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In this episode of LIGHT TALK, The Lumen Brothers talk about everything from Substituting Equipment to Lumen Tik Tok. Join Steve, Stan, and David as they pontificate about: Steve and his family surviving the polar vortex; Curly gel; Powering LED fixtures with CD80's; Dealing with last minute equipment substitutions; "Value Engineering"; Writing tight equipment specifications; "Stay at Home, Stay Warm Suit", What to do after graduating; Hunkering in place; Researching the cities you are considering moving to; Taking advantage of chaos; and Proper foot fashion for load-ins.  Nothing is Taboo, Nothing is Sacred, and Very Little Makes Sense.  

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Link to bioRxiv paper: http://biorxiv.org/cgi/content/short/2020.06.11.145854v1?rss=1 Authors: Ireland, D. D., Manangeeswaran, M., Lewkowicz, A., Engel, K., Clark, S. M., Laniyan, A., Sykes, J., Lee, H. N., McWilliams, I. L., Kelly-Baker, L., Tonnelli, L. H., Verthelyi, D. Abstract: The recent spread of Zika virus (ZikV) and its association with congenital defects and neurological disorders has created an urgent need to understand the pathogenesis of ZIKV and identify therapeutic strategies that will prevent or eliminate them. The neurodevelopmental defects associated with ZikV infections early in pregnancy are well documented, however the potential defects associated with infections in late pregnancy and perinatal period are less well characterized. Further, the long-term sequelae of these infections are not fully understood. Immunocompetent C57BL/6 mice infected at one day old (P1), which neurodevelopmentally model late pregnancy in humans, develop a transient neurological syndrome including unsteady gait, kinetic tremors, severe ataxia and seizures 10-15 days post-infection (dpi) but symptoms subside after a week, and most animals survive. Despite apparent recovery , MRI of convalescent mice shows reduced cerebellar volume that correlates with altered coordination and motor function as well as hyperactivity and impulsivity . Persistent mRNA levels of pro-inflammatory genes including Cd80 , Il-1 a , and Ifn- g together with Cd3 , Cd8 and perforin ( PrfA) , suggested the persistence of a low-grade inflammatory process. Further, the brain parenchyma of convalescent mice harbor multiple small foci with viral antigen, active apoptotic processes in neurons, and cellular infiltrates, surrounded by activated astrocytes and microglia as late as 1-year post-infection. Detection of negative-sense strand viral RNA and replication of virus derived from these convalescent mice by blinded passage in Vero cells confirmed that low levels of live ZikV persist in CNS of convalescent mice life-long. Our studies establish that Zika can establish reservoirs in CNS and suggest that anti-viral treatment that clears virus from the CNS as well as long-term neurological and behavioral monitoring may be needed for patients known to be exposed to ZikV at an early age. Copy rights belong to original authors. Visit the link for more info

Dr Massard talks to ecancertv at ASCO 2016, discussing a phase I/II dose escalation and dose expansion study evaluating the safety and efficacy of durvalumab, a modified human IgG1 mAb that blocks PD-L1 binding to PD-1 and CD80, in solid tumours including urothelial bladder cancer.

Crescentic glomerulonephritis is characterized by glomerular necrosis. Dying cells release intracellular proteins that act as danger-associated molecular patterns to activate the innate immune system. Previously, we have demonstrated that dying tubular cells release histones, which can kill endothelial cells and activate the toll-like receptor 2/4 (TLR2/4). This drives tubulointerstitial inflammation in septic or post-ischemic acute kidney injury (AKI). Furthermore, other groups have also reported that extracellular histones cause organ damage during acute lung injury, stroke, peritonitis and retinal dysfunction, and that blocking extracellular histones represents a beneficial approach during the disease progression. In this thesis, we investigated whether extracellular histones can elicit similar pathogenic effects during necrotizing glomerulonephritis. To do so, we used an animal model based on the necrotizing type of severe glomerulonephritis. Necrotic glomerulonephritis was induced in mice by a single intravenous injection of 100µl sheep anti-GBM antiserum. The impact of histone neutralization was studied by using an antibody isolated from the BWA-3 clone, which had the capacity to neutralize released extracellular histones in-vivo and in-vitro. After 7 days, mice were sacrificed and kidneys were collected for further data analysis. Proteinuria was assessed in spot urine samples. Anti-GBM treated mice showed increased proteinuria (albumin/creatinine ratio), plasma creatinine and BUN levels. This was associated with a reduced number of podocytes, increased crescentic glomeruli and the infiltration of neutrophils and macrophages into the kidney. Interestingly, neutralization of extracellular histones significantly reduced proteinuria leading to less podocyte damage. This was linked to an improved renal function defined by lower plasma creatinine and BUN levels, and with a decrease in neutrophil and macrophage infiltration and activation in kidney. Histone blockade also significantly reduced renal mRNA expression of TNF-α and fibrinogen in the glomerular capillaries, which was associated with less glomerulosclerosis, crescents and tubular atrophy. In-vitro studies demonstrated that extracellular histones and NETs-related histones kill glomerular endothelial cells, podocytes and parietal epithelial cells in a dose-dependent manner. Histone-neutralizing agents such as anti-histone IgG, activated protein C or heparin prevented this cytotoxic effect. Stimulation of BMDCs with histones upregulated the expression of the activation marker including MHC-II, CD48, CD80 and CD86 significantly as well as increased the production