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The aim of this thesis was to investigate if and how repertoire focusing of epitope-specific T cells during chronic viral infection reflects selection based on structural avidity. Structural avidity decreased during chronic infection and was associated with expansion of low avidity T cells. Loss of immunodominance of high avidity T cells was likely caused by replicative senescence. Clonal succession towards lower avidity TCRs would in turn explain the observed reverse TCR repertoire evolution. Untersucht wurde, ob und wie die Fokussierung des Repertoires von Epitop-spezifischen T Zellen während einer chronischen Virusinfektion eine Selektion auf Basis der strukturellen Avidität widerspiegelt. Diese nahm während der chronischen Infektion ab und ging mit einer Expansion von T-Zellen mit niedriger Avidität einher. Der Verlust der Immundominanz von hochaviden T Zellen wurde wahrscheinlich durch replikative Seneszenz verursacht. Eine klonale Sukzession hin zu TCRs mit geringerer Avidität würde die beobachtete umgekehrte Evolution des TCR-Repertoires erklären.

In this work, the development of immune responses derived from single naive CD8+ T cells was studied. It was found that the precursors of central memory T cells displayed slower cell cycle speeds than those of short-lived effector T cells, already during the early stages of the clonal expansion phase. Upon premature depletion of antigen-presenting dendritic cells, the cell cycle of these central memory precursors was further delayed and the generation of secondary immune responses was impaired. In dieser Arbeit wurde die Entwicklung von Immunantworten ausgehend von einzelnen naiven CD8+ T-Zellen untersucht. Dabei zeigte sich, dass die Vorläufer zentraler Gedächtnis-T-Zellen schon während der frühen Expansionsphase einen langsameren Zellzyklus aufweisen, als diejenigen kurzlebiger Effektor-T-Zellen. Nach vorzeitiger Depletion Antigen-präsentierender Dendritischer Zellen wurde der Zellzyklus dieser zentralen Gedächtnisvorläufer weiter verlangsamt und die Ausbildung sekundärer Immunantworten war gestört.

Immunchromatographische Schnelltests sind die wichtigste verfügbare erstorientierende diagnostische Methode zum Nachweis biologischer Agenzien vor Ort. Im Kontext des med. B-Schutzes haben Y.pestis, F.tularensis und B.anthracis eine hohe Relevanz. Zu den Nachweisgrenzen (LOD) verschiedener Schnelltests für diese drei Agenzien gibt es jedoch keine verlässlichen Daten. In der vorliegenden Arbeit wurden die LODs von vier verschiedenen Hersteller zum Nachweis der drei genannten Erreger ermittelt. Fast detection of agents concerning biodefense is crucial regarding medical countermeasures. Y.pestis, F.tularensis and B.anthracis belong to the most relevant bacteria in biological warfare/bioterrorism. For their detection, response forces use lateral flow assays. They offer quick results, are convenient and applicable in field. But reliable data regarding the limits of detection is scarce. Here, I determined the LODs for four different tests for the detection of the above-named pathogens.

The transfer of regulatory T cells (Tregs) represents a promising therapeutic approach to dampen misdirected immune responses, like autoimmune diseases, chronic inflammatory syndromes and graft versus host disease. Clinical isolation of highly pure Treg populations is still challenging. The isolation reagents can influence their viability and functionality, potentially altering the potency of isolated Treg cell products. Reversible Fab multimer-based Treg purification can prevent these conventional antibody label-induced interferences in vitro and in vivo. Der Transfer regulatorischer T-Zellen (Treg) ist ein vielversprechender therapeutischer Ansatz, um fehlgeleitete Immunreaktionen wie Autoimmunerkrankungen, chronische Entzündungssyndrome und Graft-versus-Host-Erkrankungen zu dämpfen. Die klinische Isolierung von hochreinen Tregs ist immer noch eine Herausforderung, da Isolationsreagenzien die Lebensfähigkeit und Funktionalität von Tregs beeinflussen können. Reversible Fab-Multimer-basierte Treg-Aufreinigung kann diese Antikörpermarkierungs-induzierte Interferenzen der Funktionalität in vitro und in vivo verhindern.

Bei 22 Patienten mit Hymenopterengiftallergie, die bei der sIgE-Bestimmung eine Doppelpositivität auf Bienen- und Wespengift mit häufig unklarer klinischer Relevanz aufwiesen, wurden Basophilenaktivierungstests (BATs) durchgeführt und sIgE auf rekombinante Allergene und kreuzreagierende Kohlenhydratseitenketten (CCDs) bestimmt. Mittels des BAT konnte in 14 Fällen ein einzelnes, für die Immuntherapie relevantes Insektengift definiert werden. Der erweiterte sIgE-Nachweis war überwiegend nicht weiterführend. In 22 patients with an allergy to hymenoptera and a positive sIgE to both bee and wasp venom with frequently unclear clinical relevance basophil activation tests (BATs) were performed and sIgE to recombinant allergens and cross-reactive carbohydrate determinants (CCDs) were determined. By means of BAT a single insect venom relevant for immunotherapy could be defined in 14 patients. The more detailed determination of sIgE was not supportive in the vast majority of the cases.

RIG-I/MAVS und cGAS/STING sind Signalwege des Immunsystems zur Erkennung von spezifischen RNS- oder DNS-Mustern. Die Arbeit zeigt, dass endogene und gezielte therapeutische Aktivierung dieser Signalwege den Darm vor Gewebeschaden nach Bestrahlung oder Chemotherapie und während der Graft-versus-Host-Krankheit nach allogener hämatopoetischer Stammzelltransplantation schützt. Die Aktivierung von RIG-I/MAVS und STING führt hierbei zu einer Typ I Interferon Antwort, welche die Barrierefunktion der Darmschleimhaut in vivo schützt und das Wachstum von intestinalen epithelialen Stammzellkulturen in vitro fördert. RIG-I/MAVS and cGAS/STING are innate recognition pathways that sense specific RNA or DNA patterns. The study shows that endogenous and targeted activation of these pathways reduces intestinal injury after irradiation or chemotherapy and during graft-versus-host disease after allogeneic hematopoietic stem cell transplantation. Activation of RIG-I/MAVS and STING results in a type I interferon response that protects intestinal mucosal barrier function in vivo and promotes growth of intestinal organoids in vitro.

IL-22 restores epithelial integrity upon injury in a wide array of tissues and diseases and is a prototypic mediator of ‚immuno-epithelial‘ signaling. We characterized the role of IL-22 in several different mouse models of human kidney disease and found disease- and time-point specific changes in gene expression of the Notch/Ahr/IL22 axis. The effect of IL-22 in the kidney is confined to tubular epithelial cells on which it acts both as a pro-survival and a pro-regenerative factor. IL-22 reguliert die Epithelfunktion in verschiedenen Organen und Erkrankungen und ist ein prototypischer Mediator der 'immuno-epithelialen' Signaltransduktion. In der vorliegenden Arbeit wurde die Rolle von IL-22 in Mausmodellen verschiedener Nierenerkrankungen untersucht. Es zeigten sich Krankheits- und Zeitpunkts-spezifische Veränderungen der Genexpression der Notch/Ahr/IL22-Achse.In der Niere wirkt IL-22 Tubuluszell-spezifisch positiv auf Überleben und Regeneration des Epithels.

The aim of the thesis work was to access rare antigen specific T cells from a healthy donor repertoire. With a combination of existing and recent methods for enrichment and extraction of TCRs (T cell receptors), we were successful in establishing a workflow for multimer based T cell identification, screening and extraction of TCR sequences. In conclusion, using a more economic workflow we were able to identify and isolate a broad spectrum of TCRs for different tumor and viral antigens for future applications. Das Ziel der Diplomarbeit war seltene Antigen-spezifische T-Zellen aus einem gesunden Spender Repertoire zuzugreifen. Mit einer Kombination aus bestehenden und kürzlich Verfahren zur Anreicherung und Gewinnung von TZR (T-Zell-Rezeptoren) waren wir erfolgreich in einen Workflow für Multimer basierte T-Zell-Identifizierung Festlegung, Screening und Extraktion von TCR-Sequenzen. Abschließend einen wirtschaftlicheren Workflow konnten wir ein breites Spektrum an TCRs für verschiedene Tumor und virale Antigene für zukünftige Anwendungen zu identifizieren und zu isolieren.

