierenden Region transfizierten COS-7-Zellen mit der MLTC selbst getestet. Anschließend wurde ein synthetisches Peptid identifiziert, das von der MLTC erkannt wurde.Die Reaktivität der MLTCs gegen die Melanomzelllinie war bei weitem nicht durch die bis dahin gefundenen T-Zellantworten erklärbar. Daher wurde mit einer der MLTCs versucht, durch cDNA-Expressionsklonierung ein neues Antigen in der cDNA-Bank aus dem MZ7-Melanom zu identifizieren. Die Reaktivität der MLTC gegen den Tumor war hauptsächlich durch einen Antikörper gegen HLA-A3 blockierbar. Daher wurde HLA-A*03011-cDNA für das „Screening“ kotransfiziert. Das Verfahren führte zur Identifizierung eines weiteren punktmutierten Tumorantigens: GPNMBG181D (GPNMBmutiert). Die Mutation führte dazu, dass ein Teil eines ungespleißten Introns Bestandteil der im Tumor entdeckten cDNA war. Ein aus der Exon/Intron-Region kodiertes synthetisches Peptid mit der ausgetauschten Aminosäure wurde von der MLTC deutlich erkannt. Durch RT-PCR-Analysen wurde im MZ7-Melanom, in fast allen getesteten weiteren Melanomen sowie in einem Teil der überprüften Nierenzellkarzinome eine Variante der GPNMB-cDNA entdeckt, in der ebenfalls das erwähnte Intron enthalten war, ohne dass die Mutation vorlag (GPNMB/INT4). Diese Spleißvariante wurde nicht in EBV-B-Zelllinien und anderen Tumorzelllinien gefunden. Zusätzlich zu dem bereits zuvor charakterisierten Tumorantigen SIRT2P182L wurden drei weitere T-zellerkannte Antigene im Melanommodell MZ7 identifiziert. T-Zellreaktivität gegen das Antigen GPNMBG181D entwickelte sich, im Gegensatz zu den anderen Antigenen, in allen getesteten MLTCs. Dies spricht für eine immunologische Dominanz des Antigens im Melanommodell MZ7. Die Tatsache, dass das „stärkste“ Antigen mit Hilfe einer MLTC identifiziert wurde, bietet die Aussicht, evtl. weitere dominante Antigene mit dem Verfahren identifizieren zu können. Die Verwendung von kurzzeitstimulierten MLTCs anstelle von permanent kultivierten CTL-Klonen stellt einen ersten Schritt auf dem Weg zur Beschleunigung der Suche nach Tumorantigenen dar. Die Verfahrensbeschleunigung ist die Voraussetzung dafür, in Zukunft Antigene nicht nur in archivierten Modellen zu suchen, sondern in Patienten zu einem frühen Zeitpunkt der malignen Erkrankung. Dann bestünde die Chance, dass die Kenntnis individueller Tumorantigene in immuntherapeutische Konzepte eingeht.

Charakterisierung von T-Zell-Antworten gegen humane Nierenzellkarzinome sowie Identifizierung von HLA-G als tumorassoziiertes Antigen und Immunevasionsmechanismus des Nierenzellkarzinoms

