Despite accounting for only a small proportion of all skin cancers, malignant melanoma displays a serious health risk with increasing incidence and high mortality rate. Fortunately, advances in the treatment of malignant melanoma now prolong survival and enhance response and treatment efficacy. Established biomarkers help evaluate disease progression and facilitate choosing appropriate and individual treatment options. However, the need for easily accessible and reliable biomarkers is rising to predict patient-specific clinical outcome. Eosinophil infiltration into the tumor and high peripheral eosinophil counts prior and during treatment have been associated with better response in patients for various cancer entities, including melanoma. An analysis of a heterogeneous study cohort reported high serum ECP levels in non-responders. Hence, eosinophil frequency and serum ECP as a soluble eosinophil-secreted mediator were suggested as prognostic biomarkers in melanoma. We examined whether melanoma patients treated with first-line targeted therapy could also benefit from the effects of eosinophils. In total, 243 blood and serum samples from patients with advanced melanoma were prospectively and retrospectively collected before and after drug initiation. To link eosinophil function to improved clinical outcome, soluble serum markers and peripheral blood counts were used for correlative studies using a homogeneous study cohort. In addition, functional and phenotypical characterizations provided insights into the expression profile and activity of freshly isolated eosinophils, including comparisons between patients and healthy donors. Our data showed a significant correlation between high pre-treatment blood eosinophil counts and improved response to targeted therapy and by trend to combinatorial immunotherapy in patients with metastatic melanoma. In accordance with previous studies our results links eosinophil blood counts to better response in melanoma patients. High pre-treatment ECP serum concentration correlated with response to immunotherapy but not to targeted therapy. Eosinophils from healthy donors and patients showed functional and phenotypical similarities. Functional assays revealed a strong cytotoxic potential of blood eosinophils towards melanoma cells in vitro, inducing apoptosis and necrosis. In addition, in vitro cytotoxicity was an active process of peripheral eosinophils and melanoma cells with bidirectional features and required close cell-cell interaction. The extent of cytotoxicity was dose-dependent and showed susceptibility to changes in physical factors like adherence. Importantly, we provide evidence of an additive tumoricidal function of eosinophils and combinatorial targeted therapy in vitro. In summary, we give valuable insights into the complex and treatment-dependent role of eosinophils in melanoma. As a result, our data support the suggestion of eosinophils and their secreted mediators as potential prognostic biomarkers. It will take additional studies to examine the molecular mechanisms that underlie our findings. / Obwohl das Maligne Melanom nur einen geringen Anteil aller Hautkrebsarten ausmacht, stellt es ein ernstzunehmendes Gesundheitsrisiko mit steigender Inzidenz und hoher Sterblichkeitsrate dar. Durch Fortschritte in der Behandlung des malignen Melanoms konnten die Überlebenszeit verlängert und das Ansprechen und die Wirksamkeit der Behandlung verbessert werden. Etablierte Biomarker helfen bei der Bewertung