Cytomegalovirus (CMV) establishes a life-long latent infection and is still a major source of morbidity after transplantation. In this thesis we report the characterization of HLA-C*0702/IE-1309-317-specific T cells and the generation of reversible HLA-C7-StrepTamers, suitable for the ex vivo isolation of T cells and usage in adoptive T cell therapy. In addition, we analyzed the risk factors predisposing for CMV-infection and identified a correlation of cold ischemic time and primary CMV-infection after kidney transplantation. Eine Primärinfektion durch das Zytomegalievirus (CMV) führt zu einer lebenslangen Persistenz und zählt zu den häufigsten Begleiterkrankungen nach Transplantation. Diese Arbeit behandelt die Charakterisierung von HLA-C*0702/IE-1309-317-spezifischen T Zellen und die Herstellung von reversiblen HLA-C7-StrepTameren für die Isolierung von T Zellen und die anschließende Verwendung in der adoptiven T Zelltherapie. Des Weiteren wurde eine Korrelation von kalter Ischämiezeit und primärer CMV-Infektion nach Nierentransplantation identifiziert.

In this study, key parameters of the innate immune system were studied in peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) of 13 healthy volunteers aged 22 to 32 years before and after vaccination against the yellow fever virus, i.e. YF-17D, during a time window of 14 days. Using a combination of quantitative reverse transcription polymerase chain reaction (qRT-PCR) analyses to determine the mRNA expression profiles of DDX58 (RIG-I) itself and of several IFN-inducible genes (ISGs), Western blot analyses to measure expression of RIG-I full length (RIG-I FL), RIG-I splice variant (RIG-I SV), and RIG-I short form (RIG-I SF) proteins, together with fluorescence-activated cell sorting (FACS) analyses to examine alterations in the relative number of key innate immune cells in the circulation, the following results were obtained: qRT-PCR analysis revealed a marked and transient induction of RIG-I mRNA and of the type I ISGs, i.e. IRF7 (IFN regulatory factor 7; IRF7), ISG15 (ISG15 ubiquitin-like modifier; ISG15), MX1 (MX dynamin-like GTPase 1; MX1), and CXCL10 (C-X-C motif ligand 10; IP-10): mRNAs of IRF7, ISG15, MX1, and CXCL10 were markedly and transiently up-regulated on days 3 and 7 after vaccination, while their expression returned to baseline levels on day 14; Western blot analyses revealed that RIG-I FL protein but not its isoforms RIG-I SV or RIG-I SF, were constitutively expressed before vaccination and its expression level was further transiently enhanced during the observation period. Both RIG-I SV and RIG-I SF were induced on day 3 with RIG-I SF peaking on day 7 with a still markedly elevated level on day 14. In contrast to RIG-I, protein expression of melanoma differentiation-associated gene 5 (MDA5) revealed inhibition at day 3 and thereafter though the protein of the virus sensor laboratory of genetics and physiology 2 (LGP2) showed similar kinetics as RIG-I, i.e. induction at days 3 and 7 and return at day 14 to prevaccination levels. These data are the first to demonstrate that RIG-I SF is induced after yellow fever vaccination in vivo. The data are compatible with the hypothesis that both RIG-I SV and RIG-I SF are critical endogenous negative feedback regulators of the type I IFN response to prevent its toxic overexpression. FACS analyses revealed that the relative number of all mononuclear cells in the circulation did not show a significant change within 14 days after vaccination. The relative number of CD14+/CD16- classical monocytes, however, was transiently down-regulated whereas the relative number of CD14+/CD16+ proinflammatory monocytes was significantly up-regulated on day 7. The relative number of all dendritic cells (DCs) remained unchanged during the course of the study. However, CD141+ classical DCs (cDCs; the mouse homologue of CD8+ DCs) were significantly reduced on days 3 and 7. In sharp contrast, CD1c+ cDCs were elevated on day 14 whereas the relative number of plasmacytoid DCs (pDCs) among all DCs was markedly reduced on day 14. Moreover, we observed upregulation of HLA-DR and CD86 of CD14+/CD16- and in CD14+/CD16+ monocytes and of HLA-DR in CD141-/CD1c+ cDCs and of CD86 in CD141+/CD1c- cDCs. In summary, these data reveal that both RIG-I mRNA and RIG-I FL protein are constitutively expressed in young healthy individuals before vaccination with significant transient changes during the observation period after immunization. Moreover, vaccination led to a significant upregulation of RIG-I mRNA and their respective proteins though RIG-I SF remained markedly elevated on day 14. Furthermore, vaccination was associated with significant upregulation of a series of classical ISGs. These data show that yellow fever vaccination in healthy young adults is associated with significant upregulation of ISGs and their cellular constituents in a scenario to ensure strong IFN responses while restricting toxic and overshooting responses at later time points. Although the regulation of RIG-I is arguably complex, the data obtained in this study indicate that RIG-I SV and RIG-I SF may represent hitherto unrecognized physiologically important negative feedback regulators of the type I IFN response. These data open the possibility to test new therapeutic strategies in diseases with aberrant type I IFN responses to either promote or to inhibit expression of RIG-I SF. In dieser Arbeit wurden Schlüsselparameter des Immunsystems in mononukleären Zellen des peripheren Bluts (peripheral blood mononuclear cells, PBMCs) von 13 gesunden Probanden im Alter von 22-32 Jahren vor und nach einer Impfung mit dem Gelbfieberimpfstoff YF-17D innerhalb eines Zeitfensters von 14 Tagen untersucht. Durch eine Kombination von quantitativer Reverse Transcription Polymerase Chain Reaction (qRT-PCR) und Western Blot Analysen wurde die Expression der Isoformen des Virussensors Retinoic-acid inducible gene RIG-I full length (RIG-I FL); RIG-I splice variant (RIG-I SV) und RIG-I short form (RIG-I SF), der Typ I Interferon (IFN)-induzierbaren Gene (ISGs) IRF7 (IFN regulatory factor 7; IRF7), ISG15 (ISG15 ubiquitin-like modifier; ISG15), MX1 (MX dynamin-like GTPase 1; MX1) und CXCL10 (C-X-C motif ligand 10; IP-10) untersucht. Zusätzlich wurde die Frequenz zentraler zirkulierender Immunzellen des angeborenen Immunsystems mittels Durchflußzytometrie bestimmt. Die mRNA der Typ I IFN ISGs RIG-I, IRF7, ISG15, MX1 und CXCL10 wurden an den Tagen 3 und 7 signifikant induziert und kehrten am Tag 14 zum Ausgangsniveau zurück; vor der Impfung (Tag 0) wurde das RIG-I FL Protein, nicht aber die RIG-I SV oder RIG-I SF Proteine, konstitutiv exprimiert. Am Tag 3 nach der Gelbfieberimpfung zeigte sich ein Anstieg der RIG-I SV und der RIG-I SF Proteine mit einem Gipfel der RIG-I SF am Tag 7 und einem anhaltend signifikant erhöhten Niveau dieser RIG-I Variante am Tag 14. Im Gegensatz zur Regulation von RIG-I zeigte sich bei der Regulation des Virussensors melanoma differentiation-associated gene 5 (MDA5) Proteins eine Inhibition am Tag 3, 7 und 14, während für das Protein des Virussensors laboratory of genetics and physiology 2 (LGP2) eine ähnliche Kinetik wie bei RIG-I beobachtet werden konnte, d.h. eine Aufregulation an den Tagen 3 und 7 und eine Rückkehr zum Ausgangsniveau am Tag. 14. Die Prozentsätze der Monozyten und dendritischen Zellen (DC) innerhalb der PBMCs sowie der unterschiedlichen Monozyten und DC Subpopulationen wurden am Tag 0, 1, 3, 7 und 14 durchflusszytometrisch bestimmt. Zum Zeitpunkt 7 Tage nach der Impfung konnte in Korrelation mit der höchsten Expression der ISGs eine signifikante relative Reduktion der klassischen cluster of differentiation (CD) 14+/CD16- Monozyten und ein signifikanter Anstieg der inflammatorischen CD14+/CD16+ Monozyten nachgewiesen werden. Weiterhin zeigte sich ein signifikanter Abfall der CD141+ cDCs (konventionelle DCs) am Tag 3 und 7, während CD1c+ cDCs am Tag 14 signifkant anstiegen und die plasmazytoiden DCs (pDCs) am Tag 14 deutlich abfielen. Außerdem konnte sowohl eine Aufregulation von HLA-DR als auch von CD86 bei CD14+/CD16- und bei CD14+/CD16+ Monozyten und von HLA-DR bei CD141-/CD1c+ cDCs und von CD86 bei CD141+/CD1c- cDCs nachgewiesen werden. Die Ergebnisse der Arbeit zeigen, dass RIG-I FL konstitutiv in PBMCs nichtgeimpfter gesunder Probanden exprimiert wird und seine Expression sich während des Beobachtungszeitraums transient erhöht. Die Impfung mit dem Gelbfieberimpfstoff führt zu einer differentiellen Induktion der RIG-I SV und RIG-I SF Proteine, deren erhöhte Expression auch 14 Tage nach der Impfung, also über den Zeitpunkt der höchsten Expression der ISGs hinaus, anhielt. Da weder RIG-I SV noch RIG-I SF RNA Viren binden, sondern die Stimulation des Virussensors RIG-I durch virale RNA kompetitiv inhibieren, deuten diese Ergebnisse darauf hin, dass eine zu starke Typ I IFN Induktion durch die Induktion der endogenen Inhibitoren des RIG-I Signalwegs (RIG-I SV und RIG-I SF) verhindert werden kann. Diese Daten zeigen erstmals, dass RIG-I SF durch die Gelbfieberimpfung in vivo induziert wird und deshalb als negativer Feedbackmediator von RIG-I FL agieren könnte. Durch die Ergebnisse wird die Hypothese unterstützt, dass in der frühen Immunantwort auf die Gelbfieberimpfung die Typ I IFN Antwort durch die Autoregulation des RIG-I Signalwegs kontrolliert wird. Bei Erkrankungen, die mit einer aberranten Regulation von Typ I IFN einhergehen, könnte die Induktion oder Suppression der RIG-I SF eine bisher unerkannte Interventionsmöglichkeit darstellen.