of TNF-α and IL-6. It has been previously reported by others including us that in biopsies from patients with ANCA-associated vasculitis showed an over-expression of the TLR2/4 receptor compared to the healthy glomeruli. Histone toxicity on glomeruli ex-vivo was also dependent on the TLR2/4 receptor axis given that the lack of TLR2/4 attenuated histone-induced renal thrombotic microangiopathy and glomerular necrosis in mice. Anti-GBM glomerulonephritis involved NET formation and vascular necrosis, while blocking NET formation via PAD inhibitor or pre-emptive anti-histone IgG injection significantly reduced all parameters of glomerulonephritis including vascular necrosis, podocyte loss, albuminuria, cytokine induction, recruitment and activation of glomerular leukocytes, and glomerular crescent formation. Finally, to evaluate histones as a therapeutic target, mice with established glomerulonephritis were treated with three different histone-neutralizing agents such as anti-histone IgG, recombinant activated protein C and/or heparin. Interestingly, all agents were equally effective in abrogating severe glomerulonephritis, while combination therapy had no additive effect. In summary, the results of this thesis indicate that NET-related histones released during glomerulonephritis elicit cytotoxic and immunostimulatory effects and that neutralizing extracellular histones, therefore, represents a potential therapeutic approach when applied during already established glomerulonephritis.

Dendritic cells (DC) play a central role in connecting innate with specific adoptive immunity resulting in target specific activation T-cells. As professional antigen presenting cells (APC) DC specifically stimulate T-effector cells, especially tumor-cytotoxic T-cells. Therefore they are regarded as interesting candidates for anti-tumor or anti-leukemic vaccination strategies. The insufficient expression of costimulatory antigens, MHC molecules and tumor-associated antigens (TAA) on the surface of cancer cells and disturbed mechanisms of apoptosis are the main reason for an ineffective immune response in oncologic diseases. It was shown that acute myeloid leukemic cells can be differentiated to leukemia-derived DC (DCleu ), regaining the stimulatory capacity of professional DC while potentially presenting the whole leukemic antigen repertoire. Thus, vaccination strategies, using ex vivo or in vivo generated DC, might induce a highly specific anti-leukemic T-cell response circumventing the cumbersome identification of leukemia-associated antigens. In this thesis DC antigen (DCA) expression profiles of mononuclear cells (MNC) and dendritic cells (DC) generated from these MNC should be analyzed. The generated MNC and DC should be compared with respect to their DC antigen (DCA) expression profiles and the DCAs value to detect and quantify (leukemia-derived) DC in different AML/MDS subtypes and under different culture conditions. Therefore MNC and DC were generated from 137 patients with acute myeloid leukemia (AML) and 49 patients with myelodysplastic syndromes (MDS) under 6 different serum free culture conditions. DCA studied were: CD1a/1b/1c, CD206, CD25, CD137L, CD83, CD86, CD80 and CD40. DC-generating media were chosen according to their different mechanisms of inducing DC-differentiation: 1. ‚Basic method‘: TNF/GM-CSF/IL-4, 2. MCM-Mimic, 3. Ca Ionophore, 4. Picibanil, 5. Poly I:C and 6. Cytokines. Quality and quantity of generated DC was estimated by Flow cytometry applying a specified, ‘DC-based’ gating-strategy. Expression and coexpression profiles of 10 different DCA as well as various costimulatory molecules, maturation markers and blast antigens were evaluated. Only those DCA qualified for the quantification of leukemia-derived DC that were not expressed on uncultured MNC fractions. AML patients presented with an average of 58 % blasts, MDS patients with 13 % blasts in MNC fractions. DCA were expressed on average on less than 7% of uncultured MNC, however some of the markers could be expressed on up to 77% of uncultured cells in single AML cases. Consequently these DCA did not qualify for detection of DC in those cases. Highest expression rates were found for CD86 and CD40 in naïve AML and for CD137L and CD40 in naïve MDS samples. Other DCA (e.g. CD1a, 1b, 1c) were only rarely found on naïve blasts. DCA expression on uncultured AML and MDS MNC varied with FAB types and cytogenetic risk. After culture in different DC-differentiating media, on average 28% DC could be generated from AML MNC and 30% from MDS MNC, depending on methods used, with an average DC viability of more than 60% and an average DC maturity of 49% (AML) and 56% (MDS). On average 36% of leukemic blasts could be converted to DC. Proportions of DCleu in the total DC fraction varied from 40-58% and were on average 49% (AML) and 43% (MDS) after culture. Average results of all culture methods tested were comparable, however every method failed to create DC in some individual cases. The most important results of this thesis are: 1. It could be shown that DCA are expressed on naïve blasts in AML and MDS in individual patients. That means that the individual patients’ DCA-profiles have to be evaluated before DC-culture to find suitable DCA to detect and quantify (leukemia-derived) DC after culture. 2. Different methods of DC-generation qualify with varying individual efficiency to generate leukemic, mature, migratory and viable DC in individual cases. 3. To select the best DC-generating method the best DC-marker (no expression on naïve blasts, high expression on DC) has to be chosen to quantify DC in individual samples. 4. The use of only one method is not sufficient to create DC in every single AML and MDS sample. However, a successful, quantitative DC/DCleu -generation is possible in every case of AML and MDS by the combination of 3 different DC-generating media, but not every blast is convertible to DC leu . 5. There is a need for new, specific DC-markers that are not expressed on naïve blasts.

