Neisseria meningitidis (N. meningitidis) is an obligate human pathogen which causes live-threatening sepsis and meningitis. The fatality rate after meningococcal infection is high and surviving patients often suffer from severe sequelae. To cause meningitis, N. meningitidis must overcome the endothelium of the blood-brain barrier. The bacterium achieves this through the interaction with endothelial surface receptors leading to alternations of the cellular metabolism and signaling, which lastly results in cellular uptake and barrier traversal of N. meningitidis. Sphingosine 1-phosphate (S1P) is a lipid mediator that belongs to the class of sphingolipids and regulates the integrity of the blood-brain barrier through the interaction with its cognate receptors S1P receptors 1-3 (S1PR1-3). In this study, high performance liquid chromatography coupled with mass spectrometry (LC-MS/MS) was used to generate a time-resolved picture of the sphingolipid metabolism in a brain endothelial cell line (hCMEC/D3) upon meningococcal infection. Among various changes, S1P was elevated in the cellular compartment as well as in the supernatant of infected hCMEC/D3s. Analysis of mRNA expression in infected hCMEC/D3s with quantitative real-time polymerase chain reaction (RT-qPCR) revealed that the increase in S1P could be attributed to the enhanced expression of the S1P-generating enzyme sphingosine kinase 1 (SphK1). Antibody-based detection of SphK1 protein or phosphorylation at SphK1 residue Serine 225 in hCMEC/D3 plasma membrane fractions via Western Blot revealed that N. meningitidis also induced SphK1 phospho-activation and recruitment to the plasma membrane. Importantly, recruitment of SphK1 to the plasma membrane increases the probability of substrate encounter, thus elevating SphK activity. Enhanced SphK activity was also reflected on a functional level, as detected by a commercially available ATP depletion assay used for measuring the enzymatic activity of SphK. Infection of hCMEC/D3 cells with pilus-deficient mutants resulted in a lower SphK activation compared to the N. meningitidis wild type strain. hCMEC/D3 treatment with pilus-enriched protein fractions showed SphK activation similar to the infection with living bacteria and could be ascribed to pilus interaction with the membrane-proximal domain of cellular surface receptor CD147. Inhibition of SphK1 or SphK2 through pre-treatment with specific inhibitors or RNA interference reduced uptake of N. meningitidis into hCMEC/D3 cells, as measured with Gentamicin protection assays. Released S1P induced the phospho-activation of epidermal growth factor receptor (EGFR) via S1PR2 activation, whose expression was also increasing during infection. Furthermore, S1PR2 blockage had a preventive effect on bacterial invasion into hCMEC/D3 cells. On the contrary, activation of S1PR1+3 also reduced bacterial uptake, indicating an opposing regulatory role of S1PR1+3 and S1PR2 during N. meningitidis uptake. Moreover, SphK2 inhibition prevented inflammatory cytokine expression as well as release of interleukin-8 after N. meningitidis infection. Taken together, this study demonstrates the central role of S1P and its cognate receptors S1PR1-3 in the pathophysiology of meningococcal meningitis. / Neisseria meningitidis (N. meningitidis) ist ein obligat humanpathogenes Bakterium, welches lebensbedrohliche Sepsis und Meningitis auslöst. Die Todesrate nach einer Meningokokkeninfektion