The present study reveals high levels of the transcription factor HIF-1α in somatotroph pituitary tumors from patients with acromegaly. Further investigation shows that HIF-1α expression under hypoxic conditions increases PKA activity via the transcriptional repression of the PKA regulatory subunit IIβ (PRKARIIβ) through the sequestration of SP1, the major regulator of PRKARIIβ transcription. In primary cultures of somatotroph tumor tissue, hypoxic incubation could blunt the response to octreotide on GH secretion. Further analysis revealed that high HIF-1α expression is associated with lower rates of IGF-1 normalization in patients following treatment with somatostatin analogs. Die vorliegende Studie zeigt gesteigerte Expression des Transkriptionsfaktors HIF-1α im Tumorgewebe von Patienten mit Akromegalie. Es konnte gezeigt werden, dass unter Hypoxie, HIF-1α den Transkriptionsfaktor Sp1 bindet und von dem Promoter der PKA regulatorischen Untereinheit IIβ (PRKARIIβ) sequestriert. In Primärzellkulturen von Tumorgewebe von Patienten mit Akromegalie führte Hypoxie zu einem Wirkungsverlust von SSA auf GH Sekretion. Zudem war eine starke Expression von HIF-1α im Tumorgewebe von Patienten mit Akromegalie mit einem geringeren therapeutischen Effekt auf IGF-1 assoziiert.

Our goal was to test out a new flow cytometric method for the detection of antibodies to Borrelia and to compare these results with those of the established methods. For our study we analysed 101 sera from patients, who were examined at the Department of Dermatology and Allergy Biederstein either with suspicion of a Borrelia infection or in order to exclude one. These sera were analysed using the standard Immunoblot method and the new flow cytometric method. Ziel dieser Arbeit war es eine neue durchflusszytometrische Methode zum Nachweis von Borrelienantikörpern zu testen und diese Ergebnisse mit denen der etablierten Methoden zu vergleichen. Für unsere Studie haben wir 101 Seren von Patienten, die mit Verdacht auf eine oder zum Ausschluss einer Borrelieninfektion an der Klinik für Dermatologie und Allergologie am Biederstein untersucht wurden. Diese Seren wurden mit Hilfe der Standard-Immunoblot-Methode und der neuen durchflusszytometrischen Methode analysiert.

Staphylococcus aureus ist ein maßgeblicher Provokationsfaktor für das atopische Ekzem und der am häufigsten nachgewiesene Keim bei der Impetigo contagiosa. In Zeiten steigender Resistenzraten gegenüber systemischen Antibiotika stellen die in dieser Arbeit getesteten Antiseptika Chlorhexidin und Octenidin sowie das topische Antibiotikum Retapamulin noch immer wirksame Behandlungsalternativen für Staphylococcus aureus dar. Die nachhaltige Wirksamkeit von Triclosan für obige Indikationen sollte jedoch in einem lipophileren Set-up in weiteren Studien überprüft werden. Staphylococcus aureus is a significant provocation factor in atopic dermatitis and the most common pathogen in impetigo contagiosa. This study shows that chlorhexidine and octenidine as antiseptics and topically applied retapamulin as antibiotic remain effective treatment modalities despite rising resistance rates to various systemic antibiotics. However, the sustained effect of triclosan for these indications should be reexamined in a more lipophilic set-up in further studies.

Platelets form thrombi at vascular injuries thereby preventing excessive bleeding. Platelets are considered to be immotile, firmly attaching to subendothelial matrix or plasma proteins. By single cell tracking in multicolor platelet reporter mice, we demonstrate autonomous locomotion of activated platelets within their physiological environment. Governed by the local adhesiveness of the microenvironment, platelet migration facilitates the redistribution of individual platelets towards regions of higher adhesiveness, thereby reorganizing thrombi in vivo. Blutplättchen bilden Thromben in verletzten Blutgefäßen und verhindern dadurch starke Blutungen. Man geht davon aus, dass diese Zellen unbeweglich sind und fest an subendotheliale Matrixproteine oder an Plasmaproteine binden. Mit Hilfe einer mehrfarbigen Plättchen-Reportermaus können wir nun zeigen, dass aktivierte Plättchen autonom in ihrer physiologischen Umgebung wandern können. Instruiert durch die Adhäsivität der Umgebung wandern einzelne Plättchen in Bereiche höherer Adhäsivität und tragen dadurch im lebenden Organismus zur Reorganisation von Thromben bei.

Universal varicella zoster vaccination programs have been adopted by several countries. Policy makers were hoping this would be cost saving to public health providers and society. The aim of this paper is to assess the vaccination program's economic effectiveness in a meta analysis. From payer's perspective, strategy “vaccination program” is not significantly superior to strategy “no vaccination program”. From society's perspective, strategy “vaccination program” is significantly superior. Allgemeine Varizella Zoster Impfungen wurden in einigen Ländern eingeführt. Davon wurden sich Einsparungen für Krankenkassen und die Gesellschaft versprochen. In dieser Arbeit wird die Wirtschaftlichkeit der allgemeinen Varizella Zoster Impfungen in einer Metaanalyse beurteilt. Aus der Perspektive der Krankenkassen ist die Strategie „Allgemeine VZV Impfungen“ nicht signifikant besser als die Strategie „keine allgemeinen VZV Impfungen“. Aus der Perspektive der Gesellschaft ist die Strategie „Allgemeine VZV Impfungen“ signifikant besser.