Die Immunantwort auf ein Verbrennungstrauma beginnt im Moment der Verletzung und resultiert in einer Monozytenaktivierung, die mit einer vermehrten Synthese und Ausschüttung von inflammatorischen Mediatoren einhergeht. Unter physiologischen Bedingungen dient ein ausgewogenes Zusammenspiel von pro- und antiinflammatorischen Zytokinen der Homöostase, wohingegen das Immunsystem nach massivem Trauma mit einer oft exzessiven Freisetzung proinflammatorischer Mediatoren reagiert. Patienten mit schwerer Verbrennungsverletzung sind daher hochgradig gefährdet ein ausgedehntes „systemic inflammatory response syndrome, (SIRS)“, d. h. eine maligne Ganzkörperinflammation, eine Sepsis oder eine Multiorgandysfunktion, assoziiert mit einer hohen Letalität, zu entwickeln. Eine überwiegend antiinflammatorische Immunantwort dagegen manifestiert sich als systemische Immundefizienz und Anergie mit einer signifikant erhöhten Infektionsanfälligkeit. Es besteht eine eindeutige Ursache-Effekt-Beziehung zwischen Trauma und Zytokinsystem. Mechanischer Stress führt zu schweren Störungen der Interaktion von Monozyten und T-Zellen mit der Folge einer schwerwiegenden Immundysfunktion, wobei PGE2 als einer der Hauptmediatoren der traumainduzierten Immundepression angesehen wird. Erhöhte PGE2-Spiegel sind mit einer reduzierten T-Zellmitogenese, IL-2-Produktion und IL-2-Rezeptorexpression korreliert und für eine Verschiebung der T-Helfer-Aktivität in Richtung eines dominierenden TH2 Phänotyps mit erhöhter Synthese der immunsuppressiven Zytokine IL-4 und IL-10 verantwortlich. Zytokine sind für die Kommunikation im Immunsystem, vor allem bei der Koordination einer Immunantwort durch T-Lymphozyten, von entscheidender Bedeutung. Als sezernierte Proteine waren sie bis vor kurzem der durchflusszytometrischen Analyse nur begrenzt zugänglich. Wir konnten sie wie in vorliegender Arbeit beschrieben in fixierten Zellen intrazellulär nachweisen, d. h. vor der Sekretion. Dieses Verfahren erlaubte es uns, die Expression der Zytokingene quantitativ, kinetisch, korreliert mit Oberflächenproteinen und auf die Einzelzelle bezogen analytisch zu erfassen, zumindest bis zur posttranslationalen Ebene. In peripheren mononukleären Blutzellen (PBMC) von 10 Patienten mit schwerer Verbrennungsverletzung (KOF >30%) und 15 gesunden Kontrollpersonen wurde die Zytokinsynthese mit Ionomycin und PMA polyklonal induziert und die Zellen anschließend mit fluorochromkonjugierten monoklonalen Antikörpern gegen IL-2, IL 4 und IFN-g, sowie gegen CD4-, CD8-, CD45RA- und CD45RO-Zelloberflächenantigene in unterschiedlichen Kombinationen gefärbt. Massives Verbrennungstrauma führte nach polyklonaler Stimulation der T Lymphozyten zu teils signifikanten systemischen Veränderungen der Zytokinexpression in den Kulturüberständen. Verglichen mit einer exzessiven IL-4 Freisetzung und stark erhöhter IL-10 Sekretion zeigten die IFN-g- und die IL-2 Synthese eine nur mäßige Steigerung gegenüber den gesunden Kontrollen. Wir sahen somit eine traumatisch induzierte Veränderung des Zytokinprofils in Richtung eines überwiegend TH2-artigen, immunsuppressiven Phänotyps. Diese Verschiebung von einer eher zytotoxischen (TH1) zu einer weitgehend humoralen und daher abgeschwächten Immunantwort ist mit einer erhöhten Infektionsanfälligkeit verbunden. Mit der durchflusszytometrischen Einzelzellanalyse gelang uns dann erstmalig die Identifikation der CD8+ Zelle, die ursächlich für die gesteigerten Syntheseantworten im posttraumatischen Verlauf verantwortlich ist. Die