The damage of ocular surface represents one of the most common causes of decreased quality of vision or even blindness. If the injury is extensive and includes the region of limbus, niche of limbal stem cells (LSC), LSC deficiency occurs and the natural corneal regeneration is stopped. Conjunctival epithelium migrates into the injured area. Neovascularization, local inflammation and corneal opacity occur. Corneal transplantation is an insufficient treatment in such case. If the injury is bilateral, the allogenic limbal graft or LSC transplantation is required. In such cases systemic immunosuppressive drugs with many negative side-effects must be administered. The search for an adequate autologous substitution is important for avoid immunosuppressive medication. Mesenchymal stem cells (MSC) represent a perspective substitution for the reason of their immunomodulatory properties and the capability to differentiate in many cell types. There is possibility to isolate sufficient number of these cells from adipose tissue or bone marrow which are relatively easily accessible. Our goal was to observe local production of cytokines and other molecules which are present in inflammatory reaction after the chemical burn of the murine cornea and after the treatment with stem cells growing on nanofiber scaffold....

Die Synthese und -Freisetzung von FGF-2 aus humanen dermalen Mastzellen Fibroblast growth factor-2 (FGF-2) ist ein Mitglied einer großen Familie von Wachstumsfaktoren. FGF-2 fördert das Wachstum und die Entwicklung von Blutgefäßen (Angiogenese) und nimmt somit Einfluss auf Wundheilungsprozesse, Gewebeentwicklung, als auch verschiedene pathologische Vorgänge im Organismus. Mastzellen wurden lange Zeit allein als Effektorzellen der Typ I Allergiereaktion betrachtet. Mittlerweile betrachten man sie auch als wichtige Zellen für die Gewebe Homöostase und Wundheilung. In der vorliegenden Arbeit wurden MC aus humenen dermalen Gewebe isoliert, um deren FGF-2 Synthese und –Freisetzung zu untersuchen. Die Zellen wurden mit verschiedenen proinflammatorischen Mediatoren stimuliert. FGF-2 wurde mit ELISA und PCR Methoden bestimmt. Durch Stimulationen mit a–IgE, SP, IL–4, IL–6 und IL–8 wurde eine gesteigerte FGF–2–Synthese induziert. Weiterhin zeigten die vorliegenden Ergebnisse, dass bei der Degranulation der MC FGF-2 freigesetzt wird, auch wenn der zugrunde liegende Mechanismus für die Freisetzung weiterhin unklar bleibt. UVA1–und PUVA1–Bestrahlung hatten einen inhibieren Effekt auf die Sekretion des Proteins. / Synthesis and release of FGF-2 from human dermal mast cells Fibroblast growth factor-2 (FGF-2) is a member of a large family of proteins. FGF-2 stimulates the growth and development of new blood vessels (angiogenesis) that contribute to the pathogenesis of several diseases (i.e. atherosclerosis), normal wound healing and tissue development. Mast cells are traditionally viewed as effector cells of immediate type hypersensitivity reactions. There is, however, a growing body of evidence that the cells might play an important role in the maintenance of tissue homeostasis and repair. In this present investigation we isolated MC from human tissue to investigate their FGF-2 synthesis and release after stimulation with different proinflammatory mediators. To detect FGF-2 we used ELISA and PCR technique. We could show the up-regulation of FGF-2 synthesis after stimulation with a-IgE, SP, IL-4, IL-6 and IL-8. Within the degranulation of MC there was a release of FGF-2 even though the mode of release still remains unclear. Through UV-light radiation we could show a downregulation of FGF-2 release.

Stress has emerged as one of the most important factors to consider in psychiatric diagnoses and has become a common reason for long-term sick leave (LTSL). Roughly 50% of LTSL due to psychiatric diseases are thought to be associated with work-related stress. The demarcation towards major depression is disputed, and no international consensus exists for how to diagnose and rehabilitate these individuals. The Swedish National Board of Health has suggested the term “exhaustion syndrome” to integrate these individuals into stress-related disorders. Prominent features of this syndrome are fatigue, sleeping disorders, and cognitive dysfunction. The cognitive dysfunction may be due to an interaction between personality features, environmental factors, the biological effects of stress hormones, and dysfunction in key brain areas, notably the hippocampus and prefrontal cortex. A consistent feature of chronic stress is activation of the cortisol, or hypothalamic-pituitary-adrenal, axis, which may be linked to cognitive dysfunction. Increased glucocorticoid levels, mainly cortisol in humans, are known to impair memory performance. The aim of this thesis was to investigate whether patients with exhaustion syndrome exhibit specific alterations in an extensive set of biological, psychological and immunological variables. Patients in Study 1 had significant cognitive impairment for specific tasks assumed to tap frontal lobe functioning. In Study 2 anxiety prone, worrying, pessimistic individuals with low executive drive and a persistent personality type were more likely to develop exhaustion syndrome. Decreased reactivity was found on the pituitary level after corticotropin releasing hormone (CRH) in exhaustion syndrome patients. The cortisol/adrenocorticotropic hormone response to CRH was slightly higher in patients compared to controls, indicating increased sensitivity at the adrenal cortex level. No differences were found in hippocampal volume. In Study 3, functional imaging revealed a different pattern of brain activation in working memory tests in patients with exhaustion syndrome compared to healthy individuals and patients with depression. In summary, our data suggests an intimate link between personality and wellbeing, cognitive performance and neuroendocrine dysfunction, in exhaustion syndrome. We thus find similarities with major depression but also distinct differences between the exhaustion syndrome and major depression.