Bacteria systemically circulating in murine blood have been described to bind blood platelets. In this thesis the interaction of Listeria monocytogenes (L.m.) with blood platelets was examined and how complex-formation altered bacterial clearance from the bloodstream. It was found that circulating L.m. and L.m.-platelet complexes are cleared in the liver by two independent mechanisms, balancing rapid restoration of blood sterility and antigen-targeting to the spleen for the generation of a robust adaptive immune response. Systemisch zirkulierende Bakterien in der Maus binden an Blutplättchen. In dieser Arbeit wurde die Interaktion von Listeria monocytogenes (L.m.) mit Blutplättchen und der Einfluss dieser Interaktion auf die Entfernung von L.m. aus der Blutbahn untersucht. Es wurde gefunden, dass L.m. und L.m.-Blutplättchen-Komplexe in der Leber von zwei verschiedenen Mechanismen aufgenommen werden. Diese gewährleisten, dass ausreichend Bakterien in die Milz gelangen um eine robuste adaptive Immunantwort zu generieren, als auch eine rasche Sterilisierung des Blutes.

The microenvironment of solid tumors (TME) has a significant impact on all stages of tumorigenesis including response to treatment. Cancer associated fibroblasts (CAFs) are the most abundant cells in the TME, and through the secretion of multiple factors, they are known to be key effectors for many of the functions attributed to the TME. IKKβ driven NF-κB activation is a central driver for many inflammation-driven tumors. A pro-inflammatory NF-κB gene signature in CAFs has been suggested to promote tumorigenesis in models of pancreatic, mammary skin cancer. Using an autochthonous model of colitis-associated carcinogenesis (CAC) we provide evidence for a tumor suppressive function of IKKβ /NF-κB in CAFs. Fibroblast restricted deletion of Ikk stimulates intestinal epithelial cell proliferation, suppresses tumor cell death, enhances accumulation of CD4+Foxp3+ Treg cells and promotes angiogenesis ultimately promoting colonic tumor growth. In Ikkβ-deficient fibroblasts transcription of negative regulators of TGFβ signaling including Smad7, Smurf 1 and Smurf2 is impaired causing up-regulation of a TGFβ gene signature and elevated HGF secretion. Overexpression of Smad7 in Ikkβ-deficient fibroblasts prevents HGF secretion and pharmacological inhibition of Met during the CAC model confirms that enhanced tumor promotion is dependent on HGF/Met signaling in mucosa of Ikkβ-mutant animals. Collectively, these results highlight an unexpected tumor suppressive function of IKKβ/NF-κB in CAFs linked to HGF release and raise potential concerns about the use of IKK inhibitors in CRC patients. Die Tumor Mikroumgebung (TMU) spielt in allen Stadien der Tumorentwicklung eine essentiell wichtige Rolle, der Verlauf der Behandlung eingeschlossen. Der Großteil an Zellen in der TMU wird durch krebs-assoziierte Fibroblasten representiert. Durch die Sekretion diverser Faktoren spielen sie eine Schlüsselrolle in der Funktion der TMU. Die Aktivierung von NF-κB durch IKKβ ist ein zentraler Punkt in entzündungs-assoziierten Tumoren. Dadurch unterstützt die entzündungsfördernde NF-κB Signatur in krebs-assoziierten Fibroblasten die Tumorprogression in Modellen von Bauchspeicheldrüßenkrebs und Brustkrebs. Durch die intensive Charakterisierung und Analyse unseres etablierten kolitis-assoziierten Krebs(KAK)-models können wir eine tumorhemmende Funktion der IKKβ/NF-κB Aktivierung in krebs-assoziierten Fibroblasten zeigen. Eine auf Fibroblasten beschränkte IKKβ deletion stimuliert die Proliferation intestinaler Epithelialzellen, die Ansammlung von CD4+Foxp3+ Treg Zellen und die Gefäßneubildung und verringert zusätzlich den Zelltod der Tumorzellen, was letztendlich zur Unterstützung des Darmkrebswachstums beiträgt. In den IKKβ-defizienten Firbroblasten ist die Transkription von negativen Regulatoren von TGFβ, wie Smad7, Smurf1 und Smurf2 beeinträchtigt, was eine Hochregulation von TGFβ zur Folge hat und zu einer erhöhten HGF Sekretion führt. Die Überexpression von Smad7 in IKKβ-defizienten Fibroblasten hingegen, verhindert die HGF Sekretion und die pharmakologische Inhibition von Met während des KAK-models bestätigt, dass eine dramatischere Tumorentwicklung von der HGF/Met Produktion in der Mukosa in IKKβ mutierten Tieren abhängt. Zusammengefasst, zeigen diese Ergebnisse eine unerwartete tumorunterdrückende Funktion von IKKβ/NF-κB in krebs-assoziierten Fibroblasten, die auf die HGF Ausschüttung zurückzuführen ist. Diese Ergebnisse stellen die Behandlung von Patienten mit Dickdarmkrebs mit IKK Inhibitoren in Frage.

Recombinant viral MVA vectors are used for vaccination to induce antigen-specific cytotoxic T-cell responses. In this study, MVA expressed ovalbumin as model antigen which, by distinct genetic modifications, was targeted for rapid proteasomal degradation. Degradable ovalbumin induced low CTL responses in primary, but was an optimal inducer in secondary immunizations indicating alternative antigen presentation pathways and offering new options for prime/boost vaccination strategies with MVA. Rekombinante virale MVA Vektoren induzieren als Impfstoffe starke antigen-spezifische zytotoxische T-Zellantworten. In dieser Studie wurden Varianten des Modellantigens Ovalbumin von MVA produziert, welche durch genetische Modifikation einem schnelleren proteasomalen Abbau zugeführt wurden. Schnell degradiertes Ovalbumin induzierte schwache CTL-Antworten im Priming, aber signifikante Sekundärantworten, was auf verschiedene Antigenpräsentationswege hinweist und neue Möglichkeiten für Prime/Boost- Immunisierungsstrategien mit MVA eröffnet.

The novel Streptamer-based "koff-rate assay" enables accurate measurement of TCR-ligand dissociation- (koff-) rates on the surface of living T cells as a crucial parameter determining structural TCR avidity. For latent expressed ligands in chronic CMV infection, the frequency of T cell populations correlated to the mean koff-rates. This correlation indicates an expansion of low avidity T cells with decreased effector functions in response to continuous long-term antigen re-stimulation. Der neuartige Streptamer-basierte "koff-rate assay" ermöglicht eine akkurate Messung der TZR-Liganden Dissoziations- (koff-) Rate auf der Oberfläche von lebenden T Zellen als entscheidenden Parameter der strukturellen TZR Avidität. Für latent exprimierte Liganden in einer chronischen CMV Infektion korrelierte die Frequenz der T Zellen mit den koff-Raten. Diese Korrelation deutet auf eine Expansion von niedrig aviden T Zellen mit verminderten Effektor Funktionen als Antwort auf kontinuierliche Langzeit Antigen Re-Stimulation hin.

Important determinants of persistence and functionality of adoptively transferred T cells are attributed to the original cell phenotype. Therefore, the efficacy of T cell-based therapies might improve by developing strategies to purify defined cell populations. We successfully established a GMP-conform, multi-parameter cell selection strategy allowing to purify a most promising T cell subset (central memory T cells) to highest purities. Wichtige Eigenschaften, die Langlebigkeit und Funktionalität von adoptiv transferierten T-Zellen bestimmen, sind auf den jeweiligen Phänotyp der Ausgangszellen zurückzuführen. Deshalb könnte die Wirksamkeit von T-Zell-basierten Therapien durch Strategien zur Aufreinigung definierter Zellpopulationen verbessert werden. In dieser Arbeit wurde erfolgreich ein GMP-konformes Serienaufreinigungsverfahren zur Isolierung einer vielversprechenden T-Zell-Subpopulation (so genannte zentrale Gedächtnis-T-Zellen) etabliert.