Humane Nierenzellkarzinom-(NZK)-Zelllinien wurden etabliert, um sie zur Generierung von autologen zytotoxischen T-Zelllinien einzusetzen. Erst nach Modifikation mit dem kostimulierenden B7-1-Molekül wurden mit der NZK-Zelllinie MZ1257RC autologe, tumorspezifische T-Zelllinien generiert und charakterisiert. Die Aufklärung eines T-Zell-definierten TAA eines autologen, zytotoxischen T Zellklons wurde mittels Expressionsklonierung einer hergestellten cDNS-Expressionsbank begonnen. Nach in vitro-Sensibilisierung von peripheren Blutmonozyten mit der autologen NZK-Zelllinie MZ2733RC wurde die HLA-Klasse I-restringierte T Zelllinie XIE6 generiert, die die autologe und verschiedene allogene NZK- sowie Zervixkarzinom-Zelllinien, jedoch nicht autologe Nierenzellen lysiert. Die T Zellen exprimieren TZR Vβ13.6-Ketten und sezernieren GM-CSF und IL-10 nach Antigenstimulation. Jedoch ist die NZK-Zelllinie MZ2733RC wenig sensitiv gegenüber autologen und allogenen Effektorzellen. Erst die Blockade ihrer HLA Klasse I-Moleküle auf der Zelloberfläche erhöht ihre Sensitivität gegenüber allogenen lymphokin-aktivierten Killer-Zellen. Verantwortlich dafür können nicht-klassische HLA Klasse Ib-Moleküle, insbesondere HLA-G sein, dessen Transkripte in der RNS der NZK-Zellen, jedoch nicht in Nierenzellen detektiert wurden. In einer detaillierten Studie wurden HLA-G-Transkripte in NZK-Zelllinien (58%), in NZK-Biopsien (80%), und nur in wenigen Nierenepithelbiopsien (10%) nachgewiesen. In der NZK-Zelllinie MZ2733RC wurde eine konstitutive HLA-G1-Proteinexpression beobachtet, die durch eine IFN-γ-Behandlung induzierbar ist.

Untersuchungen zur Lymphozytotoxizität gegen Tumoren in Nierenzellkarzinom-Patienten und HLA-kompatiblen gesunden Spendern

In der vorliegenden Arbeit wurden Blutlymphozyten, die aus allogenen, serologisch HLA (humanes Leukozytenantigen)-identischen gesunden Geschwisterspendern von Nierenzellkarzinom (RCC, engl. renal cell carcinoma)-Patienten isoliert wurden, auf ihre antitumorale Reaktivität in vitro untersucht. Dazu war die vorangehende Generierung von stabil in vitro wachsenden Tumorzelllinien der Patienten zwingende Voraussetzung. Insgesamt wurden aus primärem Tumorgewebe von 65 Nierenzellkarzinom-Patienten Tumorzellen isoliert und daraus Zellkulturen angelegt. In 28 % der Fälle gelang es, eine konstant in Zellkultur wachsende Tumorzelllinie zu etablieren. Daneben wurden aus 56 Tumorpatienten auch die aus dem angrenzenden Nierengewebe gewonnenen nicht-malignen Nierenzellen über wenige Zellkultur-Passagen expandiert. In vier Patienten mit stabil in vitro wachsender Tumorzelllinie war ein allogener HLA-identischer Geschwisterspender verfügbar. In diesen Modellsystemen wurden in gemischten Lymphozyten-Tumorzell-Kulturen (MLTCs, engl. mixed lymphocyte tumor cell cultures) die Blutlymphozyten der Patienten und der gesunden Geschwisterspender mit der jeweiligen