des Krankheitsverlaufs und erleichtern die Wahl geeigneter und individueller Behandlungsoptionen. Der Bedarf an leicht zugänglichen und zuverlässigen Biomarkern zur Vorhersage patientenspezifischer klinischer Ergebnisse nimmt zu. Die Infiltration von Eosinophilen in den Tumor und hohe periphere Eosinophilenzahl vor und während der Behandlung wurden mit einem besseren Ansprechen bei Patienten mit verschiedenen Tumorarten, einschließlich des Melanoms, in Verbindung gebracht. Eine Analyse einer heterogenen Patientenkohorte berichtete über hohe ECP-Serumspiegel bei Patienten, die nicht auf eine Melanombehandlung ansprechen. Daher wurden periphere Eosinophile im Blut und ECP im Serum, als löslicher, von Eosinophilen sekretierter Mediator, als prognostische Biomarker für das Melanom vorgeschlagen. Wir untersuchten, ob sich die positive Wirkung der peripheren Eosinophilen beim Melanom auf Patienten übertragen lässt, die mit einer zielgerichteten Erstlinientherapie behandelt werden. Insgesamt wurden 243 Blut- und Serumproben von Patienten mit fortgeschrittenem Melanom prospektiv und retrospektiv vor und nach Einleitung einer medikamentösen Behandlung gesammelt. Um die Eosinophilenfunktion mit einem verbesserten klinischen Ergebnis in Verbindung zu bringen, wurden lösliche Serummarker und periphere Blutbilder für korrelative Studien in einer homogenen Studienkohorte analysiert. Darüber hinaus lieferten funktionelle und phänotypische Charakterisierungen Einblicke in das Expressionsprofil und die Aktivität von frisch isolierten Eosinophilen. Vergleiche von Patienten und gesunden Spendern wurden ebenfalls durchgeführt. Unsere Daten zeigten, dass eine hohe prätherapeutische Eosinophilenzahl im Blut zu einer signifikanten Verbesserung des Ansprechens auf eine zielgerichtete Therapie und tendenziell zu einer Verbesserung des Ansprechens auf eine kombinatorische Immuntherapie bei Patienten mit metastasiertem Melanom beiträgt. In Übereinstimmung mit bereits publizierten Studien bringen unsere Ergebnisse eine erhöhte Eosinophilenzahl im Blut mit einem besseren Ansprechen bei Melanompatienten in Verbindung. Eine hohe prätherapeutische ECP- Serumkonzentration korrelierte mit dem Ansprechen auf eine Immuntherapie, nicht aber auf eine zielgerichtete Therapie. Eosinophile von gesunden Spendern und Patienten wiesen zudem funktionelle und phänotypische Ähnlichkeiten auf. Außerdem zeigten funktionelle Tests ein starkes zytotoxisches Potenzial von Eosinophilen gegenüber Melanomzellen in vitro. Periphere Eosinophile lösten Apoptose und Nekrose in den Melanomzellen aus. Darüber 3 hinaus war die Zytotoxizität in vitro ein aktiver Prozess zwischen peripheren Eosinophilen und Melanomzellen mit bidirektionalem Einfluss und erforderte eine enge Zell-Zell-Interaktion. Das Ausmaß der Zytotoxizität war dosisabhängig und zeigte eine Anfälligkeit für Veränderungen der physikalischen Faktoren wie der Adhärenz. Wir konnten Beweise für eine additive tumorizide Funktion von Eosinophilen und einer kombinatorischen zielgerichteten Therapie in vitro liefern. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass diese Arbeit wertvolle Einblicke in die komplexe und behandlungsabhängige Rolle der Eosinophilen beim Melanom bietet. Unsere Daten unterstützen den Vorschlag, Eosinophile und die von ihnen sekretierten Mediatoren als potenzielle prognostische Biomarker zu verwenden. Weitere Studien sind erforderlich, um die molekularen Mechanismen unserer Beobachtungen zu entschlüsseln.