Die Aufnahme von Antigen gekoppelt an spezifische Antikörper, die Oberflächenrezeptoren auf Dendritischen Zellen binden (kurz: Targeting), stellt ein vielversprechendes Vorgehen zur Entwicklung neuer Vakzine dar. Die Auswirkungen des Targeting von DC-SIGN wurden in einem transgenen Mausmodell mit dem Namen hSIGN untersucht. Die in vitro und in vivo Daten zeigen, dass mit Hilfe von anti-DC-SIGN Antikörpern in erster Linie die Proliferation CD8+ zytotoxischer T-Zellen ausgelöst wird. Targeting antigens to dendritic cells via specific antibodies against surface receptors represents a successful approach for new vaccination strategies. The follow-ups of antigen targeting of the human DC-SIGN were analyzed in a transgenic hSIGN mouse model. The in vitro and in vivo data show that the use of anti-DC-SIGN antibodies mainly results in the proliferation of CD8+ cytotoxic T cells.

Adoptive transfer of T cells that are engineered with antigen-specific receptors has shown to be effective in different clinical settings, but bear the risk of serious toxicities. A promising strategy to improve the quality and safety of gene-modified cell products is based on co-expression of a truncated cell surface marker derived from the human epidermal growth factor receptor (EGFRt). The aim of this PhD thesis was to evaluate and further develop the EGFRt for clinical cell selection, in vivo tracking and cell depletion. Der adoptive Transfer von T-Zellen, die mit antigen-spezifischen Rezeptoren ausgestattet wurden, zeigte klinische Erfolge, ist jedoch mit potentiell gefährlichen Nebenwirkungen assoziiert. Um die Qualität und Sicherheit von genmodifizierten Zellen zu verbessern, verfolgen wir die vielversprechende Strategie, eine trunkierte Version des humanen EGF Rezeptors (EGFRt) als Oberflächenmarker auf den Zellen zu exprimieren. Ziel dieser Doktorarbeit war es, den EGFRt im Hinblick auf klinische Zellsortierung, in vivo Monitoring und Zelldepletion weiterzuentwickeln.

Die chronisch lymphatische Leukämie (CLL) bleibt trotz intensiver klinischer und präklinischer Forschung bislang eine unheilbare Erkrankung. In dieser Arbeit wurde ein präklinisches Modell zur Optimierung der Therapie mit monoklonalen CD22-Immuntoxinen durch Bryostatin entwickelt. An primären CLL-Zellen konnte in vitro gezeigt werden, dass Bryostatin die Immuntoxinbindung durch Erhöhung der CD22-Expression verbessert und durch Veränderung des Proteinkinase-C-Expressionsprofils die CLL-Zellen zusätzlich für das Immuntoxin sensibilisiert. Kurzzeitig auftretende antiapoptotische Wirkungen von Bryostatin können durch sequentielle Gabe beider Medikamente umgangen werden. Die Ergebnisse ließen sich zudem an verschiedenen Lymphomzelllinien reproduzieren. Das Modell stellt somit einen vielversprechenden Ansatz für klinische Studien an Patienten mit verschiedenen B-Zelllymphomen dar. In spite of intensive effort in clinical and preclinical research chronic lymphocytic leukemia still remains an incurable disease. In this work we developed a preclinical model to improve therapy with monoclonal CD22-immunotoxins through bryostatin. In primary CLL-cells it could be demonstrated in vitro that bryostatin improves binding of the immunotoxin by increasing CD22 expression and additionally sensitizes CLL cells for immunotoxin through alteration of PKC expression. Short-time antiapoptotic effects of bryostatin can be circumvented by sequential application of both drugs. These results could be reproduced in various lymphoma cell lines. This model thus represents a promising approach for clinical studies in patients with various types of B cell lymphoma.

Im Rahmen dieser Arbeit wurden Antigene des Bakteriums Helicobacter pylori rekombinant hergestellt und aufgereinigt. Anschließend wurde in Zusammenarbeit mit der Firma Mikrogen GmbH ein Prototyp eines mit diesen Antigenen beschichteten, serologischen Teststreifens hergestellt. Dieser Teststreifen wurde dann an einem Patientenkollektiv klinisch ausgetestet und mit etablierten Nachweissystemen für Helicobacter pylori statistisch verglichen. The goal of this dissertation was to produce antigens of Helicobacter pylori recombinantly, to test them on their antigenicity and to purify them. Afterwards the proteins were to be blotted on a solid phase and the new lineblot, which was developed with the company Mikrogen GmbH, was tested on a pool of patients. The results had to be compared statistically to current detection systems for Helicobacter pylori.

Chlamydophila pneumoniae ist ein obligat intrazelluläres Bakterium, welches Strategien entwickelt hat, der Immunantwort des Wirtes zu entgehen, um so in der Wirtszelle zu persistieren. In Epithelzellen und Fibroblasten wurde die Protease CPAF (chlamydial protease-like activity factor) charakterisiert, die eine IFNγ-induzierte Hochregulation von MHC Klasse II an der Zelloberfläche verhindert. In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass in professionell antigenpräsentierenden Zellen wie primäre Knochenmarksmakrophagen, in denen die Entwicklung von Chlamydophila pneumoniae nur eingeschränkt möglich ist, ein Toll-like Rezeptor-abhängiger, PAMP-gesteuerter Mechanismus ebenfalls eine IFNγ-induzierte Hochregulation von MHC Klasse II verhindern kann. In Fibroblasten (mouse embryonic fibroblsats) konnten neben dem vorbeschriebenen CPAF-abhängigen Mechanismus auch der MyD88-abhängige Effekt auf die IFNγ-induzierte Oberflächenexpression von MHC Klasse II nachgewiesen werden. Damit gelang die Beschreibung eines neuen Escape-Mechanismus der eine Möglichkeit darstellt, wie Chlamydien in infizierten Wirtszellen persistieren und der Immunantwort des Wirtes entgehen können. Chlamydophila pneumoniae, an obligate intracellular bacterium, was shown to prevent IFNγ-inducible upregulation of MHC class II molecules by secreting chlamydial protease-like activity factor (CPAF) into the cytosol of host cells like fibroblasts. We could demonstrate that in professional antigen presenting cells like bone marrow derived macrophages, in which chlamydial replication is restricted, a PAMP driven mechanism prevents IFNγ-inducible upregulation of MHC class II molecules. In mouse embryonic fibroblasts infected with Chlamydophila pneumoniae, which allow chlamydial replication, we could detect both, a CPAF-dependent and a MyD88-dependent mechanism preventing the IFNγ-inducible upregulation of MHC class II. Thus in this study we could describe a new escape-mechanism of Chlamydia how to persist in the host cell.

Wir haben eine neue Methode entwickelt, mit der es erstmals möglich ist, die Dissoziationgeschwindigkeit monomerer Peptid-MHC-Komplexe, gebunden an T-Zellerezeptoren vitaler T-Zellen zu messen und so Aussagen über die strukturelle Avidität dieser Bindung treffen zu können. In einem Listeriose-Modell in BALB/c Mäusen zeigten sich starke Hinweise, dass die T-Zellantwort von sekundär infizierten Mäusen einen deutlich höheren Anteil an hochaviden LLO91-99-spezifischen T-Zellen besitzt als die T-Zellantwort von primär infizierten Mäusen. Auch sprechen die Daten dafür, dass in der T-Zellantwort von sekundär infizierten Mäusen die CD8+-T-Zellen, die spezifisch das immundominante Epitop LLO91-99 erkennen, durchschnittlich signifikant höhere Aviditäten zeigen als die CD8+-T-Zellen, die spezifisch die subdominanten Epitope p60217-225 und p60476-484 erkennen. Diese erstaunliche Entdeckung ist unserer Meinung nach der bisher überzeugendste Hinweis, dass eine Korrelation zwischen struktureller Avidität und Immundominanz besteht. We developed a new method which enables us for the first time to measure dissociation kinetics of monomeric peptide-MHC complexes bound to T-cell receptors on living T-cells, giving us the possibility to investigate structural avidity of that bond. Experiments in a listeriosis model in BALB/c mice suggest that T-cell response in secondary infected mice shows a significantly higher proportion of high avidity LLO91-99 specific T-cells than the T-cell response of primary infected mice. Our data also suggest that in the T-cell response of secondary infected mice, the CD8+ T-cells that specifically recognize the immunodominant epitope LLO91-99, show significantly higher avidities than the CD8+ T-cells that specifically recognize the subdominant epitopes p60217-225 and p60476-484. This amazing discovery is in our opinion the up to now most convincing data suggesting a correlation between structural avidity and immunodominance.