Synthesekapazität der CD4+ T-Helferzellen blieb nahezu unverändert. Eine Ausnahme bildete die prozentuale Abnahme IFN-g positiver Gedächtniszellen (CD45RO+) zugunsten einer zunehmenden Zahl IFN-g produzierender naiver T Helferzellen (CD45RA+). In der CD8+ Subpopulation kam es in der ersten Woche nach Verbrennungsverletzung zu einer signifikanten Steigerung der IL-2, IL-4 und IFN-g de novo Synthese, die interessanterweise bei weiterer, differenzierter Analyse eine positive Korrelation mit dem klinischen Verlauf ergab. Patienten, die verstarben, zeigten im Vergleich zu den Überlebenden signifikant erhöhte IL-4 und IL-2 Syntheseraten der CD8+ Zellen. Betrachtet man die IL-2 Synthese dieser CD8+ Zellen genauer, nahm nur die Zahl IL-2-produzierender CD8+CD45RA+ Zellen signifikant zu, verglichen mit dem Kontrollkollektiv, wobei beide Patientenkollektive an dieser Entwicklung partizipierten. Auch die IFN-g Synthese der CD8+CD45RA+ Subpopulation zeigte an allen Tagen post Trauma eine signifikante Zunahme gegenüber den Kontrollen ohne aber mit der Überlebensrate zu korrelieren. Dagegen war der prozentuale Anteil IFN-g produzierender CD8+ CD45RO+ Zellen von Verstorbenen signifikant gegenüber den Überlebenden reduziert und blieb auch an allen Untersuchungstagen deutlich hinter dem Kontrollniveau zurück, das von den überlebenden Patienten z. T. signifikant übertroffen wurde. Neben der funktionellen Charakterisierung über die Zytokinexpression (intrazellulär) kann der Aktivierungsstatus des Immunsystems durchflusszytometrisch auch über eine Oberflächenphänotypisierung ermittelt werden, ohne aber damit funktionell unterschiedliche Subpopulationen von T Zellen definieren zu können. Einen ersten Hinweis auf die Aktivierung des Immunsystems von Verbrennungspatienten erhielten wir über die signifikante Zunahme von IL-2Ra (CD25) tragenden T-Zellen in der ersten Woche nach Trauma. Aktivierte T-Zellen exprimieren darüberhinaus MHC-Klasse II-Moleküle und verschiedene Adhäsionsmoleküle, denen bei der Wechselwirkung der Zellen entscheidende Bedeutung zukommt. Akzessorische Moleküle erhöhen beispielsweise die Avidität der T-Zell-APC Interaktion und wirken kostimulatorisch. Wir konnten nach schwerer Verbrennungsverletzung eine verstärkte Expression des vorherrschenden T-Zellrezeptors (TCR) a/b und der akzessorischen T Zellmoleküle CD2, CD7, CD28, CD29 und CD80 nachweisen. Die Zunahme von CD28-Molekülen auf der Oberfläche von CD4+ und CD8+ T-Zellen ist besonders bemerkenswert, da mit zunehmender Signalstärke des über CD28 vermittelten Signals die Differenzierung einer T-Zelle auf die TH2-Entwicklung ausgerichtet wird. Die Aktivierung von T-Lymphozyten ist außerdem mit markanten Veränderungen im Expressionsmuster einzelner CD45 Isoformen verknüpft. Die Induktion der CD45RO Isoform und der Verlust von CD45RA waren beim Schwerstverbrannten besonders auffällig. Die durchflusszytometrische Bestimmung des Aktivierungsstatus des Immunsystems hat unseres Erachtens das Potenzial einer Standardmethode zur Ermittlung von Hochrisikopatienten mit deren Hilfe immunsupprimierte Patienten und solche mit SIRS und Sepsis unterschieden werden können. Die zentrale Vorbedingung für eine effektivere Sepsistherapie stellt eine verbesserte Diagnostik im Sinne kontinuierlicher zellbiologischer Informationen („Online-Monitoring“) am Krankenbett dar, um die meist sehr schnell wechselnden immuninflammatorischen Zustandsbilder direkt zu erkennen und einer zeitgerechten, individuell adaptierten Behandlungsintervention zuzuführen.