Nierenzellkarzinom-Zelllinie stimuliert und tumorreaktive CD8+ zytotoxische T-Lymphozyten (CTLs, engl. cytotoxic T-lymphocytes) generiert. Wenn möglich wurden aus den so gewonnenen „Responder“-Massenkulturen CD8+ T-Zellklone isoliert und hinsichtlich ihrer Funktionalität in IFN-γ-ELISpot-Assays und 51Chrom-Zytotoxizitätstests untersucht. Durch Blockade der HLA-Moleküle mit monoklonalen Antikörpern wurden die HLA-Restriktionselemente sowie weitere an der Erkennung beteiligte Oberflächenmoleküle analysiert. Kreuzreaktivitätsuntersuchungen mit einem breiten Zielzell-„Panel“ gaben Aufschluss über die Reaktivität der CTLs gegen RCC, nicht-maligne Nierenzellen, hämatopoetische Zielzellen von Patient und Geschwisterspender und weitere Tumorzelllinien aus Nierenzellkarzinomen und anderen Tumorentitäten. Interessanterweise zeigten die Geschwister-MLTC-„Responder“-Lymphozyten im Vergleich zu den autologen MLTC-„Responder“-Lymphozyten eine stärkere Proliferation und Zytotoxizität nach Stimulation mit Tumorzellen. Die allogenen tumorreaktiven „Responder“-Lymphozyten entstammten der CD8+ CD62L(high)+ Subpopulation, die naive Vorläufer- und „central memory“-T-Zellen enthält. Im Gegensatz zu autologen MLTC-Lymphozyten und tumorinfiltrierenden Lymphozyten konnte aus nahezu allen allogenen MLTCs mithilfe des Grenzverdünnungsverfahrens ein breites Spektrum an tumorreaktiven CTL-Klonen expandiert werden. Diese lysierten entweder ausschließlich die autologe RCC-Zelllinie oder kreuzreagierten mit autologen nicht-malignen Nierenzellen. Eine Minderheit der CTL-Klone erkannte außerdem hämatopoetische Zellen des Patienten oder allogene Tumorzellen. Als HLA-Restriktionselemente der allogenen tumorreaktiven CD8+ CTL-Klone wurden HLA-A2, -A3, -A11, -A24 und -B7 identifiziert. Weiterhin wurden in einem Modellsystem bisher unbekannte, stark proliferierende CD3+ CD16+ CD57+ CTL-Klone mit nicht-HLA-restringierter Tumorreaktivität isoliert. Zusammenfassend zeigt diese Arbeit erstmals, dass allogene Blutlymphozyten von HLA-identischen gesunden Geschwistern eine Vielfalt von tumorreaktiven CD8+ CTL-Klonen enthalten. Im direkten Vergleich mit autologen Blutlymphozyten der betroffenen Patienten besitzen allogene Blutlymphozyten der Geschwister eine stärkere proliferative und zytotoxische Tumorreaktivität. Die Ergebnisse dieser Arbeit ermutigen weitere Bemühungen, tumorreaktive T-Zellen aus dem Blut von HLA-identischen gesunden Geschwisterspendern in vitro zu generieren. Solche T-Zellen wären in zweierlei Hinsicht von Interesse: Zum einen ermöglichen sie die Identifizierung der Zielantigene, die von T-Zellen aus gesunden Individuen auf Tumoren erkannt werden und als Zielstrukturen von antigenspezifischen Immuntherapien (z. B. Vakzination) dienen könnten. Zum anderen könnten diese T-Zellen möglicherweise für eine adoptive Immuntherapie der betroffenen Tumorpatienten verwendet werden.