ist hoch und überlebende Patienten leiden oft unter gravierenden Folgeschäden. N. meningitidis muss zuerst das Endothel der Blut-Hirn-Schranke überwinden, um Meningitis auslösen zu können. Das Bakterium erzielt dies durch die Interaktion mit endothelialen Rezeptoren, welche den zellulären Metabolismus und die zellulären Signalwege beeinflusst und letztlich zur zellulären Aufnahme von N. meningitidis und zur Überwindung der Barriere führt. Sphingosine 1-phosphat (S1P) ist ein Lipidmediator, der zur Klasse der Sphingolipide gehört und die Integrität der Blut-Hirn-Schranke durch die Interaktion mit den zugehörigen S1P Rezeptoren 1-3 (S1PR1-3s) beeinflusst. In dieser Arbeit wurde Hochleistungsflüssigkeitschromatographie-gekoppelte Massenspektrometrie (LC-MS/MS) genutzt, um ein zeitlich aufgelöstes Bild des Sphingolipidmetabolismus in einer Hinendothelzelllinie (hCMEC/D3) nach Meningokokkeninfektion zu generieren. Neben zahlreichen Veränderungen zeigte sich ein Anstieg von S1P im zellulären Kompartiment und im Überstand von infizierten hCMEC/D3 Zellen. Die Analyse der mRNA Expression in infizierten hCMEC/D3 Zellen mittels quantitativer Echtzeit-Polymerase-Kettenreaktion (RT-qPCR) offenbarte, dass der Anstieg von S1P auf eine erhöhte Expression der S1P-bildenden Sphingosinkinase 1 (SphK1) zurückzuführen war. Die ntikörperbasierte Detektion des Proteins SphK1 oder dessen Phosphorylierung an Serin 225 in den Membranfraktionen von hCMEC/D3 Zellen mittels Western Blot zeigte, dass N. meningitidis außerdem die Phospho-Aktivierung und Membrantranslokation von SphK1 induzierte. Die Plasmamembrantranslokation von SphK1 erhöht die Wahrscheinlichkeit auf das Substrat Sphingosine zu treffen und verstärkt somit die SphK-Aktivität. Die erhöhte SphK-Aktivität zeigte sich auch auf funktioneller Ebene, wie mittels eines ATP-Verbrauchs-Assays zur Messung der SphK-Aktivität nachgewiesen werden konnte. Die Infektion von hCMEC/D3 Zellen mit Pilus-defizienten Mutanten resultierte in einer geringeren SphK-Aktivierung im Vergleich zum Wildtypstamm. Die Behandlung von hCMEC/D3 Zellen mit Pilus-aufgereinigten Fraktionen zeigte eine SphK-Aktivierung, die mit der Aktivierung durch lebende Bakterien vergleichbar war und der Interaktion des Pilus mit der membranproximalen Domäne des zellulären Oberflächenrezeptors CD147 zugeordnet werden konnte. Die Inhibition von SphK1 und SphK2 durch die Vorbehandlung mit spezifischen Inhibitoren oder RNA-Interferenz reduzierte die Aufnahme von N. meningitidis in hCMEC/D3 Zellen, wie mittels Gentamicin Protection Assay nachgewiesen wurde. Das freigesetzte S1P induzierte die Phospho-Aktivierung des epidermalen Wachstumsfaktorrezeptors (EGFR) durch die Aktivierung von S1PR2, welcher während der Infektion vermehrt exprimiert wurde. Die Blockierung von S1PR2 hatte einen präventiven Effekt auf die bakterielle Invasion in hCMEC/D3 Zellen. Im Gegenzug reduzierte die Aktivierung von S1PR1+3 ebenfalls die bakterielle Aufnahme, was auf eine gegensätzliche regulatorische Rolle von S1PR1+3 und S1PR2 während der Aufnahme von N. meningitidis in hCMEC/D3 Zellen hindeutet. Darüber hinaus verhinderte die Inhibition von SphK2 die Expression von inflammatorischen Cytokinen sowie die Freisetzung von Interleukin-8 nach Infektion mit N. meningitidis. Zusammenfassend zeigt diese Arbeit die zentrale Rolle von S1P und den zugehörigen Rezeptoren S1PR1-3 in der Pathophysiologie der durch Meningokokken ausgelösten Meningitis.