Aufgrund der Zunahme an Organ- und Knochenmarkstransplantationen und der damit verbundenen Immunsuppression bzw. immunsuppressiven Therapie sowie der zunehmenden Zahl an AIDS-Patienten ist das Zytomegalovirus (CMV) als Pathogen in den letzten zwanzig Jahren trotz der Einführung wirksamer antiviraler Medikamente bis heute von großer klinischer Bedeutung. Während bei immunkompetenten Personen eine primäre CMV-Infektion durch das Immunsystem kontrolliert werden kann, führt eine Primärinfektion oder eine Reaktivierung einer latenten CMV-Infektion in immunsupprimierten Patienten zu lebensbedrohlichen Komplikationen. Die Pathogenese einer CMV-Infektion wird entscheidend von der Qualität der antiviralen Immunantwort des Wirtes beeinflusst und Kenntnisse über die Interaktion von CMV mit dem Immunsystem sind für die Prophylaxe und Behandlung einer CMV-Infektion von großer Bedeutung. Dendritische Zellen (DCs) sind die wichtigsten Antigen-präsentierenden Zellen des Immunsystems und spielen bei der Initiierung einer antiviralen Immunantwort eine zentrale Rolle. Die Stimulation von naiven T-Zellen durch DCs und die Auslösung einer zytotoxischen T-Lymphozyten-Antwort trägt entscheidend zur Eliminierung von viral-infizierten Zellen bei. Die Interaktion des Zytomegalovirus mit dendritischen Zellen gibt dem Virus eine Möglichkeit, seine Eliminierung durch das Immunsystem des Wirtes entscheidend zu beeinflussen. Zur Identifikation von Zielzellen für latente und lytische Infektionen durch MCMV und zur Untersuchung der Auswirkungen einer MCMV-Infektion auf den Phänotyp und die Funktion der Zellen wurde die murine hämatopoetische Stammzelllinie FDCP-Mix als Modellsystem verwendet. Definierte Differenzierungsstadien der Zellen entlang der dendritischen Reihe wurden hierzu mit einer GFP-exprimierenden MCMV-Mutante infiziert. Während undifferenzierte FDCP-Mix-Zellen und von FDCP-Mix-Zellen abgeleitete reife DCs nicht produktiv infizierbar waren, setzten unreife DCs infektiöse Virusnachkommen frei. In reifen DCs wurden nur virale Proteine der sehr frühen und frühen Phase der viralen Genexpression synthetisiert, während späte Genprodukte nicht nachgewiesen werden konnten. Die Infektion unreifer und reifer DCs resultierte anfänglich in deren Aktivierung, erkennbar an der vorübergehend verstärkten Expression der Oberflächenmoleküle CD80, CD86, CD40, MHC-Klasse-I und Klasse-II. Die verstärkte Expression der MHC- und ko-stimulatorischen Moleküle auf reifen DCs einige Stunden nach Infektion spiegelte sich in einer gesteigerten Stimulation naiver autologer T-Zellen durch infizierte DCs wider. In der späten Phase der Infektion war die Aktivierung von autologen T-Zellen beeinträchtigt. Dies korrelierte mit der reduzierten Oberflächenexpression der MHC- und ko-stimulatorischen Moleküle auf infizierten reifen DCs. Allogene T-Zellen konnten durch MCMV-infizierte DCs weder in der frühen noch in der späten Phase der Infektion stimuliert werden. Diese Ergebnisse sprechen dafür, dass DCs im Laufe einer MCMV-Infektion mehrere Rollen spielen: (1) unreife DCs produzieren MCMV-Nachkommen und können so zur Verbreitung des Virus im Wirt beitragen; (2) in einem frühen Stadium der Infektion aktivieren DCs naive T-Zellen und initiieren damit eine antivirale Immunantwort, die einer Ausbreitung der viralen Infektion entgegenwirkt. (3) Zu einem späteren Zeitpunkt der Infektion ist die Stimulation der T-Zell-Proliferation durch MCMV-infizierte DCs beeinträchtigt. Dies ist einer der Mechanismen, welche die Persistenz des Virus in seinem Wirt ermöglichen. Unabhängig vom Zeitpunkt der Infektion ist bei der allogenen Transplantation die Induktion der T-Zell-Antwort immer beeinträchtigt. Die Unfähigkeit der CMV-infizierten DCs, naive allogene T-Zellen zu stimulieren, trägt so zu einer reduzierten antiviralen Kontrolle bei, was CMV-verbundene Krankheiten nach allogenen Knochenmarkstransplantationen begünstigt und gravierende gesundheitliche Probleme zur Folge hat.