Generierung und Charakterisierung tolerogener muriner dendritischer Zellen

Mechanismen der zentralen und der peripheren Toleranz schützen den Körper vor Immunreaktionen gegen körpereigenes Gewebe oder gegen harmlose Umweltantigene. An der Aufrechterhaltung der peripheren Toleranz sind tolerogene Dendritische Zellen (DC) beteiligt. Tolerogene DC können in vitro u.a. mit Hilfe von immunsuppressiven und antiinflammatorischen Substanzen, aber auch durch virale Transduktionen, die zur Denovo- oder Überexpression toleranzassoziierter Moleküle führen, generiert werden. rnDa die Wirkung einiger immunmodulatorischer Substanzen über den intrazellulären sekundären Botenstoff cAMP vermittelt wird, sollte getestet werden, welchen Einfluss eine direkte Erhöhung des intrazellulären cAMP-Niveaus mittels Dibutyryl-cyclo-Adenosin-3´,5´-Mono-Phoshat (db-cAMP) auf die phänotypischen und funktionellen Eigenschaften von BM-DC („bone marrow derived dendritic cells“) hat.rnIm Vergleich zu unbehandelten BM-DC wiesen db-cAMP-DC ein vermindertes T-Zell-Stimulierungs-potenzial auf. Dieses verminderte T-Zell-Stimulierungspotenzial wird teilweise über die Proteinkinase A, nicht aber über Cyclooxygenase-2 (Cox-2) vermittelt. rnAnhand der FACS-Analyse mit DC- und MDSC- („myeloid derived suppressor cells“) spezifischen Markern konnte gezeigt werden, dass es sich bei den db-cAMP-DC um CD11c-positive DC mit einer vergleichsweise niedrigen Expression von MHCII und kostimulatorischen Oberflächenmolekülen handelt. Des Weiteren zeigte sich, dass sie verglichen mit BM-DC eine vermehrte mRNA-Expression der koinhibitorischen Moleküle B7-H1 und LIGHT und der toleranzassoziierten Moleküle FcγRIIB, HO-1 und Cox-2 aufweisen. Mittels ELISA konnte eine gesteigerte Expression der HO-1- und eine moderat gesteigerte PGE2-Synthese beobachtet werden. PGE2 wird mit Hilfe der Cox-2 aus Arachidonsäure gebildet.rnIm Gegensatz zu BM-DC wiesen db-cAMP-DC in beiden Reifungsstadien ein verändertes Zytokinprofil auf: Auf mRNA-Ebene zeigte sich, dass db-cAMP-DC verglichen mit BM-DC vermehrt IL-1RA und IL-10 exprimieren. Dieser Unterschied konnte für IL-10 auch mittels ELISA bestätigt werden. In den Kulturüberständen der stimulierten db-cAMP-DC konnte, im Gegensatz zu denen stimulierter BM-DC, kaum bioaktives IL-12 nachgewiesen werden. rnDb-cAMP-DC induzierten des Weiteren in kokultivierten allogenen T-Zellen ein differenzielles Zytokinprofil: Sie förderten die INFγ- und IL-17-Sezernierung durch T-Zellen, während die IL-5-Sezernierung geringer war, wenn T-Zellen mit stimulierten db-cAMP-DC kokultiviert wurden. Db-cAMP-DC hatten hingegen keinen Einfluss auf die IL-10-Produktion. Außerdem führte eine Kokultur der db-cAMP-DC mit allogenen T-Zellen nicht zu einer gesteigerten Induktion von FoxP3+ Treg. rnIn einem zweiten Ansatz sollte getestet werden ob es möglich ist die murine DC-Linie SP37A3 lentiviral mit dem toleranzassoziierten Oberflächenprotein B7-H3 zu transduzieren. Dies ist von Interesse, da die SP37A3-Zellen einige Vorteile gegenüber BM-DC aufweisen, wie z.B. ihren homogeneren Phänotyp und die Möglichkeit sie in einer Expansionskultur zu halten.rnEs konnte gezeigt werden, dass SP37A3-Zellen als Modell für myeloide DC für die Transduktion mit lentiviralen Partikeln geeignet sind. Hierbei zeigte es sich aber, dass darauf geachtet werden muss, mit konzentriertem Virus zu arbeiten und dass die Reportergen-Expression der Zielzellen über mehr als 3 Tage (mindestens 7 Tage) untersucht werden muss. Nur so kann eine eventuell auftretende Pseudotransduktion erkannt und verhindert werden. Ab einer MOI („multiplicity of infection“) von 50 konnte in SP37A3-Zellen eine Transgen-Expression nachgewiesen werden.rn

Strategies to prevent neuronal damage in paediatric bacterial meningitis

PURPOSE OF REVIEW: The mortality of bacterial meningitis can reach 30%, and up to 50% of survivors suffer from persisting neurological deficits as a consequence of the disease. The incidence of neurological sequelae of bacterial meningitis has not improved over the last decade. Adjunctive therapeutic options are limited, and ongoing research into the pathophysiology of brain damage in bacterial meningitis aims at providing the scientific basis for future development of more efficient adjunctive options. RECENT FINDINGS: In a population with good access to health care, dexamethasone given before or at the time of initiation of antibiotic therapy acts beneficially in paediatric pneumococcal meningitis, but not in meningococcal meningitis. In experimental animal models, brain-derived neurotrophic factor protected against brain injury and improved hearing while melatonin, which has antioxidant properties among other effects, reduced neuronal death. Transgene technology can be used to provide new insights into the pathophysiology of the disease and to identify potential therapeutic targets. SUMMARY: Although dexamethasone improves outcome of bacterial meningitis under defined circumstances, the morbidity of bacterial meningitis still remains unacceptably high. Experimental models may help to identify new therapeutic strategies to further improve the neurological outcome in young children suffering from bacterial meningitis.

