Zwischen 1995 und 2001 wurden an der Medizinischen Tierklinik der Universität Leipzig Liquor cerebrospinalis (CSF)- und Serumproben von 59 Pferdepatienten gewonnen. Von diesen Patienten waren 16 neurologisch gesund, 33 litten an Bornascher Krankheit und 10 hatten andere neurologische Krankheiten (EMND, Spinale Ataxie, Nekrose des Kleinhirns, 2x Epilepsie, Faciale Lähmung, Enzephalitis, Narkolepsie, EHV-1 Enzephalomyelitis, Stringhalt). Fünf Pferde mit Bornascher Krankheit wurden zweimal in verschiedenen zeitlichen Abständen punktiert. In der CSF wurde die Zellzahl, die Zelldifferenzierung und die GEW-Konzentration analysiert. Mittels isoelektrischer Fokussierung, Nephelometrie und ELISA wurde die Konzentration des Albumins und der Immunglobuline G, A und M gemessen. Bei allen Patienten wurden die Altersverteilung, die Quotienten (Albumin und Immunglobuline), die Ig-Indizes und die intrathekale Synthese bzw. die Immunreaktion festgestellt. / Serum and cerebrospinal fluid (CSF) samples were collected from 59 patients at the Large Animal Clinic for Internal Medicine at the University of Leipzig from 1995 to 2001. Of these 59 patients, 16 were considered neurologically healthy, 33 were diagnosed as suffering from Borna Disease and 10 were afflicted with other neurological diseases (EMND, spinal ataxia, cerebellar necrosis, epilepsy (2), facial paralysis, encephalitis, narcolepsy, EHV-1 encephalomyelitis, stringhalt). Five of the horses diagnosed with Borna disease were tapped twice at different stages of the disease. A cell count, cell differentiation and total protein were analyzed in all CSF samples. The albumin, IgG, IgA and IgM concentrations were measured by means of isoelectric focusing, nephelometry and ELISA. The age, albumin and Ig quotients, Ig indexes, intrathecal syntheses and class reactions were established for all patients.

This study investigates the suitability of beta-2-microglobulin (β2-microglobulin), lactate and angiotensin-converting enzyme (ACE) as biomarkers, given the good availability of these parameters in routine diagnostics but lack of data in this regard. For this purpose, 6,310 CSF samples obtained at the Neurological Clinic of the University Hospital of Würzburg were analyzed. Closer analysis was carried out of 276 cases with non-inflammatory neurological diseases (NIND; control group) and 438 MS cases not taking an immunotherapy treatment (study group). In the MS cases, the form of progression of the disease and the disease activity (clinical relapses, progression index) were recorded. A clear correlation could be seen between age and CSF levels of β2-microglobulin, lactate and ACE in both the MS and control groups, whereby a correction was required for the subsequent comparison studies; this could also at least partly explain the contradictory data obtained in other studies to date. The MS cases showed elevated β2-microglobulin and lactate levels and decreased ACE levels in CSF compared to the controls. In both groups, there was a positive correlation between β2-microglobulin and ACE levels. In the separate analysis of the forms of progression of MS, cases with clinically-isolated syndrome (CIS) and relapsing-remitting MS (RRMS) revealed elevated β2-microglobulin levels, whilst cases with secondary-progressive or primary-progressive MS (SPMS or PPMS) did not. Lactate levels were only increased in cases of CIS. Cases with a relapsing course showed reduced ACE levels. The disease activity could not reliably be mapped by the parameters. Lactate levels tended to be elevated during a relapse, but this result was no longer significant after correction. Lactate levels also showed a positive correlation with the progression index. Our findings in this study provide evidence that the examined analysis parameters cannot be used in isolation to assess progression, disease activity and duration of disease. However, the significant differences between relapsing and chronic-progressive courses support the hypothesis of different underlying mechanisms of pathogenesis, and could serve as a starting basis for further studies. / In der vorliegenden Arbeit wurde die Eignung der im Rahmen der Routinediagnostik verfügbaren, aber unzu¬reichend charakterisierten Analyten Beta-2-Mikroglobulin (β2-Mikroglobulin), Laktat und Angiotensin-Converting Enzyme (ACE) als Biomarker untersucht. Dazu wurden 6.310 an der Neurologischen Klinik des Universitätsklinikums Würzburg gewonnene Liquorproben analysiert. Näher analysiert wurden 276 Fälle mit nicht entzünd¬lichen neurologischen Erkrankungen (NIND; Kontrollgruppe) und 438 nicht immuntherapeutisch behandelte MS-Fälle (Untersuchugsgruppe). Bei den MS-Fällen wurde die Verlaufs¬form und Krankheitsaktivität (klinische Schübe, Progressionsindex) dokumentiert. Es zeigte sich eine deutliche Altersabhängigkeit der Liquorspiegel von β2-Mikroglobulin, Laktat und ACE in der MS- und Kontrollgruppe, was für die sich anschließenden weiteren Vergleichsuntersuchungen eine Korrektur erforderte und zumindest teilweise die wider¬sprüchliche Datenlage bisheriger Studien erklären könnte. MS-Fälle zeigten im Liquor im Vergleich zu Kontrollen erhöhte β2-Mikroglobulin- und Laktat- sowie er¬niedrigte ACE-Spiegel. In beiden Gruppen korrelierten die β2-Mikroglobulin- und ACE-Spiegel positiv miteinander. Bei der getrennten Analyse der MS-Verlaufsformen zeigten Fälle mit klinisch isoliertem Syndrom (CIS) und schubförmig remittierender MS (RRMS) erhöhte β2-Mikroglobulin-Spiegel, Fälle mit sekundär bzw. primär pro¬gredienter MS (SPMS bzw. PPMS) dagegen nicht. Die Laktat-Spiegel waren lediglich bei CIS-Fällen erhöht. Fälle mit schubförmigen Verläufen zeigten reduzierte ACE-Spiegel. Die Krankheitsaktivität wurde durch die Parameter nicht zuverlässig abgebildet. Die Laktat-Spiegel waren tendenziell bei einem Schub erhöht, das Ergebnis war nach Korrektur aber nicht mehr signifikant. Die Laktat-Spiegel korrelierten zudem positiv mit dem Progressionsindex. Die vorliegenden Befunde belegen, dass die untersuchten Analyten alleine nicht in der Lage sind, die Verlaufsform, Krankheitsaktivität und -dauer zu beurteilen. Die deutlichen Unterschiede zwischen schubförmigen und chronisch progredienten Verläufen unterstützen jedoch die Hypothese unterschiedlicher zugrundeliegender Pathomechanismen und könnten als Ausgangspunkt für weitere Untersuchungen dienen.

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.

No description available.

No description available.

No description available.

No description available.