Sphingosin-1-Phosphat (S1P) ist ein in der Evolution hochkonservierter, bioaktiver Metabolit des Sphingosin-Stoffwechsels, der eine bedeutende Rolle bei der Steuerung grundlegender zellulärer Funktionen wie Zellwachstum, Überleben, Differenzierung, Migration, Lymphozyten-Trafficking, Aufrechterhaltung der vaskulären Integrität und Angiogenese spielt. S1P wird durch die von den beiden Sphingosin-Kinasen 1 (Sphk1) und 2 (Sphk2) katalysierte Phosphorylierung von Sphingosin gebildet. Extrazelluläres S1P vermittelt seine Signalwirkung durch Bindung an fünf verschiedene G-Protein-gekoppelte Rezeptoren, die mit S1P1-S1P5 bezeichnet werden, und reguliert dadurch eine Vielzahl biologischer Effekte. Zusätzlich zur Signalweiterleitung über die Bindung an die in der Plasmamembran vorkommenden S1P-Rezeptoren, kann S1P auch innerhalb der Zelle als sekundärer Botenstoff fungieren und somit zelluläre Antworten beeinflussen. Bis zum jetzigen Zeitpunkt ist nicht geklärt, ob S1P auch bei der Bildung und Reifung der Blutplättchen von Beutung ist. In der vorliegenden Arbeit untersuchten wir den Einfluss des S1P/S1P-Rezeptor-Signalweges und der Sphingosin-Kinasen auf die Thrombopoese. Im ersten Teil der Arbeit zeigten wir, dass der S1P1-Rezeptor von zentraler Bedeutung bei der Blutplättchenbildung ist, da ein Fehlen des Rezeptors im hämatopoetischen System oder spezifisch in der megakaryozytären Zellreihe der Maus zu einer Thrombozytopenie führt. Weiterhin zeigten wir zum ersten Mal, dass der zwischen Blut und Gewebe existierende S1P-Konzentrationsgradient sowohl die treibende Kraft für die Steuerung der gerichteten Bewegung von langen, zytoplasmatischen Zellausläufern der Megakaryozyten (Proplättchen), dem S1P-Gradienten folgend, in die Blutsinusoide ist, als auch für die Abschnürung von Proplättchen oder plättchenartigen Partikeln vom Megakaryozytenstamm innerhalb des Blutstroms. Mäuse, denen die S1P1-Expression im hämatopoetischen System fehlt, entwickeln demzufolge eine schwere Thrombozytopenie (1) aufgrund einer fehlgesteuerten Bildung von extravaskulären Proplättchen im Kochenmarksinterstitium und (2) aufgrund einer gestörten intravaskulären Abschnürung der Proplättchen. Im zweiten Teil der Arbeit zeigten wir, dass ein Fehlen der Sphingosin-Kinase 2 im hämatopoetischen System eine Reduktion der Thrombozytenzahlen im peripheren Blut zur Folge hat, was darauf hindeutete, dass die Sphingosin-Kinase 2 ebenfalls ein bedeutende Rolle bei der Thrombopoese spielt. Unsere weiterführenden Untersuchungen zeigten, dass ein Fehlen der Sphk2 eine verzögerte Fragmentierung der Proplättchen oder plättchenartigen Partikel im Blutstrom zur Folge hat, die letztlich für die verminderten Thrombozytenzahlen in Sphk2-Knock-out Mäusen verantwortlich ist. Zusammengefasst konnten wir mit den gewonnenen Erkenntnissen der vorliegenden Arbeit eine neue, noch unentdeckte Funktion des S1P-Systems bei der Proplättchenbildung und Thrombopoese aufzeigen, die neue Therapieoptionen für die Behandlung von Patienten mit Thrombozytopenie ermöglicht. Sphingosin-1-Phosphat (S1P) ist ein in der Evolution hochkonservierter, bioaktiver Metabolit des Sphingosin-Stoffwechsels, der eine bedeutende Rolle bei der Steuerung grundlegender zellulärer Funktionen wie Zellwachstum, Überleben, Differenzierung, Migration, Lymphozyten-Trafficking, Aufrechterhaltung der vaskulären Integrität und Angiogenese spielt. S1P wird durch die von den beiden Sphingosin-Kinasen 1 (Sphk1) und 2 (Sphk2) katalysierte Phosphorylierung von Sphingosin gebildet. Extrazelluläres S1P vermittelt seine Signalwirkung durch Bindung an fünf verschiedene G-Protein-gekoppelte Rezeptoren, die mit S1P1-S1P5 bezeichnet werden, und reguliert dadurch eine Vielzahl biologischer Effekte. Zusätzlich zur Signalweiterleitung über die Bindung an die in der Plasmamembran vorkommenden S1P-Rezeptoren, kann S1P auch innerhalb der Zelle als sekundärer Botenstoff fungieren und somit zelluläre Antworten beeinflussen. Bis zum jetzigen Zeitpunkt ist nicht geklärt, ob S1P auch bei der Bildung und Reifung der Blutplättchen von Beutung ist. In der vorliegenden Arbeit untersuchten wir den Einfluss des S1P/S1P-Rezeptor-Signalweges und der Sphingosin-Kinasen auf die Thrombopoese. Im ersten Teil der Arbeit zeigten wir, dass der S1P1-Rezeptor von zentraler Bedeutung bei der Blutplättchenbildung ist, da ein Fehlen des Rezeptors im hämatopoetischen System oder spezifisch in der megakaryozytären Zellreihe der Maus zu einer Thrombozytopenie führt. Weiterhin zeigten wir zum ersten Mal, dass der zwischen Blut und Gewebe existierende S1P-Konzentrationsgradient sowohl die treibende Kraft für die Steuerung der gerichteten Bewegung von langen, zytoplasmatischen Zellausläufern der Megakaryozyten (Proplättchen), dem S1P-Gradienten folgend, in die Blutsinusoide ist, als auch für die Abschnürung von Proplättchen oder plättchenartigen Partikeln vom Megakaryozytenstamm innerhalb des Blutstroms. Mäuse, denen die S1P1-Expression im hämatopoetischen System fehlt, entwickeln demzufolge eine schwere Thrombozytopenie (1) aufgrund einer fehlgesteuerten Bildung von extravaskulären Proplättchen im Kochenmarksinterstitium und (2) aufgrund einer gestörten intravaskulären Abschnürung der Proplättchen. Im zweiten Teil der Arbeit zeigten wir, dass ein Fehlen der Sphingosin-Kinase 2 im hämatopoetischen System eine Reduktion der Thrombozytenzahlen im peripheren Blut zur Folge hat, was darauf hindeutete, dass die Sphingosin-Kinase 2 ebenfalls ein bedeutende Rolle bei der Thrombopoese spielt. Unsere weiterführenden Untersuchungen zeigten, dass ein Fehlen der Sphk2 eine verzögerte Fragmentierung der Proplättchen oder plättchenartigen Partikel im Blutstrom zur Folge hat, die letztlich für die verminderten Thrombozytenzahlen in Sphk2-Knock-out Mäusen verantwortlich ist. Zusammengefasst konnten wir mit den gewonnenen Erkenntnissen der vorliegenden Arbeit eine neue, noch unentdeckte Funktion des S1P-Systems bei der Proplättchenbildung und Thrombopoese aufzeigen, die neue Therapieoptionen für die Behandlung von Patienten mit Thrombozytopenie ermöglicht.