Molecular survival strategies of Echinococcus multilocularis in the murine host

Larval infection with Echinococcus multilocularis starts with the intrahepatic postoncospheral development of a metacestode that-at its mature stage-consists of an inner germinal and an outer laminated layer (GL ; LL). In certain cases, an appropriate host immune response may inhibit parasite proliferation. Several lines of evidence obtained in vivo and in vitro indicate the important bio-protective role of the LL. For instance, the LL has been proposed to protect the GL from nitric oxide produced by periparasitic macrophages and dendritic cells, and also to prevent immune recognition by surrounding T cells. On the other hand, the high periparasitic NO production by peritoneal exsudate cells contributes to periparasitic immunosuppression, explaining why iNOS deficienct mice exhibit a significantly lower susceptibility towards experimental infection. The intense periparasitic granulomatous infiltration indicates a strong host-parasite interaction, and the involvement of cellular immunity in control of the metacestode growth kinetics is strongly suggested by experiments carried out in T cell deficient mouse strains. Carbohydrate components of the LL, such as Em2(G11) and Em492, as well as other parasite metabolites yield immunomodulatory effects that allow the parasite to survive in the host. I.e., the IgG response to the Em2(G11)-antigen takes place independently of alpha-beta+CD4+T cells, and in the absence of interactions between CD40 and CD40 ligand. Such parasite molecules also interfere with antigen presentation and cell activation, leading to a mixed Th1/Th2-type response at the later stage of infection. Furthermore, Em492 and other (not yet published) purified parasite metabolites suppress ConA and antigen-stimulated splenocyte proliferation. Infected mouse macrophages (AE-MØ) as antigen presenting cells (APC) exhibited a reduced ability to present a conventional antigen (chicken ovalbumin, C-Ova) to specific responder lymph node T cells when compared to normal MØ. As AE-MØ fully maintain their capacity to appropriately process antigens, a failure in T cell receptor occupancy by antigen-Ia complex or/and altered co-stimulatory signals can be excluded. Studying the status of accessory molecules implicated in T cell stimulation by MØ, it could be shown that B7-1 (CD80) and B7-2 (CD86) remained unchanged, whereas CD40 was down-regulated and CD54 (=ICAM-1) slightly up-regulated. FACS analysis of peritoneal cells revealed a decrease in the percentage of CD4+ and CD8+T cells in AE-infected mice. Taken together the obstructed presenting-activity of AE-MØ appeared to trigger an unresponsiveness of T cells leading to the suppression of their clonal expansion during the chronic phase of AE infection. Interesting information on the parasite survival strategy and potential can be obtained upon in vitro and in vivo treatment. Hence, we provided very innovative results by showing that nitazoxanide, and now also, respectively, new modified compounds may represent a useful alternative to albendazole. In the context of chemotherapeutical repression of parasite growth, we searched also for parasite molecules, whose expression levels correlate with the viability and growth activity of E. multilocularis metacestode. Expression levels of 14-3-3 and II/3-10, relatively quantified by realtime reverse transcription-PCR using a housekeeping gene beta-actin, were studied in permissive nu/nu and in low-permissive wild type BALB/c mice. At 2 months p.i., the transcription level of 14-3-3 was significantly higher in parasites actively proliferating in nu/nu mice compared to parasites moderately growing in wild type mice. Immunoblotting experiments confirmed at the protein level that 14-3-3 was over-expressed in parasites derived from nu/nu mice at 2 months p.i. In vitro-treatment of E. multilocularis with an anti-echinococcal drug nitazoxanide for a period of 8 days resulted in a significant decrease of both 14-3-3 and II/3-10 transcription levels,

Is restricted femoral navigation sufficient for accuracy of total knee arthroplasty?

A total knee arthroplasty performed with navigation results in more accurate component positioning with fewer outliers. It is not known whether image-based or image-free-systems are preferable and if navigation for only one component leads to equal accuracy in leg alignment than navigation of both components. We evaluated the results of total knee arthroplasties performed with femoral navigation. We studied 90 knees in 88 patients who had conventional total knee arthroplasties, image-based total knee arthroplasties, or total knee arthroplasties with image-free navigation. We compared patients' perioperative times, component alignment accuracy, and short-term outcomes. The total surgical time was longer in the image-based total knee arthroplasty group (109 +/- 7 minutes) compared with the image-free (101 +/- 17 minutes) and conventional total knee arthroplasty groups (87 +/- 20 minutes). The mechanical axis of the leg was within 3 degrees of neutral alignment, although the conventional total knee arthroplasty group showed more (10.6 degrees ) variance than the navigated groups (5.8 degrees and 6.4 degrees , respectively). We found a positive correlation between femoral component malalignment and the total mechanical axis in the conventional group. Our results suggest image-based navigation is not necessary, and image-free femoral navigation may be sufficient for accurate component alignment.

