Seroprävalenz und Risikofaktoren der West-Nil-Virus-Infektion bei Pferden in Mitteldeutschland

Einleitung: Das West-Nil-Virus (WNV) ist ein Arbovirus (engl.: arthropod-borne virus) aus der Familie der Flaviviridae. Vorrangig wird das WNV in einem Vogel-Stechmücken-Vogel-Zyklus übertragen, allerdings können auch Pferde und Menschen als Fehlwirte infiziert werden (CHANCEY et al. 2015). Bei etwa 8–10 % der infizierten Equiden kommt es zum Auftreten neurologischer Symptome mit teils schweren und fatalen Krankheitsverläufen (BUNNING et al. 2004). Im Jahr 2018 wurden die ersten zwei equinen WNV-Infektionen in Deutschland nachgewiesen (ZIEGLER et al. 2019). Alle seither gemeldeten equinen WNV-Infektionen konzentrieren sich auf den mitteldeutschen Raum (TSIS 2022). Informationen zur Seroprävalenz der WNV-Infektionen in der hiesigen Pferdepopulation existieren jedoch nicht. Ziele der Untersuchung: Anhand einer Querschnittsstudie sollte die Seroprävalenz equiner WNV-Infektionen in einem Gebiet mit erwarteter Viruszirkulation bestimmt werden. Darüber hinaus sollte die Seroprävalenz in Landkreisen mit gemeldeten equinen Infektionen (Fall-Landkreisen, LK) und solchen ohne bisher registrierte equine WNV-Infektionen (Kontroll-LK) verglichen werden. In einem zweiten Studienteil sollten anhand der Erhebung pferde- und betriebsspezifischer Daten sowie Informationen zum individuellen und betrieblichen Mückenmanagement Risikofaktoren für eine WNV-Infektion von Pferden in Mitteldeutschland ermittelt werden. Tiere, Material und Methoden: Im Jahr 2020 wurde ein Studiengebiet mit neun Landkreisen (LK) aus drei Bundesländern definiert. In sechs Fall-LK wurden in den Jahren 2018/2019 equine WNV-Infektionen registriert, während in drei Kontroll-LK keine registrierten Fälle vorlagen. Pferdehalter mit fünf und mehr gemeldeten Equiden wurden zur freiwilligen Teilnahme an der Studie eingeladen. Eingeschlossen wurden klinisch gesunde Pferde, die mindestens 12 Monate alt, nicht gegen das WNV geimpft und dauerhaft in der Region gehalten wurden. Alle Seren wurden in einem kompetitiven ELISA (cELISA) auf flavivirenspezifische Antikörper untersucht. Um akute Infektionen zu detektieren, wurden alle reaktiven Seren (positiv und fraglich) weiterhin auf das Vorliegen von IgM-Antikörper untersucht. Verifiziert wurden die cELISA-reaktiven Seren im Neutralisationstest (VNT). Analysiert wurde neben WNV auch das mit ihm serologisch eng verwandte Usutu-Virus (USUV) und das Frühsommer-Meningoenzephalitis-Virus (FSMEV). Für die Risikofaktorenanalyse wurden epidemiologische Daten in Form eines Fragebogens für alle teilnehmenden Pferde erhoben und statistisch mittels Logistischer Regression ausgewertet. Ergebnisse: Zwischen September und November 2020 wurden 940 Pferde aus 127 Betrieben beprobt. Insgesamt 106 Seren waren im cELISA reaktiv; hiervon wurden bei sechs Pferden IgM-Antikörper festgestellt. Im VNT zeigten 54/106 Pferden neutralisierende Antikörper gegen das WNV, 