Humane neutrophile Granulozyten spielen eine wichtige Rolle in der Immunabwehr invasiver Infektionen durch die humanpathogenen Pilze Candida albicans und Aspergillus fumigatus. Das Ziel der hier vorliegenden Arbeit bestand in einer Charakterisierung der Interaktion beider Pilzspezies mit neutrophilen Granulozyten, mit Fokussierung auf die unterschiedlichen Effektormechanismen dieser Zellen. C. albicans exprimiert eine Reihe von Aspartatproteasen, welche mit der Virulenz des Erregers assoziiert sind und zu Adhäsion, Gewebeinvasion und Immunevasion beitragen können. In dieser Arbeit wurde die Rolle der Aspartatproteasen Sap1-6, Sap9 und Sap10 in der Interaktion mit neutrophilen Granulozyten analysiert. Es konnte gezeigt werden, dass, im Gegensatz zu anderen Aspartatproteasen, das zelloberflächenassoziierte GPI-verankerte Enzym Sap9 einen maßgeblichen Einfluss auf die Erkennung von C. albicans durch neutrophile Granulozyten hat. SAP9-Expression ist erforderlich, um die gerichtete Motilität (Chemotaxis) neutrophiler Granulozyten zu C. albicans-Keimschläuchen hin zu induzieren. Dieser Prozess stellt eine Grundvoraussetzung zur effektiven Aktivierung neutrophiler Granulozyten darstellt. Die Chemotaxis neutrophiler Granulozyten kann durch autologe Sekretion des Zytokins IL-8 verstärkt werden. Es konnte jedoch kein Einfluss von SAP9 auf die IL-8 Sekretion beobachtet werden. Allerdings führte die Deletion von SAP9 zu reduzierter Freisetzung von reaktiven Sauerstoffspezies (engl. reactive oxygen species, ROS) in neutrophilen Granulozyten. Die mit der ROS-Generierung in Verbindung stehende und durch C. albicans induzierte Apoptose neutrophiler Granulozyten war ebenfalls vermindert. In Konfrontationsassays war die Abtötung einer SAP9-Deletionsmutante verglichen mit dem Wildtyp reduziert. Die Degranulation stellt neben der Produktion von ROS einen weiteren wichtigen Effektormechanismus zur Abtötung von Mikroben dar, jedoch verlief die Freisetzung von Elastase ebenso unabhängig von SAP9 wie die durch neutrophile Granulozyten ausgelöste Wachstumsinhibition von Keimschläuchen. Die hier präsentierten Daten verbinden die Aktivität der Protease Sap9, der zuvor bereits eine Rolle in der Immunevasion von C. albicans zugeschrieben wurde, mit der Initiation der protektiven angeborenen Immunität. Wie C. albicans stimuliert auch A. fumigatus die Aktivität der neutrophilen Granulozyten. Microarray- Analysen mit Fokus auf dem Zytokinprofil neutrophiler Granulozyten während der Interaktion mit A. fumigatus-Hyphen offenbarten, dass nur wenige Zytokine im Lauf der Infektion hochreguliert wurden. Zusammenfassend konnte gezeigt werden, dass die Sap-Granulozyten-Interaktion neue molekulare Mechanismen zur Aktivierung dieser Zellen birgt. Zudem brachten die Microarray Analysen die Erkenntnis, dass die de novo-Zytokinsynthese durch A. fumigatus nur geringfügig beeinflusst wird und eine schnelle Abtötung des Pilzes offenbar im Vordergrund steht. / Human polymorphonuclear neutrophils (PMNs) play a major role in the immune defence against invasive infections caused by the pathogenic fungi Candida albicans and Aspergillus fumigatus. The aim of this work was to further characterize the interaction of both fungi with PMNs with a focus on diverse PMN effector functions. C. albicans expresses a set of aspartic proteases which are associated with virulence and can contribute to adhesion, tissue invasion and immune evasion. Here, the role of the aspartic proteases Sap1-6, Sap9 and Sap10 in the interaction with human neutrophils was analysed. It could be demonstrated that, in contrast to other aspartic proteases, the cell surface associated GPI-anchored enzyme Sap9 has a major impact on recognition of C. albicans by PMNs. SAP9 expression is required for the effective induction of PMN chemotaxis towards C. albicans filaments, an essential prerequisite of effective PMN activation. Targeted motility can be enhanced by autologous secretion of IL-8, but no influence of SAP9 on the process of IL-8 secretion could be observed here. However, deletion of SAP9 led to a mitigated release of reactive oxygen intermediates (ROI) in human PMNs. Likewise, C. albicans induced apoptosis triggered by ROI formation was decreased. In confrontation assays, killing of a SAP9 deletion mutant was reduced in comparison to the wild-type. Beside ROI production, degranulation represents an additional important effector mechanism contributing to microbial killing, however, the release of elastase in response to C. albicans was found to be not dependent on SAP9, as well as the PMN-mediated growth inhibition of germ tubes. The data presented here clearly implicate Sap9 protease activity, which was already attributed to immune evasion before, with the initiation of protective innate immunity. Like C. albicans, A. fumigatus evokes PMN antifungal activity. Custom-made microarray analyses focusing on the cytokine profile of PMNs during interaction with A. fumigatus hyphae revealed that only few cytokines are upregulated during the course of infection. In summary it could be demonstrated that the interaction between Saps and PMNs is revealing novel molecular mechanisms which lead to an activation of these cells. Furthermore, microarray analyses lead to the awareness that de novo cytokine synthesis of PMNs is barely influenced by A. fumigatus, pointing out that instant killing of the fungus might be of higher importance.