Diese retrospektive Untersuchung (01/2000-06/2003) befasst sich mit epidemiologischen und mikrobiologischen Daten von Patienten, die bei Aufnahme einen MRSA-Nachweis hatten. Es wurden Akten nach Risikofaktoren für eine MRSA-Akquisition ausgewertet und MRSA-Isolate molekularbiologisch mittels PFGE untersucht. Die DNA wurden untereinander und mit acht häufigen Epidemiestämmen verglichen. Zur Vermeidung einer MRSA-Ausbreitung scheint die Isolierung keine Vorteile zu bringen, stattdessen ist eine gute Standardhygiene, v. a. die Händehygiene entscheidend. Wichtig ist dabei auch der gezielte Einsatz von Antibiotika. Zur Erkennung von MRSA wird anstelle eines generellen MRSA-Aufnahmescreenings ein gezieltes Screening von Risikopatienten empfohlen, allerdings ist dies nicht erforderlich, wenn eine gute Standardhygiene praktiziert wird. This retrospective study (01/2000-06/2003) examines epidemiologic and microbiologic data from patients who had proof of MRSA growth on hospital admission. Patient files were evaluated for risk factors of MRSA acquisition and MRSA isolates of each patient were examined by PFGE. The DNA samples were compared to each other and to eight frequent epidemic strains. Patient isolation does not seem to be beneficial for the prevention of MRSA; instead, a good standard of hygiene, especially hand hygiene, is favourable. Furthermore the considerate use of antibiotics is essential. For the detection of MRSA growth, a targeted screening of high risk patients is recommended over routine MRSA screening of all patients on admission, although even this is not necessary if a good standard of hygiene is practiced.

In einer retrospektiven Langzeitstudie wurden Klinik und Antikörperkinetik von 148 Patienten mit Lyme-Borreliose im Früh- und Spätstadium untersucht. An 534 Serumproben von Patienten mit Lyme-Borreliose und 206 Kontrollseren wurden verschiedene serologische Testverfahren, incl. eines neuen, densitometrisch ausgewerteten LineBlots, evaluiert. Die serologischen Ergebnisse wurden diskutiert und klinischen Parametern gegenübergestellt. Es zeigte sich, dass die Kinetik der Antikörperkonzentration bei kutanen Frühinfektionen bestimmten Mustern folgt, jedoch nicht mit dem Erfolg der Therapie korreliert. Der Therapieerfolg bei lege artis durchgeführter Therapie ist gut. In a retrospective long term study, clinical findings and kinetics of the antibody response from 148 patiens with Lyme borreliosis in early and late stages were investigated. 534 serumsamples of Patients with Lyme borreliosis and 206 control samples were evaluated by different serological tests, including a newly developed, densitometricaly evaluated LineBlot. Serological results were discussed and opposed to clinical findings. The study showed, that the kinetics of the antibody response is following certain patterns, that do not correlate to clinical symptoms. After adequate antibiotic treatment, the therapeutic outcome is good.

Die Mechanismen der Erkennung von H. pylori durch das Immunsystem sind kaum verstanden. In der vorliegenden Arbeit wurde mit Hilfe Myd88-defizienter Mäuse die Rolle von Toll-like Rezeptoren (TLRs) bei der Vermittlung der Immunität gegenüber H. pylori untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass die Erkennung von H. pylori durch die dendritische Zelle (DC) sowie die Aktivierung von DCs zu einem erheblichen Teil über TLRs vermittelt werden. So sind die H. pylori-induzierte Sekretion von Zytokinen, die Antigenpräsentation und die Expression kostimulatorischer Moleküle Myd88 abhängig. Experimente im murinen Infektionsmodell zeigten zudem, dass TLR-abhängige Prozesse die Stärke der gastralen Inflammation und die Polarisierung der T-Helferzellantwort gegen das Bakterium beeinflussen. TLRs spielen also eine entscheidende Rolle bei der Erkennung von H. pylori durch die DC und beeinflussen den Phänotyp der adaptiven Immunität gegen das Bakterium. The mechanisms of H. pylori recognition by the immune system are poorly understood. In this study Myd88-deficient mice were used to investigate the role of toll-like receptors (TLRs) for the induction of adaptive immunity toward H. pylori. It was shown that recognition of H. pylori by the dendritic cell (DC) as well as the activation of DCs by the bacterium are mediated to a considerable extent through TLRs. H. pylori-induced cytokine secretion from DCs, as well as antigen presentation and costimulation by these cells were found to be Myd88-dependent. Experiments in a murine infection model further showed that TLR-dependent processes influence the severity of the H. pylori-induced gastric inflammatory response as well as the polarisation of the T-helper cell response. Thus, TLRs play an important role in the sensing of H. pylori through the DC and influence the phenotype of adaptive immunity to the microbe.

Im Rahmen gramnegativer Infektionen freigesetztes Endotoxin (LPS) induziert schwere Krankheitsbilder mit hoher Mortalität, für deren Therapie bislang keine spezifischen Medikamente verfügbar sind. Die prophylaktische Behandlung mit Substanzen, die LPS effektiv binden und neutralisieren, könnte hier einen wichtigen Beitrag leisten. Die untersuchten synthetischen Peptide basieren auf den Bindemotiven bekannter LPS-bindender Proteine. Zum Screening wurde ein in vitro-Zellkulturmodell mit murinen und humanen Zellen entwickelt. Die effektivsten Peptide wurden in Mausmodellen weitergehend untersucht. Über das ausgeprägteste Potential verfügt ein Hybrid-Molekül (LL 10-H 14), das sowohl in vitro als auch in vivo die Endotoxin-induzierte Zytokin-Freisetzung signifikant reduzierte, ohne dabei erkennbare toxische Effekte zu zeigen. Es kommt daher als potentieller Kandidat für die Sepsistherapie in Frage. During gramnegative infection Endotoxin is released. It causes severe illness associated with high mortality. So far, no specific treatment is available. Prophylactic administration of LPS-binding and -neutralising agents could contribute in a crucial manner. The investigated peptides base on the well-known binding motifs of LPS-binding proteins. For screening an in vitro-cell culture-model with murine and human cells was established. Effective peptides were further tested in mouse models. The most potent molecule was a hybrid-peptide (LL 10-H 14) which inhibited endotoxin-induced cytokine release in vitro as well as in vivo significantly without showing toxic effects. Therefore, this agent could represent a potential candidate for sepsis therapy.

Mit der vergleichenden Analyse der lymphatischen Organe konnte gezeigt werden, dass der LTb-R die Schlüsselfunktion in der Entwicklung der sekundären lymphatischen Organen einnimmt. Die Elimination des Rezeptors zeigt den größten Defekt in der Entwicklung von Milz und Lymphknoten. Eine vollständige Kongruenz der Defektsituation von Ltb-Rezeptor und LTa/b-defizienten Mäusen konnte nicht gezeigt werden. Somit besteht die Möglichkeit, dass noch weitere bisher unbekannte Liganden beteiligt sind. Das im Rahmen dieser Arbeit etablierte Verfahren zur Analyse von Gewebeschnitten mit dem konfokalen Lasermikroskop konnte zeigen, detailiertere Bilder zu erzeugen, die nun einfach archiviert und nachbearbeitet werden können. The phenotypical comparison showed that the LTb-R takes the key role in the development of the secondary lymphatic organs. Elimination of the receptor produced the greatest defect in spleen and lymphnodes, compared to elimination of its ligands. Due to this, there is still place for more unknown ligands.

In unserer Arbeit führten wir lichtreizphysiologische Untersuchungen an Cercarien von Schistosoma mansoni durch, der Erreger der intestinalen Bilharziose. Wir konnten nachweisen, daß Cercarien ihre höchste Aktivität bei 500 nm Lichtwellenlänge und 10000 Cd Lichtstärke haben. Ferner stellten wir fest, daß Dunkelreize die Passivphasen und die anschließende Aktivphase verkürzen, während Lichtreize die Passivphasen und die folgende Aktivphase verlängern. Eine Dunkelreizgabe in der Aktivphase verkürzt diese, während Lichtreize die Aktivphase verlängern. Stimulationen in der Aktivphase haben keinen signifikanten Effekt auf die folgende Passivphase. Weiterhin zeigte sich, daß das Verhalten einer einzelnen Cercarien dazu dient, die Cercarienpopulation an der Wasseroberfläche konstant hoch zuhalten, indem sich Ruhephase und Aktivphase der einzelnen Cercarien überlagern. In this dissertation we accomplished light-attraction-physiological investigations at Cercariae of Schistosoma mansoni, the agent of intestinale Bilharziases. We could prove that Cercariae have their highest activity with 500 nm light wave length and 10000 Cd luminous intensity. Furthermore we stated that dark attractions shorten the passive phases and the following active phase, while light attractions extend the passive phases and the following active phase. A dark attraction stimulation in the active phase shortens these, while light attractions extend the active phase. Stimulations in the active phase do not have a significant effect on the following passive phase. Further we showed that the behavior for an individual Cercariae serves for to keep the Cercariae population at the water surface constantly highly by overlay of passive phase and active phase of the individual Cercariae.