Bei der akuten myeloischen Leukämie (AML) stellen die unkontrollierte Proliferation und Reifungsblockade myeloider Vorläuferzellen, Expansion dieser Zellen in das periphere Blut, extramedulläre Manifestationen und verminderte Elimination der Leukämiezellen durch das Immunsystem grundlegende Pathomechanismen dar. Diese Vorgänge werden über ein komplexes Zusammenspiel von Zytokinen und Adhäsionsmolekülen reguliert. In dieser Arbeit wurde daher mittels Durchflußzytometrie die Expression von Zytokinrezeptoren, Adhäsions- und kostimulatorischen Molekülen in Knochenmarks(KM-) Proben von 103 AML-Patienten bei Diagnosestellung und acht gesunden Probanden untersucht. Zytokinrezeptoren weisen bei der normalen Hämopoese ein reifegradabhängiges und linienspezifisches Expressionsmuster auf. Es wurden daher zum einen Zytokinrezeptoren ausgewählt, die schon in der frühen Hämopoese exprimiert werden, wie der SCF-R (CD117), FL-R (CD135), IL-3-R (CD123) und zum andern Zytokinrezeptoren, die erst in späteren Differenzierungsstadien der monozytären Zelllinie (v.a. GM-CSF-R; CD116) und der granulozytären Zelllinie (v.a. G-CSF-R, CD114) exprimiert werden. Die gp130-Subunit (CD130) stellt die signaltransduzierende Untereinheit von IL-6, IL-11, LIF etc. dar und wirkt synergistisch auf allen Stufen der Hämopoese mit. Die untersuchten Adhäsionsmoleküle wurden in drei Gruppen unterteilt: a) Adhäsionsmoleküle, die den Kontakt zur KM-Matrix oder zu sich selbst beeinflussen: VLA-2 (CD49b), VLA-3 (CD49c) und die erst kürzlich auf hämopoetischen Zellen gefundenen Adhäsionsmoleküle PRR-1 und PRR-2. b) Adhäsionsmoleküle, die den Kontakt zum Endothel fördern: LFA-1 (CD11a), Mac-1 (CD11b), L-Selektin (CD62L) und UPA-R (CD87) c) kostimulatorische Moleküle, die eine Rolle bei der Interaktion der Leukämiezellen mit immunkompetenten Zellen spielen: ICAM-1 (CD54), LFA-3 (CD58), B7-1 (CD80), B7-2 (CD87) und NCAM (CD58). Eine KM-Probe wurde als positiv gewertet, wenn mehr als 20% der Blasten im Auswertefenster den entsprechenden Marker exprimierten. Ergebnisse: Der durchschnittliche Anteil Zytokinrezeptoren exprimierender Zellen war in KM-Proben von AML-Patienten deutlich höher als in KM-Proben von gesunden Probanden. Einzige Ausnahme bildete die gp130-Subunit, die nur auf durchschnittlich 4% der AML-Blasten exprimiert wurde, während durchschnittlich 23% der Zellen in gesunden KM-Proben die gp130-Subunit exprimierten. Bei den Adhäsionsmolekülen zeigte sich im Vergleich zu den gesunden KM-Proben bei der AML ein höherer Anteil von Zellen, die kostimulatorische und Endothel-Kontakt-fördernde Moleküle exprimierten, während der Anteil von Zellen, die das Stroma-Kontakt-fördernde ß1-Integrin VLA-2 exprimierten, vermindert war. VLA-3 konnte dagegen in keinem der untersuchten AML-Fälle und der gesunden KM-Proben als positiv gewertet werden. Innerhalb der AML-Subtypen konnte ein reifegrad– und linienabhängiges (monozytäres, granulozytäres) Verteilungsmuster der Zytokinrezeptoren festgestellt werden: Blasten unreifer Leukämien (M0; M1) exprimierten bevorzugt SCF-R und FL-R. Blasten von AML-Subtypen, die der granulozytären Differenzierungslinie zugeordnet werden (M2, M3), exprimierten v.a. G-CSF-R. Blasten monozytärer Leukämien (M4, M5) exprimierten v.a. GM-CSF-R und FL-R. Der IL-3-R wurde in fast allen AML-KM-Proben auf einem Großteil der Blasten exprimiert. Den größten Anteil positiver Zellen für Adhäsions- und kostimulatorische Moleküle (Integrine, B7-2, NCAM, UPA-R) wiesen die monozytären Leukämien auf. B7-1 wurde v.a. auf Blasten des FAB-Typs M3 exprimiert. L-Selektin, ICAM-1 und PRR-1/PRR-2 zeigten eine variable Expression innerhalb aller FAB-Typen. In der Gruppe der sekundären Leukämien waren signifikant mehr Fälle Mac-1-positiv als in der Gruppe der primären Leukämien (p = 0.074, Qui2-Test). Ansonsten zeigten sich zwischen primären und sekundären Leukämien keine signifikanten Unterschiede. Wichtig für die Entscheidung über Art und Intensität der Therapie bei der AML ist das Abschätzen der Prognose eines Patienten bei Diagnosestellung. Bislang werden Patienten v.a. anhand zytogenetischer Untersuchungen von Karyotypanomalien in Prognosegruppen eingeteilt. Da aber nur ca. 50-60% der AML-Patienten chromosomale Veränderungen aufweisen, besteht ein Bedarf an Karyotyp-unabhängigen Prognosekriterien. Zytogenetische Analysen wurden bei allen AML-KM-Proben durchgeführt und die Expression der Marker sowohl mit den zytogenetischen Risikogruppen als auch mit dem tatsächlichen klinischen Verlauf der Patienten korreliert. In die klinische Auswertung wurden nur Patienten (n = 55) eingeschlossen, die nach dem Therapieprotokoll der German AML-Cooperative-Group behandelt worden waren. In der zytogenetisch günstigen Prognosegruppe zeigten sich im Vergleich zur zytogenetisch ungünstigen Prognosegruppe signifikant mehr G-CSF-R-positive Zellen (p = 0.027, T-Test), signifikant weniger L-Selektin-positive Fälle (p = 0.037, Qui2-Test) und signifikant mehr Mac-1- und PRR-1-positive Fälle (p = 0.005; p = 0.009; Qui2-Test). Diese Marker zeigten aber keine signifikanten Unterschiede bezüglich Remissionrate und progressfreier Überlebenswahrscheinlichkeit der