Intra-arterial thrombolysis in 100 patients with acute stroke due to middle cerebral artery occlusion

BACKGROUND AND PURPOSE: The purpose of this study was to evaluate the safety and efficacy of local intra-arterial thrombolysis (LIT) using urokinase in patients with acute stroke due to middle cerebral artery (MCA) occlusion. METHODS: We analyzed clinical and radiological findings and functional outcome 3 months after LIT with urokinase of 100 consecutive patients. To measure outcome, the modified Rankin scale (mRs) score was used. RESULTS: Angiography showed occlusion of the M1 segment of the MCA in 57 patients, of the M2 segment in 21, and of the M3 or M4 segment in 22. The median National Institutes of Health Stroke Scale (NIHSS) score at admission was 14, and, on average, 236 minutes elapsed from symptom onset to LIT. Forty-seven patients (47%) had an excellent outcome (mRs score 0 to 1), 21 (21%) a good outcome (mRs score 2), and 22 (22%) a poor outcome (mRs score 3 to 5). Ten patients (10%) died. Excellent or good outcome (mRs score < or =2) was seen in 59% of patients with M1 or M2 and 95% of those with M(3) or M(4) MCA occlusions. Recanalization as seen on angiography was complete (thrombolysis in myocardial infarction [TIMI] grade 3) in 20% of patients and partial (TIMI grade 2) in 56% of patients. Age <60 years (P<0.05), low NIHSS score at admission (P<0.00001), and vessel recanalization (P=0.0004) were independently associated with excellent or good outcome and diabetes with poor outcome (P=0.002). Symptomatic cerebral hemorrhage occurred in 7 patients (7%). CONCLUSIONS: LIT with urokinase that is administered by a single organized stroke team is safe and can be as efficacious as thrombolysis has been in large multicenter clinical trials.

Impact of the CTLA-4/CD28 axis on the processes of joint inflammation in rheumatoid arthritis

OBJECTIVE: The importance of the costimulatory molecules CD28 and CTLA-4 in the pathologic mechanism of rheumatoid arthritis (RA) has been demonstrated by genetic associations and the successful clinical application of CTLA-4Ig for the treatment of RA. This study was undertaken to investigate the role of the CTLA-4/CD28 axis in the local application of CTLA-4Ig in the synovial fluid (SF) of RA patients. METHODS: Quantitative polymerase chain reaction was used to analyze the expression of proinflammatory and antiinflammatory cytokines in ex vivo fluorescence-activated cell sorted CTLA-4+ and CTLA-4- T helper cells from the peripheral blood and SF of RA patients. T helper cells were also analyzed for cytokine expression in vitro after the blockade of CTLA-4 by anti-CTLA-4 Fab fragments or of B7 (CD80/CD86) molecules by CTLA-4Ig. RESULTS: CTLA-4+ T helper cells were unambiguously present in the SF of all RA patients examined, and they expressed increased amounts of interferon-γ (IFNγ), interleukin-17 (IL-17), and IL-10 as compared to CTLA-4- T helper cells. The selective blockade of CTLA-4 in T helper cells from the SF in vitro led to increased levels of IFNγ, IL-2, and IL-17. The concomitant blockade of CD28 and CTLA-4 in T helper cells from RA SF by CTLA-4Ig in vitro resulted in reduced levels of the proinflammatory cytokines IFNγ and IL-2 and increased levels of the antiinflammatory cytokines IL-10 and transforming growth factor β. CONCLUSION: Our ex vivo and in vitro results demonstrate that the CTLA-4/CD28 axis constitutes a drug target for not only the systemic, but potentially also the local, application of the costimulation blocking agent CTLA-4Ig for the treatment of RA.