Ziel der Untersuchung war es, die Morphologie der porzinen Zervix unter dem Aspekt der alters- und zyklusabhängigen Veränderungen zu charakterisieren. Dazu wurden die Genitaltrakte von Ferkeln unmittelbar post natum, von präpubertären Sauen sowie von Sauen im Östrus und Interöstrus untersucht, wobei die Tiere definierter Zyklusphasen zuvor hormonell pubertätsinduziert worden waren. Zur Färbung der histologischen Schnitte wurde Hämatoxylin-Eosin, Sirius-Red, Azan und Tolouidin-Blau eingesetzt. Die Überprüfung des Zyklusstandes erfolgte mittels Hormonkonzentrationsbestimmung im Serum. In diesem Artikel werden das porzine Zervikal- Vaginal- und Uterusepithel, die Zervikalmuskulatur und deren Bindegewebsanteil charakterisiert und des weiteren das Auftreten von eosinophilen Granulozyten in verschiedenen Alters- und Zyklusstadien dargestellt.

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Dexamethason-21-isonicotinat als Begleittherapie bei Kühen mit Systemic Inflammatory Response Syndrome Schlüsselwörter: Dexamethason, SIRS, Phagozytoseaktivität/Burstaktivität von Monozyten und neutrophilen Granulozyten, Tumornekrose Faktor alpha

Patienten mit einer dekompensierten Leberzirrhose besitzen ein hohes Risiko bakterielle Infektionen zu entwickeln. Besonders häufig kommt es dabei zu einer spontan bakteriellen Peritonitis, wobei die Letalität bis heute noch immer bei bis zu 50 % liegt. Ein wesentlicher Grund für das generelle Infektionsrisiko besteht in der Zirrhose-assoziierten systemischen Immunparalyse als Folge einer andauernden Immunstimulation. Es ist allerdings ungeklärt warum bei Patienten mit Leberzirrhose die SBP die häufigste Infektion ist, wohingegen Patienten mit malignem Aszites dafür nicht empfänglich sind. Daher war das Ziel dieser Arbeit, die Funktionseinschränkung von PMNs im Aszites von Patienten mit Leberzirrhose zu evaluieren und dafür die Fähigkeit zur Phagozytose und stimuliertem oxidativen Burst in Aszites- und korrespondierenden Blutproben zu untersuchen.

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Ziel der Untersuchung war es, die Morphologie der porzinen Zervix unter dem Aspekt der alters- und zyklusabhängigen Veränderungen zu charakterisieren. Dazu wurden die Genitaltrakte von Ferkeln unmittelbar post natum, von präpubertären Sauen sowie von Sauen im Östrus und Interöstrus untersucht, wobei die Tiere definierter Zyklusphasen zuvor hormonell pubertätsinduziert worden waren. Zur Färbung der histologischen Schnitte wurde Hämatoxylin-Eosin, Sirius-Red, Azan und Tolouidin-Blau eingesetzt. Die Überprüfung des Zyklusstandes erfolgte mittels Hormonkonzentrationsbestimmung im Serum. In diesem Artikel werden das porzine Zervikal- Vaginal- und Uterusepithel, die Zervikalmuskulatur und deren Bindegewebsanteil charakterisiert und des weiteren das Auftreten von eosinophilen Granulozyten in verschiedenen Alters- und Zyklusstadien dargestellt.