Ce travail part d'une interrogation : comment expliquer ce qu'est un camp de concentration nazi sans prendre en compte un de ces constituants, la pierre. Sans oublier pour cela l'Homme, la présente recherche s'est attachée à définir le camp de concentration comme espace architectural à travers l'étude de six camps : Dachau, Sachsenhausen, Buchenwald, Mauthausen, Auschwitz I et le camp de Natzweiler. Trois axes d'analyses furent choisis : le lieu, les formes et les matériaux employés dans le but de mettre en lumière une éventuelle continuité architecturale. A partir du constat qu'il existait bien une architecture véritable, l'auteur s'est demandé dans une dernière partie si des liens avec l'idéologie national-socialiste étaient possibles, comme cela est le cas avec l'architecture officielle du Troisième Reich. C'est ainsi qu'à partir des données collectées furent adjointes trois spécificités à l'architecture concentrationnaire : le camp de concentration nazi peut être perçu comme une cité idéale national-socialiste, une mise en place architectonique du Führerprinzip et le reflet de la Blut-und- Boden Doktrin. / This work is based on a questioning : how to explain what a nazi concentration camp is without taking into account one of its components, i.e. stone. Without overlooking the human dimension for all that, the following research aims at giving a definition of the concentration camp as an architectural space through the analysis of 6 camps : Dachau, Sachsenhausen, Buchenwald, Mauthausen, Auschwitz I and the Natzweiler concentration camp. Three main lines were chosen : the sites, the shapes and building materials, with a view to bringing into light a possible architectural continuity. Once the existence of an architectural structure was established, the author finally wondered whether links with the national-socialist ideology did exist as it is the case with the official architecture of the Third Reich. Thus, thanks to the collected data, three specificities of concentration camps architecture were added : the nazi concentration camp can be seen as a national-socialist perfect city, as the architectonical setting up of the Führerprinzip and as the reflection of the Blood and Soil ideology. / Die folgende Arbeit erwächst aus einer Fragestellung : Wie lässt sich ein Konzentrationslager erklären, ohne eines seiner Bestandteile - den Stein - in Betracht zu ziehen ? Ohne den Menschen außer Betracht zu lassen, hat sich die vorliegende Studie bemüht, ein Konzentrationslager als einen architektonischen Raum zu definieren. Es werden sechs Konzentrationslager analysiert : Dachau, Sachsenhausen, Buchenwald, Mauthausen, Auschwitz I und das KZ Natzweiler. Es werden drei Blickrichtungen gewählt : der Ort, die Formen und die verwendeten Materialien, um herauszufinden, ob es etwa eine architektonische Kontinuität gibt. Ausgehend von der Feststellung, dass tatsächlich von einer bestimmten Architektur die Rede sein konnte, hat sich der Autor in einem letzten Teil gefragt, ob Beziehungen mit der NS-Ideologie möglich waren - wie es eben der Fall bei der offiziellen Architektur des Dritten Reiches ist. Auf diese Weise wurden mit den vom Verfasser gesammelten Daten den Konzentrationslagern drei Eigenschaften zugeschrieben : das NS-Konzentrationslager kann als eine ideale NS-Stadt, als die architektonische Verwirklichung des Führerprinzips und als die Wiederspiegelung der Blut-und-Boden Doktrin betrachtet werden.

In contrast to mammals, some fish and amphibians have retained the ability to regenerate complex body structures or organs, such as the limb, the tail, the eye lens or even parts of the heart. One major difference in the response to injury is the appearance of a mesenchymal growth zone or blastema in these regenerative species instead of the scarring seen in mammals. This blastema is thought to largely derive from the dedifferentiation of various functional cell types, such as skeletal muscle, skin and cartilage. In the case of multinucleated skeletal muscle fibres, cell cycle re-entry into S-phase as well as fragmentation into mononucleated progenitors is observed both in vitro and in vivo. In order to identify molecules that initiate dedifferentiation of cells at the wound site in amphibians we have established a cellular assay with a cultured newt myogenic cell line. Using this assay we have found a serum activity that stimulates cell cycle re-entry in differentiated multinucleated newt myotubes. The activity is present in serum of all mammalian species tested so far and, interestingly, thrombin proteolysis amplifies the activity from both serum and plasma. We think this serum factor provides a link between wounding and regeneration and its identification will be a key step in understanding the remarkable differences in wound healing between mammals and amphibians. In the course of this PhD thesis we have characterized the serum factor as a thermo-labile, pH- and proteinase K-sensitive, high molecular weight protein that is resistant to denaturing conditions such as SDS, urea or organic solvents. Surprisingly, under denaturing conditions the activity behaves as a low molecular weight protein that displays charge heterogeneity on isoelectric focusing. Using these characteristics of the serum factor we have performed a systematic investigation of commonly used protein chromatography modes and separation techniques to develop a successful purification procedure. After four column chromatography steps -- cation exchange, hydrophobic interaction, heparin affinity and size exclusion chromatography under denaturing conditions -- we have achieved a 2,000-fold purification starting from a commercially available Crude Bovine Thrombin preparation. This represents about 40,000-fold purification over bovine serum. Silver stained gels of the most purified fractions revealed ten major protein bands. In order to finally identify the cell cycle re-entry factor, we are currently analyzing the purification by quantitative mass spectrometry by correlating the abundance of tryptic peptides with activity in sequential fractions across a chromatography run.