In Crossover-Studie wurden Plasma-, Urinkonzentrationen und urinbakterizide Titer (UBT) von Enoxacin (400mg), Ciprofloxacin(500mg) und Norfloxacin (400mg) gegen 5 uropathogene Keime und einen Kontrollstamm bei 12 gesunden Probanden nach Einmaldosis ermittelt. Enoxacin und Ciprofloxacin zeigten in den ersten zwei Stunden vergleichbare Plasmakonzentrationen, die von Norfloxacin waren niedriger. Bis 12 Stunden waren die Plasmakonzentrationen von Enoxacin am höchsten. Die höchsten Urinkonzentrationen zeigte Enoxacin, das zu 53,8%, gefolgt von Ciprofloxacin (33,3%) und Norfloxacin (22,3%) renal ausgeschieden wurde. Entsprechend der UBTs zeigte Ciprofloxacin generell die höchste und am längsten andauernde urinbakterizide Aktivität. Es folgten Enoxacin und Norfloxacin. Bei einer zweimal täglichen oralen Dosierung von Ciprofloxacin 500mg und Enoxacin 400mg kann eine urinbakterizide Aktivität über den gesamten Behandlungszeitraum erwartet werden. Dies traf bei Norfloxacin nur für die empfindlichsten Erreger (Escherichia coli ATCC 25922, Klebsiella pneumoniae, Proteus mirabilis) zu. In crossover study plasma concentrations, urinary concentrations and urinary bactericidal titers (UTB) of Enoxacin (400mg), Ciprofloxacin (500mg) and Norfloxacin (400mg) were evaluated against five uropathogen strains and a reference organisme in 12 healthy vonlunteers after one single oral dose. Enoxacin and Ciprofloxacin showed equal concentrations in plasma in the first two hours, Norfloxacin showed less. Up to 12 hours Enoxacin showed the highest concentration in plasma. Enoxacin showed the highest urinary concentration with renal elimination of 53.8% followed by Ciprofloxacin (33.3%) and Norfloxacin (22.3%). According to the UBTs, Ciprofloxacin in general showed the higest and longest lasting urinary bactericidal activity, followed by Enoxacin and Norfloxacin. In the case of a twice daily regime of Ciprofloxacin 500mg and Enoxacin 400mg a urinary activity can be expected over the whole episode of treatment. This was shown by Norfloxacin only against the highly susceptible organism (Escherichia coli ATCC 25922, Klebsiella pneumoniae, Proteus mirabilis).

Der aktivierende Rezeptor NKG2D erkennt eine Reihe unterschiedlicher Liganden, die zumeist von gestressten Geweben und Tumoren überexprimiert werden. Bislang sind für alle Liganden gleichermaßen immunstimulatorische Effekte auf NK-Zellen und CD8+ T-Zellen beschrieben worden. Das NKG2D Rezeptor-/Liganden-System wurde deswegen als ein Sensorsystem zum Erkennen entstehender Tumoren und zur Aktivierung von Immunantworten interpretiert. In dieser Arbeit sollte die NKG2D-Liganden-Interaktion auf antigen-spezifische CD8+ T-Zellen charakterisiert werden. Dabei konnte erstmalig ein Unterschied zwischen einzelnen Liganden beschrieben werden. So führen die NKG2D-Liganden H60 und MICA im Gegensatz zu den ebenfalls untersuchten Liganden Rae1 und MULT1 zu einem stark suppressiven Effekt auf die T-Zell-Proliferation. Der von H60 und MICA ausgelöste Effekt benötigt IL-10 und wird über einen von NKG2D verschiedenen Rezeptor vermittelt. Diese Befunde könnten erklären, warum in vivo trotz hoher Expression von NKG2D-Liganden z.B. auf Tumoren gelegentlich keine effektiven Immunantworten ausgelöst werden können und stellt dabei einen Zusammenhang mit einer bestimmten Gruppe von NKG2D-Liganden her. The activating receptor NKG2D recognizes a wide range of different ligands, some of which are primarily expressed in "stressed" tissues or on tumor cells. Until now, similar stimulatory effects on natural killer and CD8+ T cells have been described for all NKG2D ligands, and the NKG2D receptor/ligand system has therefore been interpreted as a sensor system involved in tumor immune surveillance and activation of immune responses. The aim of this work was the characterization of the NKG2D receptor/ligand interactions on antigen-specific CD8+ T cells. For the first time differences between distinct ligands could be shown. The NKG2D ligands H60 and MIC class 1 chain-related protein A (MICA) in contrast to other ligands like Rae1 and MULT1 can also mediate strong suppressive effects on T cell proliferation. Responsiveness to H60- and MICA-mediated suppression requires IL-10 and involves a receptor other than NKG2D. These findings might provide explanations for the observation that strong in vivo NKG2D ligand expression, such as that on tumor cells, sometimes fails to support effective immune responses and links this observation to a distinct subgroup of NKG2D ligands.

Die Mitwirkung von Chlamydia pneumoniae bei der Entstehung der Artherosklerose wird bereits seit längerem diskutiert, dabei wurde bei Heat Shock Protein 60 von Chlamydia pneumoniae stets eine Induktion inflammatorischer Prozesse und eine Freisetzung von Zytokinen wie TNF und IL-12p40 beschrieben. Obwohl HSP60 in atheromathösen Plaques gefunden wurde, war seine stimulatorische Potenz in vivo unklar. Nachdem das HSP60 über eine Polymyxin B Säule aufgereinigt wurde, konnte es in vitro deutlich weniger TNF induzieren als vorher. Das aufgereinigte HSP60 hat jedoch nach intraperitonealer Gabe zu einer erhöhten Serumkonzentration von KC und MIP2, nicht jedoch von TNF in vivo geführt. Gleichzeitig zeigte sich, dass das Protein eine Einwanderung von PMN in die Bauchhöhle bewirkt. Dieser Influx war bei HSP60 sehr viel stärker als bei Endotoxingabe oder bei der Gabe des CpG Oligonucleotides 1668. Diese Antworten auf HSP60 Injektion verschwinden bei Mäusen, die TLR2 und TLR4 defizient sind, fast völlig, während Mäuse, die TLR2- oder TLR4-defizient sind, fast normal reagieren. Auch wurde gezeigt, dass die Zytokinsekretion und der Influx MyD88-abhängig ist. In vivo zeigt HSP60 TLR2 und TLR4, sowie MyD88-abhängig verschiedene Immunantworten, die sich von der Endotoxin- oder CpG-induzierten Antwort unterscheiden Heat shock protein 60 (HSP60) from Chlamydia pneumoniae was described to trigger in vitro inflammatory and cytokine responses including TNF and IL-12p40. Although it can be found in atherosclerotic plaques of patients, the stimulatory potential of chlamydial and other HSP60 in vivo is unclear. The data reported here shows that chlamydial HSP60 fails to induce TNF expression in vivo. Upon purification of chlamydial HSP60 with polymyxin B-agarose columns, its ability to induce TNF secretion in vitro is significantly reduced. However, purified chlamydial HSP60 causes increased serum levels of the CXC chemokines KC and MIP2 but not of TNF in vivo, as well as a strong accumulation of PMN in the peritoneal cavity upon intraperitoneal challenge. With respect to PMN accumulation, chlamydial HSP60 is more potent than endotoxin or the CpG oligonucleotide 1668. The responses observed are completely absent in Toll-like receptor (TLR) 2/4-double-deficient mice, while single-deficient mice respond almost normally. Furthermore, KC induction and PMN accumulation are largely dependent on MyD88. HSP60 from C. pneumoniae triggers inflammatory responses in vivo that differ from responses induced by endotoxin or CpG oligonucleotides and are dependent on TLR2 and 4.