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Offenbar doch Diagnostiklücke bei Schnelltests. Warum die Lage in England anders ist. Und: Impfungen und Immune Escape. Die Themen mit den Timecodes: 00:01:42 Testzahlen aus den Diagnostiklaboren 00:03:45 Intensivbetten in Deutschland 00:07:33 Impfgeschwindigkeit und Umplanung Astra Zeneca 00:10:30 Öffnung in Immunität in Großbritannien 00:18:00 Neues zur Pathogenität von B.1.1.7 00:25:11 Israel-Studie: Varianten-Begünstigung bei immunisierter Bevölkerung 00:40:34 Impfperspektive und Bevölkerungseffekt 00:44:20 Impfdosen halbieren? 00:48:09 Diagnostiklücke bei Schnelltests 00:57:32 Schnelltests als Screening trotzdem zuverlässig 01:00:50 Beschlüsse des Bundeskabinetts zur Bundesnotbremse 01:07:10 Kreuzreaktivität bei T-Zellen zwischen Sars-CoV-2 und anderen Coronaviren 01:24:30 Vergleich Kreuzschutz und Impfung bei Influenza

Es wurden sechs turkey-Ig-like receptor (TILR) Sequenzen identifiziert, bestehend aus einer TILR-A, einer TILR-B und vier TILR-AB Sequenzen. Bei allen vier TILR-AB Sequenzen sind die fünf für die IgY-CHIR-AB-Bindung essentiellen Aminosäuren konserviert und für TILR-AB1 konnte die Bindung an IgY nachgewiesen werden. Interessanterweise bindet TILR-AB1 nicht nur IgY der Pute, sondern auch an IgY von Huhn, Wachtel und Fasan, die alle der Vogelfamilie der Phasanidae angehören. Bei drei ausgewählten Vertretern außerhalb dieser Familie (Graupapagei, Falke und Ente) konnte die IgY-Bindung an TILR-AB1 nicht nachgewiesen werden. Im Gegensatz zum Huhn, dessen CHIR-Familie auf einem Mikrochromosom lokalisiert ist, werden die in den Datenbanken vorhandenen TILR-Sequenzen und Fragmente dem Makrochromosom 3 zugeordnet. Auch im Expressionsmuster unterscheiden sich CHIR und TILR deutlich. Während die TILR-B-Expression nicht näher untersucht werden konnte, zeigte sich für TILR-A und TILR-AB, dass diese weder auf T- noch auf B-Zellen exprimiert werden. Auf Thrombozyten und Monozyten ist eine sehr hohe Expressionsrate sichtbar. Auffällig ist, dass der Großteil der TILR-A positiven Zellen auch TILR-AB coexprimiert. In den Datenbanken finden sich derzeit keine Hinweise auf das Vorhandensein von CHIR-Homologen bei Zebrafink, Fliegenschnäpper, Wellensittich und Ente. Auch die verfügbaren gegen CHIR gerichteten monoklonalen Antikörper zeigten auf Entenblut keine Kreuzreaktivität. Erst eine genaue Annotation der genomischen Daten wird Aufschluss darüber geben, inwiefern CHIR-homologe Rezeptorfamilien bei anderen Vogelspezies vorhanden und expandiert sind.