This study aims to investigate and describe the direction of the ideological development of the Swedish gymnastics association Gymniska Förbundet. Between 1928 and 1932, this organization transformed from a purely gymnastic and cultural association into an influential platform for the production of Swedish nationalist ideology. Based on theories of National Socialism’s formation within modern society, the analysis focus on the conditions regulating Gymniska Förbundets relation to modernity. Thus the study examines the association’s ideas in relationship to the concept of modernity. The analysis shows that the ideological fusion between ideas regarding gymnastics and culture on one hand, and of Swedish racial biologyon the other, provided the conditions needed for an alternative vision of modernity, similar to that which international research has characterized as the blut und boden-ideology. By presenting how and in what ways the Swedish blut und boden-ideology emerged and took shape, the study contributes to the research on the party-politically independent National Socialist ideology in Sweden. Furthermore, the analysis reveals networking strategies and idea transfer within the ideological movement based on wider applications of ideas concerning racial biology.

Im Lebensalter zunehmende Aggregationen im Gehirn wurden seit vielen Jahren beobachtet, haben jedoch erst in der letzten Zeit vermehrt das Interesse von Wissenschaftlern gewonnen, die den Grund dieser Akkumulationen aufklären möchten. Da das Gehirn über keine „klassischen“ Lymphgefäße verfügt, stellt sich die Frage, wie anfallende Abfallstoffe und Metaboliten entsorgt werden. Neben einigen Lymphgefäßen in der Dura mater scheint insbesondere ein paravaskuläres Kanalsystem den Metabolitenaustausch zwischen interstitieller Flüssigkeit und Liquor und somit einen Abtransport entlang der Hirn- und Spinalnerven zu ermöglichen. Iliff et al. (2012) bezeichneten das zwischen der Glia limitans und der Gefäßwand der zerebralen Gefäße befindliche Kanalsystem als „glymphatisches System“, da es die Funktionen des peripheren Lymphsystems übernimmt. Um den Metabolitenaustausch innerhalb des Kanalsystems sowie mit dem Liquorsystem zu ermöglichen, werden verschiedene antreibende Kräfte diskutiert. Hierzu zählen neben Diffusion und Massenfluss vor allem die Atmung und weitergeleitete systolische Gefäßpulsationen. Letztere könnten über degenerative Gefäßveränderungen zu einer Beeinträchtigung der paravaskulären Flüssigkeitsbewegung führen, was wiederum den Abtransport von Metaboliten beeinträchtigen und deren verstärkte Akkumulation verursachen würde. Eines dieser „Abfallprodukte“ ist Aβ, welches sich u.a. bei der Alzheimer-Demenz anreichert. Zu den degenerativen Gefäßwandveränderungen zählen auch Mikro-angiopathien, welche sich klinisch durch eine Vielzahl an neurologischen Pathologien manifestieren können. Um ein besseres Verständnis der kausalen Zusammenhänge zwischen Aggregationen, (Mikro-)Angiopathien und dem Metaboliten(ab)transport im Gehirn zu gewinnen war es unser Ziel, den Einfluss der Vitalfunktionen zu visualisieren. Hierzu verglichen wir die Tracerausbreitung nach intraparenchymaler Applikation in lebenden versus toten Rattenhirnen. Die Gehirne wurden 30 min und 90 min nach Injektion des fluoreszierenden Tracers Fluoro-Emerald entnommen und im Verlauf dreidimensional rekonstruiert. Darüber hinaus wurden einzelne Gewebeschnitte immunhistochemisch gefärbt. Zudem untersuchten wir die zervikalen sowie inguinalen Lymphknoten der Tiere hinsichtlich einer Traceraufnahme. Nach unserem Wissensstand erfolgte in dieser Arbeit erstmalig der Vergleich zwischen den Vorgängen in toten und lebendigen Versuchstieren. Die erhobenen Daten zeigen eine signifikant höhere Tracerverteilung im Gehirn in lebenden Tieren im Vergleich zum Gehirn toter Tiere. Dies spricht für eine wichtige Rolle der Vitalfunktionen bei diesem Vorgang. In der „lebenden“ Gruppe erfolgte der Transport entlang des Gefäßbaums und von Fasertrakten bis zur kontralateralen Hemisphäre. In der „toten“ Gruppe hingegen breitet sich der Tracer entlang der Ventrikel sowie der hippocampalen Fasertrakte aus (Abb. 2). In den immunhistochemisch untersuchten Schnitten zeigte sich in den lebenden Tieren eine Tracerakkumulation in der inneren und äußeren Basalmembran sowie entlang von Kapillaren, zum Teil auch um weit entfernt gelegene Gefäße herum. Bis auf die Region direkt um die Einstichstelle, wo es zu Parenchymverletzungen kam, breitete sich der Tracer nicht im Parenchym aus. In der „toten“ Gruppe hingegen verblieb der Tracer vor allem nahe der Injektionsstelle im Parenchym und breitete sich entlang des nächstgelegenen Ventrikels aus. Teilweise erreichte er die externe Seite der Gefäßwand. In der Lymphknotenuntersuchung von lebenden und toten Tieren zu beiden o.g. Zeitpunkten ließ sich der Tracer 90 min nach Injektion in den ipsilateralen tiefen zervikalen sowie superfiziellen zervikalen Lymphknoten in Zellen am marginalen und intermediären Sinus nur in lebenden Tieren nachweisen. Dies unterstützt die bereits zuvor erfolgte Beobachtung, dass intraventrikulär applizierte Tracer in zervikale Lymphknoten drainieren.:Inhaltsverzeichnis 1. Einleitung 2 1.1. Bedeutung 2 1.2. Historischer Hintergrund 3 1.3. Glymphatisches System 4 1.4. Einflussfaktoren der Flüssigkeitsbewegung im extrazellulären Raum im Gehirn 5 1.5. Liquorzirkulation 6 1.6. Drainage ins extrakranielle lymphatische System 7 1.7. Herausforderung und Untersuchungsziel 7 1.8. Vorgehen 7 1.9. Ergebnisse 9 1.10. Grenzen der Studie 11 2. Publikationsmanuskript 13 3. Zusammenfassung der Arbeit 25 4. Literaturverzeichnis 28 5. Anlagen 31 5.1. Supplementary Material 31 5.1.1. Movie 1 - 4 31 5.1.2. Supplementary Figure 1 31 5.1.3. Supplementary Figure 2 31 5.2. Darstellung des eigenen Beitrags 33 5.3. Erklärung über die Eigenständige Abfassung der Arbeit 34 5.4. Lebenslauf 35 5.5. Danksagung 37

Das kardiovaskuläre System stellt einen wesentlichen Grundbaustein des menschlichen Körpers dar. Insbesondere das Gewebe Blut und die damit verbundenen blutbildenden Komponenten sind in diesem Kontext Betrachtungspunkte für toxikologische Interaktionen. In diesem Dokument wird der Ansatz einer dreistufigen Wissensvermittlung zur Gewähr-leistung eines interdisziplinären Erkenntnisgewinns für das Blut sowie das blutbildende System angewendet. In der ersten Stufe werden die anatomischen s vorgestellt. Darauf aufbauend werden die Bestandteile des Blutes sowie dessen individuelle Eigenschaften erläutert. Anschließend werden Interaktionen ausgewählter toxischer Noxen diskutiert. Final werden ausgewählte Mechanismen dargestellt, um nutzerorientiert in geeignete Medienfunktionen des „Toxnetz-Explorers“ überführt zu werden

Human cells from acute myeloid leukemia (AML) patients are frequently transplanted into immune-compromised mouse strains to provide an in vivo environment for studies on the biology of the disease. Since frequencies of leukemia re-initiating cells are low and a unique cell surface phenotype that includes all tumor re-initiating activity remains unknown, the underlying mechanisms leading to limitations in the xenotransplantation assay need to be understood and overcome to obtain robust engraftment of AML-containing samples. We report here that in the NSG xenotransplantation assay, the large majority of mononucleated cells from patients with AML fail to establish a reproducible myeloid engraftment despite high donor chimerism. Instead, donor-derived cells mainly consist of polyclonal disease-unrelated expanded co-transplanted human T lymphocytes that induce xenogeneic graft versus host disease and mask the engraftment of human AML in mice. Engraftment of mainly myeloid cell types can be enforced by the prevention of T cell expansion through the depletion of lymphocytes from the graft prior transplantation.