Patienten. Dies läßt sich auf die zum Teil geringe Fallzahl und die kurze Beobachtungsdauer von im Mittel 11 Monaten nach Remission erklären. Andere Marker zeigten dagegen keine Korrelation mit den zytogenetischen Risikogruppen, dagegen aber mit dem tatsächlichen klinischen Verlauf der Patienten: VLA-2-, NCAM-, UPA-R-positive Leukämien zeigten eine signifikant niedrigere Remissionsrate (p = 0.049, p = 0.03, p = 0.03, Qui2-Test). Patienten, in deren KM-Proben >85% der Blasten den FL-R oder >45,5% den SCF-R exprimierten, wiesen eine signifikant niedrigere Wahrscheinlichkeit für progressfreies Überleben auf, ebenso wie Patienten, in deren KM-Proben >60,5% der Blasten ICAM-1-, >15% B7-1-, >65% B7-2- und >8% NCAM-positiv waren. NCAM korrelierte als einziger Marker negativ sowohl mit der Remissionsrate, als auch mit der progressfreien Überlebenswahrscheinlichkeit, allerdings nicht mit der Einteilung in zytogenetische Risikogruppen. Auch für die übrigen Marker konnten Cut-off-Werte für den Anteil Marker-positiver Blasten ermittelt werden, bei denen aus dem Vergleich der entstandenen Gruppen ein deutlicher Unterschied in der Dauer der progressfreien Überlebenszeit hervorging. Diese Unterschiede waren allerdings aufgrund der geringen Fallzahl nicht signifikant, so dass sich eine eindeutige prognostische Aussagen nicht treffen ließ. Dabei wiesen Patienten mit einem höheren Anteil von G-CSF-R-, GM-CSF-R- und einem niedrigeren Anteil von IL-3-R-exprimierenden Blasten eine längere progressfreie Überlebenszeit auf. Patienten mit sehr hohem Anteil PRR-2- oder mit geringem Anteil PRR-1-positiver Blasten tendierten zu einer eher kürzeren progressfreien Überlebenszeit. Umgekehrt wies eine niedrige Expression von Endothel-Kontakt fördernden Oberflächenmolekülen, wie z.B. L-Selektin, Mac-1 und UPA-R auf eine schlechte Prognose hinsichtlich der Dauer des progressfreien Überlebens hin. Therapeutische Konsequenzen: Die in dieser Arbeit aufgezeigten Zusammenhänge zwischen der Expression bestimmter Oberflächenmarker und dem klinischen Verlauf der Patienten helfen, die Prognoseeinschätzung von Patienten - über die Zytogenetik hinaus - weiter zu spezifizieren: So stellt die NCAM-positive Leukämie eine eigene Entität mit prognostisch schlechtem Verlauf unabhängig vom Karyotyp dar. Bei UPA-R- und/oder VLA-2-positiven AML-Fällen sollten aufgrund der verminderten Remissionswahrscheinlichkeit intensivere therapeutische Induktionstherapien eingeleitet werden. Für die Remissionsdauer ist sowohl die hohe Expression kostimulatorischer Moleküle, als auch die hohe Expression von Zytokinrezeptoren, die v.a. auf Stammzellebene wirksam sind und die die Expression von diesen kostimulatorischen Molekülen fördern, prognostisch ungünstig. Diese Patienten sollten bei intensiver Konsolidierungstherapie engmaschig kontrolliert werden und die Indikation zur Knochenmarkstransplantation sollte frühzeitig gestellt weren. In der Zytokintherapie werden G-CSF und GM-CSF regelmäßig in der Klinik zur Verkürzung der Neutropeniephase nach Chemotherapie eingesetzt. Dagegen konnte mit dem Einsatz von G-CSF und GM-CSF als Priming-Medikamente bisher noch kein eindeutiger klinischer Benefit für die Patienten erzielt werden. Die in dieser Arbeit vorgestellten Ergebnisse einer linienspezifischen und reifegradabhängigen Expression der Zytokinrezeptoren legen nahe, dass G-CSF als Primingmedikament v.a. bei granulozytär-differenzierten AML-Subtypen und GM-CSF eher bei monozytär-differenzierten AML-Subtypen eingesetzt werden sollte. In der Supportivtherapie, bei der die Stimulation von AML-Blasten nicht mehr gewünscht ist, sollten G- und GM-CSF genau umgekehrt eingesetzt werden. Da eine hohe Expression von FL-R und SCF-R mit einer schlechten Prognose für die Dauer des progressfreien Überlebens korrelierte, kann sich eine Stimulation dieser Rezeptoren durch die Gabe von SCF und FL in der Supportivtherapie eher ungünstig auswirken, ebenso wie beim Priming, da auch gesunde Stammzellen stimuliert und damit sensibler gegen Zytostatika werden. Darüber hinaus geben diese Ergebnisse auch Hinweise auf mögliche pathobiologische Bedeutungen und damit verbundener neuer therapeutischer Strategien bei der AML: So kann die erhöhte FL-R-Expression - wie bei der Tandemduplikation des FL-R auch - zu einer erhöhten, prognostisch ungünstigen Phophorylierung von Tyrosinkinasen führen. Auch der SCF-R aktiviert intrazellulär Tyrosinkinasen. Neue Medikamente, wie z.B. Tyrosinkinase-Inhibitoren, oder Dexamethason, das die FL-R-Expression auf den AML-Blasten herunterreguliert, könnten bei diesen AML-Patienten neue benefit-bringende therapeutische Möglichkeiten darstellen. Ebenso scheint die Immunantwort bei AML-Patienten trotz, oder vielleicht sogar gerade bei Expression von kostimulatorischen Molekülen vermindert zu sein, was die Gabe von immunstimulierenden Medikamenten, wie rIL-2 oder CTLA-4-Inhibitoren im Bereich der Immuntherapie sinnvoll erscheinen lässt. So leistet diese Arbeit nicht nur einen Beitrag zur Diagnostik, Prognose und Biologie der AML, sondern entwickelt in Zusammenschau mit bereits publizierten Daten neue, therapeutische Möglichkeiten für die Behandlung der AML.