Desoxyribonuklerinsäure (DNA), die Erbinformation, definiert die Struktur und Funktion jeder Zelle. In Eukaryoten ist sie um Oktamere aus den Histonen H2A, H2B, H3 und H4 gewunden. Sie bilden mit der DNA höhere Strukturen, das sog. Chromatin. Die Struktur des Chromatins beeinflusst direkt die Aktivität der gebundenen DNA. Eukaryoten besitzen daher viele molekulare Mechanismen zu ihrer Veränderung, z.B. posttranslationale Modifizierungen (PTMs) von Histonproteinen oder den Austausch von kanonischen Histonen mit Histonvarianten (z.B. H3.1, H3.2, H3.3, u.a.). Für einige Varianten sind ihnen eigene, charakteristische PTMs beschrieben, z.B. die Phosphorylierung des Serins 31 der Variante H3.3 (H3.3S31ph). Die Histone Code Hypothesis postuliert, dass PTMs von Histonen in festen Mustern vorliegen können. Die Switch Hypothesis beschreibt die Regulation von Bindemolekülen an Histone durch benachbarte PTMs. Auf ihrer Grundlage wurde die These der Doppelmodifizierung einer bekannten Trimethylierung der Aminosäure (AS) Lysin 79 mit einer mutmaßlichen Phosphorylierung der AS Threonin 80 auf Histon H3 aufgestellt (H3K79me3T80ph). Neben der Etablierung eines einfachen Systems zur Identifizierung bisher unbeschriebener Phosphorylierungen bestand ein zweites Ziel dieser Arbeit im Nachweis der Phosphorylierung von H3 Threonin 80 in vivo. Eine weitere Zielsetzung lag in der genaueren Charakterisierung der bereits beschriebenen Varianten-spezifischen PTM H3.3S31ph, deren Expression zwar eng umschrieben ist, über deren spezifische Funktionen, Kinase und mögliche Effektorproteine aber wenig bekannt ist. Um einen Überblick über Phosphorylierungen verschiedener Histonroteine zu gewinnen, wurden unterschiedliche Polyacrylamidgel-Elektrophoresen Verfahren (PAGE) etabliert. Zum Einsatz kamen A/U-, T/A/U- und 2D-T/A/U-PAGE Verfahren. Sie ermöglichten in Übereinstimmung mit der Literatur die Auftrennung bekannter PTM und stehen nun für weiterführende Studien zur Verfügung. Der massenspektrometrische Nachweis der putativen PTM H3K79me3T80ph in vivo gelang nicht. Trotz optimierter Versuchsbedingungen konnte die Phosphorylierung weder in der MALDI-ToF, noch in der Orbitrap MS/MS nachgewiesen werden. Initiale Antikörperdaten wurde aufgrund einer aufgedeckten Kreuzreaktivität in Frage gestellt. Obgleich nicht mit letzter Sicherheit gesagt werden kann, dass H3K79me3T80ph in vivo nicht existiert, wurde die These letztlich verworfen. Die molekularbiologische Untersuchung der Varianten-spezifischen PTM H3.3S31ph ergab bei verifizierter Überexpression und Chromatin-Integration punktmutierter Histone übereinstimmend Hinweise auf einen Effekt der PTM auf die Zellteilung. Es konnte gezeigt werden, dass Serin 31 bzw. ihre PTM H3.3S31ph sowohl Zellzyklus, als auch Wachstums- und Proliferationsgeschwindigkeiten von HeLa Zellen beeinflusst. Dies argumentiert für eine aktivierende Funktion von H3.3S31ph in der Mitose. Weiter konnten mithilfe eines ELISAs fünf potentielle Proteinkinasen für H3.3S31ph identifiziert werden. Vorrangig kommt dabei die nukleäre Kinase PIM1 in Betracht. Zur weiteren Untersuchung potentieller Effektorproteine wurde in vitro ein molekularbiologisches Modellsystem etabliert. Es steht nun für weiterführende Studien zur Verfügung. Erste Vorarbeiten konnten bereits zeigen, dass hier evtl. Interaktionen mit dem Linkerhiston H1 eine wichtige Rolle spielen.