35/106 Pferden Antikörper gegen das FSMEV und 8/106 Seren neutralisierten das USUV. Die WNV-Seroprävalenz lag auf Pferde-Ebene bei 5,8 % und auf Betriebsebene bei 21,3 %, In den Fall-LK war die Seroprävalenz mit 7,2 % signifikant höher als in den Kontroll-LK mit 2,7 %. Seropositive Pferde konnten in allen sechs Fall-LK, und in zwei der drei Kontroll-LK ermittelt werden. Das Regressionsmodell zeigte einen signifikanten Einfluss auf die Seropositivität für sechs Variablen. Der Typus Pony und eine zunehmende WNV-Impfdichte im Betrieb verringerten die Wahrscheinlichkeit der Seropositivität, während die Haltung in einem Fall-LK, 24h Zugang zum Auslauf, die Existenz eines Unterstandes im Auslauf und die Verwendung einer Fliegendecke die Wahrscheinlichkeit der Seropositivität erhöhten. Schlussfolgerungen: Die Ergebnisse bestätigen eine WNV-Zirkulation in Mitteldeutschland mit einer Seroprävalenz von 5,8 % in der lokalen Pferdepopulation. Neben dem WNV zirkulieren mit FSMEV und USUV mindestens zwei weitere eng verwandte Flaviviren in der Region, wovon die durch das FMEV ausgelöste FSME als Differentialdiagnose für Erkrankungen mit neurologischen Erscheinungsformen in Betracht gezogen werden sollte. In Bezug auf die Risikofaktoren bleibt fraglich, ob Ponys einem reduzierten Risiko der Infektion unterliegen. Die Haltung in Landkreisen mit bereits registrierten equinen WNV-Infektionen sowie ein permanenter Zugang zum Auslauf in der insektenreichen Zeit von April bis November steigert das Risiko einer WNV-Infektion für Pferde.:1 Einleitung 2 Literaturübersicht 2.1 Das West-Nil-Virus 2.1.1 Virusstruktur und Taxonomie 2.1.2 Übertragung 2.1.3 Epidemiologie 2.1.4 Pathogenese und Pathologie 2.1.5 Immunologie 2.1.6 Diagnostik 2.1.7 Klinische Symptomatik 2.1.8 Therapie und Prophylaxe 2.1.9 Tierseuchenrechtliche Regelung equiner WNV-Infektionen 2.2 Das Frühsommer-Meningoenzephalitis-Virus 2.2.1 Virusstruktur und Taxonomie 2.2.2 Übertragung 2.2.3 Epidemiologie 2.2.4 Pathogenese und Immunologie 2.2.5 Diagnostik 2.2.6 Klinische Symptomatik 2.3 Das Usutu-Virus 2.3.1 Virusstruktur und Taxonomie 2.3.2 Übertragung 2.3.3 Epidemiologie 2.3.4 Pathogenese und Immunologie 2.3.5 Diagnostik 2.3.6 Klinische Symptomatik 3 Ziele der Studie 4 Publikation 4.1 Stellungnahme zum Eigenanteil 4.2 Ergänzende Daten der Publikation 4.2.1 Tabelle 1: Beschreibung teilnehmender Betriebe 4.2.2 Tabelle 2: Deskriptive Statistik auf Pferde-Ebene 4.2.3 Tabelle 3: Laborergebnisse Serologie 4.2.4 Tabelle 4: Univariate Analyse 4.2.6 Tabelle 5: Logistische Regression 5 Diskussion 5.1 WNV-Seroprävalenz 5.1.1 Vergleich innerhalb Europas 5.1.2 Vergleich zwischen Fall- und Kontroll-Landkreisen 5.2 Verbreitung FSMEV 5.3 Verbreitung USUV 5.4 Risikofaktoren für WNV-Seropositivität 5.4.1 Typus 5.4.2 Landkreise 5.4.3 Haltungsform und die Existenz eines Unterstandes 5.4.4 WNV Impfdichte im Betrieb 5.4.5 Nutzung einer Fliegendecke 6 Zusammenfassung 7 Summary 8 Literaturverzeichnis 9 Danksagun