EBV is a γ-herpes virus which is able to infect human resting B-cells and to transform them into permanently growing lymphoblastoid cell lines (LCLs). EBNA2 (Epstein-Barr virus nuclear antigen 2) is one of the first viral proteins expressed after in vitro infection and interacts with different cellular proteins like RBP-Jκ and PU.1. The EBNA2 protein acts as a transcriptional activator of the viral Latent Membrane Proteins 1 and 2 (LMP1 and LMP2) and the viral nuclear genes EBNA1, EBNA3A, -3B, -3C, EBNA-LP. Additionally EBNA2 is also able to transactivate cellular genes like CD21, CD23 or c-myc. To study the different EBNA2 target genes and the function of EBNA2 a LCL was established (ER/EB2-5 cells, Kempkes et al., 1995) harboring an estrogen-inducible EBNA2. In the presence of estrogen the ER/EBNA2 fusion protein (estrogen receptor binding domain) is located in the nucleus were EBNA2 can transactivate its target genes, whereas in the absence of estrogen the ER/EBNA2 fusion protein is kept in the cytoplasm and therefore inactive. The cells proliferate in the presence of estrogen and they arrest in the absence resulting in a phenotype similar to resting B-lymphocytes. By using the ER/EB2-5 cell line I could clearly show that the cell surface molecule CD83, belonging to the immunoglobuline superfamily (Zhou et al., 1992), is upregulated after the activation of EBNA2. By using a derivative ER/EB2-5 cell line that constitutively expressed LMP1 I could show that CD83 is still expressed even in the absence of functional EBNA2 suggesting that LMP1, the viral target gene of EBNA2, is responsible for the induction of CD83. Therefore I analysed the activation of the CD83 promoter by LMP1. LMP1 is a transmembrane protein with a short intracellular N-terminus, 6 hydrophobic transmembrane domains and a long intracellular C-terminus, containing C-terminal activator regions CTAR1, 2 and 3. The different CTAR regions are responsible for activating genes via NF-κB, ATF, AP1 and STAT signaling pathways. For the activation of its target genes LMP1 uses the same signaling molecules (TRAF, TRADD) as family members of the TNF-R family (CD40, TNF-R1, TNF-R2). The CD83 promoter was activated by LMP1 as shown by promoter luciferase reporter assays in 293-T cells. The induction was not observed in the absence of a NF-κB binding site in a CD83 promoter mutant. Furthermore LMP1 mutants which are mutated in the binding regions for TRAF2 (CTAR1) or TRADD (CTAR2) are not able to transactivate the CD83 promoter. By co-transfection of LMP1 and dominant/negative IκB the CD83 promoter could not be activated because of inactivation of NF-κB. These experiments clearly demonstrate that the CD83 promoter is transactivated by LMP1 via NF-κB. Additionally to the regulation of CD83 I was also interested in the functional role of CD83. Until now only little is known about the function of CD83. CD83 seems to have a specific role in the decision to single positive CD4+ T-cells in the thymus (Fujimoto et al., 2002). I have tested a possible co-stimulatory function of CD83 to CD4+ T-cells by retroviral expression of CD83 in non-professional antigen presenting cells (RCC). Indeed CD83 expression increased the CD4+ response in comparison to CD80 or GFP retroviral infected RCC cells. In mixed lymphocyte reactions this co-stimulatory effect could not be clearly demonstrated although a soluble CD83-Ig showed a small inhibitory influence. The identification of a CD83 ligand molecule could give new insights into the function of CD83. Therefore a CD83-Ig fusion protein as well as a CD83-tetramer construct were generated and used to screen for a potential ligand of CD83. First results showed that the CD83-Ig fusion protein and the CD83-tetramer construct bound to CD4+ and to CD8+ T-cells of isolated PBMCs as well as to activated T-cells in a culture of mixed T-cell populations.

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+ CD123(dim) and CD11c- CD123(high)) 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 It molecules, CD33 and low levers 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 gamma RIII (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. Copyright (C) 2000 S. Karger AG, Basel.