Die adoptive T-Zelltherapie ist eine attraktive Alternative zu konventionellen Therapien zur Behandlung von malignen Erkrankungen. So konnten bereits Tumorremissionen bei Melanompatienten nach adoptivem T-Zelltransfer erreicht werden (Dudley et al, 2002b; Morgan et al, 2006). Während im autologen System jedoch oft nur unzureichende Antitumorantworten zu generieren sind, zeigt der Erfolg der allogenen Stammzelltransplantation, dass im allogenen System T-Zellen hoch effektiv Tumorzellen bekämpfen können. Die allogene Stammzelltransplantation konnte auch bei B-Zell-Non-Hodgkin-Lymphomen, wie beispielsweise der chronischen lymphatischen Leukämie (CLL), mit Hilfe eines Transplantat-gegen-Leukämie-Effektes (Graft-versus-Leukemia, GvL) lang andauerndes, krankheitsfreies Überleben bewirken. Sie birgt aber ein sehr hohes Morbiditäts- und Mortalitätsrisiko auf Grund der Transplantat-gegen-Wirts-Erkrankung (Graft-versus-Host-Disease, GvHD) in sich. Die im Transplantat enthaltenen T Zellen sind hierbei sowohl für den erwünschten GvL-Effekt verantwortlich, gleichzeitig aber auch für die unerwünschte GvHD (Horowitz et al, 1990; Kolb et al, 2004). Zur Minimierung des Risikos einer GvHD könnten T Zellen eingesetzt werden, die spezifisch und allorestringiert Peptide von tumorspezifischen Antigenen erkennen und somit bevorzugt Tumorzellen angreifen. Die Reaktivität der T Zellen kann durch einen T Zellrezeptor (TZR)-Transfer auf sekundäre Zellen übertragen werden. Diese transgenen Zellen können dann mittels adoptivem T Zelltransfer im Patienten zur selektiven Bekämpfung von Tumorzellen zum Einsatz kommen. In Vorarbeiten wurde FMNL1 (formin related protein in leukocytes 1) als hoch attraktives tumorassoziiertes Antigen identifiziert, das in der chronischen lymphatischen Leukämie (CLL) und in anderen Lymphomen, sowie in Zelllinien solider Tumoren stark überexprimiert wird, während es in gesunden Zellen fast ausschließlich in hämatopoetischen Zellen vorkommt. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, allorestringierte FMNL1-peptidspezifische T-Zellen zu isolieren, zu charakterisieren und den T-Zellrezeptor dieser T-Zellen in sekundäre Zellen zu transduzieren. Hierzu wurden Peptide des tumorassoziierten Antigens FMNL1 mit Hilfe von Prädiktionsalgorithmen vorhergesagt und in T Zell-Stimulationsansätzen eingesetzt. Unter Einsatz von HLA-A2-positiven T2-Zellen als antigenpräsentierende Zellen, die mit dem prädizierten synthetischen Peptid FMNL1-PP2 beladen waren, ist es gelungen allorestringierte, FMNL1-PP2-spezifische T Zellen eines gesunden HLA-A2-negativen Spenders zu isolieren. Von 67 T-Zellklonen bzw. oligoklonalen T-Zellen konnte bei neun T-Zellklonen Allorestriktion und FMNL1-PP2-Peptidspezifität nachgewiesen werden. Der T-Zellklon SK22 war für diese neun T-Zellklone, die auf Sequenzebene einen identischen T-Zellrezeptor aufwiesen, repräsentativ. Der T-Zellklon SK22 zeigte in Reaktion auf peptidbeladene T2-Zellen eine hohe Peptidspezifität für FMNL1-PP2 im Kontext mit dem für SK22 allogenen HLA-A2. Nach Zielzellerkennung sezernierte der T-Zellklon Zytokine wie IFNγ, TNFα, GM-CSF und teilweise IL2. Der T Zellklon zeigte eine hohe Aktivität und mittlere Avidität gegen FMNL1 PP2-beladene T2-Zellen. Des Weiteren wurde die Reaktivität gegen unbeladene native Zellen getestet. Der T-Zellklon SK22 erkannte verschiedene Zellen, wenn sie HLA-A2-positiv waren und gleichzeitig FMNL1 exprimierten. Hierzu zählten zum einen maligne Zellen, darunter verschiedene Epstein-Barr-Virus (EBV)-positive und EBV-negative Lymphomzelllinien und die Nierenzellkarzinomzelllinie RCC26, die gut erkannt wurden sowie CD40-aktivierte CLL-Zellen, die schwächer erkannt wurden. Bei der Untersuchung von gesundem