Investigating tumor cell-specific barriers for immunotherapy

The notion of harnessing the patient’s intrinsic immune system to target tumor cells has sparked the development of immunotherapy as a promising new approach to treat cancer. However, only a minority of patients benefit from currently available immunotherapeutic approaches, as many tumors escape immune attacks and develop immune evasion mechanisms. Hence, it is crucial to identify cellular factors that influence the success of immune cell-mediated tumor clearance. In this project, I developed a genetically defined autochthonous liver cancer mouse model with conditional neoantigen expression for the investigation of neoantigen-mediated immune responses and immunotherapeutic treatments. In addition to that, I used primary neoantigen-expressing tumor cells and antigen-specific T cells to establish a co-culture assay in order to study mechanisms of cytotoxic T cell-mediated killing. This assay was further used to perform a lentiviral CRISPR/Cas9 screen, which identified new tumor cell-specific mediators of T cell-dependent killing, among others Activin A receptor type I (Acvr1). Additional experiments validated the role of Acvr1, a type I receptor serine kinase of the bone morphogenetic protein (BMP) pathway, in T cell-mediated killing. Moreover, I could show that Acvr1 knock-out reduced T cell killing efficiency by downregulating the expression of the death receptor Fas, thus reducing FAS ligand (FASLG)-mediated apoptosis induction. In summary, this study included the establishment of new in vivo and in vitro model systems for the investigation of neoantigen-specific immune responses and tumor cell clearance. With that, I was able to identify Acvr1 as new mediator of T cell-dependent tumor cell killing and prospective drug target. These findings offer the opportunity to further explore and improve immunotherapeutic approaches to potentially enhance the success rate of immunotherapies in the future

Seroprevalence and Risk Factors for EquineWest Nile Virus Infections in Eastern Germany, 2020

West Nile virus (WNV) infections were first detected in Germany in 2018, but information about WNV seroprevalence in horses is limited. The study’s overall goal was to gather information that would help veterinarians, horse owners, and veterinary-, and public health- authorities understand the spread of WNV in Germany and direct protective measures. For this purpose, WNV seroprevalence was determined in counties with and without previously registered WNV infections in horses, and risk factors for seropositivity were estimated. The cohort consisted of privately owned horses from nine counties in Eastern Germany. A total of 940 serum samples was tested by competitive panflavivirus ELISA (cELISA), and reactive samples were further tested by WNV IgM capture ELISA and confirmed by virus neutralization test (VNT). Information about potential risk factors was recorded by questionnaire and analyzed by logistic regression. A total of 106 serum samples showed antibodies against flaviviruses by cELISA, of which six tested positive for WNV IgM. The VNT verified a WNV infection for 54 samples (50.9%), while 35 sera neutralized tick-borne encephalitis virus (33.0%), and eight sera neutralized Usutu virus (7.5%). Hence, seroprevalence for WNV infection was 5.8% on average and was significantly higher in counties with previously registered infections (p = 0.005). The risk factor analysis showed breed type (pony), housing in counties with previously registered infections, housing type (24 h turn-out), and presence of outdoor shelter as the main significant risk factors for seropositivity. In conclusion, we estimated the extent of WNV infection in the resident horse population in Eastern Germany and showed that seroprevalence was higher in counties with previously registered equine WNV infections

Activating CAR and β-catenin induces uncontrolled liver growth and tumorigenesis

Aberrant β-catenin activation contributes to a third or more of human hepatocellular carcinoma (HCC), but β-catenin activation alone is not sufficient to induce liver cancer in mice. Differentiated hepatocytes proliferate upon acute activation of either β-catenin or the nuclear xenobiotic receptor CAR. These responses are strictly limited and are tightly linked, since β-catenin is activated in nearly all of the CAR-dependent tumors generated by the tumor promoter phenobarbital. Here we show that full activation of β-catenin in the liver induces senescence and growth arrest, which is overcome by combined CAR activation, resulting in uncontrolled hepatocyte proliferation, hepatomegaly, and rapid lethality despite maintenance of normal liver function. Combining CAR activation with limited β-catenin activation induces tumorigenesis, and the tumors share a conserved gene expression signature with β-catenin positive human HCC. These results reveal an unexpected route for hepatocyte proliferation and define a murine model of hepatocarcinogenesis with direct relevance to human HCC