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Drei Verteilungskoeffizienten, die für physiologie-basierte Pharmakokinetik (PBPK)-Modelle relevant sind, wurden mit verschiedenen Ansätzen modelliert. Für den Blut/Luft-Verteilungskoeffizienten wurde ein auf linearen Solvatations-Energie-Beziehungen (LSER) beruhendes Literaturmodell angewendet und diskutiert. Mit einer schematischen Aufteilung des Blutkompartiments in Wasser und einen organischen Teil wurde der Blut/Luft-Verteilungskoeffizient mit einer linearen Regression von anderen Verteilungskoeffizienten vorhergesagt. Zusätzlich wurde ein Fragmentmodell entwickelt. Der Fett/Luft-Verteilungskoeffizient wurde mit dem LSER-Ansatz und mit anderen Verteilungskoeffizienten modelliert. Der Koeffizient Fett/Blut wurde aus den ersten beiden errechnet. Da der inverse dimensionslose Henry-Koeffizient Wasser/Luft-Verteilungskoeffizient bei der Blut/Luft-Modellierung zum Einsatz kommt und dieser aus dem Dampfdruck und der Wasserlöslichkeit gewonnen werden kann, wurde der Dampfdruck ebenfalls modelliert.

Dendritic cells (DC) constitute a heterogeneous leukocyte population having in common a unique capacity to induce primary T cell responses and are therefore most attractive candidates for immunomodulatory strategies. Two populations of blood DC (CD11c+ CD123dim and CD11c– CD123high) have been defined so far. However, their direct isolation for experimental purposes is hampered by their low frequency and by the lack of selective markers allowing large scale purification from blood. Here we describe the monoclonal antibody (mAb) M-DC8, which was generated by immunizing mice with highly enriched blood DC. This mAb specifically reacts with 0.2–1% of blood leukocytes and enables their direct isolation by a one-step immunomagnetic procedure from fresh mononuclear cells. These cells can be differentiated from T cells, B cells, NK cells and monocytes using lineage-specific antibodies. M-DC8+ cells express HLA class II molecules, CD33 and low levels of the costimulatory molecules CD86 and CD40. Upon in vitro culture M-DC8+ cells spontaneously mature into cells with the phenotype of highly stimulatory cells as documented by the upregulation of HLA-DR, CD86 and CD40; in parallel CD80 expression is induced. M-DC8+ cells display an outstanding capacity to present antigen. In particular, they proved to be excellent stimulators of autologous mixed leukocyte reaction and to activate T cells against primary antigens such as keyhole limpet hemocyanin. Furthermore, they induce differentiation of purified allogeneic cytotoxic T cells into alloantigen-specific cytotoxic effector cells. While the phenotypical analysis reveals similarities with the two known blood DC populations, the characteristic expression of Fc=γRIII (CD16) and the M-DC8 antigen clearly defines them as a novel population of blood DC. The mAb M-DC8 might thus be a valuable tool to determine circulating DC for diagnostic purposes and to isolate these cells for studies of antigen-specific T cell priming. / Dieser Beitrag ist mit Zustimmung des Rechteinhabers aufgrund einer (DFG-geförderten) Allianz- bzw. Nationallizenz frei zugänglich.