Gewebe wurden FMNL1-exprimierende HLA-A2-positive periphere Blutleukozyten (PBL) schwach und B-Zellen in mittlerer Stärke erkannt. HLA-A2-positive Zellen, die FMNL1 nicht exprimieren, wie beispielsweise Lungenfibroblasten, wurden vom T-Zellklon SK22 nicht erkannt. Der T Zellklon zeigte Kreuzreaktivität gegen neun verschiedene lymphoblastoide Zelllinien (LCL), die Allelvarianten von HLA-A2 exprimierten. Zusätzlich wurden 4 von 18 HLA-A2-negativen LCL-Zelllinien erkannt. Jeweils zwei dieser vom T Zellklon SK22 erkannten HLA-A2-negativen LCL-Zelllinien trugen ein gemeinsames MHC-Klasse-I-Molekül. Eines davon war HLA-A*3303, welches durch die Erkennung der HLA-A*3303-positiven Transfektante der C1R-Zelllinie bestätigt werden konnte. Das andere war HLA-A*6802, welches zur HLA-A2-Superfamilie gehört. Der T-Zellrezeptor des T-Zellklons SK22 wurde identifiziert, sequenziert und kloniert, sowie mit Hilfe von Retroviren in sekundäre Zellen eingebracht. Durch den Transfer des T Zellrezeptors von SK22 in sekundäre Zellen konnte nachgewiesen werden, dass dieser T Zellrezeptor für die spezifische Reaktivität des T-Zellklons SK22 verantwortlich war. Dies zeigte sich in der T-Zellrezeptor-Oberflächenexpression nach Transduktion in Jurkat76-CD8α-Zellen und in der Übertragung der Funktionalität des T-Zellklons in PBL. Der T Zellrezeptor von SK22 ist ein „schwacher“ Rezeptor, da er in der Konkurrenzsituation mit einem weiteren Rezeptor nur in geringem Grade an der Zelloberfläche von PBL exprimiert wurde. Durch einen Austausch der jeweiligen konstanten Regionen der T-Zellrezeptor-SK22-Sequenzen durch die konstanten Bereiche eines murinen T-Zellrezeptors konnten in der Summe verbesserte Expressionswerte in Jurkat76-Zellen und eine verbesserte Funktionalität in PBL erreicht werden. Der T-Zellklon SK22 zeigte Allorestriktion, FMNL1-PP2-Peptidspezifität und Zytotoxizität gegen FMNL1-exprimierende Zellen, insbesondere gegen Tumorzellen. Die beobachtete Kreuzreaktivität ist Fokus weiterführender Untersuchungen. Im Fall des T-Zellrezeptors von SK22 bedeutet es, dass Spender und Patienten sorgfältig nach Analyse des gesamten MHC-Klasse-I-Expressionsmuster ausgewählt werden müssen. Im Rahmen einer haploidentischen Stammzelltransplantation ist jedoch der klinische Einsatz dieses spezifischen T-Zellrezeptors zur Behandlung von B-Zell-Non-Hodgkin-Lymphomen und anderen FMNL1-überexprimierenden Tumorerkrankungen vielversprechend.

Monoklonale Antikörper sind unverzichtbare Hilfsmittel, um Proteinkomplexe aus Zellen zu isolieren oder Proteine in Gewebeschnitten zu lokalisieren. Sie dienen auch dazu, Entwicklungsvorgänge aufzuklären. Dabei wird als Modellorganismus für Vertebraten oft der Zebrafisch gewählt, da er sich asaisonal vermehrt, eine zahlreiche Nachkommenschaft hat und sowohl die Befruchtung als auch die Entwicklung außerhalb des Mutterleibs erfolgt. Im Rahmen dieser Arbeit wurden monoklonale Antikörper generiert, die spezifisch mit neuronalen Geweben und Organen des Zebrafisches reagieren. Zur Immunisierung wurde Gehirngewebe des Zebrafisches verwendet. Immunisiert wurden Ratten. Antikörperbildende B-Zellen aus der Ratte wurden mit einer Mausmyelom-Zelllinie fusioniert. Proteine von Interesse wurden mit Hilfe der Antikörper aus Zelllysaten des Zebrafisch-Gehirns immunpräzipitiert und durch Elektrophorese in Polyacrylamidgelen aufgetrennt. Die durch Antikörper detektierbaren Banden wurden ausgeschnitten und die enthaltenen Proteine mit massenspektrometrischen Techniken identifiziert. In einem weiteren Ansatz diente eine in λ-Phagen einklonierte Genbank der Expression der Proteine. Die Proteine wurden ebenfalls mit monoklonalen Antikörpern identifiziert. Die Phagen, die diese Proteine produzierten, wurden