Autoantikörper gegen Proteinase 3 (cANCA) stellen einen hochsensitiven und spezifischen Seromarker für das Krankheitsbild der Wegenersche Granulomatose dar. Während die Ätiologie dieser systemischen Vaskulitis unbekannt ist, weisen zahlreiche klinische und experimentelle Daten darauf hin, daß cANCA an der Entstehung und Chronifizierung dieser Erkrankung beteiligt sind. Insbesondere die Konsequenzen einer cANCA-Ligation an Proteinase 3 (PR3)-exprimierende Neutrophile wurden intensiv untersucht und man geht davon aus, daß Anti-PR3-Antikörper über die Aktivierung inflammatorischer, neutrophiler Zellfunktionen die Vaskulitis fördern. Über die Auswirkungen von cANCA auf Monozyten, die eine wichtige Rolle in der Regulation der Immunantwort spielen und weitere Zielzellen dieser Antikörper darstellen, ist hingegen bisher wenig bekannt. Aktivierte Monozyten sind nicht nur ein wesentlicher Bestandteil der Granulome, sondern sind auch entscheidend an den vaskulären Entzündungsinfiltraten beteiligt. Ziel der vorliegenden Studie war es daher, die Effekte von cANCA auf inflammatorische Zellfunktionen PR3-exprimierender Monozyten zu charakterisieren. Dabei war insbesondere ihr Einfluß auf die transendotheliale Migration und die Sekretion proinflammatorischer Mediatoren von Interesse. Die Isolation humaner Monozyten erfolgte mittels Gegenstromzentrifugation. Die monozytäre Transmigration wurde in mit humanen Endothelzellen bewachsenen Filtereinsätzen untersucht und mittels eines chemotaktischen Gradienten und/oder TNF-Stimulation der Endothelzellen gefördert. Die transendotheliale Migration von mit murinen, monoklonalen Anti-PR3-Antikörpern vorinkubierten Monozyten war, unabhängig vom Aktivierungszustand der Endothelzellen, deutlich vermindert. Dieser Effekt konnte sowohl durch vier von fünf cANCA-IgG-Fraktionen von Patienten mit aktiver WG als auch durch F(ab´)2-Fragmente der Autoantikörper reproduziert werden. Da bekannt ist, daß cANCA die proteolytische Aktivität von PR3 inhibieren und membrangebundenen Formen der leukozytären Serinproteasen PR3, humaner leukozytärer Elastase (HLE) und Cathepsin G (CathG) eine Rolle bei der Extravasion von Leukozyten zugesprochen wird, wurde daraufhin überprüft, ob PR3 für die monozytäre Transmigration von Bedeutung ist. Der physiologische Inhibitor dieser Serinproteasen, 1-Antitrypsin, und ein synthetischer Inhibitor von PR3 und HLE, CE-2072, verminderten die Anzahl migrierender Monozyten in gleichem Maße wie der vollständige Anti-PR3-Antikörper bzw. dessen F(ab´)2-Fragmente. Dahingegen hatte SLPI, ein Serpin, das lediglich CathG und HLE inhibiert, keinen Effekt auf die Anzahl migrierender Zellen. Dabei waren die Effekte von Anti-PR3-Antikörpern und 1-Antitrypsin nicht additiv, wodurch die Annahme, daß die Anti-PR3-mediierte Reduktion der monozytären Transmigration auf einer funktionellen Inhibition von PR3 beruht, untermauert wird. Die Reduktion der monozytären Transmigration ging nicht mit einer modifizierten endothelialen Adhäsion der Monozyten einher, wie unter dynamischen und statischen Bedingungen gezeigt werden konnte. Weder die rollende noch die feste Adhäsion der Monozyten wurde durch Anti-PR3-Antikörper oder Serinproteaseinhibitoren beeinträchtigt. Auch die durchflußzytometrisch quantifizierte Expression monozytärer ß1- und ß2-Integrine wurde durch die Autoantikörper nicht beeinflußt. Diese Ergebnisse zeigen erstmals, daß PR3 an der transendothelialen Migration, nicht aber der Adhäsion von Monozyten teilhat. Ein weiteres, wesentliches Ergebnis der vorliegenden Studie ist die, im Vergleich zu entsprechenden IgG-Kontrollen, massive Freisetzung proinflammatorischer Mediatoren aus Monozyten in Gegenwart muriner Anti-PR3-Antikörper bzw. humaner cANCA, die mittels ELISA ermittelt wurde. Die Sekretion war zeitabhängig, wobei die Sekretion von TNF- und IL-1ß der von Thromboxan A2, IL-6 und IL-8 vorausging. Im Gegensatz zu den Auswirkungen von cANCA auf die monozytäre Transmigration, konnten diese Effekte nicht durch die alleinige Ligation des Antikörpers an das Antigen PR3 reproduziert werden, sondern waren von einer simultanen Ligation der Autoantikörper an PR3 und FcR auf der monozytären Oberfläche abhängig. Eine cANCA-mediierte Retention adhärenter Monozyten im Gefäßbett bei gleichzeitiger Aktivierung der monozytären Freisetzung inflammatorischer Zytokine und Prostanoide durch cANCA, könnte nicht nur die Entstehung der extra- und perivaskulären, granulomatösen Entzündung, sondern auch die Aufrechterhaltung der nekrotisierenden Vaskulitis fördern. Insgesamt weisen die Ergebnisse dieser Studie erstmals auf eine funktionelle Rolle von PR3 bei der transendothelialen Migration von Monozyten hin. Außerdem liefern sie weitere wesentliche Hinweise darauf, wie die Interaktion von cANCA mit Monozyten an der Pathogenese der Wegenerschen Granulomatose beteiligt sein könnten.