Die Immunabwehr des Patienten stellt eine Schlüsselrolle bei der spontanen Tumorregression dar. Bisher zählten zytotoxische CD8-positive T Zellen und natürliche Killerzellen zu den wichtigsten zellulären Vertretern der Tumorkontrolle. Im Tierversuch konnte jedoch kein signifikanter Einfluss dieser Zellen auf die spontane Regression nachgewiesen werden. Allerdings fand sich eine hohe Anzahl an Makrophagen im Tumorgewebe. In vorangegangenen Untersuchungen zeigte sich bei der Depletion der Makrophagen mittels Clodronate im Tiermodell der Ratte ein deutlich gesteigertes Tumorwachstum. In der hier durchgeführten Versuchsreihe wurde nun der Einfluss von Makrophagen auf das Tumorwachstum orthotop implantierter C6-Glioblastomsphäroide betrachtet. Dabei wurden die Makrophagen durch den Granulozyten-Makrophagen Kolonie-stimulierenden Faktor (rhGM-CSF, Leukine) aktiviert. 29 SD-Ratten wurden C6-Gliom-Sphäroide orthotop implantiert. 20 der Tiere wurden jeden zweiten Tag mit 1µg/100g Körpergewicht rhGSM-CSF s. c. behandelt. Neun Tiere dienten als Kontrollgruppe. Zur Verlaufsbeurteilung wurden an den Tagen 7, 14, 21, 28, 32 und 42 nach Implantation MRT-Untersuchungen (T1, T2 und 3D CISS-Sequenzen) durchgeführt. Die Tumorvolumina wurden mit Hilfe dieser MRT-Untersuchungen ermittelt. Die histologische Aufarbeitung beinhaltete HE-, CD68-Makrophagen-, CD8-positive T Zellen- sowie Ki-67 Proliferations- Färbungen in Paraffinschnitten von Gehirn, Tumor und Milz. In 15 der 20 behandelten Tiere entwickelten sich solide Tumoren. Am Tag 7 konnte lediglich bei zwei Tieren mittels MRT ein minimales Tumorwachstum nachgewiesen werden. In der Kontrollgruppe war bereits bei drei von neun Tieren minimales Tumorwachstum zu verzeichnen. Am Tag 14 zeigten sich bei 11 von 17 (65%) Tieren der Versuchsgruppe solide Tumoren. Drei der verbleibenden 15 Tiere zeigten am Tag 21 erstmalig Tumorwachstum. Im Gegensatz dazu konnte in der Kontrollgruppe bereits an Tag 14 bei allen Tieren ein Tumorwachstum nachgewiesen werden. In der GM-CSF Gruppe entwickelten sich die Tumoren später und erreichten mit einem Median von 134mm³ ein geringeres Volumen als in der Kontrollgruppe (262mm³). Das mediane Überleben war mit 35 Tagen in der Gruppe der behandelten Tiere signifikant länger als in der Kontrollgruppe mit 24 Tagen. Zudem wurden in der histologischen Aufarbeitung der Tumoren signifikant mehr Makrophagen im Tumorgewebe nachgewiesen. Die Stimulation der Makrophagen durch GM CSF im orthotopen C6 Glioblastommodell der Ratte führte zu einem beachtlich reduzierten und verzögerten Tumorwachstum. Die behandelten Tiere überlebten signifikant länger als die Tiere der Kontrollgruppe. Die aktuelle Datenlage bestätigt die bedeutende Rolle der angeborenen Immunabwehr durch Makrophagen in der Kontrolle des Tumorwachstums bei experimentellen Glioblastomen. Die Aktivierung der Makrophagen hatte einen deutlichen Einfluss auf das Tumorwachstum, wohingegen eine T Zell-Depletion nur einen geringen Einfluss darauf hatte. Makrophagen als Vertreter des angeborenen Immunsystems wurden bisher in ihrer Rolle der Tumorkontrolle unterschätzt. Es bedarf noch weiterer Untersuchungen, ob die Makrophagen in Zukunft, ohne die körpereigenen Zellen anzugreifen, zur wirkungsvollen Tumorbekämpfung herangezogen werden könnten. / The patient's immune defense represents a key role in spontaneous tumor regression. Until now, cytotoxic CD8-positive T cells and natural killer cells were considered to be one of the most important cellular representatives of tumor control. The aim of the present study was to investigate the influence of macrophages on tumor growth of orthotopically implanted C6 glioma spheroids. Macrophages were activated by granulocyte-macrophage colony-stimulating factor (rhGM-CSF, Leukine). 