vermehrt und die für das Protein kodierende DNA sequenziert. Wir haben unsere Anstrengungen vor allem auf Proteine neuronalen Ursprungs konzentriert, weil diese Strukturen in den Fischen besonders deutlich markiert wurden. Histologische Untersuchungen an anderen Spezies ergaben, dass die Antikörper mit neuronalen Strukturen vieler Spezies reagierten, was auf eine hohe Konservierung der Proteine in der Phylogenese schließen lässt. Aus drei Fusionen mit Milzzellen von immunisierten Ratten wurden 2400 Zellüberstände erzeugt, die auf ihre Immunglobulin-Subklasse getestet wurden. IgG-positive Überstände wurden auf histologischen Schnitten untersucht. Schließlich wurden 17 Klone etabliert, die mit Nervengewebe des Zebrafisches reagierten, und weitere 9 Klone, die sowohl mit neuronalen Zellen des Zebrafisches als auch mit neuronalem Gewebe anderer Spezies reagierten. Die von den einzelnen Antikörpern erkannten Proteine wurden entweder massenspektrometrisch oder mittels einer Expressionsgenbank, die aus drei Tage alten Zebrafischlarven hergestellt wurde, identifiziert. Es wurden Antikörper gegen folgende Proteine gefunden: 1. Tenascin R 2. Plasticin 3. TOPAP 4. VAT-1 Es wurden 16 monoklonale Antikörper, die gegen fünf verschiedene humane Antigene hergestellt worden waren, auf Kreuzreaktivität mit Zebrafischgehirn getestet. Die Antikörper reagierten sowohl mit dem Hirn des Zebrafisches als auch mit dem Hirn acht verschiedener Säugerspezies. Im zweiten Teil der Arbeit wurde der Versuch unternommen, gezielt gegen ein Fusionskonstrukt, das Teile des humanen Parkins enthielt, monoklonale Antikörper herzustellen. Aus vier Fusionen wurden nur drei spezifisch mit dem Antigen reagierende Antikörper selektiert, die auch im Western-Blot mit Parkin reagierten. In vivo wurde das Antigen in histologischen Schnitten jedoch nicht erkannt.

In der vorliegenden Arbeit wurde ein Verfahren entwickelt, das es erlaubt, von in silico Sequenzdaten ausgehend einzelne Proteine in Proteomen direkt zu adressieren. Diese gezielte, quantitative Detektion einzelner Proteine im Proteom ist mit den klassischen Methoden der Proteomanalyse (2D Gelelektrophorese mit anschließender proteinchemischer Identifizierung einzelner Spots) nicht möglich, da das Laufverhalten des „gesuchten“ Proteins, aufgrund potentieller posttranslationaler prinzipiell nicht hinreichend genau vorhergesagt werden kann. Das im Rahmen dieser Arbeit entwickelte Verfahren beruht auf der Generierung von Peptid-Antikörpern, die sensitiv und spezifisch einzelne Proteine in Proteomen detektieren können. Die benötigten Peptid-Antigene werden hierfür ausschließlich von in silico Sequenzinformationen des Zielproteins abgeleitet und vollsynthetisch hergestellt. Zunächst wurde Entwicklungsarbeit bezüglich der effizienten Titration Peptid-induzierter Antiseren geleistet. Die ELISA-Analyse Peptid-induzierter Antikörper ist nicht trivial, weil Standard-Mikrotiterplatten mit kurzen synthetischen Peptiden nur mangelhaft beschichtet werden können, was geringe Sensitivität der Analyse zur Folge hat. Es konnte gezeigt werden, dass durch die Kopplung von biotinylierten Peptiden an Streptavidin-beschichtete Mikrotiterplatten die Sensitivität der ELISA-Analyse deutlich gesteigert werden konnte und das System hervorragend für die Titration Peptid-induzierter Seren geeignet ist. Wesentliche Entwicklungsarbeit wurde hinsichtlich geeigneter Carrier-Systeme zur Steigerung der Immunantwort gegen das Peptid-Antigen geleistet. Hierfür wurden verschiedene Carrier auf Kunststoffbasis, verschiedene klassische Protein-Carrier und kurze peptidische T-Zell-Epitope getestet. Mit einem vollsynthetischen, 15 AS langen Masernvirus-Fusions-Protein-T-Zell-Epitop konnte die