Mechanism of dendritic epidermal T cell-mediated tolerance induction and inhibition of proliferation

Dendritic epidermal T cells (DETC) comprise a unique population of T cells that reside in mouse epidermis and whose function remains unclear. Most DETC express a $\gamma\delta$ TCR, although some, including our DETC line, AU16, express an $\alpha\beta$ TCR. Additionally, AU16 cells express CD3, Thy-1, CD45, CD28, B7, and AsGM-1. Previous studies in our laboratory demonstrated that hapten-conjugated AU16 could induce specific immunologic tolerance in vivo and inhibit T cell proliferation in vitro. Both these activities are antigen-specific, and the induction of tolerance is non-MHC-restricted. In addition, AU16 cells are cytotoxic to a number of tumor cell lines in vitro. These studies suggested a role for these cells in immune surveillance. The purpose of my studies was to test the hypothesis that these functions of DETC (tolerance induction, inhibition of T cell proliferation, and tumor cell killing) were mediated by a cytotoxic mechanism. My specific aims were (1) to determine whether AU16 could prevent or delay tumor growth in vivo; and (2) to determine the mechanism whereby AU16 induce tolerance, using an in vitro proliferation assay. I first showed that AU16 cells killed a variety of skin tumor cell lines in vitro. I then demonstrated that they prevented melanoma growth in C3H mice when both cell types were mixed immediately prior to intradermal (i.d.) injection. Studies using the in vitro proliferation assay confirmed that DETC inhibit proliferation of T cells stimulated by hapten-bearing, antigen-presenting cells (FITC-APC). To determine which cell was the target, $\gamma$-irradiated, hapten-conjugated AU16 were added to the proliferation assay on d 4. They profoundly inhibited the proliferation of naive T cells to $\gamma$-irradiated, FITC-APC, as measured by ($\sp3$H) TdR uptake. This result strongly suggested that the T cell was the target of the AU16 activity because no APC were present by d 4 of the in vitro culture. In contrast, the addition of FITC-conjugated splenic T cells (SP-T) or lymph node T cells (LN-T) was less inhibitory. Preincubation of the T cells with FITC-AU16 cells for 24 h, followed by removal of the AU16 cells, completely inhibited the ability of the T cells to proliferate in response to FITC-APC, further supporting the conclusion that the T cell was the target of the AU16. Finally, AU16 cells were capable of killing a variety of activated T cells and T cell lines, arguing that the mechanism of proliferation inhibition, and possibly tolerance induction is one of cytotoxicity. Importantly, $\gamma\delta$ TCR$\sp+$ DETC behaved, both in vivo and in vitro like AU16, whereas other T cells did not. Therefore, these results are consistent with the hypothesis that AU16 cells are true DETC and that they induce tolerance by killing T cells that are antigen-activated in vivo. ^

Loss of bone strength in HLA-B27 transgenic rats is characterized by a high bone turnover and is mainly osteoclast-driven

Objective Although osteopenia is frequent in spondyloarthritis (SpA), the underlying cellular mechanisms and association with other symptoms are poorly understood. This study aimed to characterize bone loss during disease progression, determine cellular alterations, and assess the contribution of inflammatory bowel disease (IBD) to bone loss in HLA-B27 transgenic rats. Methods Bones of 2-, 6-, and 12-month-old non-transgenic, disease-free HLA-B7 and disease-associated HLA-B27 transgenic rats were examined using peripheral quantitative computed tomography, μCT, and nanoindentation. Cellular characteristics were determined by histomorphometry and ex vivo cultures. The impact of IBD was determined using [21-3 x 283-2]F1 rats, which develop arthritis and spondylitis, but not IBD. Results HLA-B27 transgenic rats continuously lost bone mass with increasing age and had impaired bone material properties, leading to a 3-fold decrease in bone strength at 12 months of age. Bone turnover was increased in HLA-B27 transgenic rats, as evidenced by a 3-fold increase in bone formation and a 6-fold increase in bone resorption parameters. Enhanced osteoclastic markers were associated with a larger number of precursors in the bone marrow and a stronger osteoclastogenic response to RANKL or TNFα. Further, IBD-free [21-3 x 283-2]F1 rats also displayed decreased total and trabecular bone density. Conclusions HLA-B27 transgenic rats lose an increasing amount of bone density and strength with progressing age, which is primarily mediated via increased bone remodeling in favor of bone resorption. Moreover, IBD and bone loss seem to be independent features of SpA in HLA-B27 transgenic rats.