Plasmacytoid dendritic cells (pDC) represent innate immune cells capable to detect viruses in their endosomal environment via Toll-like receptors (TLRs). Viral nuclear acid recognition leads to the massive production of type I interferon (IFN I) and induction of the antiviral state in uninfected cells. Crosslinking of the surface regulatory receptors, such as BDCA-2, with monoclonal antibodies or with some viruses leads to the activation of MEK1/2- ERK signaling pathway and inhibition of IFN I production in pDC. In this study, the role of MEK1/2 kinase has been highlighted. Its inhibition reversed the inhibitory effect of BDCA-2 crosslinking and its direct activation with PMA led to the inhibition of IFN-α production. Yet an unclear role of pDC in sensing of BK polyomavirus virus (BKV) responsible for kidney transplant rejection was investigated as a major topic of this thesis. Experiments with the pDC cell line Gen2.2 and HRPTEC primary cell line showed that pDCs were not able to detect BKV particles, however, exposure of activated Gen2.2 cells to BKV inoculum dramatically upregulated production of IFN-α. Most importantly, coculture of Gen2.2 cells with BKV- infected HRPTEC cells resulted in IFN-α and TNF-α production, which was prevented by Bafilomycin. These results suggest that BKV-infected...

Plasmacytoid dendritic cells (pDC) are a highly specialized subset of immune cells that sense viral nucleic acids by endosomal toll-like receptors 7 and 9 (TLR7/9). Activation of TLR7/9 leads to the production of type I interferons (IFN-I). Moreover, pDC contribute to the antiviral response by presenting viral antigens to T lymphocytes and link innate and adaptive immunity. pDC need to be properly regulated in order to limit excessive production of IFN-I that is associated with autoimmune diseases. Therefore, pDC possess a battery of regulatory receptors (RR) that limit TLR7/9-mediated cytokine production. This thesis focuses on the mechanism of RR-mediated inhibition of IFN-I production in pDC and explores interactions between pDC and two enveloped viruses, that possess the ability to hijack RR in pDC: hepatitis B virus (HBV) and human immunodeficiency virus (HIV). We showed, that MEK-ERK signaling pathway plays an active role in RR-mediated inhibition of IFN-I in pDC. Our results indicate that in line with other studies of our group, pharmacological targeting of MEK1/2-ERK signaling could be a strategy to re-establish immunogenic activity of pDC. Then, we investigated whether antiretroviral therapy (ART) in a cohort of 21 treatment-naive chronic HIV-infected patients has restored the number and...

Plasmacytoid dendritic cells (pDC) represent innate immune cells capable to detect viruses in their endosomal environment via Toll-like receptors (TLRs). Viral nuclear acid recognition leads to the massive production of type I interferon (IFN I) and induction of the antiviral state in uninfected cells. Crosslinking of the surface regulatory receptors, such as BDCA-2, with monoclonal antibodies or with some viruses leads to the activation of MEK1/2- ERK signaling pathway and inhibition of IFN I production in pDC. In this study, the role of MEK1/2 kinase has been highlighted. Its inhibition reversed the inhibitory effect of BDCA-2 crosslinking and its direct activation with PMA led to the inhibition of IFN-α production. Yet an unclear role of pDC in sensing of BK polyomavirus virus (BKV) responsible for kidney transplant rejection was investigated as a major topic of this thesis. Experiments with the pDC cell line Gen2.2 and HRPTEC primary cell line showed that pDCs were not able to detect BKV particles, however, exposure of activated Gen2.2 cells to BKV inoculum dramatically upregulated production of IFN-α. Most importantly, coculture of Gen2.2 cells with BKV- infected HRPTEC cells resulted in IFN-α and TNF-α production, which was prevented by Bafilomycin. These results suggest that BKV-infected...