Immunantwort am effektivsten gesteigert werden. Mit diesem Peptid-Carrier gelangen höhere Raten erfolgreicher Immunisierungen als mit den klassischen Carrier-Proteinen. Der wesentliche Vorteil dieses vollsynthetischen Carrier-Systems ist, dass die Induktion unerwünschter Kreuzreaktivität durch das Carrier-Protein und der daraus folgende Verlust an Spezifität der Seren a priori vermieden wird. Außerdem können diese Konstrukte, ohne chemische „Crosslinker“, vollsynthetisch und in hoher Reinheit hergestellt und deren Identität, im Gegensatz zu Protein-gekoppelten Peptiden, mittels MS verifiziert werden. Als anspruchsvoller Sensitivitäts- bzw. Spezifitätstest, wurden mit Peptid-induzierten Antikörpern im 2D-Western-Blot, Proteine diverser Funktionsklassen nachgewiesen. Alle Zusammenfassung 165 nachzuweisenden Proteine wurden im 2D-Western-Blot gezielt und hintergrundfrei detektiert. Die Detektionsgrenze der Peptid-induzierten Seren lag zwischen 313 fmol und 4 fmol Einzelprotein, was sensitiver ist als die routinemäßig verwendeten MS-basierten Proteinidentifizierungs-Verfahren. Mit Peptid-Arrays, die mit der Technik der Spot-Synthese hergestellt wurden, ist das Bindungsverhalten der Peptid-induzierten Antikörper weiter untersucht worden. Dabei konnte festgestellt werden, dass überraschenderweise die überwiegende Zahl der generierten Peptid-induzierten Antikörper an definierte ca. 5-9 AS lange Teilsequenzen der bis zu 20 AS langen Peptid-Antigene binden. Diese besonders bemerkenswerte Eigenschaft, die bislang nur in Zusammenhang mit monoklonalen Antikörpern bekannt ist, gab den Anlass, das Verfahren zum Patent anzumelden. Ferner wurde ein Verfahren entwickelt, das unter Verwendung von Peptid-induzierten Antiseren die Produktion von Antikörper-basierten Chips ermöglicht. Mit Protein A Partikeln als feste Phase ist es im Unterschied zu anderen häufig verwendeten Trägermaterialien gelungen, eine ausreichende Menge an Antikörpern direkt aus dem Rohserum zu binden, um einzelne Proteine in komplexen Proteingemischen (z.B. eukaryontischen Zell-Lysate) zu detektieren. Das Verfahren hat den Vorteil, dass einfach und schnell größere Mengen von Partikeln beschichtet und asserviert werden können. Mit den Partikeln können z.B. Antikörperchips individuell, für spezifische Fragestellungen angefertigt werden (sog. „custom designed“ Antikörperchips). Dadurch wird es möglich, ein Set von Proteinen in einer Vielzahl von Proben schnell, parallel und quantitativ zu detektieren.

The aetiology of multiple sclerosis (MS) is believed to involve environmental factors that disrupt self-tolerance to myelin autoantigens but their identity and mode of action are unknown. This study reports that the epitope specificity of autoantibodies to the myelin oligodendrocyte glycoprotein (MOG), an important candidate autoantigen in MS, is heterogeneous and that MOG exhibits extensive immunological cross-reactivity with the bovine milk protein butyrophilin (BTN), an ubiquitous dietary antigen. In a subset of MS patients this cross-reactive antibody response is significantly enhanced and are selectively sequestered in the central nervous system (CNS) suggesting that this cross-reactive immune response may play an active role in the pathogenesis of MS. Immunological cross-reactivity between MOG and BTN may modulate the composition and pathogenicity of the MOG-specific autoimmune response. In one scenario this response might be innocuous or even protective due to the induction of oral tolerance by BTN that cross-reacts with MOG. Alternatively, cross-reactive antibodies and pro-inflammatory Th1 T cell responses may target humoral and cellular effector mechanisms to attack white matter tracts in the CNS of susceptible patients.