29 Sprague-Dawley rats were implanted C6 glioma spheroids orthotopically. 20 of the animals were treated with 1μg/100g rhGSM-CSF s. c. every other day. Nine animals served as the control group. MRI examinations (T1, T2, and 3D CISS sequences) were performed on days 7, 14, 21, 28, 32, and 42 after implantation. Tumor volumes were determined using these MRI examinations. Histologic workup included HE, CD68, CD8, and Ki-67 staining in sections of brain and spleen. Tumors developed later and reached with a median of 126 mm³ a smaller size in the GM-CSF series compared to the controls with 150 mm³. Median survival was significantly longer in the treated group (35 days) compared with the control group (24 days). In addition, histological workup of the tumors showed significantly more macrophages in the tumor tissue. Stimulation of macrophages by GM-CSF in the rodent C6 glioma model resulted in reduced and delayed tumor growth. Treated animals survived significantly longer than in the control group. The current data confirm the important role of innate immune defense by macrophages in the control of tumor growth in experimental gliomas. Macrophage activation had a marked effect on tumor growth. Macrophages as representatives of the innate immune system have been underestimated in their role of tumor control.

Gegenstand der vorliegenden Arbeit waren Untersuchungen zu zellulären Mechanismen ANCA-assoziierter systemischer Vaskulitiden. Es wurde dabei zunächst die ANCA-induzierte Aktivierung neutrophiler Granulozyten untersucht. Es konnte gezeigt werden, daß die Quervernetzung der ANCA-Antigene auf der Oberfläche neutrophiler Granulozyten die Generation von Sauerstoffradikalen auslöst. Der zweite Komplex beschäftigte sich mit der Regulation der Apoptose neutrophiler Granulozyten, die einen zentralen Mechanismus für die Auflösung von Entzündungen darstellt. Die Ergebnisse zeigen, daß die Apoptose neutrophiler Granulozyten durch IL-8 verzögert und durch TNF-alpha akzeleriert wird. Dabei führt die Interaktion mit extrazellulären Matrixsubstanzen wie Fibronektin zu einer weiteren Akzeleration der TNF-alpha-induzierten Apoptose. Die Bedeutung der Tyrosin Phosphorylierung für diesen Prozess wird gezeigt, und Ly-GDI, ein regulatorisches Protein für kleine GTPase-Proteine der Ras-Superfamilie, wurde als ein Substrat der Tyrosin-Kinasen charakterisiert. Letztlich konnten neue Kandidaten-Proteine für die Regulation der Lebensspanne neutrophiler Granulozyten identifiziert werden. / Mechanisms of ANCA-associated vasculitis were studied. First, the activation of human neutrophils by ANCA was investigated. The data demonstrate the important role of cross-linking ANCA-antigens by the auto-antibodies on the cell surface for the initiation of a respiratory burst. The second issue was the regulation of neutrophil apoptosis that is central to the resolution of inflammation. These experiments indicate that apoptosis was delayed by IL-8 and accelerated by TNF-alpha. Interaction with extracellular matrix proteins, such as fibronectin resulted in further acceleration of apoptosis. The important role of protein tyrosine phosphorylation was demonstrated, and Ly-GDI, a regulator of GTPase-proteins of the ras-superfamily was characterized. Finally, proteins that may control the life span of neutrophils were identified.